Das Raumklima hängt nicht nur von den Dämmwerten ab

Dieses Jahr sind zwei neue Verbundglassorten für den Einsatz in Oberlichtern und Flachdachausstiegen vorgestellt. Aber was ist die wichtigste Entwicklung hierbei? Nicht nur der Dämmwert, sondern auch der Sonnenschutz spielt eine wichtige Rolle!

Bei der ersten Variante handelt es sich um UltraGlass, ein Verbundglas mit einem besonders niedrigen U-Wert (0,5 W/m²K), der dank des Einsatzes von Sonnenschutzglas erzielt wird. Bei der zweiten Variante mit dem Namen CoolGlass handelt es sich um ein einzigartiges Verbundglas. CoolGlass ist mit einer integrierten Sonnenschutz-/Verdunklungsfolie ausgestattet, die elektrisch ein- und ausgeschaltet wird (intelligentes Glas). Weshalb handelt es sich bei intelligentem Glas um eine wichtige Entwicklung? Ich möchte mit diesem Blog die Unterschiede zwischen den verschiedenen Glassorten bezüglich der Dämmung und des Sonnenschutzes verdeutlichen.

Lichteinfall und Sonnenwärmeeinfall

Die Wellenlänge der Licht- und Wärmestrahlung, die von der Sonne durch die Atmosphäre auf die Erde scheint, wird in Nanometern gemessen. Hierbei handelt es sich um UV-Licht, sichtbares Licht, Infrarot und die Wärmestrahlung.

Das sichtbare Licht mit einer Wellenlänge von 380 bis 780 nm besteht aus verschiedenen Farben. Diese werden beispielsweise bei einem Regenbogen sichtbar, wenn das Licht bricht. Normalerweise nehmen wir dieses Licht jedoch als „weißes“ Licht wahr. Infrarot, die Wärmestrahlung der Sonne, ist eine kurzwellige Strahlung bis ca. 2500 nm. Bei der von uns selbst erzeugten Wärme handelt es sich um langwelliges Infrarot. Dazu gehört unser eigener Körper, der mit ca. 36°C Wärme ausstrahlt, sowie Heizkörper und zahlreiche andere Wärmequellen im Innenbereich.

Bis ungefähr zu den achtziger Jahren bot die Glasbranche nur wenige Möglichkeiten. Damals wurde allerdings bereits Sonnenschutzglas hergestellt, und zwar aus durch und durch gefärbtem Glas, das die Wärme absorbierte. Außerdem wurde mit pyrolytischen Beschichtungen gearbeitet, bei denen das noch warme Glas nach dem Brennen mit einer Metalloxidschicht versehen wurde, die sowohl das Licht als auch die Wärmestrahlung reflektierte. Dies waren keine spektakulären Lösungen und zudem oft stark reflektierende Verglasungen. Das Spielen mit Licht und Wärme war nur begrenzt möglich. Das Zurückdringen der Sonnenwärme ging oft Hand in Hand mit einem hohen Lichtverlust. Ab den achtziger Jahren wurden neue Beschichtungen entwickelt, die wir heute als so genannte Mikrowellenbeschichtungen oder selektive Beschichtungen kennen. Bei diesem Verfahren kommt ein Offline-Coater zum Einsatz (CVD-Verfahren), der unter Vakuum Metall- oder Metalloxidpartikel auf der Oberfläche anbringt. Dieses Verfahren wird als Kondensationsverfahren bezeichnet.

Ein „Mikrowellen“-Coater (CVD-Verfahren)

Dieses Verfahren bietet viel mehr Möglichkeiten, da hierbei verschiedene Schichten mit jeweils anderen Eigenschaften übereinander angebracht werden. Hiermit können wir „spielen“,, um mit genügend Lichteinfall trotzdem vor einem Großteil der Sonnenwärme zu schützen. Diese Verglasungen heißen bei jedem Hersteller anders: Von Stopray bis hin zu Sunguard und von Cool-lite bis hin zu Ipasol. Sie sind jeweils mit Typenbezeichnungen versehen, wobei die erste Zahl den Prozentsatz des Lichteinfalls und die zweite den des Sonnenwärmeeinfalls angibt, z. B. Typ 67/37. Diese Werte werden der europäischen Norm EN 410 entsprechend exakt bestimmt und anhand des t-Wertes (Licht) und des g-Wertes (Sonnenwärme) ausgedrückt. Hierbei handelt es sich um die Licht- und Wärmemenge, die direkt und indirekt (erst von der Scheibe aufgenommen und dann indirekt abgegeben) durch das Glas nach innen dringt.

Die unterschiedlichen Verglasungstypen ergeben im Spektrum der Licht- und Sonnenwärmetransmission unterschiedliche Grafiken. Moderne Verglasungen bieten einen hohen Lichteinfall sowie einen guten Sonnenschutz bei oft geringer Reflexion und einer neutralen Farbe.

Glas ist ein sehr schlechter Isolator

Glasscheiben haben eigentlich sehr schlechte Dämmeigenschaften, da Glas eine hohe Emissivität und Wärmetransmission aufweist. Einfachverglasungen haben noch einen einigermaßen guten Dämmwert, da sich hierbei auf beiden Seiten der Scheibe eine isolierende Luftschicht befindet (die so genannten Übergangswiderstände). Dämmwerte werden mithilfe des U-Wertes in W/m²K ausgedrückt. Einfachverglasung hat einen U-Wert von 5,8 W/m²K, Dämmglas 3,0 und die heutigen HR++-Scheiben ca. 1,1 W/m²K. Dieser Wert gibt eigentlich den Verlust in Watt pro m² und pro Grad Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außentemperatur an.

Diese niedrigen U-Werte werden mithilfe der Hohlwand, der dämmenden Scheibe und einer Beschichtung erzielt, die die Emissivität des Glases verändert. Aufgrund der EPC-Norm des niederländischen Baubeschlusses (Bouwbesluit) werden im Wohnungsbau meist HR++-Scheiben verwendet. Hierbei handelt es sich jedoch nur um Wärmeschutzglas ohne Sonnenschutzeigenschaften. Im Nutzbau werden die sommerlichen Bedingungen dahingegen sehr wohl berücksichtigt, und zwar vor allem, um die Kühlung im Sommer sowie den Energieverbrauch zu optimieren. Um ein Grad aufzuwärmen kostet weniger, als im Sommer um ein Grad abzukühlen. Außerdem werden die Tageslichtöffnungen im Wohnungsbau oft anhand der Mindestanforderungen für den Lichteinfall im Raum festgelegt, während im Nutzbau komplette Glasfassaden eingesetzt werden und die Verglasung für die Optimierung des Raumklimas zuständig ist. Die Kühlleistung wird in diesem Fall anhand der Sonnenschutzeigenschaften bestimmt. Gebäude werden im Sommer so optimiert, dass das Raumklima nicht auf über 23°C steigt, aber dabei schleichen sich oft Fehler ein. Entweder, weil mit einer zu niedrigen Außentemperatur gerechnet wird (in manchen Städten beträgt die durchschnittliche Außentemperatur seit einigen Jahren 5°C mehr als die für die Berechnung verwendete Temperatur), oder, weil die Verglasung nicht den gewünschten Sonnenschutz bietet.

Selektive Beschichtungen

Bei den modernen europäischen Sonnenschutzglassorten wird sowohl die Winter- als auch die Sommersituation berücksichtigt. Deshalb weisen die Scheiben Sonnenschutzeigenschaften mit einem guten Dämmwert (einem U-Wert von ca. 1,0 W/m²K) auf. Um diese Verglasung aber wirklich hinsichtlich ihres Dämmwertes beurteilen zu können, muss nicht nur der Wärmeverlust durch die Scheibe (U-Wert), sondern auch deren Energiegewinn (g-Wert) berücksichtigt werden. Wie viel Energie dringt noch durch die Scheibe? Dies wird anhand des äquivalenten U-Wertes gemessen: Uäq = U-Wert – (g-Wert*f).

Die Wunschtemperatur

Eine Untersuchung von Prof. Dr. Hauser aus Kassel hat ergeben, dass die Wunschtemperatur für den Innenbereich im Sommer nicht erreicht wird und dass die Raumtemperaturen während einer beträchtlichen Stundenzahl zu hoch sind, obwohl Sonnenschutzglas verwendet wurde. Im Anschluss finden Sie die Ergebnisse dieser Untersuchung, die mit Wärmeschutzglas mit einem g-Wert von 60% und regelbaren Jalousien, Sonnenschutzglas mit einem g-Wert von 40% sowie intelligentem Glas durchgeführt wurde.

Hieraus ergibt sich, das Sonnenschutzglas eigentlich nicht ausreicht, um unterhalb des Höchstwertes von 500 Stunden Übertemperatur zu bleiben, und dass diese Stundenzahl bei Sonnenschutzglas an zu 90% verglasten Fassaden im Vergleich zu Sonnenschutzglas mit regelbaren Jalousien und intelligentem Glas auf bis zu 2000 Stunden steigen kann.

STAKA folgert hieraus, dass die für den Nutzbau geltenden Normen eigentlich auch auf den Wohnungsbau übertragen werden müssten, vor allem dann, wenn der Raum unter dem Flachdachausstieg oder Oberlicht sich im Sommer zu stark erwärmt. Deshalb bieten wir intelligentes Glas als Option an. Hiermit wird das Raumklima besser unter Kontrolle gehalten als nur mit Sonnenschutzglas oder einer herkömmlichen Verglasung mit einem Außensonnenschutz. Darüber hinaus ist ein Außensonnenschutz auf dem Dach dem Wind ausgesetzt und somit beschädigungsanfällig, wird schnell schmutzig und ist weniger nachhaltig, da er schneller ersetzt werden muss. Intelligentes Glas ist die beste Lösung.