Wenn Wohngebäude energetisch saniert werden, ist dies heute mit langwierigen Baumaßnahmen verbunden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik haben nun ein Konzept entwickelt, um die Montagezeiten zu verkürzen – mit vorgefertigten, multifunktionalen Fensterelementen.
Heidi Roider
Bislang erfolgen Baumaßnahmen, die den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen senken, getrennt nach Gewerken wie Fassaden- und Fensterbau-, Heizungsbau-, Elektro- oder Klempnerarbeiten. Geht es nach den Forschern des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik in Kassel soll sich das nun ändern. Sie wollen mit einem vorgefertigten, multifunktionalen Fensterelement die Sanierungszeiten deutlich verkürzen und Baumängeln vorbeugen.
Michael Krause, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP in Kassel, und sein Team haben im Projekt "Prefab" multifunktionale Fensterelemente entwickelt, die künftig klassische, langwierige und damit für Bewohner lästige Renovierungsmethoden ersetzen sollen.
"Vor allem, wenn nachträglich anlagentechnische Komponenten wie Lüftungsanlagen und Heizungen installiert werden müssen, beeinträchtigt das die Bewohner stark in ihrer Lebensqualität. Oftmals muss sogar auf einen Leerstand der Wohnungen gewartet werden, um die notwendigen Instandsetzungen durchzuführen", erläutert Krause. Der Forscher ist promovierter Maschinenbauer. "Mit unseren multifunktionalen Fensterelementen erreichen wir kürzere Montagezeiten vor Ort und können den Stress für die Mieter deutlich reduzieren."
Vorgefertigte Bauteilkomponenten
Das Element besteht neben Fenster und Fensterzarge aus einer Technikbox und einem Dämmstoffrand, der beispielsweise als Wärmedämmverbundsystem aus Polystyrol gefertigt sein kann. Dieses selbsttragende Modul wird von außen in die alte Fensterlücke geschoben und überdämmt die alte Fassade im Fensterbereich.
Die Technikbox selbst soll in ihrer Größe flexibel sein. Krause: "Je mehr Technik integriert werden soll, desto größer muss die Box werden." Alternativ zum Wärmedämmverbundsystem können Architekten auch eine Holzrahmenkonstruktion mit mineralischen Dämmstoffen wie Glas- oder Steinwolle verwenden.
Die herausnehmbare Technikbox befindet sich unter der Fensterbank. In der Box finden verschiedene Komponenten Platz. "Ein zentrales Element wir die eine dezentrale Heizungsmikropumpe sein", so Krause. Heizkörper könnte dann direkt daran angeschlossen werden.
Ebenfalls wichtig seien Lüftungskomponenten, die in der Technibox integriert werden sollen. Das sei vor allem für ein gutes Raumklima wichtig und das möglichst wenig Lüftungswärme verloren geht. Krause: "Indem wir Wärmetauscher und Lüftungstechnik in das Sanierungssystem integrieren, reduzieren wir Wärmeverluste durch die Gebäudehülle und die Lüftung. Außerdem werden durch die gute Verarbeitung des Systems Luftundichtigkeiten und Wärmebrücken vermieden, das heißt, die Wärme kann nicht nach außen entweichen. Alles in allem senken wir den Energieverbrauch", resümiert der Forscher. "Da die Dämmelemente mit einer Tragstruktur kommen, sind sie so stabil, dass es denkbar ist, sie mit Solarkollektoren und Photovoltaikmodulen zu bestücken."
Aber auch andere wichtige Komponenten können zukünftig einen Platz in der Technikbox finden.
Auch Lüftungsfilter, Stromanschlüsse oder Internetkabel sollen, wenn gewünscht, einen Platz in der Technikbox finden. Stromleitungen und Wasserrohre werden unter dem Dämmstoff über die Fassade erschlossen und über Einlässe durch die Technikbox ins Haus geführt. "Der Bauherr spart sich so vor allem Zeit", ist sich Krause sicher.
Denn zahlreiche Arbeiten im Gebäude wie das Verlegen von Rohren und Leitungen würde so auf diese Weise entfallen. Vor allem Fensterbauer würden davon profitieren.
Der Fensterbauer liefert die Elemente inklusive Technikbox vorgefertigt an, dadurch beschleunigt sich der Installationsprozess am Gebäude deutlich. Ein weiterer Vorteil: Da man die Fensterbank öffnen kann, lassen sich sämtliche Komponenten einfach warten, nachrüsten oder austauschen, etwa wenn eine Reparatur erforderlich ist.
Das vorgefertigte, multifunktionale Fensterelement gibt es bereits als Demonstrator. Hergestellt wurde es von dem Kasseler Industriepartner Walter Fenster + Türen.
Test der Fenstermodule im realen Einsatz
Im nächsten Schritt wollen Krause und seine Kollegen vom Fraunhofer IBP das Fassadenelement in einem sanierungsbedürftigen Wohngebäude im realen Einsatz testen: "Prinzipiell ist es in vielen Bestandsbauten einsetzbar, wir haben vor allem die Mehrfamilienhäuser der Wiederaufbaujahre im Visier."
Die Forscher wollen in den nächsten vier Jahren ihre Idee in die Praxis umsetzen. In Frankfurt soll ein Wohngebäude mit den neuen Fenstern saniert werden. Auf dieser Baustelle muss dann vor allem noch ein Problem gelöst werden: Wie sollen die Fenster in die Öffnung gehoben werden? "Dafür brauchen wir eine neue Hebetechnik", erklärt Krause. "Denn diese Fensterelemente müssen von außen reingehoben werden." Eine erste Idee gäbe es aber schon.
"Prefab" wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.
Die Homepage des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Kassel