VAMOS - Vakuumglas-Kastenfenster: Performance-Monitoring in Sanierungsprojekten

Status

laufend

Ausgangssituation/Motivation

Die thermische Ertüchtigung von transparenten Bauteilen gehört zu dem Standardportfolio der thermischen Ertüchtigung von Bestandsbauwerken. Oftmals wurden in der Vergangenheit und werden auch heute bestehende Fensterkonstruktionen - vor allem Kastenfenster - gegen solche mit Mehrscheibenverglasungen getauscht. 

Dieser Tausch ist aber nur selten verträglich im sensiblen Gebäudebestand des architektonischen Erbes. Allzu oft geht ein wesentlicher Teil des Charakters von historischen Bauwerken mit wenig sensiblen Sanierungen im Fensterbereich zugrunde. Bis dato gab es allerdings auch nur bedingt geeignete Sanierungsmaßnahmen für Kastenfenster, bei welchen die Gesamtkonstruktion im Großen und Ganzen gleich bleibt, aber eine signifikante Performanceverbesserung erzielt werden kann.

Vakuumgläser bieten hier neue Möglichkeiten, deren Einsatz zur Sanierung von Vakuumgläsern erfordert aber ausführliche und strukturierte empirische wie auch simulations- und laborgestützte Forschungs- und Entwicklungsarbeit.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Projekt VAMOS befasst sich mit der Sanierung von Kastenfenstern mittels Vakuumglas. Vakuumgläser sind zweischalige Glaskonstruktionen, die einen evakuierten Zwischenraum besitzen. Diese Gläser haben durch den weitest-gehenden Entfall der Wärmetransportmechanismen Wärmeleitung und Konvektion eine sehr gute thermische Performance (UG-Werte von 0,4 - 0,6 W.m-2.K-1).

Durch ihre spezielle Konstruktion erfordern solche Gläser aber auch die detaillierte Berücksichtigung der Spezifika in der Fensterkonstruktion. Im Vorprojekt VIG-SYS-RENO (Sondierung) konnte die prinzipielle Anwendbarkeit von Vakuumgläsern in Kastenfenstern bewiesen werden, jedoch noch keine Umsetzung unter Realbedingungen bewerkstelligt werden.

Methodische Vorgehensweise

Aufbauend auf den Erkenntnissen aus den Vorprojekten VIG-SYS-RENO, MOTIVE und FIVA sollen für unterschiedliche Kastenfenster zunächst Sanierungsvarianten erdacht werden. Diese werden einer rigorosen Testreihe sowohl virtueller, wie auch physischer Natur unterzogen um dann eine Entscheidung für einen entsprechenden Bau und einen entsprechenden Einbau zu treffen. 

Hierbei geht es um die Frage, ob die Vakuumgläser auf der Innen- oder auf der Außenseite des Kastenfensters zu montieren sind, bzw. wie die Rahmen-Geometrien und Anschlussdetails auszusehen haben. Diese Frage muss vor dem Spiegel der architektonischen Erscheinungsform (die in den meisten Fällen als erhaltenswerte Priorität zu betrachten sein wird) und den Performance-Implikationen untersucht werden.

Hierzu sollen im Projekt für unterschiedliche Kastenfenstertypologien z.B. 

• Pfostenstock-Kastenfenster, 
• Leistenpfostenstock-Kastenfenster, 
• Rahmenpfostenstock-Kastenfenster, 
• Doppelrahmenstock-Kastenfenster

und unterschiedliche Interventionsgrade (von "kosmetischen", minimalinvasiven Maßnahmen bis zur kompletten Fensterrekonstruktion/Neuerrichtung) Sanierungsvarianten mit Vakuumglas konzipiert, mittels Labormessungen und Simulationsuntersuchungen evaluiert und optimiert, konstruiert und in realen Einbausituationen eingebaut werden, sowie einem detaillierten Monitoring unterzogen werden. 

Die hierbei observierten Aspekte sind Oberflächentemperatur, relative Luftfeuchtigkeit/Kondensatneigungen, Luftgeschwindigkeit im Anschlussbereich, sowie andere objektive und subjektive Performancekriterien. Es handelt sich österreichweit um die ersten Fenstersanierungs-Realisierungen / Demonstrationen mit Vakuumgläsern in (zum Teil denkmalnahen) Bestandsobjekten bzw. Sanierungen.

Bei den Demonstrationen unter Realbedingungen werden sowohl das jeweilige Bauwerk mit seinen betroffenen Innenräumen, wie auch die bestehenden Fenster vor der Sanierung nach Maßgabe der Möglichkeiten bereits unter eine Beobachtung mittels State-of-the-Art Monitoring Equipment genommen, welches nach der Sanierung fortgesetzt wird. Dabei werden kurz-, mittel- und langfristige Monitoring-Bemühungen realisiert, welche eine gute Bewertung des Effektes der Vakuumgläser auf Indikatoren wie den thermischen Komfort oder auch den jeweiligen Heizwärmebedarfswert ermöglichen.

Ein Fokus des Umsetzungsprojektes liegt auch auf der genauen Dokumentation der technischen und administrativen Aspekte des Einsatzes solcher neuen, hochleistenden Technologien im sensiblen Gebäudebestand. Hierzu ist vorgesehen, einen Leitfaden zur Beantwortung solcher Fragen zu erstellen.

Erwartete Ergebnisse

Es ist zu erwarten, dass die Erkenntnisse aus diesem Projekt dazu beitragen werden, Sanierungen mit Vakuumgläsern bekannter zu machen, sowie viele Fragezeichen, die damit verbunden sind, auszuräumen bzw. zu klären. Ein wesentlicher Punkt ist die Erstellung eines Leitfadens aus den Erkenntnissen des Projektes, welcher einem vermehrten Einsatz von Vakuumglas in der sensiblen Gebäudeertüchtigung dienlich sein soll.

Die Abbildung zeigt die Positionierung des Projektes VAMOS in der Landschaft bereits durchgeführter, bzw. noch laufender Projekte zum Thema Vakuumglas in Fenstern.

• Projektleitung: Senior Scientist Dipl.Ing. Dr.techn. Ulrich Pont - TU Wien, Forschungsbereich Bauphysik und Bauökologie, Institut für Architekturwissenschaften
• Assoc. Prof. DDI. Dr. techn. Matthias Schuss
• Univ. Ass. DI. Magdalena Wölzl, BSc

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• Holzforschung Austria - Österreichische Gesellschaft für Holzforschung
• Ernst Prohaska - Gepr. Restaurator im Tischlerhandwerk, Tischlermeister
• Schaden Fenstersanierung GmbH
• Alois Svoboda GmbH
• Tischlerei Alois Winkler
• Zoller-Prantl Gesellschaft m.b.H Tischlerei
• AGC Glass Europe saDept. New Business Development - Fineo

Senior Scientist Dipl.Ing. Dr.techn. Ulrich Pont
Abteilung Bauphysik und Bauökologie, TU Wien
Karlsplatz 13/4
A-1040 Wien
Tel.: +43 (1) 58801/27033
E-Mail: ulrich.pont@tuwien.ac.at
Web: www.bpi.tuwien.ac.at