mini|Vorhangfassade des Burj Dubai im Bau miniatur|Schnitt eines Fenstereinbaus nach RAL-Montage mini|Gläserne Vorhangfassade Fensterbau bezeichnet sowohl die Herstellung von Fenstern und Fensteranlagen als auch das entsprechende Geschäftsfeld. Viele Hersteller von Fenstern fertigen auch Haustüren und Haustüranlagen, manche auch Vorhangfassaden.
Der Fensterbau überschneidet sich teilweise mit dem Glaserhandwerk. Je nach verwendetem Rahmenmaterial liegen die Wurzeln im Metallbau, in der Kunststofftechnik oder im Tischlerhandwerk. Von Relevanz ist zusätzlich die Dichtungs- und Montagetechnik sowie die Elektrotechnik, sofern automatische Schließ- und Sicherungssysteme, Rollläden, Sonnenschutz-, Lüftungs- oder Photovoltaikanlagen integriert werden.
Profile für Holzfenster werden aus Kanteln gefräst. Kunststoff- und Metallfenster werden aus vorgefertigten Profilen nach Maß oder in Serie hergestellt. Tür- und Fensteranlagen sowie Vorhangfassaden bestehen oft aus Pfosten-Riegel-Tragsystemen und enthalten teilweise auch andere Füllungen als Glas.
Konstruktion
Ein Nachweis der Standsicherheit ist nur für Haupttragglieder sinnvoll. Bei Fassadenelementen mit mehr als 9 m² Fläche müssen Pfosten und Riegel statisch nachgewiesen werden.
Die Durchbiegung des Isolierglases im Bereich des Randverbunds sollte nach den Technischen Regeln für die Verwendung von linienförmigen Verglasungen (TRLV) des DIBT nicht mehr als 8 mm betragen und wird inzwischen durch die DIN 18008-2 auf 15 mm begrenzt. Für Fassaden gilt nach EN 13830, Abschnitt 4, zusätzlich zur Durchbiegung von 15 mm die allgemeine Begrenzung auf l/200 der Elementlänge l.
Systeme
Grundsätzlich ist bei allen Fenstersystemen eines gleich: Sie bestehen aus Profilen für Rahmen und Flügel, einer Füllung sowie einer Reihe von Beschlägen und Bauteilen für die technischen Funktionen. Balkontüren werden heute meist mit Standardfensterprofilen gefertigt; bei Haustüren sind die verwendeten Profile nur unwesentlich anders. Die Montage ist mit Ausnahme von größeren Pfosten-Riegel-Systemen (wie beispielsweise bei Schaufensteranlagen oder Vorhangfassaden) bei allen Fenstersystemen gleich. Der Fensterrahmen wird in die vorbereitete Maueröffnung eingesetzt, verdübelt, ausgeschäumt und abgedichtet. Danach werden die vorgefertigten Flügel inkl. Verglasung oder eine Festverglasung eingebaut. Die technischen Anforderungen beim Einbau besteht darin, ein Verziehen der Rahmen beim Verdübeln und Ausschäumen zu verhindern, eine dichte Verbindung zu den benachbarten Bauelementen herzustellen sowie den Wasserablauf, der vielfach auch durch das Innere der Profile erfolgt, zu gewährleisten. Maßgeblich sind hierbei die Forderungen der Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e. V., der sogenannten RAL-Montage.
Neben einer Reihe von Normen und Richtlinien für alle Aspekte des Fensterbaus vom Glas bis zum Schallschutz werden alle wesentlichen Anforderungen zu Fenster und Türen in der DIN-EN-14351 behandelt. Im Folgenden wird wegen der unterschiedlichen Materialeigenschaften nach Rahmensystemen unterschieden.
Holzfenster
Bei Holzfenstern bestehen die verwendeten Profile aus Holz, meist Vollholz, mit seinen guten statischen Eigenschaften. Der Nachteil von modernen Holzfenstern ist das Gewicht und die begrenzte Witterungsbeständigkeit. Eine Sonderform sind Holz-Aluminium-Fenster, deren tragende Holzprofile durch ein außenliegendes Aluminium-Deckprofil von 2 bis 3 Millimeter Stärke zusätzlich gegen Verwitterung geschützt sind.
Die DIN 68121-1 teilt den grundlegenden Verglasungsarten von Holzfenstern verschiedene Kürzel zu:Vademecum Fenstersysteme – Anleitung für die Umstellung auf EnEV-konforme Konstruktionen –, Kapitel 1 – Fenstersysteme, iBAT – Instituts-Gesellschaft für Betriebs- und Arbeitstechnik des Tischlerhandwerks mbH, Mai 2012. EV – Die Einfach-Verglasung von Fensterflügeln mit Einscheibenglas war bis Mitte des 20. Jahrhunderts üblich. 2 × EV – Zwei separate Einfach-Fenster, die als Kastenfenster in der Wandöffnung hintereinander angeordnet wurden, waren in höherwertigen Gebäuden seit der Gründerzeit üblich. DV – Die Doppel-Verglasung aus zwei zusammengeschraubten Einzelflügeln, die jeweils ein Einscheibenglas tragen, wird Verbundfenster genannt. Dieses System verbreitete sich nach dem Zweiten Weltkrieg. IV – Isolier-Verglasung oder Mehrscheibenglas wurde nach der Ölkrise in den 70er Jahren zum neuen Standard. Um die typischerweise 24 mm starken Isolierglasscheiben unterzubringen, mussten neue, breitere Rahmenprofile verwendet werden, die meist auch gleich mit einem umlaufenden Dichtungsprofil ausgestattet wurden.
Beim Einsatz von Mehrfach-Isolierverglasung ist es üblich, nach dem vorangestellten Kurzzeichen „IV“ die Nenndicke des Flügelprofils anzugeben. Übliche Profilstärken sind IV 58, IV 68, IV 78 bis IV 98. Beliebige Zwischenwerte kommen vor. Flügel- und Rahmenhölzer werden in der Regel in gleicher Stärke ausgeführt. Die Höhe des Profils wird oft hinter dem Schrägstrich angegeben, z. B. IV 68/60.
Eine Vielzahl von Details etwa zur Ausführung von Falz, Sprossen, Stulp, Verglasung und Wasserableitung sind in Teil 2 der Norm (DIN 68121-2) geregelt.
Traditionell wurden Fitschenbänder als Fensterbeschläge zum Öffnen des Flügels verwendet. Für einfach öffnende Dreh- oder Kippfenster kamen dann, wie bei modernen Türen, Einbohrbänder zum Einsatz. An Drehkippfenster wurden zunächst drei einfache Beschläge montiert, bei denen jeweils zwei Hebel umgelegt werden mussten, um von der Dreh- auf die Kippfunktion umzustellen. Heute werden fast ausschließlich komplexe Systeme verwendet, bei denen die Umstellung der Öffnungsarten vom Fenstergriff auszuführen ist, der auch den Flügel öffnet. Diese Beschlagsysteme werden in einer auf der Außenseite des Flügels umlaufenden Nut montiert, die ebenso wie der zugehörige Eurofalz als Euronut standardisiert wurde.Martin Klingelhöfer: Vademecum Fenstersysteme – Anleitung für die Umstellung auf EnEV-konforme Konstruktionen –, Kapitel 7 – Beschläge, iBAT – Instituts-Gesellschaft für Betriebs- und Arbeitstechnik des Tischlerhandwerks mbH, Mai 2012.
Die meisten Fensterbaubetriebe beziehen vorgefertigte verleimte Kanteln von spezialisierten Herstellern, die Erfahrung in der Auswahl geeigneter Holzqualitäten haben und über Maschinen zur Keilverzinkung verfügen, um endlose Holzleisten bei geringen Abfallmengen zu fertigen. Durch mehrschichtige Verleimung und mechanische Trocknung des Holzes wird eine weitgehende Riss- und Verzugsfreiheit der Kanteln erreicht. Bei Fenstern in exponierter Lage, etwa an der Wetterseite des Gebäudes, sollten Kanteln mit „durchgehender Decklage“ gewählt werden, bei denen keilverzinkte Hölzer nur für die inneren Lagen der Leimholzprofile verwendet werden. Schäden in der Beschichtung der fertigen Fenster aufgrund wechselnder Belastung durch Sonneneinstrahlung und Schlagregen treten erfahrungsgemäß zuerst an Stellen der Keilverzinkung auf (sowie an Fugen und den waagerechten Holzflächen im unteren Bereich des Fensters).
Zur Vermeidung von Schäden an Holzfenstern haben Herstellerverbände und Institute wie der Verband der Fenster- und Fassadenhersteller e. V., das Institut für Fenstertechnik (ift) Rosenheim, das Institut des Glaserhandwerks für Verglasungstechnik und Fensterbau, der Bundesverband Holz und Kunststoff (BHKH), Berlin und die RAL-Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e. V. eine Vielzahl von Richtlinien erstellt.Siehe u. a. die „Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen (ZTV) zur Ausschreibung von Fenstern“ und die „Hinweise zu den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen (ZTV) zur Ausschreibung von Fenstern“, Stand April 2010. In: Window.de. Abgerufen im August 2019.
Imprägnierung und Beschichtung
Beschichtungen für Fenster und Außentüren werden in der Tabelle B.1 des BFS-Merkblatts Nr. 18 zusammengefasst. Vorgesehene Trockenschichtdicken der Beschichtungen führt die Tabelle 5 des VFF Merkblatts HO.01 auf. Beim nachträglichen Auftrag einer Beschichtung auf dem Fensterprofil sollte der Verglasungs-Dichtstoff nach Angabe der DIN 18545-3 nur um ca. 1 mm überstrichen werden.
Kombinationen von Dichtstoff und Beschichtung sind allgemein nach DIN 52452-4 „A 3“ (Tabelle 6) zu beurteilen.
Bis in die 1950er Jahre wurden Holzfenster vor allem mit rohem Leinöl grundiert und mit Leinölfarbe gestrichen, um das Holz vor Witterungseinflüssen zu schützen.Tobias Huckfeldt, Hans-Joachim Wenk: Holzfenster – Konstruktion, Schäden, Sanierung, Wartung. Köln 2009, ISBN 978-3-481-02504-5, S. 54.Richard Bermpohl, Hans Winkelmann: Das Tischlerbuch. Gütersloh 1952, S. 403. Moderne Beschichtungssysteme reduzieren zwar den früher üblichen Wartungsaufwand, verkürzen aber häufig die Haltbarkeit und Lebensdauer heutiger Fenster erheblich, da die Imprägnierung weniger tief einzieht als rohes Leinöl und die Beschichtung so leichter von Feuchtigkeit unterwandert werden kann, sobald sich durch UV-Belastung, Wärmespannungen oder hohe Feuchtebelastung (der Fensterinnenseite) feine Risse bilden.Hermann Klos, Günther Seitz: Das historische Fenster. In: Klaus Könner, Joachim Wagenblast (Hrsg.): Steh fest mein Haus im Weltgebraus. Denkmalpflege – Konzeption und Umsetzung. Landesdenkmalamt Baden-Württemberg und Stadt Aalen, Aalen 2001, S. 215.Peter Struhlik: Totalschaden an 700 Fenstern. Erschienen im Magazin glaswelt 11.2009. In: Peter-Struhlik.de. Abgerufen am 24. Februar 2024.
Sonnenlicht bewirkt den Abbau des Lignin, was an einer Vergrauung der Holzoberfläche zu erkennen ist. Vor dem Auftrag einer Beschichtung muss eine vergraute Schicht abgeschliffen werden. Um die Holzoberfläche vor UV-Strahlung zu schützen, sind Lasuren und Lacke immer mit einer Pigmentierung zu versehen.Ulf Hestermann, Ludwig Rongen: Frick/Knöll Baukonstruktionslehre. Teil 2, Springer Vieweg, Wiesbaden 2013, ISBN 978-3-8348-1617-7, S. 437. (books.google.gr).
Zur Vermeidung der Kantenflucht sieht die DIN 68121 vor, sämtliche Kanten mit einem Radius von wenigstens 2 mm abzurunden. Beschichtungen, die eine hohe Spannung aufbauen, neigen zudem dazu, an scharfen Kanten abzuplatzen. Früher war insbesondere auf der Innenseite der Fenster eine Profilierung der Fensterprofile üblich, welche die Kanten „entschärfte“. Beim Zusammenfügen der Flügelhölzer in Form einer 45°-Gehrung läuft die Profilierung am Gehrungsschnitt aus. Läuft hingegen das waagerechte oder senkrechte Flügelprofil gerade bis zur Außenkante durch, so ergibt sich beim Zusammenfügen der Hölzer an den Schnittkanten von Flügel und Rahmen eine V-förmige Fuge, sofern beim Fräsen der Profile die Kanten bereits gerundet wurden. Diese Fuge kann als optisch störend wahrgenommen werden und den Eintritt von Wasser ins Holz erleichtern. Auch wenn die Fuge mit Kitt oder Dichtmasse geschlossen wird, können an dieser Stelle nach längeren Zeiträumen durch den Materialwechsel Schäden an der Beschichtung des Fensters auftreten. Auch zum Angleich an historische Fenster werden für denkmalgeschützte Gebäude oft Fenster mit sogenannten geschlossenen Brüstungsfugen gefordert. Der Fensterbauer muss die Kantenrundungen dann nachträglich mit der Oberfräse herstellen.
Zumindest bei Nadelhölzern sollte eine Versiegelung der Schnittkanten vor dem Verleimen der Rahmen vorgenommen werden. Speziell für Kiefernholz wird der Auftrag von Fugensiegel auf die äußeren Brüstungsfugen (sichtbare Stoßfugen der Flügel- und Rahmenhölzer) nach Fertigstellung von Flügel und Rahmen empfohlen.Initiative ProHolzfenster e. V.: In: ProHolzfenster.de. Stand März 2003. Sowie die ältere Ausgabe von November 2002: Empfehlungen für die werkseitige Fertigbehandlung von Fenstern und Haustüren aus Holz. In: Sikkens-Wood-Coatings.com. Oder alternativ: . In: khries.de:80. Stand November 2002.