Ulrich Sieberath: Ganz oben stehen für mich die Bereiche Gebrauchstauglichkeit, Qualität und Sicherheit. Einerseits müssen Produkte die Leistungseigenschaften und Erwartungen über den gesamten Nutzungszeitraum erfüllen, andererseits dürfen keine Sicherheitsrisiken durch Versagen von Einzelbauteilen oder Unterdimensionierungen entstehen. Sicherheit hat zu tun mit Einbruchshemmung, Schutz vor besonderen Risiken, z. B. Feuer, aber auch Kindersicherheit und Barrierefreiheit für ältere Menschen. Sehr wichtig sind natürlich auch die oft auf energetische Aspekte reduzierten Themen Nachhaltigkeit und Umwelt. Wir verstehen Nachhaltigkeit als ganzheitliche Aufgabe. Deshalb untersuchen wir Auswaschungen und Ausdünstungen der Produkte ebenso wie den Ressourcenverbrauch während des gesamten Lebenszyklus und favorisieren eine Betrachtung »Cradle to Cradle«.
DETAIL: Produkte und Produktanforderungen werden immer komplexer. Spielt das von Ihnen in den letzten Jahren verstärkt propagierte »Universal Design« hier eine besondere Rolle?
Ulrich Sieberath: Universal Design ist für uns nichts Neues. Wir haben Produkte unter dem Begriff der Gebrauchstauglichkeit schon immer in einem größeren Zusammenhang gesehen. Nun wollen wir diesen universalen Designansatz nutzen, damit komplexe Produkte von vielen Menschen verstanden und nicht abgelehnt werden. Deshalb haben wir Kriterien herausgearbeitet, die der Branche helfen können, ihre Produktentwicklungen frühzeitig auf eine einfache und sichere Nutzung zu optimieren und folgende Fragen zu beantworten: Sind Funktionselemente intuitiv erkennbar? Ist die Bedienung der Produkte für alle Nutzergruppen verständlich? Unsere Empfehlungen werden von der Industrie immer öfter umgesetzt, sodass Fenster-, Türen- und Torkonstruktionen entstehen, die von den Nutzern akzeptiert und im Alltag auch angewendet werden.
DETAIL: Wie sieht es in diesem Zusammenhang mit den Steuerungen aus, die ja meist noch viel komplizierter sind als die Produkte selbst?
Ulrich Sieberath: Auf der letzten R+T-Messe in Stuttgart ging einer der Innovationspreise an ein Steuerungssystem, das das Raumklima nicht mehr technikorientiert nach Temperatur oder Luftfeuchtigkeit regelt – Kriterien, mit denen die Menschen oft gar nichts anfangen können. Stattdessen werden emotionale Größen eingesetzt und visualisiert, z. B. »mir ist zu warm« oder »mir ist zu kalt«. Die eigentlichen Regelprozesse übernimmt dann die Technik. Ist es jemandem zu dunkel, gehen erst einmal alle Sonnenschutzlamellen auf. Kunstlicht wird dann zugeschaltet, wenn das Tageslicht tatsächlich nicht ausreicht. Wesentlich für die Akzeptanz solcher Steuerungen ist es, dass die Menschen eingreifen können, dass sie merken, was warum passiert, aber auch, dass sie nicht bevormundet werden. Andernfalls werden die Systeme blockiert oder ausgeschaltet.
DETAIL: Wie weit sind wir im Bereich der Gebäudesteuerung heute von dem entfernt, was theoretisch machbar wäre? Gibt es nicht längst schon funktionierende Anwendungen, die wesentlich mehr leisten könnten als das, was heute weite Verbreitung findet?
Ulrich Sieberath: Defizite bestehen in der praktischen Anwendung, weil die Schnittstellenproblematik und das in Deutschland übliche »Gewerke-System« Probleme machen. Wer heute Elektronik und Mechatronik verbaut, berührt immer gleich mehrere Gewerke. Da gibt es den Fenster- und Antriebshersteller, den Elektrofachplaner, den Bauphysiker und dann noch die Elektrofachfirma, die das Ganze verkabeln muss. In diesem »Gewerke-Dschungel« sind übergreifende Lösungen enorm schwierig. Außerdem wird oft nur der »Handbetrieb« automatisiert anstatt neue Öffnungssysteme zu entwickeln, die besser für die Automation geeignet sind – z. B. Schiebefenster anstatt Dreh-Kipp-Fenster. Um davon wegzukommen, brauchen wir integrierte Lösungen mit einer reduzierten Anzahl von Schnittstellen und Gewerken. Vorreiter auf diesem Gebiet sind die Garagen- und Industrietore sowie Rollladen und Sonnenschutzelemente, die heute meistens mit automatischem Antrieb und Steuerung angeboten werden. Die Bedienung erfolgt manuell per Funk, Transponder, Chipkarte oder über biometrische Daten. Der Trend geht zur Bedienung per Smartphone und zur automatischen Kommunikation mit Auto und Haustechnik via Bluetooth. Die Mehrkosten sind inzwischen überschaubar und bei Toren, Rollladen und Markisen kein Hindernisgrund mehr. Diese Entwicklungen werden nun auf Haustüren übertragen. Auf der diesjährigen Messe »fensterbau/frontale« in Nürnberg waren bereits erste automatische Haustürsysteme zu sehen.
DETAIL: Einerseits verlangen die Menschen nach aktuellen Kommunikationstechnologien und intelligenten Steuerungslösungen. Andererseits wollen sie die unmittelbare Kontrolle nicht aus der Hand geben und z. B. Fenster manuell öffnen. Sehen Sie auf dem Markt eine wachsende Nachfrage nach »analogen« Systemen?
Ulrich Sieberath: Nein. Aber ich sehe Menschen, die – infolge einer gewissen Frustration – mit bestimmten Techniken nichts mehr zu tun haben wollen. Einen Trend kann ich daraus aber nicht ableiten. Ich denke, wenn es gelingt, nutzerfreundliche, einfache und komfortable Lösungen anzubieten, dann wird niemand alles wieder von Hand bedienen wollen. Abgesehen davon sind vergleichbare Trends auch anderswo nicht zu erkennen. Denken Sie nur an Smartphones oder Autos.
DETAIL: Braucht man bei der Realisierung energieeffizienter Häuser zwingend intelligente, automatisierte und elektrisch steuerbare Fassadensysteme?
Ulrich Sieberath: Wenn man die Ziele der EU-Gebäuderichtlinie 2020 betrachtet, die CO2-neutrale Gebäude zum Regelfall machen soll, dann kann man sich sehr gut vorstellen, dass man allein durch noch mehr Dämmung nicht mehr zurechtkommen wird. Irgendwann erreicht man einen Punkt, wo weitere Einsparung nur noch über das Nutzerverhalten zu erzielen sind. Bei hochgedämmten Gebäuden sind bereits die energetischen Verluste einer unnötig aktivierten Beleuchtung mit klassischen Glühlampen eine inakzeptable Größenordnung. Und wer hier die Fenster unnötig offen ließe, würde energetische Verluste provozieren, die größer sind als das entsprechende Einsparpotenzial. Automatische Systeme können vernünftige Verhaltensweisen unterstützen, ohne die Nutzer zu bevormunden.
DETAIL: Energetisch gelten Fenster und Fassadenöffnungen als Schwachstelle im Gebäude. Wo liegt das Potenzial für weitere Einsparmöglichkeiten oder Verbesserungen? Und: Lassen sich die U-Werte von Verglasungen noch weiter nach unten treiben?
Ulrich Sieberath: Bei Fenstern und Fassaden ist eine energetische Gesamtbetrachtung der Energiegewinne und -verluste ebenso notwendig wie ein gutes Verhältnis von U- und g-Wert. Moderne Fenster erzielen über die gesamte Heizperiode auf der Ost-, West- und Südseite solare Energiegewinne – diese sind zentraler Bestandteil von Passiv- und Energiegewinnhäusern. Die weitere Verbesserung der Wärmedämmung ist allerdings in Bezug auf die Tauwasserbildung und die thermische Behaglichkeit wichtig. Deshalb forschen wir weiter an Verbesserungen der Rahmen- und Glaskonstruktionen. Beim Glas sind durch Dreifachgläser und neue Beschichtungen heute schon U-Werte von bis zu 0,4 möglich. Allerdings kommen wir langsam an einen Punkt, an dem man das Verhältnis zwischen Aufwand und Wirtschaftlichkeit betrachten muss. In der Anfangszeit waren allein durch Isolierglas statt Einfachglas Riesenschritte bei den U-Werten von 6,0 auf 3,0 möglich. Es folgten Beschichtungstechniken und die Gasfüllungen, die wiederum signifikante Verbesserungen brachten. Inzwischen ist der Aufwand für Verbesserungen so groß, dass es an der Zeit ist, andere Potenziale als die Reduzierung der U-Werte zu erschließen. Für mich ist die Optimierng solarer Einträge und die Reduzierung von Lüftungsverlusten am wichtigsten.
DETAIL: Mit Wand- bzw. Verglasungsflächen bestehen Fassaden in der Regel aus zwei grundsätzlich unterschiedlichen Bereichen, die beide für sich gesehen relativ gut in den Griff zu bekommen sind. Wie aber sieht es an den Schnittstellen aus?
Ulrich Sieberath: Tatsächlich macht uns genau dieses Thema im Moment große Probleme, weil hier entgegengesetzte Entwicklungen zusammenkommen: Der verbesserte Wärmeschutz von Dreifachfenstern ergibt um 50 % höhere Gewichte. Zugleich sollen die Außenwände möglichst porös und leicht sein, um für optimalen Wärmeschutz zu sorgen, oder aus dünnen tragenden Wänden mit dicker Außendämmung bestehen. Höhere Fenstergewichte, geringere Wandfestigkeiten und veränderte Wandaufbauten führen zu immer aufwändigeren Wandanschlüssen. Die Folge sind erhöhte statische Anforderungen an Anker, Laschen und andere Verbindungselemente zwischen Tragwerk und Fenster.
DETAIL: Welche Neuerungen bringt in diesem Zusammenhang die neue EnEV 2014?
Ulrich Sieberath: Im Prinzip hat sich nicht viel verändert, z. B. bleibt es bei dem bekannten U-Wert 1,3 für Standardfenster im Referenzgebäude, sodass die neue EnEV kaum Impulse für Weiterentwicklungen bringen wird. Allerdings wurden die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz verschärft, sodass man nun beim Einsatz von Verschattungen genauer hinsehen muss. Die frühere Befürchtung, dass Fenster immer kleiner werden müssen, um die EnEV zu erfüllen, hat sich nicht zuletzt durch den Einsatz der Branchenverbände VFF und BF nicht bestätigt. Das zeigen auch die Energieeffizienz-Plus-Häuser, die dank solarer Zugewinne und guter Wärmedämmung in der Regel über eher größere Glasflächen verfügen.
DETAIL: Seit einiger Zeit macht sich das ift Rosenheim für ein Energy-Label für Fenster stark. Worum genau handelt es sich dabei?
Ulrich Sieberath: Wir arbeiten darauf hin, das europäische Energy-Label-Konzept in die nächste EnEV zu integrieren. Dieses Label ist ein einfaches Bewertungssystem für den Sommer- und den Winterfall und berücksichtigt zusätzliche Komponenten am Fenster, z. B. Verschattungen. Ziel ist es, ähnlich wie bei Elektrogeräten, die energetische Leistungsfähigkeit von Fenstern anzuzeigen, die ja immer auf der Kombination von Transmissionswärmeverlusten und solaren Zugewinnen basiert. Wer also ein Fenster einer bestimmten Klasse wählt, kann mit dem Label leichter abwägen, ob er den Transmissionswärmeverlust zugunsten eines besseren solaren Eintrags erhöht – oder umgekehrt. Das bereits eingeführte Label wird schon heute freiwillig von einigen Herstellern verwendet, die Planern und Nutzern die charakteristischen technischen Kenndaten ihrer Produkte liefern wollen.
Hinsichtlich der Wärmebilanz sind Überschüsse, die sich relativ einfach in thermische Speicher laden lassen, schon heute leicht möglich. Gemeinsam mit der Hochschule und dem neuen Fraunhofer-Zentrum Bautechnik hier in Rosenheim arbeiten wir an Projekten, bei denen wir uns mit den Potenzialen in der Gebäudehülle auseinandersetzen. Die entscheidende Frage ist jedoch, wie wir die elektrische Energiespeicherung hinbekommen. Schließlich stoßen die meisten Systeme nach einigen Tagen oder Wochen mit zu wenig Sonnenschein an ihre Grenzen. Inzwischen gehen die Forschungen aber über die Frage der Energie hinaus und umfassen bereits die Entwicklung von Gebäudehüllen, die eine autarke Versorgung mit Nahrung, Wasser und Sauerstoff ermöglichen.
Neutrale oder positive Bilanzierungen sind auch bei Sanierungen darstellbar. Ein gutes Beispiel hierfür ist der aktuelle Trend zu Sanierungsfassaden, bei denen neue leichte Außenhüllen unmittelbar vor dem Altbau errichtet werden. Mit integrierten Fenstern und Verglasungen sind sie innerhalb kürzester Zeit zu montieren und können Installationen, Heizungs- und Lüftungstechnik ebenso enthalten wie EDV-Leitungen oder neue Stromkabel zur Gebäudesteuerung.
DETAIL: Welche Möglichkeiten sehen Sie in Bezug auf die Fenster bei historischen Fassaden?
Ulrich Sieberath: Bei alten Verbund- oder Kastenfenstern kann man einiges erreichen, wenn unbeschichtete Verglasungen durch beschichtete ersetzt werden. Der große Sprung im Bereich der Dämmwirkung der Gläser basiert nämlich weniger auf den Gasfüllungen, sondern vor allem auf der Beschichtungstechnik. Darüber hinaus sehe ich ein großes Potenzial für Glaskonstruktionen mit schmaleren Abstandshaltern, Dünnglas oder Folien, aber auch für Vakuumgläser, die leichter in schlanken Konstruktionen integrierbar sind.
DETAIL: Im Fenster- und Fassadenbau kommen in der Regel die Materialien Aluminium, Stahl, Holz und Kunststoff zum Einsatz. Gibt es auf diesem Gebiet neue Trends?
Ulrich Sieberath: Bei den Metallen gibt es immer wieder Modifikationen mit neuen Materialeigenschaften, Festigkeiten, Legierungen oder Beschichtungen, während Kunststofffenster mittlerweile sehr viele andere Materialien enthalten: Glasfaserverstärkungen, Dämmstoffe oder andere Kunststoffe. Teilweise gibt es ganze Fassadenkonstruktionen mit glasfaserverstärkten Profilen, vor allem bei gekrümmten und schwierigen Geometrien. Ob glasfaserverstärkte Konstruktionen allerdings eines Tages in der Lage sein werden, klassische Materialien abzulösen? Im Moment jedenfalls sieht es nicht danach aus. Stattdessen werden wir in Zukunft anstelle von reinen Materialkonstruktionen verstärkt Materialverbünde haben. Das lässt sich immer häufiger selbst beim Holz erkennen, wo Aludeckschalen die Witterungsbeständigkeit verbessern oder Hohlräume mit Dämmstoffen ausgefüllt werden.
DETAIL: Welche aktuellen Forschungsprojekte, die das ift Rosenheim initiiert oder mit Herstellern angestoßen hat, könnten die Zukunft der Fenster verändern?
Ulrich Sieberath: Aktuell beschäftigen wir uns z. B. mit den technischen Eigenschaften, Grenzen und Möglichkeiten druckentspannter Gläser. Ein Aspekt dabei ist, dass die Glasdickenreduzierung aufgrund der optischen Durchbiegung und Verformung schnell an ihre Grenzen stößt. Diese Verformungen kommen zustande, weil im Zwischenraum je nach Klima ein Über- oder Unterdruck herrscht. Wenn der Zwischenraum nicht mehr hermetisch abgeriegelt ist und das Druckproblem vermieden wird, erhält man stabile Isolierglassysteme, in die intelligente Technikkomponenten – z. B. Jalousien, Lichtlenkungssysteme – viel einfacher in den Glasaufbau integriert werden können. Damit werden in Zukunft gänzlich neue Fenster- und Fassadenkonstruktionen möglich sein.
