Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBPEin smartes Fenster zur optimalen Lüftung bei minimalem Wärmeverlust
Im Rahmen eines von der Europäischen Union (7. Rahmenprogramm) geförderten Projekts mit Partnern in Dänemark, Irland, Portugal und Deutschland wurde ein Fenster mit elektronisch gesteuerten Lüftungsklappen und der Möglichkeit zum Vorwärmen der benötigen Lüftungsluft entwickelt.
Das System besteht aus einer Doppelverglasung und einer Einscheibenverglasung mit einem Luftspalt dazwischen. Die für den Raum benötigte Zuluft gelangt über eine Öffnung im Fensterrahmen unten in den Luftspalt und wird oben bei Bedarf nach innen oder nach außen gelenkt. Bei Sonneneinstrahlung im Winter kann so die vorgewärmte Luft für die notwendige Zuluft genutzt werden.
Bei zu starker Erwärmung der Luft im Luftspalt im Sommer wird diese nach außen gelenkt und die Zuluft über eine weitere Öffnung per Klappensteuerung direkt in den Raum geführt. Die Klappensteuerung erfolgt elektronisch, in Abhängigkeit von CO2, Raumfeuchte, Raumtemperatur und Außentemperatur über Sensoren im Fensterrahmen, drahtlos verbundene Sensoren im Raum und einem Elektronik-Modul im Fensterrahmen. Die für die Elektronik und die Jalousie benötigte Energie wird über ein Photovoltaikmodul erzeugt, das gleichzeitig als Blende für die Jalousie im Kopfbereich der Verglasung dient. Somit können die CLIMAWIN-Fenster im Bestandsbau vorhandene Fenster ersetzen, ohne dass Kabel verlegt werden müssen.
Die Aufgabe des Fraunhofer IBP bei diesem Projekt bestand darin, die Kennwerte Luftdurchlässigkeit, Schlagregendichtheit, Windwiderstandsfähigkeit, Lüftungskennwerte und akustische Kennwerte nach der Produktnorm für Fenster und Türen EN 14351-1, soweit anwendbar, zu ermitteln.
Darüber hinaus erfolgen Gebrauchstauglichkeitsuntersuchungen des gesamten Systems Fenster wie Klappenfunktionalität, Steueralgorithmus, Vorerwärmung der Luft unter Sommer- und Winterrandbedingungen, mit und ohne künstliche Besonnung und eine mögliche Tauwasserbildung. Um die energetische Bilanz erstellen zu können, wurden zwei Fenstertypen im Sommer und Winter an einem Versuchsgebäude am Fraunhofer IBP in Holzkirchen messtechnisch untersucht.
Basierend auf diesen Messergebnissen wurde ein trnsys®-Simulationsmodell erarbeitet, das dann wiederum auf ein Mustergebäude übertragen wurde. Dieses Mustergebäude wurde einmal mit EnEV-Referenzwerten gerechnet und vergleichend mit CLIMAWIN-Fenstern für Standorte in Deutschland, Dänemark und Irland.