Fenster

beim Verlassen der Wohnung Fenster nicht auf Kipp stehen lassen
Foto: PGT

geben sie Einbrechern und Brandstifter keine Tatgelegenheit. Schließen sie die Fenster beim Verlassen der Wohnung.
Foto: PGT

ein Kunststoffrahmen ohne Metallverstärkung. Der Fenstergriff wurde einfach herausgerissen.
Foto: PGT

ein Doppelfenster
Foto: Rainer Schwarz

ein Fenster zum hochschieben
Foto: Rainer Schwarz

Ein Fenster ist eine Lichtöffnung in der Wand oder im Dach eines Gebäudes oder Fahrzeugs und dient der Belichtung und Aussicht.
Mit Fenster bezeichnet man auch den Verschluss dieser Öffnung, in der Regel durch in einen Rahmen gefasstes Glas. Oft ist ein beweglicher Fensterflügel enthalten, um das Lüften zu ermöglichen. Neben dem traditionellen Glaserhandwerk fertigt der Fensterbauer die Fenster und setzt sie in die Maueröffnung ein.

Das Wort stammt aus dem Lateinischen: fenestra. Der altgermanische Begriff dafür bedeutete Wind-Auge (gotisch windauga), was sich im dänischen Begriff vindue und im englischen window erhalten hat. Althochdeutsch ist der entsprechende Begriff augadoro (Augentor).

Fenster bestehen meist aus zwei Teilen: einem festen Rahmen sowie der festen Fensterfüllungen oder dem beweglichen Fensterflügel. Dabei wird der Rahmen in eine Öffnung in einer Wand bzw. Mauer eingesetzt, um diese wind- und wetterdicht zu verschließen. Die drei Elemente Maueröffnung, Rahmen und Flügel erfuhren im Laufe der Zeit wesentliche Entwicklungen, die teilweise voneinander abhängig waren. Die Maueröffnung wird oben meist durch den Fenstersturz verstärkt, seitlich durch die Laibung bzw. die Faschen und unten durch die Brüstung.

Ursprünglich handelte es sich bei Fenstern um ovale oder rechteckige Öffnungen in Wänden, die mit Häuten, Pergament oder Flachsfaser|Leinenstoff überspannt wurden, um Witterungseinflüsse zu reduzieren. Vorwiegend bei Sakralbauten wurde in die Öffnungen dünner, durchscheinender Alabaster eingesetzt.

Ab dem 20. Jahrhundert wird in Fenstern sogenanntes Mehrscheiben-Isolierglas verwendet. Es gibt auch transluzente Füllungen aus Ornamentglas oder Milchglas, elektrisch umschaltbare Transluzenz, Plexiglasfüllungen und vieles mehr (siehe Glas). Um die Glasscheiben zu halten und einzufassen, wird ein Rahmen oder eine Konstruktion aus Rahmen (Bauwesen) und Riegeln benutzt.

Feststehende Pfosten-Riegelkonstruktionen stellen eher eine Glasfassade dar. Fenster zum Öffnen besitzen in dem Fensterrahmen noch einen oder mehrere Fensterflügel mit beweglichen Beschlägen. Feststehende Fenster werden als Festverglasung bezeichnet.

Fenster-Arten

Je nach Bauart, Material und Einbauort des Fensters unterscheidet man die folgenden Fenster:

Nach Material

• Alufenster
• Holzfenster
• Holz-Aluminiumfenster
• Kunststofffenster
• Kunststofffenster mit Aluminium-Vorsatzschale
• Stahlfenster

Nach Einbauort

• Kellerfenster (unterhalb des Erdgeschosses)
• Außenfenster
• Eckfenster, Erkerfenster mit gekrümmten oder rahmenlos über Eck aneinander stoßenden Scheiben
• Dachfenster. Dachflächenfenster oder Lichtkuppel
• Französisches Fenster, kann als Balkontür ohne Balkon beschrieben werden, da es wie eine Tür mit einem unmittelbar vor der Öffnung befestigten Geländer konstruiert ist
• Einsatzelement in Pfosten/Riegelfassaden
• Innenfenster zum Treppenhaus, zum innenliegenden Bad oder sonstigen Räumen

Nach Eigenschaften

• Schallschutzfenster
• Passivhausfenster
• Waermeschutzverglasung
• Sonnenschutzfenster
• Sicherheitsfenster

Nach Aufteilung

Je nach Größe der Maueröffnung (Lichte Höhe|Fensterlichte) besteht das Fenster aus mehreren einzelnen Elementen

• einflügliges Fenster
• Flügelfenster: Es gibt mindestens zwei bewegliche Elemente; meist zwei nebeneinander angeordnete Drehflügel.
• Kämpferfenster|Oberlichter: oberer Teil eines horizontal geteilten Fensters, oft als Kippflügel oder fest verglast; meist kleiner als das Hauptfenster.
• Unterlichter: unterer Teil eines horizontal geteilten Fensters; oft fest verglast und weniger hoch als das Hauptfenster.
• mehrflügelige Fenster, Fensteranlage oder Fensterelement; horizontal oder vertikal angeordnet auch Fensterband (Architektur)|Fensterband

Teile des Fensters

Der äußere Rahmen, in welchen die zu öffnenden Flügel oder eine Festverglasung eingefügt werden, wird heute meist als Blendrahmen bezeichnet.
Der umlaufende Rahmen eines beweglichen Fensterflügels wird entsprechend Flügelrahmen genannt.

Flügel und Rahmen werden über Fensterbeschläge miteinander verbunden.

Bei Holzfenstern setzen sich die Rahmen aus Rahmenhölzern zusammen, die in der Rohform Kanteln genannt werden.
Vor dem Zusammenfügen zum Rahmen werden die Kanteln meistens durch das Fräsen von Falzen bzw. Fasen, Nuten und Verzierungen profiliert und daher auch als Profile bezeichnet. Metall- und Kunststofffenster werden heute in der Regel aus Hohlkammerprofilen zusammengesetzt.

Das Oberlicht wird von den Hauptflügeln durch einen horizontalen Riegel getrennt, der auch als Kämpfer (Architektur)|Kämpfer bezeichnet wird. Zwei nebeneinander platzierte Flügel werden durch einen senkrechten Pfosten separiert, der auch Setzholz genannt wird. Wenn auf diesen Pfosten verzichtet wird, schlägt der Hauptflügel stattdessen am Stulpflügel an, auf den häufig eine sogenannte Schlagleiste aufgesetzt wird, die als zusätzlicher Anschlag dient.

Die Profilleisten zur früher üblichen Unterteilung der Fensterflügel werden als Sprossen bezeichnet. Auch eine im Blendrahmen eingesetzte Festverglasung kann durch Sprossen unterteilt sein.

Zubehör

• Fensterbänder, Beschlag#Fensterbeschlag|Fensterbeschläge, Fenstergriff
• Fensterbank|Fensterbrett innen und/oder außen (außen auch Gesims|Sims genannt)
• feste oder bewegliche Sonnenschutz- und Verschattungsanlagen
• Fensterläden sind wichtige Gestaltungselemente der Gebäudefassade; sie bieten auch Wetter-, Sicht-, Sonnen- und Einbruchsschutz
• Jalousien, innen- und außenliegend
• Verdunkelungsanlagen, Vorhänge
• Sonnenschutzfolie
• Fliegengitter
• Lichtröhre
• Lüftungselemente (die z. B. in gebohrte oder gefräste Lüftungsöffnungen eingesetzt werden)

Unterteilung nach Verwendung oder Form

Bei gemauerten Wänden entsteht das Problem, einen geeigneten oberen Abschluss der Maueröffnung (Fenster) herzustellen, der die statischen Druckkräfte in der Wand um das Fenster herumleitet. Die für den horizontalen oberen Abschluss (Sturz (Architektur)|Fenstersturz) verwendeten Materialien müssen zudem der entstehenden Zugspannung standhalten können.

Man setzte Holzbalken oder Fensterstürze aus Naturstein ein, wobei im darüberliegenden Mauerwerk ein Entlastungsbogen gemauert werden musste, der den Fenstersturz entlastet.
Fenster aus Werkstein mit freien Weiten über einen Meter wurden selten gebaut, bevor Materialien wie Stahl oder Stahlbeton zur Verfügung standen.

Zargen- oder Rahmen- und Flügelfenster

Eine weitere wichtige Entwicklung des Fensterbaus war die Fensterzarge (auch Fensterstock oder Fensterrahmen genannt), die zur Entwicklung des Zargenfensters geführt hat. Das Zargenfenster besitzt einen vom Fensterflügel getrennten Fensterrahmen, wodurch ein sauberer winddichter Anschlag mit Falz (Fertigungstechnik) in der Zarge möglich wird. Bis etwa 1700 schlugen die Fensterflügel ohne Überschlag stumpf oder mit einfachem Falz in die Zarge ein, sodass Flügel und Rahmen oberflächenbündig in einer Ebene liegen.

Zargenfenster wurden am Blindstock befestigt, der aus Holzbalken oder Stein besteht. Sie haben im Laufe der Neuzeit das Steinrahmenfenster vollständig verdrängt, indem auch in Steinrahmen eine Holzzarge eingesetzt wurde. Bei Ställen und Industriebauten werden auch Rahmen und Zargen aus Stahlprofilen, Schmiedeeisen oder Gusseisen verwendet.

Eine spezielle Form der Zarge ist der Blendrahmen, der so bezeichnet wird, weil er dem eigentlichen tragenden vorgeblendet ist. Beim heutigen maßhaltigen Mauerwerk wird kein Blindstock zur Herstellung der Maueröffnung mehr benötigt. Der Blendrahmen wird bei modernen Fenstern verstärkt ausgeführt, so dass auch hier auf die aussteifende Wirkung des Blindstocks verzichtet werden kann.

Indem der Rahmen des Fensters in der Tischlerwerkstatt passend zum Flügel angefertigt wird, können filigranere und ausgereiftere Beschläge als die zuvor üblichen Angeln montiert werden. Neben dem dichtschließenden Drehfenster werden das Kippfenster und Varianten wie das Flügelfenster und Schubfenster entwickelt.

Neben dem einflügeligen Fenster werden auch mehrflügelige Fenster mit oder ohne Zwischenpfosten gefertigt. Beim zweiflügeligen Fenster ohne Zwischenpfosten schlägt der Hauptflügel, der direkt im Standflügel an. Bei dreiflügeligen Konstruktionen kann der mittlere Flügel feststehend, als Stulpflügel oder als einzelner Flügel ausgebildet sein.

Sprossenfenster

Die einzelnen Glasstücke (Scheiben) sind beim Sprossenfenster kleiner als die Fläche des Fensterflügels. Zwischen den einzelnen Scheiben befinden sich zur Verbindung schmale Stäbe aus Holz oder Metall, die Sprossen. Da es im 19. Jh. noch schwierig war, großflächige Glasscheiben zu fertigen, wurden Verglasungen meist durch Sprossen unterteilt. Waagerechte Sprossen werden auch als Riegel (Bauteil)|Riegel bezeichnet, die senkrechten als Setzholz bzw. bei größeren Querschnitten auch als Ständer|Pfosten.

Die Gliederung der Fensterflächen entwickelte sich zu einem Gestaltungselement, das besonders im Jugendstil zum Teil sehr aufwändig wurde.

Bleiglasfenster

Das Bleiglasfenster ist aus vielen einzelnen Glasstücken zusammengesetzt. Diese werden von H-förmigen Bleiprofilen zusammengehalten, die miteinander verlötet sind. Bleiprofil kann leicht gebogen werden, sodass nahezu beliebige Glasflächen möglich sind.
Auch die einzelnen Stücke der Glas-Mosaiken werden mit dieser Technik verbunden.

Butzenscheiben sind kleine, rund gedrehte Glasscheiben, die mit Bleistegen und kleinen Füllstücken zusammengesetzt werden, eine spezielle Form der Bleiverglasung.

Einfachverglasung mit Eisblumen innen an der Scheibe.
Foto: Rainer Schwarz

Einfachfenster

Das Einfachfenster ist die älteste Ausführung. Die Flügel sind außen oder innen angebracht, manchmal mit einem Fensterladen oder einem Jalousieladen mit der ausspreizbaren Sprossung kombiniert.

Das Einfachfenster war bis 1820 die Regel und das Doppelfenster nur in Ausnahmefällen anzutreffen.
Seit den 1950er-Jahren wurden doppeltverglaste, dann Mehrscheiben-Isolierglas|thermoverglaste Einfachfenstertypen entwickelt, sodass das Einfachfenster zurzeit in Europa wieder der am häufigsten verbaute Fenstertyp ist.

• Einfachfenster mit Einscheibenverglasung sind bei beheizten Neubau (Bauwesen) in Deutschland nicht mehr zugelassen.

• Einfachfenster mit Mehrscheiben-Isolierverglasung (Isolierglasfenster): verbreitetes Standardfenster

Doppelfenster, Möglichkeiten der Verbindung

Die dritte wichtige Komponente zum modernen Fenster ist die Idee, an einer Zarge mehrere Fenster hintereinander anzuschlagen oder mehrere Glasscheiben in einen Fensterflügel zu montieren, um mit dem entstehenden Zwischenraum zusätzliche Wärmedämmung zu erreichen.

Ein Doppelfenster kann höhere Anforderungen an Wärmedämmung, Winddichtheit und Schallschutz erfüllen.

Vorfenster oder Winterfenster

Das Vorfenster oder Winterfenster ist eine zusätzliche Fensterkonstruktion, die bei Bedarf in der kalten Jahreszeit von außen oder von innen vor das eigentliche Fenster eingesetzt wird. Der Rahmen kann mit wenigen Schrauben oder Haken befestigt werden. Das Vor- oder Winterfenster schafft ähnlich wie ein dichtschließender Fensterladen einen wärmedämmenden Luftraum.

Der Aufbau ähnelt einem Doppelfenster. Historische Winterfenster gibt es heute nur noch selten: „Durch diese Vorfenster, deren praktischen Nutzen wohl niemand bezweifelt, wird das Äußere des Hauses in keiner Weise verschönert.“ Grund für diese Aussage war wohl die doch einfach gewählte Konstruktion und die reduzierte kunsthandwerkliche Bearbeitung dieser rein dem Nutzen dienenden Fenstern.

In der Denkmalpflege werden innere Vorfenster empfohlen, wenn einfach verglaste historische Fenster energetisch verbessert werden sollen. Außenliegende Vorfenster finden gelegentlich Verwendung, wenn wertvolle bauzeitliche Fenster vor der Witterung geschützt werden sollen. Dafür ist jedoch der Denkmalwert der Fenster sehr hoch einzuschätzen, da hierdurch die Ansicht der historischen Fassade verändert wird.

Der älteste Befund von Doppelfenstern aus dem Jahre 1695 ist noch heute am Oberen Schloss in Öpfingen bei Ulm zu finden. Das einfache Fenster wurde durch ein vorgesetztes Winterfenster zum Doppelfenster erweitert.

Kastenfenster

Die beiden separaten, starren Rahmen des Doppelfensters sind hier konstruktiv zusammengefasst. Es ergibt sich ein geschlossener, kastenförmiger Hohlraum zwischen den beiden Glasflächen und dem Rahmen.

• Hamburger bzw. Grazer Fenster (auch Grazer Stockfenster): Äußere Flügel schlagen nach außen, innere Flügel schlagen nach innen auf.
• Altberliner bzw. Wiener Kastenfenster (auch Wiener Stockfenster): Beide Flügel schlagen nach innen auf.

Bei der letzteren Konstruktion muss das äußere Fenster kleiner sein als das innere, sodass es komplett durch dessen lichte Weite passt. Vorteil des Altberliner bzw. Wiener Fensters ist, dass das geöffnete Fenster nie im Wetter steht, und dass die einzelnen Fenster weniger als ihre lichte Breite voneinander entfernt sein können – während bei nach außen zu öffnenden Fensterflügeln diese im Offenstand jeweils an der Außenwand neben die des Nachbarfensters schlagen müssen: sonst müsste man beim Schließen eine entsprechende Reihenfolge einhalten. Vorteil des Hamburger oder Grazer Fensters ist, dass die innere Laibung frei bleibt, wodurch die Fensternische gut benutzbar ist. Oftmals gibt es die Möglichkeit, die äußeren Flügel im Sommerbetrieb durch Fensterläden (in Österreich auch „Balken“ genannt) zu ersetzen.

Als Liste der Gläser wurde früher oft Ziehglas verwendet, das mit Kitt|Leinöl-Fensterkitt im Fensterfalz festgehalten wurde.

In der Denkmalpflege wird der Umbau historischer Einfachfenster zu Kastenfenstern empfohlen. Hierdurch können die alten Fenster erhalten bleiben, während gleichzeitig die Wärmedämmung erheblich verbessert wird. Das innere Fenster muss dabei nicht unbedingt mit einer dem äußeren, historischen entsprechenden Teilung versehen sein, was die Kosten für den Umbau reduziert.

Zargen-Doppelfenster

Das Zargen-Doppelfenster unterscheidet sich vom Kastenfenster dadurch, dass die Fensterflügel der äußeren und der inneren Fensterebene an einem einzigen Zargenrahmen so angeschlagen sind, dass die äußeren Flügel nach außen und die inneren nach innen aufschlagen.

Verbundfenster

Das Verbundfenster ist eine Weiterentwicklung des Doppelfensters und stellt den Übergang zum modernen Einfachfenster mit Isolierverglasung dar. Beide Flügel werden miteinander verbunden und haben einen gemeinsamen Drehpunkt im Fensterrahmen. Dieser Fenstertyp weist ausreichend gute Werte beim Wärmeschutz auf, da die Luftschicht zwischen den Fensterebenen einen Wärmedurchgang (Wärmetransmission) von innen nach außen verringert (gute Fensterdichtung vorausgesetzt). Zum Öffnen des Fensters wird nur noch ein verbundener Flügel geöffnet, zum Putzen kann der Verbundflügel aber geöffnet werden. Verbundfenster wurden bereits in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts entwickelt, Verbundfenster sind nicht zu verwechseln mit Verbundglas.

Blindfenster

Als Blindfenster (auch: Blendfenster) wird eine Wandnische bezeichnet, die das Format und Erscheinungsbild eines Fensters hat. Es handelt sich entweder um eine lediglich angedeutete oder um eine später verschlossene Wandöffnung oder um ein undurchsichtiges Fenster, welches auch keinen Lichteinfall zulässt.

Blindfenster können bereits ursprünglicher Bestandteil des Gebäudes sein, wenn sie zugunsten einer regelmäßigen Fassadengestaltung angebracht wurden, weil der Grundriss des Gebäudes an dieser Stelle kein echtes Fenster zuließ. Sie ergeben sich aber häufig bei späteren Umbauten des Gebäudeinneren. Manchmal werden Blindfenster mit einer aufgemalten Sprossenteilung versehen, die derjenigen der übrigen Fenster entspricht.

Öffnungsarten des Flügels

Fensterflügel werden nach den Bewegungsmöglichkeiten beim Öffnen unterschieden:

• Drehflügel: Flügel mit vertikaler Drehachse. Zur erleichterten Reinigung meist nach innen öffnend, in windigen Gegenden aufgrund der größeren Dichtigkeit bei traditioneller Bauweise auch nach außen öffnend.
  • Wendeflügel: Bei Drehflügeln mit mittig angeordneter Drehachse schlägt ein Teil des Flügels nach außen und ein anderer nach innen. Durch einen zusätzlichen Hebelarm und verschieblich gelagerter Drehachse oder einen Scherentrieb ist es alternativ auch möglich, den Flügel vollständig auf der Außenseite zu wenden, ohne dass ein Teil des Flügels nach innen schlägt (oder umgekehrt). Wendeflügel erleichtern die Reinigung der Außenfläche. Bei mittig angeordneter Drehachse verringern sich Schwenkbereich und Platzbedarf. Die Luftdichtigkeit ist schwieriger herzustellen. Die Konstruktion von sehr großen Fensterflügeln wird erleichtert. Gegenüber nach innen öffnenden Drehflügeln ist der Platzbedarf geringer.
• Kippflügel: Flügel mit horizontaler Drehachse unten, zur erleichterten Reinigung und dem Ablaufen des Regenwassers meist nach innen kippend. Häufige Funktion an Oberlicht-Fenstern, die sich dann zur Reinigung auf dem unteren Drehflügel ablegen oder vollständig umschlagen lassen.
• Drehkippflügel: Durch einen Hebelgriff oder mehrere Riegel kann zwischen Kipp- und Drehfunktion gewählt werden.
• Klappflügel: mit horizontaler, obenliegender Drehachse, oft nach außen aufschlagend, um den Eintritt von Regenwasser zu verhindern. Nach außen klappende Oberlichter wurden in windigen Gegenden oft als Alternative zum weniger dicht schließenden nach innen kippenden Flügel gewählt.
  • Schwingflügel: Der Schwingflügel ist ein Klappflügel, dessen horizontale Drehachse mittig liegt, so dass ein Teil des Flügels nach außen und ein anderer nach innen öffnet. Dies erleichtert die Reinigung. Auch sehr große Fenster lassen sich als Schwingfenster leicht öffnen und schränken in geöffneter Stellung die nutzbare Grundfläche kaum ein.
  • Senkklappflügel: durch einen zusätzlichen Hebelarm und verschieblich gelagerter Drehachse oder einen Scherentrieb bewegt sich die Oberkante des Flügels während des Hochklappens nach unten. Zur erleichterten Reinigung der äußeren Glasfläche lassen sich viele Dachflächenfenster und andere nach außen öffnende Fenster so oft vollständig nach innen umschlagen.
• Schiebeflügel
  • horizontal schiebend: oft als Parallel-Schiebe-Fenster, Parallel-Schiebe-Kipp-Tür, Hebe-Schiebe-Tür, Hebe-Schiebe-Kipp-Tür, Parallel-Ausstell-Schiebe-Fenster bzw. -Tür bezeichnet; Allgäuer Fenster sind Sprossenfenster mit kleinem Lüftungsflügel, der seitlich verschoben werden kann.
  • vertikal schiebend: Oft wird durch Federn oder an Seilzügen angebrachte Gegengewichte die Öffnung bzw. Schließung des Flügels erleichtert
• Faltflügel: wie Falttüren in der Regel an vertikalen Drehachsen befestigt und zusätzlich paarweise gelenkig verbunden.
• Lamellenfenster: Schmale Glasstreifen drehen um eine Drehachse an ihren Schmalseiten (ähnlich einer Jalousie). Wenn die Lamellen einen eigenen Rahmen besitzen, kann auch Isolierglas verwendet werden.

Nach innen öffnende Drehkippfenster sind heute der in Deutschland verbreitete Standard. Sie sind einfach zu bedienen und zu reinigen, erfordern jedoch bei verdeckt liegenden Beschlägen eine aufwändige Mechanik und vergrößerte Profilstärken. In Norddeutschland und den skandinavischen Ländern werden vielfach noch nach außen öffnende Fenster verwendet, die den Vorteil haben, bei stärkerem Winddruck an den Rahmen angepresst zu werden, wodurch sich Zugluft und Lüftungswärmeverluste verringern.
Vertikalschiebefenster sind beispielsweise in Vereinigtes Königreich und den USA verbreitet.

Die Bedienung von Fenstern geschah ursprünglich über Vorreiber und Griffoliven. Später verbreiten sich außenliegende Gestänge (Espagnolette und Treibstangenverschluss), die es ermöglichten, den Fensterflügel mit einer Handbewegung an drei Stellen zu arretieren. Inzwischen werden die Gestänge verdeckt in Beschlagsnuten eingelassen und über Eckumlenkungen kann eine Verriegelung an mehreren Seiten des Fensterflügels zugleich stattfinden.

Die Öffnung von hochliegenden Oberlichtern geschieht über Handhebel mit Gestänge oder über elektromechanische Aktoren und Fernbedienung.

Materialien

Ein Kunststofffenster mit ausgeschäumten Profilen (gelb), Stahlrohreinlagen zur Stabilisierung und drei umlaufenden Dichtprofilen (alle schwarz). Ein Holzfenster mit vorgeblendeten, austauschbaren Holzprofilen auf der Außenseite, vierfach abgestuftem Falz und zwei umlaufenden Dichtprofilen. Gestrichelt eingezeichnet ist die Trennlinie zwischen Flügel und Blendrahmen.

Zur Herstellung von Rahmen und Flügel werden üblicherweise Holz, Aluminium, Kunststoff und Stahl eingesetzt, traditionell wurden auch Schmiedeeisen, Gusseisen sowie Blei für Glassprossen verwendet.

Holz ist der älteste Werkstoff für Fenster. Die gute Wärmedämmung und leichte Bearbeitbarkeit sind die wichtigsten Vorteile. Viele noch erhaltene historische Fenster zeigen, dass Holzfenster bei guter Pflege oder geringem Witterungseinfluss ein Alter von deutlich über 100 Jahren erreichen können. In exponierter Lage sowie an der Wetterseite des Gebäudes altern Holzfenster wesentlich schneller. Hier bietet sich etwa die Verwendung von Holz-Aluminiumfenster an. In der Regel wird den tragenden Fensterprofilen aus Holz eine witterungsbeständigen Schale aus Aluminium vorgeblendet, so dass innen der wohnliche Charakter des Holzes erhalten bleibt.

Aluminiumfenster werden aufgrund ihrer Strapazierfähigkeit und der guten statischen Eigenschaften von Strangpressprofilen vor allem in öffentlichen Gebäuden und Büros verbaut. Für Glasfassaden sind ebenfalls Aluminiumprofile üblich. Bei Fenstern mit Isolierverglasung werden Innen- und Außenschale durch eingewalzte Kunststoffstege voneinander getrennt („thermische Trennung“).
Eloxiertes Aluminium ist witterungsbeständig, langlebig, robust und wartungsarm. Aluminium kann sehr leicht bearbeitet und in Form gebracht werden, ist jedoch energieaufwändig in der Herstellung.

Kunststofffenster enthalten im Innern des Rahmens und des Flügels meist Verstärkungen aus Aluminium, Stahl oder glasfaserverstärktem Kunststoff (Glasfaserverstärkter Kunststoff|GFK). Nachteilig kann die relativ große Rahmenstärke im Verhältnis zur Glasfläche sein.

Stahlfenster aus einfachen Winkelprofilen werden gelegentlich noch für einfache Fenster ohne Ansprüche an Wärme- und Geräuschdämmung verwendet. In Ausführungen mit thermischer Trennungzwischen innerem und äußerem Teil-Profil werden sie aufgrund ihrer hohen Festigkeit auch in öffentlichen Bereichen mit erhöhten Beanspruchungen eingesetzt oder wenn besonders schlanke Rahmen und Sprossen gefordert sind.

Einbruch-, Durchbruch- und Ausbruchschutz

Verglasungen ab einer gewissen Absturzhöhe müssen, wenn eine entsprechende Absturzsicherung fehlt, so ausgeführt werden, wie es die TRAV|Technischen Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen (TRAV) vorsehen. Der Höhenunterschied wird als TRAV-Höhe bezeichnet und ist in von Bundesland zu Bundesland verschieden. Sie ist in der jeweiligen Landesbauordnung (LBO) nachzulesen. Die Verglasung ist in der Regel so aufgebaut, dass innen ein Einscheibensicherheitsglas und außen ein Verbundsicherheitsglas verwendet wird. In Gebäuden, aus denen Personen nicht ausbrechen dürfen (Gefängnisse, Geschlossene Abteilung|geschlossene Krankenhausabteilungen und dgl.), ist es erforderlich, die Fenster durch geeignete Maßnahmen ausbruchsicher zu konstruieren. Auch hier finden einerseits die VSG-Gläser Anwendung und andererseits Beschläge mit erhöhter Festigkeit, abschließbare oder demontierbare Griffe sowie Bänder mit Schutz gegen das Aushängen.

Einscheibensicherheitsglas

Die Herstellung des thermisch vorgespannte Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) umfasst eine spezielle Wärmebehandlung. Dabei wird eine Glasscheibe gleichmäßig innerhalb von wenigen Sekunden auf >600 °C erhitzt und ebenfalls schnell abgekühlt. Die charakteristische Spannungsverteilung durch die Erhitzung bewirkt einen Bruch in kleine, stumpfkantige Glasstücke. Neben der Sicherheit bietet ESG im Vergleich zu üblichen Glasscheiben eine erhöhte Biege-, Stoß und Schlagfestigkeit. ESG findet vielerlei Anwendungen beispielsweise in Schwimmbädern und Turnhallen, oder als transparentes Element in Brandschutzverkleidungen, Duschen und Balkontüren.

so eine Butzenverglasung ist etwas fürs Auge, nicht für die Sicherheit.
Foto: Rainer Schwarz

Verbundsicherheitsglas

Das Verbundsicherheitsglas (VSG) bietet im Gegenzug zum ESG einen erhöhten Schutz. Die Herstellung von VSG beinhaltet die Erzeugung eines glasklaren Verbunds aus Glasplatten und Folien aus Kunststoff. Dieses bewirkt eine Reduktion der Splitterbildung der Scheibe im Falle der Zerstörung.

Bauphysikalische Eigenschaften

Bei der Auslegung von Fensterfläche und bauphysikalischen Eigenschaften sind verschiedene Parameter zu beachten:

• die Fensterfläche sollte mindestens 1/10 bis 1/8 der Raumfläche betragen; bei Verschattung gegebenenfalls mehr; Dachflächenfenster bewirken einen stärkeren Lichteinfall
• Fenster an der Nordseite verursachen höhere Energieverluste durch Abstrahlung
• besonnte Fenster an der Südseite erbringen größere Energiegewinne
• große Glasflächen an Ost- und insbesondere an Süd- und Westseiten bedürfen im Sommer einer Verschattung oder einer leistungsstarken Lüftung zur Abfuhr überschüssiger Wärme; wenn Arbeitsplätze zum Fenster hin ausgerichtet sind, sollte eine Verschattung vorgesehen werden, um Blendung durch Sonneneinfall zu vermeiden
• die Brüstungshöhe sollte niedrig genug sein, um sitzend die Umgebung einsehen zu können, üblich sind 60 bis 80 cm
• der Sturz sollte hoch genug liegen, um stehend den Himmel über dem Horizont sehen zu können, üblich sind 1,9 bis 2,6 m; um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen, sollten die Fenster umso höher ausfallen, je größer die Raumtiefe ist

Fensterlaibungen sollten eine besonders leistungsfähige Dämmung in einer Stärke von 40 bis 80 mm erhalten, um Wärmebrücken am zu vermeiden. Häufig werden Hartschaum-, bei Innendämmung auch Holzfaser-Dämmplatten gewählt. Besonders robust sind Glasschaum-Platten.

Bauphysikalische Anforderungen

• Beständigkeit gegen Witterung von außen und gegen Wasserdampf und Kondensat von innen
• mechanische Festigkeit gegenüber Windlast und Einbruch von außen sowie Einwirkung durch die Nutzer des Gebäudes von innen
• Wärmeschutz, gegebenenfalls Sonnen- und Blendschutz
• Schallschutz
• Brandschutz falls erforderlich, siehe Feuerwiderstand
• gegebenenfalls Sichtschutz, etwa durch Verspiegelungen, Milchglas oder Ornamentglas; unter Umständen nach Arbeitsstättenrichtlinie

Akkreditierte Prüfinstitute wie das Institut für Fenstertechnik (IFT) in Rosenheim zertifizieren die Eigenschaften von Fenstern.

Winddichtigkeit und Luftwechselrate

Die Undichtigkeit historischer Holzfenster verbunden mit dem leichten aber dauerhaften Kamineffekt der früher üblichen Feuerstellen garantierte in der kalten Jahreszeit einen gewissen Luftwechsel|Mindestluftwechsel, durch den die heute häufig auftretenden Schimmelprobleme nicht auftraten.

Durch die inzwischen üblichen Gummilippendichtungen muss heute das Fenster geöffnet werden, um eine ausreichende Lüftung zu erreichen. Alternativ kann eine mechanische Lüftungsanlage installiert werden.

Andernfalls kann Feuchtigkeit aus der Raumluft an kalten Bauteilen kondensieren. Bei einfach verglasten Fenstern ist die Glasscheibe die kälteste Oberfläche und die Luftfeuchtigkeit schlägt sich an der Scheibe sichtbar nieder. Wird ein modernes wärmegedämmtes Fenster in eine ungedämmte Außenwand eingebaut, kondensiert die Luftfeuchte an Wärmebrücken rund um den Fensterrahmen oder in Raumecken, die dadurch auffeuchten und zu Schimmelpilz neigen.

Schallschutz

→ zum Schallschutz historischer Kastenfenster

Fenster als schwächstes Glied reduzieren das Schalldämmmaß schwerer Außenwände erheblich.
Die Abschwächung des Schalldämmwertes der Wand wird in der Bauphysik in einer Formel mit dekadischem Logarithmus berechnet. Der Geräuschpegel des Straßenverkehrs kann tabellarisch erfasst werden, um daraus das notwendige Schalldämmmaß des Fensters zu ermitteln.

Durch Verbundglasscheiben mit speziellen schallschluckenden Folien wird die innere Dämpfung der Scheibe erhöht, damit das Schalldämmmaß erhöht. Vor einigen Jahren wurde der Scheibenzwischenraum mit einem Gas, welches schwerer als Luft ist, gefüllt beispielsweise Schwefelhexafluorid|SF₆. SF₆ ist aber wegen seiner ozonschädigenden Eigenschaften aufgrund des Kyoto-Protokolls zum Klimaschutz in den meisten europäischen Ländern mittlerweile verboten. Stattdessen werden nun Argon oder Krypton verwendet.

Weitere Verbesserungen im Schallschutz können erreicht werden durch:

• die Erhöhung der Masse von Fensterscheibe und -rahmen
• die Kombination von einer stärkeren mit einer dünneren Glasscheibe
• Vergrößerung des Abstands zwischen den Scheiben
• mehrfache Dichtungsebenen zwischen Flügel und Rahmen aus Gummiprofilen

Wärmetechnische Eigenschaften

Neben der Art der Verglasung sind die Ausführung von Flügel und Rahmen für die Energiebilanz des Fensters entscheidend. Die Wärmedämmung heutiger Fensterkonstruktionen hängt allerdings nicht mehr so stark vom Material von Flügel und Rahmen ab, wie zuvor, da auch die Innen- und Außenseiten von Stahl- und Aluminiumprofile durch Einlagen aus Kunststoff thermisch entkoppelt werden. Insgesamt können die Fenster jedoch immer noch eine Schwachstelle in der thermischen Hülle des Gebäudes darstellen, auch wenn sich das Missverhältnis des Wärmeverlustkoeffizienten der Fenster zur Außenwand stark angeglichen hat. Dabei wirken sich die solaren Wärmegewinne von Fenstern während der Heizperiode und die Einsparungen von elektrischem Licht durch natürliche Belichtung positiv in der Bilanz aus. Die Herstellung von Glas, Aluminium, Stahl und Kunststoffen ist sehr energieaufwendig, die Verwendung von Tropenhölzern problematisch. Die Energiebilanz des Bauteils Fenster sollte auch nicht gänzlich ohne die Einbeziehung des Heizsystems beurteilt werden.

Die Verwendung von beschichtetem Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) ist heute Standard. Nur so können die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) erfüllt werden. Eine zusätzliche Verbesserung ist möglich durch:

• Isolierglasfenster mit Dreifach-Verglasung, das wegen der Dicke und des Gewichts höhere Anforderungen an die Fensterkonstruktion stellt.
• Isolierglasfenster mit vorgeblendeter dritter Scheibe: Diese Konstruktion ist mit einem Verbundfenster vergleichbar, bei dem eine Scheibe durch Isolierglas ersetzt ist. Im Zwischenraum können Jalousien geschützt untergebracht werden.
• Isolierglas-Kastenfenster: Aufbau wie bei einem klassischen Kastenfenster, nur dass die beiden Teilfenster keine einfache Scheibe, sondern eine Isolierglasscheibe enthalten.

Isolierglas hat eine begrenzte Lebensdauer. Die DIN 18545-1 (Abdichten von Verglasungen mit Dichtstoffen; Anforderungen an Glasfalze) erlaubt eine geringe Leckage der Abdichtung des Zwischenraums. Ein Erblinden oder gar das Bilden von Kondensat zwischen den Scheiben ist allerdings eher selten. Eine Lebensdauer von 30 Jahren und mehr ist keine Seltenheit.

Als Notbehelf zur Verbesserung der Dämmeigenschaften von einfach verglasten Fenstern werden spezielle Folien angeboten, die ringsum am Flügel angeklebt und anschließend durch Befeuchtung gespannt werden, so dass sie kaum noch sichtbar sind.

Wärmedämmverglasung

Die einzelnen Scheiben eines Isolierglasfenster sind mit einem gasdichten Randverbund aus Glasabstandhalter und Dichtmasse miteinander verbunden (Mehrscheiben-Isolierglas). Im Scheibenzwischenraum befindet sich Luft oder Edelgas, (Argon, Krypton oder Xenon). Zusammen mit aufgedampften Schichten zur Reflexion von Infrarot|Wärmestrahlung ist es gelungen, den Wärmedurchgangskoeffizienten von 3,0 W/(m²·K) bei den frühen Isoliergläsern auf 0,9 bei Zweifach-Wärmeschutzgläsern und 0,5 bei Dreischeibenverglasungen zu reduzieren. Mit einer Zweischeiben-Wärmeschutzverglasung können die Energieverluste heute gegenüber einer Einfachverglasung auf ein Fünftel, mit einer Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung auf ein Zehntel gesenkt werden.
Der Wärmeverlust bei herkömmlichen Isolierglasscheiben setzt sich zusammen aus 2/3 Wärmestrahlung und 1/3 Konvektion. Durch den Einsatz von Wärmeschutzverglasung, sogenanntem Low-E-Glas (Low-Emissivity-Glas), lassen sich diese Wärmeverluste stark reduzieren. Wird als Gas Argon verwendet, dann wird dieser Verlust nochmals geringer.

Weiter treten entlang der Glasscheibe sogenannte Wärmebrückenverluste auf (siehe U-Werte eines Fensters). Diese können ebenso durch den Einsatz von geeigneten Glasabstandhaltern, wie z. B. warmen Kanten, minimiert werden (siehe Passivhausfenster|Glasabstandhalter).

Der Rahmen muss aufgrund des höheren Gewichtes und zur Vermeidung von Scherbelastung im Randverbund der Wärmedämmverglasung stabiler gebaut sein als ein Rahmen für eine Einscheibenverglasung. Der Rahmen sollte einen ähnlich geringen Wärmedurchlasswiderstand, wie die eingesetzte Verglasung haben. Bei hochdämmenden Gläsern hat regelmäßig der Rahmen und bei schlecht dämmenden Gläsern die Verglasung den geringeren Wärmedurchlasswiderstand.

U-Werte eines Fensters

Der gesamte Wärmedurchgangskoeffizient eines Fensters setzt sich aus dem U-Wert des Glases und dem U-Wert des Rahmens zusammen. Dabei werden folgende Bezeichnungen verwendet:

• Uw-Wert (w=window) → gesamter U-Wert
• Ug-Wert (g=glazing) → U-Wert der Verglasung
• Uf-Wert|Uf-Wert (f=frame) → U-Wert des Rahmens

Der U-Wert wird in W/(m²·K) angegeben. Der Gesamt-Uw-Wert eines Fensters wird aus drei verschiedenen Faktoren berechnet: aus dem Uf-Wert, dem Ug-Wert und dem Übergangsbereich zwischen Verglasung und Rahmen, dieser Wert wird als Wärmebrückenverlustkoeffizient Ψg (sprich: psi) des Glasrandes bezeichnet. Außerdem muss in die Berechnung natürlich auch die Fenstergröße mit einbezogen werden.

Dabei gilt: Je niedriger der Uw-Wert, umso besser. Ab einem Uw-Wert von 0,8 W/(m²·K) oder besser darf ein Fenster als Passivhausfenster bezeichnet werden.

Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes

In Deutschland fließen beim Energieverbrauchs-Nachweis verschiedene technischen Kenngrößen (U_W-Wert, g_┴-Wert, g_tot-Wert, Orientierung und Neigung) der transparenten Bauteile wie Fenster und Türen des betrachteten Gebäudes ein. So werden die Transmissionswärmeverlust und die solaren Wärmegewinnen bei der Ermittlung der Energiebilanz nach DIN V 18599 herangezogen. Weiterhin muss eine normgerechte natürliche Belichtung nachgewiesen werden. Sollte der Nachweis zum sommerliche Wärmeschutz durch die geplanten Fenster nicht erreicht werden, sind außenliegende Beschattungselemente vorzusehen.

Hoch wärmedämmende Fenster lassen weniger Licht einfallen, da Rahmen- und Flügelprofile mehr Platz einnehmen und ein größerer Anteil des Lichts aufgrund der größeren Anzahl von Scheiben, der größeren Gesamt-Glasstärke sowie der aufgedampften reflektiven Schichten nach außen zurückgeworfen wird.
Im Neubau können die Fensteröffnungen entsprechend groß vorgesehen werden. Beim Austausch von bestehenden Fenstern sollte gegebenenfalls auf die Breite von Rahmen- und Flügelprofilen geachtet werden, damit sich die resultierende freie Glasfläche der neuen Fenster nicht bedeutend reduziert. Auch sind Wärmedämmgläser erhältlich, die einen höheren Licht-Durchlassgrad aufweisen, als die Standard-Verglasung.

Rahmenanteil

Durch die Standardisierung der Fensterprofile sowie größere Anforderungen an Belastbarkeit, Bedienungskomfort, Dichtheit, Wärme-, Schall- und Einbruchschutz sind heutige Fensterprofile vergleichsweise breit und tief. Damit geht immer mehr Glasfläche im Verhältnis zum Rohbaumaß des Fensters verloren. Werden Fenster aus Standardprofilen in besonders kleine Wandöffnungen eingesetzt, wie sie in manchen historischen Gebäuden aus gestalterischen Gründen oder aus Geldknappheit vorgesehen wurden, so verbleibt unter Umständen nur noch ein Bruchteil der Maueröffnung für die Verglasung.

Erhöhte Reflexion

An der Grenzfläche zwischen Luft und Glas werden etwa 4 % des einfallenden Lichtes bei senkrechtem Einfall Reflexion (Physik), bei schrägem Einfall noch deutlich mehr. Eine Glasscheibe reflektiert an ihren zwei Grenzflächen somit rund 8 % des einfallenden Lichtes. Eine doppelte Verglasung verliert bereits 15 %, die Dreifachverglasung sogar 22 % des einfallenden Lichtes. Eine Beschichtung der Glasflächen kann die Reflexion noch auf etwa 29 % verstärken.

Dieser Effekt kann bei Neubauten jedoch durch große Glasscheibenabmessungen und einen größeren Glasflächenanteil ausgeglichen werden. Die quantitative Beziehung zwischen der Art des Fensters beziehungsweise der Verglasung und dessen Fähigkeit zur Wärmedämmung wird durch den Wärmedurchgangskoeffizienten beschrieben.

Luftdichte Fenster

Energieeinsparverordnung|EnEV und das neue Gebäudeenergiegesetz (GEG) fordern eine luftundurchlässige Gebäudehülle. Deswegen enthalten moderne Fenster Dichtlippen. Die Prüfung der Gebäudehülle auf etwaige Luftdurchlässigkeiten kann mit Hilfe einer sogenannten Differenzdruck-Messverfahren|Luftdurchlässigkeitsmessung durchgeführt werden. Sie ist auch als BlowerDoor-Messung bekannt.

Historische Fenster könne von den Anforderungen der Energieeinsparverordnung ausgenommen werden, siehe Fensterinstandsetzung und die Energieeinsparverordnung.

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