传统窗框的隔热值仍然明显高于最佳玻璃窗的传热系数。即使是由塑钢型材和三层玻璃提供的隔热性能非常好的被动式房屋窗户，其Uw值也很少低于0.8 W/m K。缺点是这些系统不够美观，型材和配件更大，安装深度更大。总的来说，高度隔热且纤细轻便的窗框早就过时了。
“高度隔热的窗户和立面系统”研究项目的目标是开发满足这些要求的框架设计。参与的研究人员的任务是开发这些框架，用作新住宅建筑和旧建筑翻新中的标准窗户，同时还包括现代玻璃，如真空隔热玻璃。总共有两个研究机构和七个中型公司参与了这个由德国联邦经济和技术部资助的研究项目。今天介绍这款新型门窗产品。
新框架完全由聚氨酯制成，但分为两个结构部分。绝缘芯填充有聚氨酯绝缘泡沫(密度:110克/升)。发泡过程会产生带有气穴的薄壁，导致低热导率。暖侧和冷侧尽可能热隔离。
泡沫芯上覆盖着一层薄的形状稳定且不受天气影响的固体聚氨酯。这种硬质聚氨酯是固体，即使在80℃左右的温度下也是耐热的。功能外层具有可变的壁厚，保证了框架的机械和静态性能。此外，它还提供了设计自由:表面的胶合和涂漆几乎没有限制。因此，新的轮廓是由单一材料制成的“单件”。这有助于在处理框架时对其进行分类和回收。夹层结构的重量由95%的硬泡沫芯和5%的外壳组成。
所述框架无需使用钢或铝加强件即可实现所需的稳定性。这也导致较低的重量和较低的隔热值。关于这些窗户的安装，与传统的框架系统相比没有什么不同。例如，螺钉连接之间的距离类似于传统窗户的距离。
高保温型材产品介绍：
目前可用的高隔热框架的传热系数在1.1和0.7 W/m K之间。也有达到稍低值的情况。使用改进的隔热垫片的断桥铝合金型材，0.7到0.8 W/m K之间的超宽值是可能的。然而，这也导致安装深度增加。大约120到130毫米的数值适用于被动式房屋窗框。
可以识别以下类型的框架:
挤出机框架型材由聚氯乙烯制成，带有内部钢筋和多个气室。额外的聚氨酯泡沫可以进一步提高框架的隔热性能。
木质框架，带核心隔热层或夹层结构，中间或外部隔热层。隔热材料可以是聚氨酯整体泡沫、聚氨酯再生材料(Purenit)、聚苯乙烯或软纤维隔热材料。不同制造商之间绝缘层的排列不同。还有带有聚氨酯隔热芯的木铝窗。
铝框架，其中框架外壳填充有聚氨酯绝缘芯。
其他发展:泡沫填充塑料型材，其中钢筋被玻璃纤维增强的型材取代；木质框架与外部安装的型材相结合，用木质纤维加固。
SKZ塑料技术中心对单个部件进行了测试，并进行了机械模拟，目的是调查整个窗户系统的适用性及其长期稳定性。科学家们测量了在强烈的温度波动(暖/冷冲击)和膨胀的风载荷(吸入/压缩)以及温度或雨水的情况下的机械性能。抗冲击性、轮廓稳定性、拐角稳定性和其他性能进行了测试。结果表明，新开发的型材具有非常好的稳定性，使用的粘合技术产生了良好的强度。
巴伐利亚应用能源研究中心(ZAE·拜仁)受托对新框架进行热优化和表征。科学家利用模拟计算了热传导行为和热桥的影响。这些计算用于制造优化的样品轮廓和窗口。科学家们使用热盒测量和数值方法以多种方式研究原型的热行为。
新框架的核心是将泡沫填充到模具中，然后用塑料层覆盖泡沫芯，而不是像迄今为止常见的那样压制或挤压型材。这种聚氨酯加工的系统先决条件是高压发泡装置、模具支撑设备和泡沫加工工具。窗户制造商购买6米长的聚氨酯，然后根据他们的需要进行切割。原型的试生产目前正在进行中，并且已经制造和测试了40个样品窗。新配置文件的制造可以集成到现有的生产流程中，从而提供额外的配置文件选项。已经开发了中间(200，000个运行m . p . a .)和大型(120万个运行m . p . a .)年产量的生产概念。
与传统门窗框架不同，这种完全由聚氨酯制成的型材不能焊接；相反，角落粘在一起，框架和玻璃也是如此。框架的切割表面涂有一种新开发的粘合剂，这种粘合剂在几秒钟内就会变硬，然后可以使用焊接机重新激活，用于下一个生产步骤。因为粘合剂干得太快，零件的工作可以以正常的生产速度继续进行。窗户生产可以在粘合剂达到其极限强度水平时进行，这发生在4到5小时之后。因此，生产周期时间可能不会长于聚氯乙烯窗户的典型时间。
这里介绍的研究项目的目标之一是开发一种能最大限度利用真空玻璃优势的框架。该玻璃的关键部件(参见BINE Projektinfo 01/08)位于窗格之间的空腔内:
真空意味着没有介质将热量从内部窗格传递到外部窗格。为了实现这一点，该区域的压力降低到小于10-3 hPa。只有这样，才有可能将通过残余气体的热传递降低到小于0.1瓦/米·克的值，从而使玻璃的热传递系数达到0.5瓦/米·克。大气压力受到支柱的抵抗。边缘密封用低辐射薄膜(低辐射涂层)将两块3-4毫米厚的玻璃粘合在一起。
窗格之间的间距约为0.7毫米，这种玻璃比现在通常使用的双层玻璃要薄得多。然而，真空隔热玻璃的弱点是金属边缘密封，它形成了一个热桥。这个问题在市场上的窗户型材上还没有解决。新开发的框架代表了这个问题的解决方案，因为玻璃在框架中的大插入深度防止了在窗格边缘出现低于露点的温度。
在第一个项目阶段，很明显优化标准压制铝型材和标准挤压聚氯乙烯型材的机会有限。从技术和生产的角度来看，目前很难实现小于90毫米的型材宽度和小于0.8瓦/米的单位值。为此，研究小组决定开发一种全新的窗框系统。该型材的Uf值为0.68瓦/米·克，优于被动式住宅窗户所需的隔热值。
具有相似安装深度的其他制造商的可比新开发型材的Uf值最多为0.85瓦/米·克。当与真空隔热玻璃(VIG)结合时，框架的Uw值达到0.67瓦/米·克(见图6)。新系统适用于厚度在9毫米到50毫米之间的玻璃板。
当考虑到太阳能热增益时，如果其位置有利，则轮廓具有正热平衡。在以下载荷组方面，该框架的性能与其他类似型号相似:透气性(EN 1026)、风荷载(EN 12211)和水密性(EN 1027)。
由于隔热值低，这种新型材处于被动式房屋窗框的水平，但重量更轻，也更薄。
有了这个框架，研究团队必须在材料和制造方法方面进行创新。整个型材由聚氨酯制成，这对生产和进一步加工都有影响。发泡、铸造和涂覆需要特殊的机器。BBG有限公司开发了未来系列产品的生产流程，并生产了原型工具。试生产和与系统制造商的初步讨论目前正在进行中。
聚氨酯框架不能焊接。这里的解决方案是由一项创新技术提供的，该技术使用新开发的粘合剂将框架和玻璃窗连接在一起。对样本窗户的各种测试表明，粘合方法意味着窗户可以简单地制造，并且还具有高强度。将框架整合到现有窗户生产中进行工业应用是可行的。
新开发的带有三层玻璃和真空隔热玻璃的标准窗户已经在杜塞尔多夫举行的2008年玻璃技术大会和在维尔茨堡举行的2009年聚氯乙烯窗户国际大会上以“TopTherm90”的品牌向广大观众展示。
该产品既适用于新建筑，也适用于现有建筑的翻新。所介绍的项目侧重于开发标准窗户的框架轮廓。完全由塑料制成的型材不适合覆盖多个楼层的立面系统。可以在竖框和横梁结构中使用这些轮廓，但它们不能支持机械载荷。因此，作为后续项目的一部分，将开发一种基于铝制支架的热优化竖框和横梁结构。
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