Sommerlicher Wärmeschutz: Der g-Wert der Verglasung

Um einen Aufenthaltsraum hinsichtlich der Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz zu bewerten, ist besonders die Größe der Fensterfläche im Verhältnis zur Grundfläche des Raums maßgebend. Das normative Rechenverfahren aus der DIN 4108-2 bildet dabei die Grundlage zur Erfüllung der Vorgaben der Energieeinsparverordnung zum sommerlichen Wärmeschutz nach den §§ 3 und 4 für Wohngebäude und Nichtwohngebäude. Mit der Bewertung zum sommerlichen Wärmeschutz stehen die Reduzierung von Kühllasten und die Reduzierung des Energiebedarfs zur Kühlung im Vordergrund. Ebenso geht es aber auch um die Aufenthaltsqualität für den Nutzer und die Einhaltung der Behaglichkeitskriterien.

Gallerie

In der Nachweisführung nach DIN 4108-2 zeigt sich immer wieder, dass neben dem Fensterflächenanteil zur Raumfläche auch die Konstruktionsweise des Bauwerks von wesentlicher Bedeutung ist. Regelmäßig führen große Fensterflächen in den rechnerischen Nachweisen zu der Anforderung, Gläser mit einem geringen g-Wert und einem außen liegenden Sonnenschutz einzusetzen, um die normativen Anforderungen zu erfüllen und die Ziele der EnEV umzusetzen. Kennzeichnend für die Sonnenschutzqualität eines Glases ist der g-Wert. Er ist immer < 1 bzw. geringer als 100%, da es immer zu einer Minderung im Durchgang der Sonnenstrahlung kommt. Dies resultiert aus den unterschiedlichen Vorgängen der Reflexion, der Absorption und der Transmission. Der g-Wert fasst diese Vorgänge zusammen und bewertet den Gesamtenergiedurchlass. Sonnenschutzgläser zeichnen sich durch einen geringen g-Wert aus.

Nach DIN EN 410 Glas im Bauwesen – Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen werden für die unterschiedlichen Glaseigenschaften verschiedene Werte angegeben:

Gesamtenergiedurchlässigkeit   g
Lichtdurchlässigkeit   τv  
Lichtreflexion   ρv
Energietransmission   τe  
Energiereflexion   ρe
Energieabsorption   αe
UV-Durchlässigkeit   τuv  

Die Bewertung von Gläsern geschieht nach den verschiedenen Anforderungen für  unterschiedliche Wellenlängenbereiche. Für die Lichtdurchlässigkeit TL von Gläsern werden Werte angegeben, die sich auf einen Wellenlängenbereich des Lichtes von 380 nm bis 780 nm beziehen. Damit erfolgt eine Wichtung in Bezug auf die Hellempfindlichkeit des menschlichen Auges. Davon weichen die genutzten Wellenlängenbereiche für die Bewertung der UV-Durchlässigkeit und des Gesamtenergiedurchlasses ab. Die Bewertung der UV-Durchlässigkeit erfolgt nur in einem kleinen Wellenlängenbereich von 280 nm bis 380 nm und damit unterhalb der Bewertung zur Lichtdurchlässigkeit. Um die Gesamtenergiedurchlässigkeit zu bewerten, wird ein größerer Wellenlängenbereich genutzt, der von 300 nm bis 2.500 nm geht.

In den Tabellen zum Nachweisverfahren nach DIN 4108-2 werden Durchlassgrade der Energie für verschiedene Verglasungen vorgegeben. Bei einer normalen Zweischeiben-Wärmeschutzverglasung liegen die g-Werte zwischen 0,72 und 0,65. Besondere Sonnenschutzverglasungen können dagegen in einem g-Wert-Bereich von 0,48 bis 0,25 liegen. Tatsächlich kann man bei den Glasproduzenten auch g-Werte finden, die Gesamtenergiedurchlässigkeit bis 19% bzw. 0,19 besitzen, was in Abhängigkeit zum Scheibenaufbau und Glastyp steht.

In der Nutzung von Sonnenschutzgläsern mit sehr geringen Gesamtenergiedurchlass kann sich jedoch auch ein Konflikt ergeben, der darin begründet ist, dass man zum einen die solare Energie aus dem Raum halten will und damit die Kühllasten reduziert, zum anderen aber ebenso die energetische Anforderung besteht, den Aufwand an künstlicher Beleuchtung gering zu halten. Damit stehen sich die beiden energetischen Ziele der hohen Lichtdurchlässigkeit und einem geringen Gesamtenergiedurchlass gegenüber, die vom Planer abgestimmt werden müssen.

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Wärmebrücken und GEG

Wie die Energieeinsparverordnung legt das seit November 2020 gültige Gebäudeenergiegesetz fest, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den Regeln der Technik und den im Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.

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Über die Vorgaben des im November 2020 in Kraft getretenen Gebäudeenergiegesetzes in Bezug auf den Einfluss von Wärmebrücken.

Wärmebrücken: Arten

Fassade mit einem gedübelten WDVS: Im Bereich der Dübel kommt es aufgrund der Wärmebrückeneffekte zu höheren Wärmeströmen und damit zur punktuellen Trocknung; den Algen wird die Lebensgrundlage entzogen

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Wärmebrücken: Grundlagen

Wärmeverluste im Mauerfuß, an Stürzen und Fenstersimsen

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Als Wärmebrücken werden örtlich begrenzte Bereiche in der wärmeübertragenden Hülle eines Bauwerks bezeichnet, die eine höhere...

Wärmebrücken: Planungshinweise

Für die thermische Trennung bietet die Industrie unterschiedliche Einbauteile an, wie z.B. Isolationskörbe für auskragende Betonplatten.

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Wie lassen sich Wärmebrücken vermeiden bzw. deren Einfluss in der energetischen Bilanzierung reduzieren?

Wärmebrückenbilanzierung nach DIN 4108 Beiblatt 2

Neben dem pauschalen Ansatz, Wärmebrücken ohne Nachweis über einen Zuschlag von &#x2206;WB 0,10 W/(m²K) auf die gesamte Hüllfläche zu berücksichtigen, oder einen detaillierten Nachweis mittels Simulationen zu erstellen, besteht nun die Möglichkeit, relativ effizient einen Gleichwertigkeitsnachweis zu führen.

Neben dem pauschalen Ansatz, Wärmebrücken ohne Nachweis über einen Zuschlag von ∆WB 0,10 W/(m²K) auf die gesamte Hüllfläche zu berücksichtigen, oder einen detaillierten Nachweis mittels Simulationen zu erstellen, besteht nun die Möglichkeit, relativ effizient einen Gleichwertigkeitsnachweis zu führen.

Das 2019 veröffentlichte Beiblatt ermöglicht einen Gleichwertigkeitsnachweis auf Grundlage von Bildvorlagen aus der Norm. Dazu wurden die Kategorien A und B für Wärmebrücken eingeführt.

Wärmetransportmechanismen

Bei einem Gebäude treten Wärmeströme vom beheizten zum unbeheizten Innenraum bzw. dem Außenraum auf (Abb.: ehem. Zollverein School of Management and Design in Essen, Sanaa, 2006).

Bei einem Gebäude treten Wärmeströme vom beheizten zum unbeheizten Innenraum bzw. dem Außenraum auf (Abb.: ehem. Zollverein School of Management and Design in Essen, Sanaa, 2006).

Da Baustoffe luftgefüllte Kammern bzw. Poren besitzen, überlagern sich die unterschiedlichen Wärmetransportmechanismen.

Winterlicher Wärmeschutz: Grundlagen und Ziele

Bei zerklüfteten Bauten steigt neben der Erhöhung der Hüllfläche auch der Einfluss von Wärmebrücken bzw. Durchdringungspunkten an Fassaden und Dächern (Abb.: Bürogebäude am Potsdamer Platz, Berlin).

Bei zerklüfteten Bauten steigt neben der Erhöhung der Hüllfläche auch der Einfluss von Wärmebrücken bzw. Durchdringungspunkten an Fassaden und Dächern (Abb.: Bürogebäude am Potsdamer Platz, Berlin).

Über die Ausrichtung, das Verhältnis der Flächen, den Öffnungsanteil und die Hüllfläche beeinflussen Planerinnen und Planer bereits beim Entwurf eines Gebäudes den Heizenergiebedarf.

Wärmebrückenfrei bauen

Thermische, bauphysikalische und ausführungsbedingte Wärmebrücken sicher vermeiden – mit dem Wärme-dämmelement FOAMGLAS PERINSUL

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