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PVC - Fenster - Ökobilanz

Bauteile

Kunststoffenster mit Rahmenprofilen aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC) und Stahleinlage.

Herstellung

Schadstoffe
- Umweltbelastungen durch kennzeichnungspflichtige Gefahrstoffe wie Vinylchlorid
- Belastungen am Arbeitsplatz durch PVC-Staub, Vinylchlorid, evtl. Blei
Graue Energie
PVC-Fenster
2-fach Wärmeschutzglas
Uw = 1,16
1491 MJ/m²
PVC-Fenster
3-fach Wärmeschutzglas
Uw = 0,769
1620 MJ/m²
PVC/Alu-Fenster
3-fach Wärmeschutzglas
Uw = 0,89
1756 MJ/m²
Holzfenster
2-fach Wärmeschutzglas
Uw = 1,19
614 MJ/m²
Bestandteile
ca. 90% Polyvinylchlorid, 1-1,5%Stabilisatoren (meist Calcium-Zink), 0,8-2,5% Gleitmittel, 1-1,5% Verarbeitungshilfen, 0,2-0,6% Trennmittel, 2,0-4,0% Füllstoffe (Kreide oder Talkum), 2,0-4,0% Farbstoffe (vorwiegend Titandioxid), 0,5-1,5% Antistatica
Verfügbarkeit der Rohstoffe
- begrenzt für PVC (Rohbenzin und Steinsalz); ausreichend für Stahl
- ausreichend für Stabilisatoren, Füllstoffe

Nutzung

Schadstoffe bei der Verar­beitung am Bau und im eingebauten Zustand
- nein (im Brandfall: vergleichsweise geringe Rauchbildung, jedoch Entwicklung von Salzsäuregas (HCl) und Dioxinen)

Rückbau

Entsorgung
- Wiederverwertung oder thermische Verwertung in Abfallverbrennungsanlagen
Verwertung
- für PVC-Fenster bundesweit flächendeckendes Sammel- und Recyclingsystem; aus Alt-PVC-Profilen können neue Rahmen hergestellt werden.
Rückbauaufwand
- gering (Fensterausbau)

Zusammenfassung

Werkstoff für PVC-Fensterrahmenprofile ist Hart-PVC, das i.d.R. mit Stahleinlagen verstärkt wird.
Nachhaltigkeit:
Ausgangsstoffe für die PVC-Herstellung sind Erdöl/Erdgas und Steinsalz. Die Herstellung zu PVC erfolgt in Großbetrieben, die Herstellung zu Fensterrahmen meist in kleineren Verarbeitungsbetrieben. Bei der Herstellung der Vorprodukte sind als Gefahrstoffe Chlor und Ethylen mit erheblichem Risikopotential beteiligt. Daraus hergestelltes Vinylchlorid gilt als krebserzeugender Gefahrstoff. Die Chlor-Alkali-Elektrolyse ist mit hohem Energieaufwand verbunden, jedoch lässt sich durch Umstellung auf das energetisch günstige Membranverfahren die PVC-Energiebilanz verbessern. Rahmenprofile für Fenster bestehen aus Hart-PVC, das keine problematischen Weichmacher und keine giftigen →Flammschutzmittel enthält. Hart-PVC muss jedoch mit Stabilisatoren gegen Langzeitabbau durch UV-Licht geschützt werden. In der Vergangenheit wurden hierfür giftige Cadmium- und Bleiverbindungen eingesetzt, heute werden fast ausschließlich die weniger problematischen Calcium-/Zinkverbindungen (Ca/Zn-Stabilisatoren) verwendet. I.d.R. erhalten PVC-Rahmen eine Armierung aus einem verzinktem Stahlprofilblech, was etwa ein Viertel der Rahmenmasse ausmacht. Insgesamt ist der Aufwand an Grauer Energie bei PVC-Rahmen höher als bei Holz-, aber geringer als bei Alu-Rahmen.
Ausgediente PVC-Rahmen können verbrannt oder recycelt werden. Bei der Verbrennung entstehen u.a. Sonderabfälle, aufgrund des Chloranteils ist dabei der energetische Gewinn vergleichsweise gering. Für die Rücknahme von PVC-Altfenstern besteht bereits eine flächendeckende Sammellogistik mit angeschlossenen Aufbereitungsbetrieben. In der Praxis konnte das PVC-Fensterrecycling wegen der anfallenden Kosten sowie dem geringen Absatzmarkt für PVC-Recyclingprodukte bislang jedoch keine große Bedeutung erlangen.
Für die Beurteilung von Fenstersystemen unter nachhaltigen Gesichtspunkten rücken Faktoren der Nutzungsphase wie Energie, Beanspruchung, Wartungs- und Pflegeaufwand sowie die Entsorgung in den Vordergrund. Weil die Wärmeverluste über die Rahmen eine bedeutende Rolle bei Gesamtenergiebilanzen von Fenstern spielen, lassen sich nur mit tiefen U-Werten auch gute Gesamtenergiebilanzen erreichen. Diese Anforderungen können PVC-Rahmen mit dem U-Wert ≤ 1,1 W/m²K erfüllen. Darüber hinaus eignen sich PVC-Rahmen, ähnlich wie Holz, auch für zukunftsfähige hochwärmedämmende Fensterkonstruktionen (→“Passivhausfenster“).
Fazit:
Vorrangig entscheidend bei der Fensterwahl nach den Kriterien der Nachhaltigkeit sind hoher Wärmeschutz von Rahmen und Glas, hohe Lebensdauer des gesamten Fenstersystems sowie geringer Wartungs- und Pflegeaufwand. In der Langzeitbilanz weisen PVC-Rahmen eine gute Witterungsbeständigkeit und Dauerhaftigkeit auf. Sie sind anspruchslos in Wartung und Pflege und benötigen keinen fortlaufenden Schutzanstrich wie z.B. →Holzfenster. Bei der Materialwahl der Rahmenprofile sollten immer die projektspezifischen Bedingungen berücksichtigt werden: Liegt eine starke Beanspruchung der Fenster vor und ist gebäudeseits kein ausreichender konstruktiver Witterungsschutz zu gewährleisten, sind PVC-Fenster eine gute Wahl.
Ein strittiger Punkt ist bislang die Entsorgung von PVC-Rahmen. Zwar sind von Verbands- und Herstellerseite die Voraussetzungen für den geschlossenen Stoffkreislauf von PVC-Rahmen geschaffen, bislang findet jedoch nur ein sehr geringer Rücklauf von Altrahmen statt.
Entscheidend bei der Bilanzierung von Rahmenmaterialien bleibt jedoch die Herstellung. Werden bei der PVC-Produktion Calcium-Zink-Stabilisatoren verwendet, sind PVC-Rahmen (U=1,1 W/m²K) und Holzrahmen (U=1,3 W/m²K) in der Ökobilanz in etwa gleichwertig.

Praxistest

Für die Fensterwahl unter nachhaltigen Aspekten sollte nicht allein auf das Rahmenmaterial, sondern vor allem auf die Gesamt-Fensterkonstruktion geachtet werden. Wichtigster Indikator hierfür ist der U-Wert des Fensters. Zukunftsfähige Konstruktionen erreichen einen Uw-Wert von 0,80 W/m²K und rücken damit in den Leistungsbereich eines →Passivhausfensters. (Voraussichtlich wird auch die EnEV 2012 für Fenster und Glastüren bauteilspezifische Werte von 0,80 W/m²K verlangen.)

Eine Fensterkonstruktion mit Uw-Wert von 0,80 W/m²K sieht z.B. folgendermaßen aus:
- 6-Kammer-Kunststoffrahmen oder Holzrahmen (z.B.Kiefer) mit drei Dichtungsebenen (=umlaufende Dichtungslippen)
- 3-Scheiben-Wärmeschutzglas Ug = 0,6 W/m²K mit Argonfüllung (4/14/4/14/4)
- Scheibenrandverbund thermisch getrennt ("warme Kante")
Ein 0,8 W/m²K Fenster kostet etwa da 1,5-fache eines gerade noch EnEV-tauglichen Fensters mit Uw-Wert 1,3 W/m²K.
Noch bessere Uw-Werte werden mit gedämmten Rahmenprofilen und 3-fach-Scheiben mit Kryptonfüllung erzielt. Die Kosten für ein solches passivhaus-taugliches Fenster mit Uw-Wert 0,6 W/m²K betragen etwa das Doppelte eines Fensters mit Uw-Wert 1,3 W/m²K. (Stand 2010)
Wer sich einen ersten Überblick über Fensterpreise und -qualitäten verschaffen möchte, dem seien die Seiten von www.fensterversand.com empfohlen.

Quellen

- www.baubook.at
- www.passiv.de/Produkte
- www.fensterversand.com
- www.eco-bau.ch (eco-devis Nr. 371 „Fenster“, Trägerverband eco-devis c/o Hochbauamt des Kantons Bern, Bern 2009)
- Umweltbundesamt: Produktökobilanzen und ihre Anwendungsmöglichkeiten im Baubereich, UBA-Texte 69/98,70/98, Band 1 u. Band 2, Berlin 1998
- Prognos AG Basel: PVC und Nachhaltigkeit, Deutscher Instituts-Verlag, Köln 1999

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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