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Elektrische Antriebe
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Markus Hoeft

Fenster mit elektrischen Antrieben lassen sich per Wandschalter, Fernbedienung oder über ein zentrales Gebäudenetzwerk öffnen und schließen – bei entsprechender Netzwerkausbildung auch über das Internet von einem völlig anderen Ort. Die Antriebe können gestalterisch unauffällig und elegant integriert werden.
Handfeste Gründe für Motorisierung
Jahrhundertelang hat die Menschheit ihre Fenster per Hand geöffnet und damit nicht schlecht gelebt. Da könnte die heute mögliche Automatisierung der Fenster mittels elektrischer Antriebe im ersten Moment als technikverliebte Spielerei und überflüssiger Luxus missverstanden werden.
Doch in bestimmten Situationen und bei bestimmten Gebäudearten sprechen eine Reihe von handfesten Gründen für eine Motorisierung. So gibt es in der aktuellen, auf maximale Transparenz und Verglasung orientierten Architektur wesentlich mehr Fenster pro Raum als bei früheren Mauerwerksbauten mit Lochfassaden.
Diese Fenster sind vielfach größer und damit auch schwerer, als es Kastenfenster aus Holz jemals sein konnten. Und sie befinden sich als Oberlichter oft in unzugänglichen Höhen. Schon wenn nur eine der genannten Bedingungen zutrifft, verbessert ein elektrischer Fensterantrieb den Bedienkomfort ganz erheblich.
Eine völlig andere, aber nicht minder bedeutende Argumentation für automatisierte Fenster ist das komplexe Gebäudemanagement, wie es vor allem im Büro- und Gewerbebau die Regel ist.
Heizung, Klimatisierung und Lüftung werden dabei als ein Gesamtzusammenhang begriffen und über zentrale Steuerungen koordiniert. Weil die Lüftung allein über Lüftungsanlagen auf Vorbehalte bei den Nutzern stößt, wird heute oft eine natürliche Lüftung über die Fenster geplant, die sich aber nur dann zentral steuern lässt, wenn die Fenster auch per Fernbedienung geöffnet oder geschlossen werden können.
Ähnliches gilt für zentrale Sicherheits- oder Alarmsysteme. Wenn etwa der Sicherheitsbeauftragte einer Fabrik nach Feierabend die zentrale Alarmanlage scharf schaltet und auf seinem Display sieht, dass ein Fenster noch offen steht, dann sollte er auch die Möglichkeit haben, dieses von seinem Steuerpult aus zu schließen.
Komfort- und Wertsteigerung
Über die Sicherheitstechnik könnten die elektrisch angetriebenen Fenster auch ihren Weg in den gehobenen Wohnungsbau finden. Denn die Fensterindustrie entwickelt für diesen Bereich zunehmend Fernüberwachungs- und Sicherheitssysteme. Es wird dann damit geworben, dass sich der Bewohner aus der Ferne per Internet über den geschlossenen Zustand seiner Fenster vergewissern kann.
Deutlich überzeugender für einen Einsatz elektrisch angetriebener Fenster auch im Wohnungsbau spricht die Weiterentwicklung unserer Vorstellungen von Komfort. Wenn in hochwertigen Wohnimmobilien die Heizungen, Rollläden und Sonnenschutzeinrichtungen fernbedient werden, dann ist die Lüftung über motorisierte Fenster nur ein folgerichtiger Schritt. Speziell im senioren- oder behindertengerechten Bauen wird den Bewohnern damit nicht nur Luxus, sondern eine tatsächlich verbesserte Lebensqualität geboten.
Aber auch außerhalb dieses Nutzerkreises können automatisierte Fenster das Prestige und den Wert von Immobilien heben. Durchsetzen werden sich im Wohnungsbau aber wohl weniger die netzwerkgesteuerten Lösungen, als vielmehr die einfache und intuitive Bedienung mittels Wandschalter oder Hand-Fernbedienung.
Lüftungsantriebe aus RWA abgeleitet
Elektrische Fensterantriebe sind keine neue Erfindung. Für Lichtkuppeln und Lichtbänder in Dächern gibt es sie bereits seit Jahrzehnten. Typisch für diese Anwendungen ist die Doppelfunktion der Antriebe: Zum einen als vollständiger Öffner für den Rauch- und Wärmeabzug im Brandfall (RWA), zum anderen für die nur spaltbreite Öffnung und Schließung im Rahmen der alltäglichen Lüftung.
Neu, oder doch zumindest relativ jung, sind hingegen zwei andere Aspekte des elektrischen Fensterantriebs: Die Systeme stehen erstens jetzt auch für senkrechte Fassadenfenster in einer breiten Auswahl zur Verfügung. Und sie werden zweitens für die Fassadenanwendung deutlicher nach RWA-Systemen und Lösungen allein für die natürliche Lüftung unterschieden.
Die Nutzung senkrechter Fenster für den Rauchabzug im Brandfall hat durch die Überarbeitung der DIN 18232 Teil 21 wesentliche Impulse erhalten. Zwar wurde bei mehrgeschossigen Gebäuden auch früher schon der Rauchabzug für die unteren Geschosse über die Fassade und nicht über das Dach organisiert. Die einschlägige DIN 18232 enthält aber erst seit der Neufassung ihres Teils 2 weit reichende Angaben zu einer normgerechten Entrauchung über die vertikale Gebäudeaußenhaut.
Künftig kann diese Lösung also mit mehr Planungssicherheit und dadurch eventuell auch häufiger eingesetzt werden.
Elektrische Fensteröffner für den Rauchabzug im Brandfall müssen naturgemäß einige Sicherheitskriterien mehr erfüllen als Öffner nur für die normale Lüftung. Reine Lüftungsantriebe können hingegen einfacher, kompakter und wirtschaftlicher ausgeführt werden. Für eine perfekte Integration in die Architektur wird außerdem mehr Wert auf ein unauffälliges Erscheinungsbild bzw. ein elegantes Design gelegt. Durch diese unterschiedlichen Anforderungen kommt es in den Sortimenten der Hersteller zu einer Trennung zwischen NRA- und reinen Lüftungsantrieben, wobei NRA-Systeme oft zusätzlich die Möglichkeit der Lüftung bieten.
Merkblatt und Richtlinie für reine Lüftungsantriebe
Für Fenster mit elektrischem Antrieb allein zur Lüftung existiert keine eigenständige Norm, weder national noch europäisch. Mit der DIN EN 124532 über die „Nutzungssicherheit kraftbetätigter Tore” gibt es immerhin ein Regelwerk über vergleichbare Bauteile mit ähnlichem Gefährdungspotenzial.
Denn bei jedem fernbedienten Tor oder Fenster besteht Verletzungsgefahr, weil Menschen oder deren Körperteile während des Schließvorgangs eingeklemmt werden können.
Weil DIN EN 12453 Tore behandelt, lassen sich die dortigen Angaben nur sehr unvollkommen auf Fenster übertragen. Bessere Informationen bietet die berufsgenossenschaftliche Richtlinie BGR 232 von 2003 (vormals ZH 1/494 vom April 1989, viele Herstellerunterlagen beziehen sich noch auf die alte Fassung).
Außerdem hat der VFF Verband der Fenster- und Fassadenhersteller 2002 ein Merkblatt KB.01 Kraftbetätigte Fenster herausgegeben (inhaltsgleich in RWA aktuell Nr. 3 abgedruckt). Das Merkblatt beschreibt ausführlich, wie aus der Einbausituation des Fensters (Lage, Zugänglichkeit) und der Raumnutzung eine Risikobewertung und daraus dann eine bestimmte Schutzklasse abgeleitet werden kann.
Zu jeder Klasse werden die erforderlichen Maßnahmen aufgelistet, die von gepolsterten und abgerundeten Kanten über akustische und optische Warnsignale bei der Schließung sowie Not-Aus-Schalter bis zur elektronischen Überwachung des Fensterschließwegs reichen können. Aus dem Merkblatt ergibt sich außerdem die Forderung, dass Fensterflügel für den Fall des Versagens der motorischen Aufhängung einen zweiten Schutz gegen das Abstürzen/Herabschlagen haben müssen (Fangvorrichtung).
Ketten- und Linearantriebe
Für elektrisch zu bedienende Fenster haben sich vor allem Linear- und Kettenantriebe durchgesetzt. Linearantriebe arbeiten mit einer feststehenden Stange, die als Zahnstange oder Spindel ausgebildet sein kann.
Das Prinzip ist von Lichtkuppeln bekannt und hat vor allem den Vorteil, große Kräfte übertragen zu können, wodurch sich auch schwere Flügel antreiben bzw. bei stärkerem Wind halten lassen. Nachteilig ist im Hinblick auf das Design die Stange, die im geschlossenen Zustand häufig unattraktiv mitten in den Raum ragt. Eine interessante Weiterentwicklung der Linearantriebe sind darum Scherengestänge, die sich unauffällig einfalten können, dafür aber auch nicht mehr ganz so robust in der Kraftübertragung sind.
Moderner und eleganter sind die Kettenantriebe, weil sich die Kette beim Schließen kompakt und optisch unauffällig zusammenrollen kann. Im ausgefahrenen Zustand ist die Kette starr, so dass sie Drucklasten übertragen kann und auch bei leichtem Wind ausreichend Stabilität gewährt.
Kettenantriebe können als kleine und flache Bauteile auf das Fensterprofil aufgesetzt werden. Es gibt aber auch Lösungen, bei denen der Antrieb in das Fensterprofil integriert und damit – bis auf die Kette – faktisch unsichtbar ist. Aber auch aufgesetzte Antriebe können mit farblich angepassten Abdeckungen elegant in die Gestaltung eingefügt werden. Als Stromversorgung benötigen die meisten Antriebe entweder 230 V-Wechsel- oder 24 V-Gleichstrom.
Die einfachsten Öffnungsarten für elektrische Fenster sind das Kippen (Antrieb oben) und das Klappen (Antrieb unten). Aber auch für die klassische Drehöffnung und für andere Öffnungsarten existieren Lösungen, etwa für Parallel-Ausstell-, Schiebe- oder Lamellenfenster.
Geschlossen und verriegelt
Die konkrete Produktauswahl für einen elektrischen Fensterantrieb richtet sich vor allem nach dessen Öffnungskraft, die in direkter Beziehung zum Gewicht des Fensterflügels steht, sowie der möglichen Öffnungsweite, die bei Kipp- und Klappfenstern in Relation zur Flügelhöhe steht. Bei besonders schweren Flügeln können in vielen Sortimenten auch zwei oder mehr Antriebe zusammengeschaltet und synchronisiert werden (Tandem- bzw. Tripelbetrieb).
Für den Wärme- und Schallschutz sowie ggf. auch für die Einbruchsicherheit und den Versicherungsschutz bei automatisierten Fenstern ist die Art der Zuhaltung von Bedeutung. In der einfachen Lösung halten allein die Kette oder die Zahnstange das Fenster zu (Schließkraft beachten). Technisch überzeugender ist die automatische Verriegelung, wie man sie auch von mechanischen Fenstern kennt. Einige Antriebe bieten die doppelte Funktionalität des Schließens und des Verriegelns in einem Bauteil. Bei anderen ist jedoch ein zusätzlicher Verriegelungsantrieb erforderlich, der in vielen Systemen anstelle des Fenstergriffs montiert wird.
In Zusammenhang mit der Verriegelung oder Zuhaltung ist außerdem zu klären, welche Handlungsmöglichkeiten der Benutzer bei einem Stromausfall hat. Für NRA-Geräte muss in jedem Fall eine zweite Stromquelle (z.B. Akku/Batterie) verfügbar sein, für reine Lüftungssysteme existiert diese Forderung nicht. Trotzdem sollten bei einem Ausfall der Netzversorgung auch diese Fenster per Hand zumindest behelfsweise geschlossen und verriegelt werden können.
Eine weiterer Unterschied zwischen NRA und Fensterantrieben nur für die Lüftung zeigt sich bei der Steuerung des elektrischen Antriebs. Bei NRA muss das Gesamtsystem aus Antrieb, Steuerung und Sensorik den komplexen Forderungen der DIN 18232 und der VdS-Richtlinien genügen. Bei reinen Lüftungssystemen ist der Planer hingegen relativ frei in der Auswahl und Zusammenstellung der Komponenten sowie in der Konfiguration der Steuerung.
In der Praxis dürfte es jedoch vorteilhaft sein, auf das Zubehör zurückzugreifen, das der jeweilige Antriebshersteller empfiehlt oder selber anbietet. Schon allein um Kommunikationsprobleme zwischen Antrieb und Steuerung zu vermeiden. Neben der möglichen Netzwerkeinbindung der Fenster sollte stets auch die parallele Montage von Schaltern im Raum erwogen werden, damit die Raumnutzer auch ohne Fremdbestimmung lüften können.
Eventuell ist die Zusammenschaltung mehrerer Fenster eines Raums sinnvoll oder auch die Kombination der Fenstersteuerung mit der Steuerung des Sonnenschutzes. Außerdem können je nach Gebäudeart und -nutzung Zeitschaltungen, Regen- und/oder Windsensoren sowie Verschluss- bzw. Alarmmelder die Funktionalität und den Komfort der elektrisch angetriebenen Fenster erhöhen.
Anbieter und Produkte
Die nachfolgende Produktauswahl erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit und konzentriert sich auf elektrische Fensterantriebe für die Lüftung (ohne Funktion als Rauchabzug).
Als Kettenantrieb für die Lüftung bei Kipp-, Klapp- und Drehfenstern bietet D+H Mechatronic die Baureihe Ventic an. Die Antriebe sind für alle Fensterformen geeignet, bei bestimmten Profilen (auf Anfrage) ist eine verdeckte Montage möglich. Neben zwei Modellen mit verkabelter Steuerung gibt es auch eine Ausführung mit Funkfernsteuerung. Das Sortiment des Herstellers wird ergänzt durch den Lamellenantrieb LA, den Linear-Riegelantrieb VLD mit automatischer Verriegelung sowie verschiedene Ketten- und Zahnstangenantriebe für NRA (in Kombination mit natürlicher Lüftung).
Weitere Informationen bba 537
Das oben genannte Sortiment Ventic sowie die Ketten- und Zahnstangenantriebe für NRA in Kombination mit natürlicher Lüftung wird auch zusammen mit der Beschlagtechnik von Siegenia-Aubi angeboten.
Weitere Informationen bba 538
Der Linearantrieb M3 von STG Beikirch ist für die tägliche Lüftung bei Kipp- und Klappfenstern sowie Lichtkuppeln und Dachklappen konzipiert, eine Tandemschaltung ist möglich. Als Kettenantriebe für Kipp- und Klappfenster stehen die Baureihen LM, EM, OM und FM zur Auswahl, darunter einige Modelle mit integrierter Fensterverriegelung.
Weitere Informationen bba 539
Die esco-Produktfamilie der Kettenantriebe besteht aus den Modellen KM 15, KM 30, KM 35 und KM 40, die sich durch große Kraftentfaltung bei möglichst kleiner Dimensionierung auszeichnen. Herzstück des Programms ist der KM 35 mit sehr universellen Einsatzmöglichkeiten. Der Antrieb kann aufgesetzt und integriert zum Öffnen von Kipp-, Klapp-, Dreh- und Senkklappfenstern verwendet werden. Möglich sind Tandemschaltungen, die Ausführung mit Verriegelungshub und je nach Leistungsstufe auch die Nutzung als Rauchabzug.
Weitere Informationen bba 540
Die Firma Hautau bietet in ihrer Baureihe elektrischer Fensterantriebe die Modelle Primat kompakt 190 und 300 an. Die Ziffer bezeichnet jeweils die Öffnungsweite, mit der die Schere Oberlichter mit Glasgewichten bis 40 kg öffnen kann. Die Antriebe sind serienmäßig mit einer 3-Punkt-Verriegelung ausgerüstet; bei Bedarf können Zusatzverriegelungen eingesetzt werden. Der Antrieb arbeitet wahlweise mit 24 V oder 230 V sowie mit einer oder zwei Scheren.
Weitere Informationen bba 541
Für die elektrische Fensterbedienung enthält das Sortiment der Firma Geze verschiedene Spindelantriebe sowie Kettenantriebe, die integriert oder aufgesetzt montiert werden können.
Die Kettenantriebe eignen sich zum Direktausstellen von senkrechten Kipp-, Klapp-, Dreh- und Wendefenstern; einige Modelle sind auch bei geneigten Fenstern und Lichtkuppeln einsetzbar.
Weitere Informationen bba 542
Unter den Bezeichnungen KSA, KSL und KSX bringt das Augsburger Unternehmen aumüller aumatic gmbh Antriebe für die kontrollierte natürliche Lüftung auf den Markt.
Der KSX ist mit 25 x 30 mm äußerst klein und damit ausgezeichnet für die integrierte Montage selbst in schmalen Profilen geeignet.
Auch breite Flügel lassen sich verzugsfrei schließen, indem bis zu drei Antriebe elektrisch und mechanisch miteinander verbunden werden.
Weitere Informationen bba 543
Eine neue Lösung bei der elektrischen Verriegelung der Fensterserie Schüco Royal bietet das System Schüco TipTronic.
Anstelle der mechanischen Riegelstange sind hier einzelne Verriegelungsantriebe von außen nicht sichtbar im Flügelrahmen montiert. Die Kippfunktion wird durch einen separaten und ebenfalls völlig verdeckt liegenden Kettenantrieb unterstützt.
Das System lässt sich über einen mit Tasten versehenen Griff am Fenster bedienen oder auch in die Gebäudeleittechnik integrieren.
Weitere Informationen bba 544
Als besondere Spezialität der Firma Lacker gelten Lamellenfenster. Zu den schon bewährten Systemen bigAir 200 und bigAir 400 kam zur BAU 2005 das Modell bigAir 300 hinzu. Während beim 200er Modell der Antrieb sichtbar auf den Rahmen geflanscht wird, arbeitet bigAir 300 mit einer in das Profil integrierten Kettenumlenkung.
Das neue Modell kann auch als elektrisch bediente Einzellamelle für niedrige Oberlichter ab 400 mm Höhe eingesetzt werden, wodurch sich gegenüber Klappfenstern der Öffnungswinkel vergrößern lässt. BigAir400 als größtes Element der Baureihe arbeitet mit Spindelantrieben.
Weitere Informationen bba 545
Eine Lösung vor allem für die nachträgliche Aufrüstung mechanischer zu elektrisch angetriebenen Fenstern bietet Maco unter der Bezeichnung Window-Matic.
Der Antrieb wird hier anstelle des Fenstergriffs montiert und kann ein- und zweiflüglige Kipp- und Drehkippfenster betätigen und verriegeln. Der Nutzer arbeitet mit einer Infrarot-Fernbedienung, die sich programmieren lässt und optional mit Wettersensorik geliefert werden kann.
Weitere Informationen bba 546
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