„Warme Kante“ ist ein Begriff, der im Zusammenhang mit Wärmedämm-Isolierglas und energieeffizienten Fenstersystemen immer häufiger für den Isolierglas-Randverbund verwendet wird. Zu seinem Verständnis ist mehr Wissen zu bauphysikalischen Zusammenhängen und Normen notwendig, als man im ersten Moment vermutet.

Die Scheiben einer Isolierglaseinheit werden im Randverbund mittels Abstandhalter-Profils „auf Abstand“ gehalten. So entsteht der edelgas- oder luftgefüllte Scheibenzwischenraum, auf dem die Dämmwirkung der ISO-Einheit beruht. Konventionell werden Hohlkammerprofile aus Alu als Abstandhalter verwendet. Aluminium ist ein Werkstoff, der Wärme sehr schnell weiterleitet, es hat einen hohen Wärmeleitfähigkeitswert. Der Abstandhalter stellt eine direkte Verbindung von raum- und außenseitiger Glasscheibe her.

Sind die Abstandhalter der Isolierverglasung aus Aluminium, entsteht dadurch am Bauteil Fenster eine linienförmige Wärmebrücke von beachtlicher Länge: Die Heizwärme wird mehr oder weniger ungebremst ins Freie geleitet, und das ringsherum entlang des Übergangsbereichs von Glas zu Rahmen, an jedem Fenster.

Das schlägt sich nicht nur in der Energiebilanz des Gebäudes nieder, sondern führt an der Glaskante auch zur Abkühlung der raumseitigen Oberflächentemperatur – die Kante wird kalt. Sinkt die Oberflächentemperatur unter die Taupunkttemperatur der umgebenden Luft, fällt dort Tauwasser aus – ein oft von Verbrauchern reklamierter Komfort- und Hygienemangel. Neben der Gesundheitsgefahr für die Bewohner können bei längerem Auftreten von Tauwasser Schäden an den Fensterrahmen entstehen.

Für Isolierglas-Abstandhalter, die die Wärmebrücke am Glasrand reduzieren, also die raumseitige Glaskante wärmer halten, wurde bereits in den 80er Jahren in den USA der Begriff „warm edge“ geprägt. Dieser wurde als „Warme Kante“ in den deutschen Sprachgebrauch übernommen. Die „Warme Kante“ ist also eine Kurzbezeichnung für wärmetechnisch verbesserten Randverbund von Isolierglas.

Heute sind für die „Warme Kante“ eine Vielzahl von Abstandhalter-Lösungen im Markt verfügbar. Mehr und mehr werden diese wärmetechnisch verbesserten Abstandhalter in modernen Wärmedämmgläsern eingesetzt. Insbesondere in 3-fach-Isolierglas ist die Verwendung solcher Systeme sinnvoll.

Der Isolierglas-Randverbund ist ein bislang wenig beachteter Bereich mit großer Wirkung – seine wärmetechnische Verbesserung mit modernen „Warme-Kante-Abstandhaltern“ ist in jedem Fall eine wirtschaftliche Maßnahme zur Energieeinsparung an Fenstern und Fassaden. Der optimierte Randverbund leistet einen wertvollen Beitrag zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden, indem er die Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern (U_w) reduziert.

Zu beachtende Normen

Die Europäische Grundlagennorm zum wärmetechnischen Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen DIN EN ISO 10077 beschreibt in ihrem Teil 1 die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten Fenster U_w aus den Werten für Rahmen U_f, Verglasung U_g und dem längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ_g des Glas-Rahmen-Verbindungsbereichs im vereinfachten Verfahren. Teil 2 der Norm erläutert die detaillierte Berechnung der Einzelwerte U_f und Ψ_g in einem numerischen Verfahren.

In Teil 1 werden für die vereinfachte Ermittlung von U_w für U_f und U_g Tabellenwerte oder auf anderen Wegen ermittelte Eingangswerte verwendet. Für die längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten des Glas-Rahmen-Verbindungsbereichs, die Ψ_g-Werte (sprich Psi-Werte), stehen im Anhang E zu Teil 1 der Norm zwei Wertetabellen zur Verfügung.

Was ein Abstandhalter mit wärmetechnisch verbesserter Leistungsfähigkeit ist, wird gemäß Definition in Anhang E nach folgender Gleichung bestimmt:

Σ (d • λ) ≤ 0,007 W/K

Dabei wird nur der Abstandhalter, nicht der gesamte Isolierglas-Randverbund inklusive Dichtstoff, betrachtet. Die senkrecht zur Hauptwärmestromrichtung orientierten Wandstärken d werden mit der jeweiligen Wärmeleitfähigkeit λ des Materials multipliziert und aufsummiert. Ist das Ergebnis kleiner oder gleich 0,007 W/K, darf man das Abstandhaltersystem als wärmetechnisch verbessert, kurz als „Warme Kante“, bezeichnen.

Die Eingangsdaten werden mit folgender Formel zum U_w-Wert des Fensters zusammengefügt:

Der Wärmedurchgangskoeffizient U_g bezieht sich auf den Mittenbereich der Verglasung, der von der Wärmebrücke am Rand ungestört ist.

Der Wärmedurchgangskoeffizient U_f beschreibt nur den Rahmen, ohne eingesetzte Verglasung.

Der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient Ψ_g (Psi-Wert) steht für die Wärmeleitung, die durch die Wechselwirkung von Rahmen, Glas und Abstandhalter entsteht und wird maßgeblich von der Wärmebrückenwirkung des Abstandhalters bestimmt. Der Psi-Wert Ψ_g beschreibt also den physikalischen Vorgang an der Übergangsstelle von Verglasung zu Rahmen und ist deshalb nicht einfach nur eine einzige, feste Kennzahl pro Abstandhaltersystem.

Die einfache Psi-Werte-Tabelle E.2 aus Teil 1 der Norm EN 10077 wird dem Wunsch der Fensterhersteller nach besten Werten nicht immer gerecht – Tabellenwerte für vereinfachte Verfahren liegen auf der sicheren Seite. Die detaillierte Einzelfallberechnung nach Teil 2 würde jedoch viele Fensterhersteller vor die fast unlösbare Aufgabe der Berechnung aller Fenstersystemvarianten mit allen in Frage kommenden Verglasungen und Abstandhaltersystemen stellen. Deshalb hat sich in den letzten Jahren die Verwendung von sogenannten repräsentativen Psi-Werten eingebürgert.

Datenblätter für „Warme Kante-Systeme“

In einem Forschungsvorhaben wurden für alle maßgeblichen europäischen „Warme KanteSysteme“ neue, repräsentative Psi-Werte ermittelt. Da sie unter exakt gleichen Randbedingungen entstanden, lassen sie einen objektiven Vergleich der wärmetechnischen Leistungsfähigkeiten zu. Der Güteausschuss der RAL-Gütegemeinschaft hat die Eingangsdaten für die Berechnung auf Plausibilität geprüft sowie die Systemtauglichkeit für CE-Kennzeichnung über Vorlage von Systemprüfungen nach EN 1279 Teil 2 und 3 nachvollzogen. Die repräsentativen System-Psi-Werte können für gängige Fenstersysteme zur vereinfachten U_w-Wert-Ermittlung herangezogen werden, da sie hinreichend genaue Ergebnisse liefern.

Für alle beteiligten Isolierglas-Abstandhaltersysteme oder besser Isolierglas-Randverbundsysteme wurden einheitliche Datenblätter erstellt. Das Systemdatenblatt enthält neben einer Beschreibung der Abstandhalter-Materialien und ihrer Wärmeleitfähigkeiten die Psi-Werte für 2-fach- und 3-fach-Verglasung in jeweils den vier repräsentativen Rahmenprofilen für Holz, Holz-Aluminium, Kunststoff und Aluminium. Das detaillierte Verfahren ist in der ift-Richtlinie WA08/1 beschrieben. Eine positive Systemprüfung nach EN 1279 Teil 2 und 3 ist für die Erstellung des Datenblatts durch den Verband in jedem Fall Voraussetzung. Die Datenblätter stehen auf der Website des Bundesverband Flachglas zum Download frei zur Verfügung.

Zur Vermeidung von Rundungsfehlern wurden die Psi-Werte im Datenblatt auf 0,001 W/mK ­ angegeben. Das Verfahren zur rechnerischen ­Bestimmung der Psi-Werte hat eine allgemein akzeptierte Genauigkeit von ± 0,003 W/mK. ­Unterschiede in den Psi-Werten von weniger als ­ 0,005 W/mK sind daher nicht signifikant und machen sich bei der Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern (U_w-Wert) nur in Ausnahmefällen aufgrund der Rundung bemerkbar. Bei Sonderkonstruktionen werden teilweise detaillierte Isothermenberechnungen durchgeführt. Um diese Berechnungen nach DIN EN ISO 10077-2 zu erleichtern, sind in den Datenblättern auch Angaben für eine vereinfachte Behandlung des Abstandhalterquerschnitts mithilfe einer äquivalenten Wärmeleitfähigkeit enthalten.

Äquivalente Wärmeleitfähigkeiten für andere Scheibenabstände lassen sich durch Interpolation ermitteln. —

http://www.bundesverband-flachglas.de