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Aluminiumfenster - Ökobilanz

Bauteile

Aluminium wird in einem dreistufigen Prozess aus Bauxit durch Aufbereitung, Reduktion und Raffination hergestellt. Alu-Fensterrahmenprofile werden aus Aluminiumbolzen gepresst.

Herstellung

Energieverbrauch (Graue Energie)
Alurahmen,
Uf = 1,9 W/m²K
Recyclatanteil 35%
ca. 5200 MJ
Holz-/Aluminiumrahmen,
Uf = 1,6 W/m²K
Recyclatanteil Alu 35%
ca. 1700 MJ
PVC-Rahmen
Uf = 1,5 W/m²K
ca. 1800 MJ
Vollholzrahmen aus
Nadelholz,
Uf = 1,5 W/m²K
ca. 700 MJ
Schadstoffe
vor allem Schadgase durch Verbrennungsprozesse, insbes. hohes Treibhauspotential
Bestandteile
für Rahmenprofile Primäraluminium mit geringen Anteilen Magnesium und Silizium
evtl. mit Oxidschicht (Anodisierung), Pulverbeschichtung oder Chromatierung

Nutzung

Schadstoffe bei der Verar­beitung am Bau und im eingebauten Zustand
nein

Rückbau

Entsorgung
siehe Aluminium
Verwertung
siehe Aluminium
Rückbauaufwand
gering (Fensterausbau)

Zusammenfassung

Der Hauptrohstoff für Aluminiumfensterrahmen ist Primäraluminium, daneben werden glasfaserverstärktes Polyamid für die Trennstege und Polyurethanschaum als Wärmedämmstoff eingesetzt.
Nachhaltigkeit:
Die Herstellung von Aluminium ist energieintensiv (Aluminium) und mit hohen Umweltbelastungen verbunden. Reduzierend auf den Energieverbrauch wirkt sich die Substitution durch Sekundäraluminium aus. Sekundäraluminium benötigt im Vergleich mit Primäraluminium nur 5 - 10 % Primärenergie. In Deutschland werden rund 33 % Sekundäraluminium in der Aluminiumproduktion eingesetzt. Dieser Anteil kann jedoch nur indirekt in die Energiebilanz für Alufenster einfließen, da für Fensterprofile aus Qualitätsgründen ausschließlich energieintensives Primäraluminium zum Einsatz kommt. Die Herstellung der Fenster-Strangprofile erfolgt aus Aluminiumbolzen, die auf ca. 460 °C vorgeheizt und anschließend durch das Formwerkzeug gepresst werden. Da Aluminium als starker Wärmeleiter keine ausreichende Isolierung als Fensterrahmen erreicht, werden die Außen- und Innenprofile über thermisch trennende Polyamidstege mit einander verbunden. Das Polyamid ist mit rund einem Sechstel an der Fensterrahmenmasse beteiligt und steuert über die Polyamidherstellung gleichzeitig einen erheblichen Beitrag zum Treibhaus- und Eutrophierungspotential bei.
Aluminiumprofile erhalten durch eine Chromatierung oder Anodisierung eine dauerhafte Versiegelung. Es sind pressblanke oder anodisierte Oberflächen der Chromatierung vorzuziehen. Aufgrund der sehr langlebigen Oberflächen sind Alurahmen i.d.R. wartungsfrei und sehr pflegearm.
Ohne zusätzliche Wärmedämmung erreichen Alu-Rahmen lediglich einen U-Wert von ca. 3,0 W/m²K. Deshalb werden die Hohlprofile mit PUR-Schaum gedämmt (Uf = 2,0 W/m²K). Neu im Handel sind hochgedämmte Rahmen mit Uf = 1,5 W/m²K (ein mit Holz- und PVC-Rahmen vergleichbarer Wert). Als zukunftsfähig gelten Rahmen mit einem U-Wert von 1,0 W/m²K.
Zu den Rahmenwerkstoffen Holz, PVC und Aluminium wurden bereits eine Reihe von vergleichenden Ökobilanzen erstellt. Die wohl umfassendste Studie stammt von der Schweizer Prognos AG, die neben ökologischen auch soziale und ökonomische Nachhaltigkeitsindikatoren berücksichtigt. Langfristig (bis 2050) werden dabei wegen der angenommenen Verknappung der Erdölressourcen dem Aluminium- sowie dem Holzfenster, aber auch den Holz-/Aluvarianten gegenüber dem PVC-Fenster bessere Chancen bei der Nachhaltigkeit eingeräumt. Mehr praxisbezogen ist eine über 30 Jahre gerechnete Gesamtenergiebilanz von Fenstersystemen, die sowohl Rahmen als auch Glas (Wärmeschutzgläser) in die Betrachtung mit einbezieht. Alurahmen sind wegen des schlechteren Wärmeschutzes und der hohen Grauen Energie deutlich energieintensiver als Holz- und PVC-Rahmen (vgl. Abb. 1). Neueste Entwicklungen hochgedämmter Alukonstruktionen können die Minimalforderung nach einem Uf-Wert von 1,6 W/m²K jedoch erfüllen.

Fazit:
Aufgrund hoher Energieaufwendungen in der Herstellung weisen Aluminiumfensterrahmen im Vergleich zu Holz- oder PVC-Fenstern ungünstige ökologische Bilanzwerte auf. Nachteile ergeben sich auch aus dem geringen Wärmeschutz des Alurahmens. In der Langzeitbilanz zeichnen sich Alufenster jedoch durch eine hohe Witterungsbeständigkeit und Langlebigkeit sowie einen sehr geringen Wartungs- und Pflegeaufwand aus. Eine gezielte Materialwahl sollte daher unter Berücksichtigung der projektspezifischen Bedingungen getroffen werden: Liegt eine starke Beanspruchung der Fenster vor und ist gebäudeseits kein ausreichender konstruktiver Witterungsschutz zu gewährleisten, sind dauerhaft witterungsresistente Aluminiumfenster eine gute Wahl. Einen verbesserten Wärme- und Wetterschutz bieten auch Holzfenster mit einem äußeren Aluminium-Blendrahmen sowie gedämmte PVC-Fensterprofile. Vorrangig entscheidend für die Fensterwahl nach den Kriterien der Nachhaltigkeit sind hoher Wärmeschutz von Rahmen und Glas, hohe Lebensdauer des gesamten Fenstersystems sowie geringer Wartungs- und Pflegeaufwand.

Quellen

- www.baubook.at
- www.wecobis.de
- Umweltbundesamt: Produktökobilanzen und ihre Anwendungsmöglichkeiten im Baubereich, UBA-Texte 69/98, 70/98, Band 1 und Band 2, Berlin 1998
- Wagner, A.: Energieeffiziente Fenster und Verglasungen, TÜV-Verlag (BINE Informationsdienst), Köln 2000

Die vorliegenden Datenblätter wurden mit freundlicher Genehmigung des Blok Verlag dem Buch "Nachhaltiges Bauen in der Praxis" entnommen.

Verfasser der Baustoff-Datenblätter:
Bernhard Kolb, seit über 30 Jahren tätig im Bereich energieeffizientes und nachhaltiges Bauen. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema.

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