Ein zu Boden gefallenes Fenster, welches aus den Flügel gefallen ist.

Qualität von Kunststoff-Fenstern

Schäden und Reklamationen vermeiden durch fachgerechte Planung und Ausführung von Kunststoff-Fenstern

Lesezeit: 8 Minuten

Die professionelle Produktentwicklung von PVC-Fenstersystemen mit Prüfungen, Verfahren zur Qualitätssicherung sowie umfangreichen Informationen der Systemgeber zeigt ihre Wirkung. Die Fenstersysteme von Mitgliedern der RAL Gütegemeinschaft Kunststoff-Fensterprofilsysteme befinden sich auf einem hohen Qualitätsniveau und für Kaufinteressierte ist eine gute Produktqualität eine grundlegende Voraussetzung.

Die erwartete Qualität hängt von den persönlichen Erwartungen des Käufers und dem Einsatzzweck ab. Die tägliche Praxis der ift-Experten des Sachverständigenzentrums zeigt, dass die meisten Fehler und Mängel durch eine falsche Auswahl der Fenstersysteme, Nichtbeachtung besonderer Anforderungen (Einbruch, Sicherheit etc.), der Missachtung der Systemgrenzen (Größe, Gewicht etc.) sowie eine mangelnde Montage entstehen und nicht durch klassische Fertigungsfehler. Nachfolgend werden typische Beispiele beschrieben und damit für die Nutzung der verfügbaren Informationen seitens der Systemgeber zu motivieren.

Das Diagramm zeigt die Häufigkeit der Themen an der ift Hotline. Folgende Werte haben sich ergeben: Montagethemen: 33%; Bauphysik: 23%; Funktionales: 19%; Konstruktives: 16%; Regelwerk: 4% und Sonstiges: 4%. Nähere Informationen zur Darstellung erhalten Sie auf Anfrage unter +49 8031 261-2150.
Bild 1: Häufigkeit der Themen an der ift-Hotline (Basis: 2.400 Auskünfte aus dem Jahr 2013)
Verdrehtes, schwarz beschichtetes Kunststoff-Fenster mit ungleichmäßigem Lichtspalt
Bild 2: Verdrehtes, schwarz beschichtetes Kunststoff-Fenster mit ungleichmäßigem Lichtspalt

Gebrauchstauglichkeit farbiger Profile

PVC-Fenster in Farbe oder Holzoptik liegen im Trend. Farbige Profile haben aber eine größere Wärmeaufnahme und erhöhte Längenänderung als weiße, die es zu beachten gilt. Hier gibt es zwei unterschiedliche Effekte. Zum einen den sogenannten „Profilschrumpf“, der bei der ersten Erwärmung auftritt und bei ca. 1-2 mm/m liegen kann. Dieser irreversible Schrumpf tritt auf, weil sich dabei die Spannungen lösen, die durch die Extrusion und die anschließende Abkühlung entstanden sind. Der zweite Effekt ist reversibel und entsteht bei jeder Temperaturänderung. Bei Abkühlung zieht sich das Profil zusammen, bei Erwärmung verlängert sich das Profil. Weiße Oberflächen erwärmen sich bei direkter Sonneneinstrahlung auf ca. 45 °C; farbige, insbesondere dunkle (dunkelbraun, anthrazit) können sich auf über 70 -85 °C aufheizen. Die Längenausdehnung Dl beträgt bei weißen PVC-U Profilen 1,6 mm/m und bei dunkelfarbigen PVC-U sowie farbig coextrudierten PMMA Profilen 2,4 mm/m. Bei beiden Effekten kann es zu Verformungen und damit Fugen kommen, die folgenden Funktionseinschränkungen bewirken:

  • höhere Bedienkraft beim Öffnen und Schließen (Element klemmt),
  • geringere Luft- und Schlagregendichtigkeit,
  • geringere Schalldämmwerte.

Die Temperaturzunahme auf der Außenseite führt bei gut gedämmten Profilen mit niedrigem Uf-Wert zusätzlich zu starken Temperaturdifferenzen über den Profilquerschnitt und zu „Verdrehungen“. Die Reduzierung der Dichtigkeit ist dann gegeben, wenn die Verformung so groß ist, dass das elastische Rückstellvermögen der eingesetzten Dichtprofile überschritten wird, d. h. keine Dichtanlage zwischen Flügel und Blendrahmen mehr gegeben ist. Die Systemhäuser von Kunststofffenstern kennen diesen Effekt und machen in den Systembeschreibungen und Verarbeitungsrichtlinien klare Vorgaben hinsichtlich Fertigung und Montage, beispielsweise

  • die Reduzierung von Maximalgrößen in Abhängigkeit von der Farbe,
  • die Verwendung von geeigneten Verstärkungsprofilen (andere Geometrie und Wandstärke, besondere Stähle etc. ),
  • zusätzliche Verschraubungen/ Belüftungsbohrungen.

Normative Grenzwerte für die maximale Verformung aufgrund von Temperaturunterschieden existieren nicht. Die Gebrauchstauglichkeit dunkelfarbiger PVC-Fenster ist gegeben, wenn die vom Systemgeber im Rahmen der Systembeschreibung getroffenen Vorgaben beachtet werden und die o.g. Funktionseinschränkungen nicht auftreten.

Fenster im XXL-Format

Bauherren und Architekten wollen große und transparente Fenster und Türen mit 3-fach Glas. Das bedeutet, dass Dreh-Kippfenster oder Fenstertüren Flügelgewichte über 200 kg erreichen, insbesondere bei Gläsern mit einbruchhemmenden bzw. absturzsicherenden Eigenschaften oder für verbesserten Schallschutz. Deshalb ist die Planung und Abstimmung der eingesetzten Beschlagtechnik und die ausreichende Befestigung von entscheidender Bedeutung für die Funktion, Sicherheit und Lebensdauer eines Bauelements. Die Folgen einer mangelnden Planung sind zunehmende Schäden durch herausfallende Fensterflügel.

Ein zu Boden gefallenes Fenster, welches aus den Flügel gefallen ist.
Bild 3: Bei schweren Fensterflügeln ist die richtige Beschlagauswahl besonders wichtig, um Unfälle durch herausfallende Flügel zu vermeiden

Gemeinsam mit Beschlagherstellern und dem Verband Schloss + Beschlag (FS+B)hat das ift Rosenheim Anwendungsdiagramme (AWD) für Dreh- und Drehkippbeschläge erarbeitet, mit denen die max. Abmessungen für die eingesetzten Beschläge in Abhängigkeit von Glas- und Füllungsgewichten einfach ermittelt werden können, sofern es für den verwendeten Beschlag ein Anwendungsdiagramm gibt. Tischler sollten darauf achten und bei Bedarf gezielt beim Hersteller nachfragen.

Das Diagramm zeigt auf der y-Achse FFH (mm) und auf der x-Achse FFB (MM). Nähere Informationen zur Darstellung erhalten Sie auf Anfrage unter +49 8031 261-2150-
Bild 4: Anwendungsdiagramm für ein Dreh-/Drehkippfenster für unterschiedliche Füllungsgewichte (20 bis 70 kg/m2). Das Breiten-/Höhenverhältnis ist durch die eingezeichnete Gerade be-grenzt. (Quelle TBDK Richtlinie)

Neben dem richtigen Beschlag ist natürlich eine ausreichende Beschlagbefestigung zu beachten, die von folgenden Faktoren abhängt:

  • Beschlagtyp (Einsatzbereich, max. Tragkraft),
  • Befestigungsmittel (Durchmesser, Länge sowie Qualität der Schrauben),
  • Ausreichende Befestigung in tragenden Teilen des PVC-Profils (Stahl, Armierung, Stege etc.)

Verarbeitungsparameter (Eindrehmomente, Einschraubtiefe, Überdrehung der Schrauben).

Regelmäßige Auszugversuche (TBDK Prüfung) im Rahmen der WPK sichern die Produktqualität und dienen bei Reklamationen und Schäden als Nachweis einer normkonformen WPK. Das ift Rosenheim hat hierfür ein einfaches Prüfgerät entwickelt.

ift-Prüfgerät zur einfachen Kontrolle der Schweißeckverbindung und Beschlagbefestigung.
Bild 5: ift-Prüfgerät zur einfachen Kontrolle der Schweißeckverbindung und Beschlagbefestigung (TBDK-Prüfung)
Die Tabelle zeigt in Spalten Nr.; Abschnitt; Eigenschaft/Wert/Einheit; Klassifizierung/Wert und Klasse/festgestellter Wert. Nähere Informationen zur Darstellung erhalten Sie auf Anfrage unter +49 8031 261-2150.
Bild 6: Die Produktnorm Fenster (EN 14351-1) ist eine gute Grundlage für eine detaillierte Ausschreibung (EN 14351-1, [1])

Anwendungsorientierte Planung

Viele kleine Tischlereibetriebe kaufen PVC-Fenster zu, montieren diese und übernehmen damit auch die Bauherrenberatung und Planungsleistungen. Die Qualität und Leistungsfähigkeit von Bauelementen hängt aber auch vom Einsatzzweck und im hohen Maße vom Nutzerverhalten ab; und einen Fenster für alle Fälle gibt es nicht. Da die Produktnorm (EN 14351-1) über spezielle Anforderungen keine Auskunft gibt, führt eine ungenaue Ausschreibung oft zu einer Überforderung der Bauteile bei der Nutzung. Daher müssen die 23 Eigenschaften und Kennwerte der Produktnorm in Abhängigkeit vom Einsatzzweck gewichtet werden [1]. Kritische Themen sind dabei die Einbruchhemmung, Absturzsicherung, Sicherheit, Lüftung und Bedienkomfort. Das ift Rosenheim erarbeitet zur Unterstützung von Planern und ausschreibenden Stellen eine Richtlinienreihe mit Einsatzempfehlungen für Planung, Ausschreibung und Anforde-rungen für Fenster in speziellen Gebäudearten. Nach dem Motto „Das richtige Produkt für den richtigen Ort“.

Eine Darstellung der Empfohlenen Ausführung für Fenster in Pflegeeinrichtungen, wie zum Beispiel in Schulen.
Bild 7: Empfohlene Ausführung für Fenster in Pflegeeinrichtungen (Bild ift-Richtlinie FE 17/1, [4])

Die ersten beiden Richtlinien behandeln Fenster in Schulen und Pflege-einrichtungen, für die folgende Aspekte bei der Planung zu beachten sind:

  • Bewohner mit geringer Kraft in Hand und Arm,
  • eingeschränkte Beweglichkeit der Personen (Nutzung Rollstühle und Rollatoren)
  • Einschränkungen beim Sehvermögen,
  • Ausblicke in die Umgebung,
  • eingeschränkte geistige Auffassung/Sicherheitsbewusstsein der Nutzer,
  • hoher Tageslichtbedarf und erhöhte Innenraumtemperaturen.

Aus diesen Gründen wird die bauliche Ausführung durch eine einfache Bediendung und geeignete Fensterteilung mit kleinen Flügelformaten charakterisiert.

Montage

Die Montage von Bauelementen ist für viele Schreinerbetriebe ein wichtiges „Standbein“. Eine gute Montage beginnt bereits mit der fachgerechten Planung und Montagedetails, die zum Fenster, den Anforderungen und der Einbausituation passen. Dazu gehören die Auswahl geeigneter und geprüfter Befestigungs- und Abdichtungssysteme sowie deren fachgerechte Verarbeitung. Die technischen Grundlagen und Vorlagen finden sich im Montageleitfaden. Kompetente Montagefirmen sind in der Lage diese Musterdetails mit den Gegebenheiten vor Ort zu vergleichen und Anpassungen zu entwickeln, die statisch und bauphysikalisch funktionieren. Dies gilt besonders für energieeffiziente Außenwände oder für barrierefreie oder einbruchhemmende Haus-, Terrassen- und Balkontüren.

Montagedetails die für eine gute Planung relevant sind
Bild 8: ift geprüfte Montagedetails und der Montageleitfaden sind die Grundlage einer guten Pla-nung (Bild: Montagehinweise Fa. Finstral)
Vergleich zwischen Standardfall und Sonderfall 1 bei Außenwand, Einbausituation, Fensterkonstruktion und Leistungseigenschaft.
Bild 9: Unterscheidung Standardfall/Sonderfall 1für Befestigung und Lastabtragung gemäß Mon-tageleitfaden [2]

Befestigung

Die Befestigung muss geplant werden, wenn die Belastungen bei höheren Fenstergewichten, größeren Abmessungen, „liegenden“ Fensterformaten, geringerer Tragfähigkeit hochwärmedämmender Außenwände sowie der Montage in der Dämmzone nicht mehr mit Standardbefestigungen abgetragen werden können. Damit nicht für jede Montage eine objektspezifische statische Bemessung im Rahmen der Werkstatt- und Montageplanung durchgeführt werden muss, ist eine differenzierte Betrachtung notwendig. Der Leitfaden zur Montage definiert drei Anwendungsfälle. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen dem Standardfall mit den bekannten Befestigungsregeln (umlaufende Befestigung) und dem Sonderfall 1 mit einer Bestimmung geeigneter Befestigungsmittel. Der Sonderfall 2 bedarf einer gesonderten baurechtlichen Betrachtung.

Ein weiterer kritischer Punkt ist die Befestigung einbruchhemmender Fenster und Türen, bei der die Befestigung und die Einbauvorgaben des Herstellers zu beachten sind, die in den Prüfzeugnissen nach EN 1627 definiert sind. Dabei muss auch beachtet werden, ob die Außenwand für die jeweilige Widerstandsklasse (RC = Resistance Class) geeignet ist (Tab. NA2, 3 und 5 in DIN 1627, [1]).

Bei besonderen Anforderungen, beispielsweise absturzsichernde Fenster, Montage von Brandschutzelementen oder in Hochhäusern, sind statische Nachweise zu führen. Es handelt sich dann um den Sonderfall 2. Für den Sonderfall 1 findet sich auf der Website des ift Rosenheim ein kostenloser Befestigungsplaner [8], der anhand von Eingaben die Auflagerkräfte an den Befestigungspunkten ermittelt und in einer PDF-Datei ausgibt. Dieses Ergebnisblatt dient zur Auswahl eines geeigneten Befestigungsmittels.

Abdichtung

Fehler in der Abdichtung zählen zu den häufigsten Baumängeln und fallen meist schon beim ersten Winter oder Sturm auf. Deshalb muss in Abhängigkeit von der zu erwartenden Beanspruchung (Gebäudestandort, Einbaulage, Fensterkonstruktion, Nutzung und Anschlussausbildung) eine objektspezifische Planung und Auswahl des richtigen Dichtsystems erfolgen und folgende Aspekte berücksichtigen:

  1. Zu erwartende Bewegungen/Verformungen (Deckendurchbiegung, Längenänderung aufgrund Temperatur oder Feuchte),
  2. Beschaffenheit der Fugenflanken und der angrenzenden Materialien,
  3. Fugengeometrie,
  4. Vorhandene Bautoleranzen,

Gestalterische Belange (Sichtfugen).

Vergleicht die äußere Belastung durch Witterung und Schlagregen bei Äußere Belastung (Schlagregen) und Innere Belastung (Luftfeuchte).
Bild 10: Fugenausbildung in Abhängigkeit von der inneren und äußeren Belastung [2]
Erläuterung durch Nahaufnahmen, dass die Abdichtung fehlerhaft.
Bild 11: Fehlerhafte Ausführung der Abdichtung mittels Dichtband
Bild 12: ift-Montageplaner berechnet fRsi-Faktor und empfiehlt geeignete Abdichtungssysteme [9]

Mindestwärmeschutz bei Montage beachten

Bei der Montage muss auch der Mindestwärmeschutz (Wärmebrücken) gemäß EnEV  und DIN 4108-2 beachtet werden, der bei altem Mauerwerk aus Vollziegeln meistens nicht gegeben ist. Die DIN 4108 macht im Beiblatt 2 Ausführungsvorschläge nur für Neubauten, so dass bei abweichenden Einbausituationen ein Nachweis anhand von Wärmebrückenkatalogen oder rechnerische Ermittlung des Temperaturfaktors (fRsi,min ≥ 0,70) zu führen ist (Oberflächentemperatur qsi, min ≥ 12,6 °C). Die Außenwand, die Einbaulage und Anschlussausbildung des Fensters sowie das Fenster selbst haben Einfluss auf den fRsi-Faktor. Hier unterstützt der Montageplaner des ift Rosenheim, mit dem für verschiedene Einbausituationen der fRsi-Faktor kostenlos berechnet werden kann.

Das ift Rosenheim unterstützt Tischlereien mit dem Schwerpunkt Sanierung, Fenstertausch und Montage auch durch Qualifizierungsangebote sowie eine Zertifizierung. Die Betriebe werden auf der ift Website gelistet und Bauherren empfohlen. Durch eine zusätzliche Qualifikation für die Montage von einbruchhemmenden Bauteilen ist auch eine Empfehlung durch die kriminalpolizeilichen Beratungsstelle (KPK-Liste) möglich.

Literatur

  1. Kommentar zur DIN EN 14351-1 Fenster und Türen - Produktnorm, Leistungseigenschaften, Prof. Ulrich Sieberath; Prof. Christian Niemöller, ift Rosenheim November .2013
  2. Leitfaden zur Planung und Ausführung der Montage von Fenstern und Haustüren, RAL-Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e.V. oder Bundesinnungsverband des Glaserhandwerks, März 2014
  3. ift-Richtlinie FE 16/1
    Einsatzempfehlung für Fenster in Schulbauten, ift Rosenheim, September 2015
  4. ift-Richtlinie FE 16/1
    Einsatzempfehlung für Fenster in Pflegeeinrichtungen, ift Rosenheim, April 2016
  5. ift-Richtlinie MO-01/1
    Baukörperanschluss von Fenstern, Teil 1: Verfahren zur Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit von
    Abdichtungssystemen, ift Rosenheim 2007
  6. ift-Richtlinie MO-02/1
    Baukörperanschluss von Fenstern, Teil 2: Verfahren zur Ermittlung der Gebrauchstauglichkeit von Befestigungssystemen, ift Rosenheim (Schlussentwurf 3/2014)
  7. Richtlinie TBDK – Befestigung tragender Beschlagteile von Dreh- und Drehkipp-Beschlägen. Gütegemeinschaft Schlösser und Beschläge e.V., Mai 2014
  8. ift-Befestigungsplaner – ift Online Tool zur Berechnung Auflagerkräfte an den Befestigungspunkten, www.befestigungsplaner.de
  9. ift-Montageplaner – ift Online Tool zur bauphysikalischen Berechnung und Auswahl geeigneter Abdichtungssysteme von Baukörperanschlüssen, www.ift-montageplaner.de

Knut Junge

ift Rosenheim

Dipl.-Ing. (FH) Knut Junge ist seit 2002 am ift Rosenheim tätig. Er ist Mitarbeiter des ift-Sachverständigenzentrums sowie Mitglied in Normenausschüssen und Gremien für das barrierefreie Bauen.

Jürgen Benitz-Wildenburg

ift Rosenheim

Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Benitz-Wildenburg leitet im ift Rosenheim den Bereich PR & Kommunikation. Als Schreiner, Holzbauingenieur und Marketingexperte ist er seit 30 Jahren in der Holz- und Fensterbranche in verschiedenen Funktionen tätig. Als Lehrbeauftragter, Referent und Autor gibt er seine Erfahrung weiter.

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