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Was der U-Wert bedeutet, wie er berechnet wird und warum er für Wärmeschutz und Energieeffizienz entscheidend ist

Vorab Grundsätzliches: Ein energieeffizientes Gebäude zeichnet sich neben Aspekten, wie der Energieversorgung oder des Dämmmaterials, auch durch die energetischen Eigenschaften seiner Fenster aus. Als entscheidender Maßstab gilt hierbei der U-Wert. Der U-Wert ist nichts anderes als ein Maß für den Wärmedurchgang durch Materie und wird deshalb Wärmedurchgangskoeffizient genannt. Er beschreibt die Wärmemenge, die durch ein Bauteil wie Wand, Dach, Boden oder Fenster hindurchgeht, wenn ein Temperaturunterschied zwischen innen und außen besteht. Der U-Wert eines Fensters beschreibt, wie viel Wärme durch das Fenster verloren geht. Je niedriger der U-Wert, desto besser die Dämmwirkung.

Der U-Wert eines Fensters beschreibt, wie viel Wärme durch das Fenster verloren geht – je niedriger der Wert, desto besser die Dämmung © DimaBerlin, stock.adobe.com

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Sowohl bei Sanierungsarbeiten von Bestandsgebäuden als auch bei der Errichtung von Neubauten muss der U-Wert der Fenster beachtet werden. Die Einheit des Wärmekoeffizienten ist Watt pro Quadratmeter Kelvin (W/m²K). Der Gesetzgeber schreibt vor, wie hoch der maximale U-Wert sein darf. Bei Sanierungen sieht das Gebäudeenergiegesetz (GEG) gemäß Paragraf 48 Anlage 7 für Fenster einen maximalen U-Wert von 1,4 W/m²K vor. Für den Austausch der Verglasung 1,1 W/m²K.

Der U-Wert gibt den Wärmedurchgang bei Bauteilen an

Das GEG impliziert, dass der Gesetzgeber durchaus die einzelnen Komponenten von Fenstern betrachtet:

U‑Wert des gesamten Fensters [U_w]
U‑Wert der Verglasung [U_g]
U‑Wert des Rahmens [U_f]
Rahmenverbund [Ψ]

Alle drei Wärmedurchgangskoeffizienten und der Ψ-Wert beeinflussen gemeinsam den U-Wert des gesamten Fensters und somit die Energieeffizienz sowie den Komfort.

Richtwerte Fenster-Komponenten

Typische Richtwerte für den U-Wert der einzelnen Fenster-Komponenten sind:

U_w – etwa 0,7 W/m²K bis 1,3 W/m²K bei modernen Fenstern
U_g – etwa 0,5 W/m²K bis 0,7 W/m²K bei einer 3-fach Verglasung
U_f – etwa 0,9 W/m²K bis 1,3 W/m²K

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U-Wert bei unterschiedlichen Verglasungen

Je nach Verglasung unterscheiden sich die Wärmedurchgangskoeffizienten. In jedem Fall reduziert eine Mehrfachverglasung mit Zwei- oder Dreifachverglasung Wärmeverluste. Der Grund dafür lässt sich schnell erklären: Mehrere Scheiben weisen eine bessere Dämmung auf, als nur eine Scheibe. Als zusätzliche Isolierung wirkt zudem die Füllung mit Edelgas in den Zwischenräumen.

Wichtige Komponenten zur Minimierung von Wärmeverlusten bei Fenstern

Häufig besteht der Randverbund eines Fensters aus einem Aluminium-Abstandshalter. Wer Abstandshalter aus Kunststoff oder Edelstahl nutzt, verringert die Wärmebrücke am Glasrand. Dies hat direkt drei wesentliche Vorteile. Es geht nur wenig Heizwärme verloren, die Gefahr von Tauwasser- und Schimmelbildung verringert sich.

Mehrfachverglasungen erreichen U-Werte zwischen 1,1 und 0,8 W/m²K, während das Einscheibenglas einen durchschnittlichen U-Wert von über 5 W/m²K aufweist. Daher sind Fenster mit einer einfachen Verglasung in Neubauten nicht mehr zulässig. Mit einer Zweifachverglasung lassen sich U-Werte von bis zu 1,2 W/m²K erreichen. Fenster mit speziellen Dreifachverglasungen können hingegen U-Werte von bis zu 0,6 W/m²K erreichen.

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Berechnung des U-Werts für das gesamte Fenster

Um den gesamten Wärmewert von Fenstern zu berechnen, spielen deutlich mehr Parameter eine Rolle, als die genannten U-Werte und der Wert des Rahmenverbunds. Die einzelnen Parameter werden gemäß DIN 18599 in einer Formel miteinander verrechnet, um den U_w-Wert des Fensters zu erhalten:

U_{w} = \frac{A_{g} \cdot U_{g} + A_{f} \cdot U_{f} + l_{g} \cdot ψ_{g}}{A_{g} + A_{f}}

wobei

U_wU-Wert des Gesamtfensters in W/m²K
A_g der Anteil der Glasfläche in m²
U_g der U‑Wert der Verglasung in W/m²K
A_f der Anteil der Rahmenfläche in m²
U_f der U‑Wert des Fensterrahmens in m²/K
L_g die Gesamtumfangslänge der Verglasung in m
Ψ_g die Wärmebrückenverlauste des Randverbunds in W/mK ist.

Angenommen, ein Fenster ist 1,2 m breit und 1,5 m hoch, hat eine Glasfläche von 1,5 m², die Rahmenfläche beträgt 0,3 m², eine Glasrandlänge von 4,8 m, einen Ug-Wert von 0,6 W/m²K, einen U_f-Wert von 1,1 W/m²K sowie einen Wärmebrückenverlust von 0,04 W/mK ergibt sich daraus folgende Berechnung:

A_g x U_g = 1,5 m² x 0,6 W/m²K = 0,9 W/K
A_f x U_f = 0,3 m² x 1,1 W/m²K = 0,33 W/K
L_g x Ψg = 4,8 m x 0,04 W/mK = 0,192 W/K
=> 0,9 W/K + 0,33 W/K + 0,192 W/K = 1,422 W/K
A_g + A_F = 1,5 m² + 0,3 m² = 1,8 m²
=> 1,422 W/K / 1,8 m² = 0,79 W/m²K

Ergebnis: Der U-Wert des gesamten Fensters beträgt 0,79 W/m²K.

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Welchen U-Wert hat mein Fenster?

Diese Frage ist nicht so einfach zu beantworten. Eine exakte Bestimmung kann lediglich durch einen Fensterbauer oder einen Sachverständigen mittels U-Wert-Messgerät erfolgen. Manchmal hilft aber auch ein Blick in das technische Datenblatt der verbauten Fenster oder ein Blick auf die Rechnung. Wer den Hersteller der Fenster kennt, kann sich auch an dessen Kundenservice wenden.

So kann der U-Wert eingebauter Fenster ermittelt werden

Wenn keine direkten Informationen verfügbar sind, kann durch die Art des Fensterglases (Einfachverglasung, Zweifach- oder Dreifachverglasung), das verwendete Rahmenmaterial (Holz, Aluminium oder Kunststoff) und das Alter des Fensters ein ungefährer U-Wert ermittelt werden. Eine genaue Bestimmung ist, wie bereits erwähnt, jedoch nur durch eine Messung möglich!

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Maximal erlaubte U-Werte für Fenster gemäß Gebäudeenergiegesetz (GEG)

Welche Voraussetzungen ein neues Fenster beziehungsweise eine erneuerte Fensterverglasung erfüllen muss, schreibt das Gebäudeenergiegesetz (GEG) vor. Zu beachten sind die Unterschiede in Bezug auf den Ort des Einbaus. Zudem wird danach unterschieden, ob das ganze Fenster oder nur die Verglasung getauscht wird.

Fenstertyp	Maximaler U-Wert
Fenster und Fenstertüren	U_max = 1,3 W/(m²K)
Dachflächenfenster	U_max = 1,4 W/(m²K)
Neue Verglasungen	U_max = 1,1 W/(m²K)
Vorhangfassaden	U_max = 1,5 W/(m²K)
Glasdächer	U_max = 2,0 W/(m²K)
Fenster mit Klapp- und Faltmechanismus	U_max = 1,6 W/(m²K)
Fenster mit Schiebe- und Hebemechanismus	U_max = 1,6 W/(m²K)
Fenster und Fenstertüren mit Sonderverglasungen	U_max = 2,0 W/(m²K)
Dachflächenfenster mit Sonderverglasungen	U_max = 2,0 W/(m²K)
Sonderverglasungen	U_max = 1,6 W/(m²K)
Vorhangfassaden mit Sonderverglasungen	U_max = 2,3 W/(m²K)
Passivhaus-Fenster	U_max 0,8 W/(m²K)

Quelle: Gesetz zur Einsparung von Energie und zur Nutzung erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteerzeugung in Gebäuden (Gebäudeenergiegesetz – GEG), Anlage 7 (zu § 48). Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten von Außenbauteilen bei Änderung an bestehenden Gebäuden.

Wer den Austausch der Fenster oder der Verglasung nach der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) oder durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) fördern lassen möchte, muss im Gegensatz zum GEG deutlich strengere U-Werte für die Fenster erfüllen.

Fenster	U_w-Wert
Fenster, Balkon- und Terrassentüren	0,95 W/m²K
Ertüchtigung von Fenstern, Balkon- und Terrassentüren sowie von Kastenfenstern und von Fenstern mit Sonderverglasung	1,3 W/m²K
Barrierearme oder einbruchhemmende Fenster, Balkon- und Terrassentüren	1,1 W/m²K
Fenster, Balkon- und Terrassentüren mit Sonderverglasung (Verglasung zum Schall- und Brandschutz sowie Durchschuss-, Durchbruch- und Sprengwirkungshemmung)	1,1 W/m²K
Fenster, Balkon- und Terrassentüren bei Baudenkmalen für alle Gebäude und bei sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz nur für Wohngebäude	1,4 W/m²K
Fenster, Balkon- und Terrassentüren mit echten glasteilenden Sprossen bei Baudenkmalen für alle Gebäude und bei sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz nur für Wohngebäude	1,6 W/m²K
Ertüchtigung von Fenstern, Balkon- und Terrassentüren bei Baudenkmalen für alle Gebäude und bei sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz nur für Wohngebäude	1,6 W/m²K
Dachflächenfenster	1,0 W/m²K
Glasdächer	1,6 W/m²K
Lichtbänder und Lichtkuppeln	1,5 W/m²K

Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Richtlinie für die Bundesförderung für effiziente Gebäude – Einzelmaßnahmen (BEG EM) vom 9. Dezember 2022.

Warum ist der U-Wert so wichtig?

Einem niedrigen U-Wert bei Fenstern wird eine hohe Bedeutung zugemessen, weil er für niedrige Wärmeverluste steht. Weniger Wärmeverluste bedeuten niedrigere Heizkosten, weniger Zugluft und höhere Wohnqualität. Zudem ist ein niedriger U-Wert wichtig für die staatliche Förderung von Sanierungen.

Je niedriger der U-Wert, desto geringer der Wärmeverlust

Doch: Der beste U-Wert bringt nichts, wenn die Montage der Fenster nicht ordentlich ist! Der Einbau neuer Fenster sollte deshalb nach den Qualitätsstandards des Gütezeichens RAL erfolgen oder nachweisbar eine fachgerechte Abdichtung bei der Fenstermontage haben.

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