M-Window – Entwicklung eines automatisierten Fensters ohne Treibstangenbeschlag

Im Projekt M-Window soll ein neuer automatisierter Fensterbeschlag und ein dazu passendes Fenstersystem bis zur Serienreife entwickelt werden.

Steckbrief

  • Lead-Departement Architektur, Holz und Bau
  • Institut Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur IHTA
  • Forschungseinheit Fenster, Türen und Fassaden
  • BFH-Zentrum Wood - BFH-Zentrum Holz – Ressource und Werkstoff
  • Förderorganisation Innosuisse
  • Laufzeit (geplant) 01.06.2020 - 30.11.2022
  • Projektverantwortung Urs Uehlinger
  • Projektleitung Wolfgang Rädle
  • Projektmitarbeitende Urs Uehlinger
    Wolfgang Rädle
  • Partner 1a hunkeler fenster AG
    Mayer & Co Beschläge GmbH
  • Schlüsselwörter Automatisierte Fenster, Automatisierte Schallschutzfenster, Smart-Window, Kontrollierte natürliche Lüftung, Schallemissionen in Schlafzimmern, Einbindung des Fensters in die Gebäudetechnik, Vereinfachung des Fensterbeschlags, Reduzierung Energieverbrauch, Sommerliche Nachtauskühlung, Zustandsüberwachung Fenster, Wohnbau, Objektbau

Ausgangslage

Grundsätzliche Neuentwicklungen in der Beschlagtechnik für Fenster hat es seit der Einführung des Einhand-Dreh-Kipp-Beschlages vor 40 Jahren nicht mehr gegeben. Die Fortschritte der Beschlagindustrie haben sich auf die Optimierung der bestehenden Konstruktionen beschränkt. Die Entwicklung bei den Fenstern für den Wohnungsbau war geprägt durch den verbesserten Wärmeschutz, bessere statische Eigenschaften und bessere Einbruchhemmung. Bei den Bedienfunktionen war das primäre Ziel, dass der Status Quo erhalten werden konnte. Durch die seit Jahrzehnten von den marktbeherrschenden Fensterbeschlagherstellern etablierte Standard-Beschlagtechnik ist es für den einzelnen Fensterhersteller unmöglich, vom Standard abzuweichen. Die Weiterentwicklung von Fenstern wird durch die Randbedingungen, welche die vorhandenen Beschläge setzen, begrenzt. Funktionen wie Öffnungszustandserfassung mit Meldung an die Gebäudeleittechnik, automatische Schliess- und Öffnungsfunktionen, Einbruchalarm, etc. werden als Zusatzmodule auf den bestehenden Beschlag zwar angeboten, durch die komplexe Bauart der Beschläge sind diese Funktionen aber störungsanfällig und teuer. Eine vom BAFU geförderte Untersuchung der BFH-AHB, in Zusammenarbeit mit der Empa, zeigte, dass heute existierende Fenster automatisiert werden können, allerdings konnten die automatisierten Fenster die Anforderungen der SIA 181 an die Schallemission nicht erfüllen und haben nur zu geringen Öffnungsweiten mit niedrigen Luftwechselraten geführt.

Der automatisierte Fensterbeschlag der BFH.
An der BFH entwickeln Forschende einen automatisierten Fensterbeschlag.

Vorgehen

Im Projekt M-Window soll ein neuer automatisierter Beschlag und ein zu diesem Beschlag passendes neues Fenstersystem bis zur Serienreife entwickelt werden. Dabei soll die Flexibilität, die die neue Beschlagtechnologie bietet, für innovative Lösungen bei der Fensterentwicklung (Rahmengeometrie) genutzt werden. Über neue Funktionen im Beschlag sollen mehr Anwendungen bzw. ein deutlich höherer Nutzen für die Anwender zur Verfügung gestellt werden, als dies mit der heutigen Technik möglich ist. Die rein mechanische Plattform wird abgelöst durch einen in Haustechniksysteme voll integrierbaren, automatisierten Fensterbeschlag. Durch die clevere Verknüpfung von mechanischen und elektronischen Komponenten sollen sogenannte "Smart Building Components" für die ganzheitliche Gebäudetechnik und die Vernetzung im Smart Home entstehen. Die Fenster-Antriebs-Kombination soll erstmalig in der Schweiz die Grenzwerte für Schallemissionen in Schlafzimmern (SIA 181) einhalten. Zudem soll das neue Beschlagsystem für alle gängigen Fenstertypen und Fenstermaterialien geeignet sein.

Ergebnisse

Erstmals wird ein wirtschaftlich interessantes, automatisiertes, geräuscharmes und sensorgesteuertes Fenstersystem für den Wohnbau und den Objektbau entwickelt. Damit sind diese Fenster, im Gegensatz zu bestehenden automatisierten Fenstern, für den automatisierten Einsatz in Schlafräumen geeignet, vor allem wenn das Fenster in den lärmarmen Nachtstunden selbstständig öffnen und vor Beginn des morgendlichen Aussenlärms wieder schliessen soll, ohne dass die Bewohner durch die Geräuschentwicklung des Fensterantriebs aus dem Schlaf gerissen werden. Zusätzlich bietet das neue Fenstersystem durch die Automatisierung und die Einbindung in die Gebäudesystemtechnik Anwendungsmöglichkeiten wie die Einbindung in die kontrollierte natürliche Lüftung sowie in Heiz- und Klimaanlagen und die Einbindung in Wartungs- und Überwachungssysteme von Gebäuden.