Wärmeschutz: Wärmefluss durch Isolierglas

Aus wärmetechnischer Sicht sind Glasflächen die Schwachstellen eines Gebäudes. Im Vergleich zu früher konnte die Wärmedämmung von Verglasungen in Fenstern und Fassaden jedoch erheblich verbessert werden. Verantwortlich dafür ist u.a. der Einsatz von Mehrscheiben-Isoliergläsern, aber auch die Verwendung von metallischen, sehr dünnen und nicht sichtbaren Beschichtungen sowie von Edelgasen im Scheibenzwischenraum.

Gallerie

Wärmefluss außerhalb der Scheibenkante

Der Wärmefluss in Isolierglas wird außerhalb der Scheibenkante grundsätzlich durch drei Anteile bestimmt:

  • Strahlungsabgabe der vom Glas absorbierten Wärmestrahlung infolge des Emissionsvermögens der Scheibenoberfläche
  • Wärmeleitung des Gases im Scheibenzwischenraum (SZR)
  • Konvektion des Gases im SZR
Die Wärmestrahlung macht rund 2/3, die Wärmeleitung und Konvektion gemeinsam 1/3 des Wärmverlustes aus. Wesentlich für den Wärmeverlust ist also die Wärmestrahlung und damit das Emissionsvermögen der Glasoberfläche. Dieses beträgt bei unbeschichteten Gläsern ca. e = 0,85, d.h. vereinfachend, dass etwa 85% der Wärme an der Glasoberfläche abgegeben werden.

Low-E-Beschichtung

Das extrem hohe Emissionsvermögen von Glas lässt sich durch metallische Veredelungsschichten auf nur etwa e = 0,04 reduzieren. Folglich werden sie auch als Low-E-Beschichtungen, bzw. mit ihnen ausgestattete Gläser, als Low-E-Gläser bezeichnet (low-e = low-emissivity). Die optische Lichtdurchlässigkeit wird dadurch nicht beeinträchtigt. Die Effizienz der Low-E-Beschichtung ist durch deren Wirkungsprinzip auf unterschiedliche Wellenlängen begründet: Langwellige Wärmestrahlen werden reflektiert, kurzwellige sichtbare Wellen (z.B. Sonnenstrahlen) können die Beschichtung aber passieren. Dieser Effekt wird an einem Auto, welches länger in der Sonne steht, deutlich: Die kurzwelligen Sonnenstrahlen dringen durch die Glasflächen, heizen die Innenausstattung auf, welche wiederum langwellige Wärmestrahlen abgibt. Diese dringen nur zum Teil durch die Glasflächen zurück, der Innenraum bleibt heiß. Sind die Glasscheiben mit einer Wärmeschutzbeschichtung versehen, verringert diese den austretenden Teil der Wärmestrahlung noch einmal beträchtlich.

Edelgas im Scheibenzwischenraum

Durch die Verwendung von Edelgasen als Füllmedium im Scheibenzwischenraum (SZR) von Isoliergläsern lässt sich der Wärmefluss positiv beeinflussen. Als Edelgase finden in der Regel Argon, Krypton und selten Xenon Anwendung. Diese sind schwerer als Luft und können somit aufgrund ihrer höheren Trägheit, bedingt durch die größeren Atome der Gase, nicht so gut auf Temperaturdifferenzen zwischen den Scheiben reagieren. Entsprechend der verwendeten Gasfüllung ergeben sich unterschiedliche optimale Scheibenabstände: Für Argon werden 16 mm, für Krypton 12 mm und für Xenon 8 mm vorgeschlagen. Der Wämedurchgangskoeffizient lässt sich in Abhängigkeit des verwendeten Füllgases um 0,3 bis 0,5 W/(m²K) reduzieren. Die oben genannten Scheibenabstände resultieren aus dem Zusammenspiel zwischen Wärmeleitung und Konvektion: Die Wärmeleitung nimmt mit größerem Scheibenzwischenraum ab, die Konvektion nimmt mit einem größeren Abstand zu.

Am Beispiel einer 2-fach Isolierverglasung (Aufbau 4 mm / 12 mm / 4 mm) wird der Effekt sichtbar: Einfaches Glas besitzt einen Wärmedurchgangskoeffizienten von etwa 4,8 W/(m²K). Ein luftgefülltes Isolierglas im o.g. Aufbau reduziert diesen Wert auf 2,8 W/(m²K). Bei Einsatz von Edelgasen anstelle von Luft reduziert sich der Wärmedurchgang bei Argon auf 2,7 W/(m²K), bei Krypton oder Xenon auf 2,6 W/(m²K). Aber erst der Einsatz von Low-E-Beschichtungen reduziert durch eine Verringerung der Wärmeabstrahlung die Werte in den Bereich von etwas über 1 W/(m²K).

Wärmeverluste im Kantenbereich

Dem Randverbund kommt nicht nur die wichtige Aufabge zu, die Scheiben eines Isolierglases dauerhaft zu verbinden, er verhindert auch das Diffundieren des Edelgases aus dem SZR heraus und von Wasserdampf in den SZR hinein. Gleichzeitig muss er Druckänderungen im SZR durch Temperaturänderungen und daraus resultierende elastische Bewegungen kompensieren.

Randabstandshalter werden aus verschiedenen Materialien gefertigt: Konventionelle Systeme bestehen aus Aluminium oder verzinktem Stahl und sind daher eine wesentliche Ursache für Wärmebrücken im Randbereich eines Isolierglases, bzw. im Übergangsbereich zwischen Verglasung und Rahmen. Thermisch optimierte Randverbundsysteme aus Kunststoff (z.B. TIS-Abstandshalter) oder Edelstahl verringern den Wärmefluss am Übergang und heben somit die Oberflächentemperaturen im Vergleich zu einfachen Systemen auf der Scheibeninnenseite an. Begründet ist dies durch die Tatsache, dass Edelstahl das Metall mit der geringsten Wärmeleitzahl ist; die Wärmeleitfähigkeit dieses Materials ist ca. 13 mal geringer, die von Kunststoff sogar etwa 1.000 mal geringer als die von Aluminium. Derartige Abstandhaltersysteme werden auch als „warme Kante“ bezeichnet. Die quantitative Verbesserung des U-Wertes beträgt in der Regel etwa 0,1 W/(m²K). Der längenbezogene Durchgangskoeffizient ψg ist sogar etwa 50% geringer als bei konventionellen Abstandshaltern aus Aluminium.

Fachwissen zum Thema

Magnetron-Beschichtungsanlage

Magnetron-Beschichtungsanlage

Glasbearbeitung

Beschichtungen von Glas

Beschichtungen auf Glasoberflächen werden in Dünnfilm- und Dickfilmschichten unterteilt. Während erstere Schichtdicken von < 1µm...

Dreifach-Isolierverglasung kam im Überkopfbereich und für die Fassaden der VHV-Versicherung in Hannover zum Einsatz.

Dreifach-Isolierverglasung kam im Überkopfbereich und für die Fassaden der VHV-Versicherung in Hannover zum Einsatz.

Funktionsgläser

Isolierglas

Was sind die Eigenschaften von Isoliergläsern, welche Anforderungen müssen sie erfüllen und welche Rolle spielen Randverbund und Scheibenzwischenraum?

Die hervorstechende Eigenschaft von Glas ist seine Lichtdurchlässigkeit

Die hervorstechende Eigenschaft von Glas ist seine Lichtdurchlässigkeit

Herstellung/​Eigenschaften

Optische Eigenschaften von Glas

Die wesentliche Eigenschaft von Glas ist seine Lichtdurchlässigkeit im für den Menschen optisch sichtbaren Spektralbereich von 380 

Der U-Wert für das gesamte Fenster setzt sich zusammen aus den U-Werten des Rahmens, der Verglasung und des Beiwerts für den Randverbund.

Der U-Wert für das gesamte Fenster setzt sich zusammen aus den U-Werten des Rahmens, der Verglasung und des Beiwerts für den Randverbund.

Bauphysik

Wärmeschutz: U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient

Der U-Wert ist die wichtigste Kennzahl für Wärmedämmgläser. Dabei gilt: Je niedriger der Wert, desto besser ist die Wärmedämmeigenschaft eines Bauteils.

Bauwerke zum Thema

Eingang zum Amazonienhaus

Eingang zum Amazonienhaus

Sonderbauten

Amazonienhaus der Wilhelma in Stuttgart

Bis zu zwei Millionen Besucher jährlich lockt die Tier- und Pflanzenwelt des zoologisch-botanischen Gartens Wilhelma in Stuttgart...

Der enge Innenhof mit seiner neuen Glasfassade

Der enge Innenhof mit seiner neuen Glasfassade

Wohnen

Baroque Court Apartments in Ljubljana

Inmitten des historischen Zentrums der slowenischen Stadt Ljubljana hat die Verlagsgesellschaft DZS ihren Geschäftssitz in einem...

Außenansicht des Straßburger Bahnhofs

Außenansicht des Straßburger Bahnhofs

Verkehr

Glasvorbau am Bahnhof Straßburg/F

Nach einem Entwurf des Berliner Architekten Johann Eduard Jacobsthal entstand zwischen 1878 und 1883 der Straßburger Bahnhof. Im...

Kontakt Redaktion Baunetz Wissen: wissen@baunetz.de
BauNetz Wissen Glas sponsored by:
Saint-Gobain Glass Deutschland
Zum Seitenanfang

Wärmeschutzverglasung

Wärmedämmung mit Glas? Das funktioniert, wenn Isolierverglasungen mit einer sogenannten low-e-Beschichtung ausgestattet sind.

Wärmedämmung mit Glas? Das funktioniert, wenn Isolierverglasungen mit einer sogenannten low-e-Beschichtung ausgestattet sind.

Wärmedämmung mit Glas? Das funktioniert, wenn Isolierverglasungen mit einer sogenannten low-e-Beschichtung ausgestattet sind.

Sonnenschutz: Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz

Ob Norden, Osten, Süden oder Westen: Der Einsatz von Sonnenschutzglas kann an allen Fassaden sinnvoll sein.

Ob Norden, Osten, Süden oder Westen: Der Einsatz von Sonnenschutzglas kann an allen Fassaden sinnvoll sein.

Wesentliches Ziel des sommerlichen Wärmeschutzes ist es, der Überhitzung von Innenräumen vorzubeugen. Je nach Situation sind verschiedene Maßnahmen notwendig.

Sonnenschutz: Sonnenschutzgläser

Sonnenschutzverglasung der Aachen Münchener Versicherung in Aachen (Kadawittfeldarchitektur, Aachen)

Sonnenschutzverglasung der Aachen Münchener Versicherung in Aachen (Kadawittfeldarchitektur, Aachen)

Verglasungen mit Low-E-Beschichtungen aus Edelmetallen sorgen für eine hohe Lichttransmission bei zugleich reduzierter Gesamtenergiedurchlässigkeit.

Wärmeschutz: Wärmedämmung mit Glas

Wärmeschutz: Wärmedämmung mit Glas

Ohne besondere Maßnahmen eignet sich Glas nicht besonders gut als Wärmedämmmaterial. Das Maß für den Wärmeverlust ist der...

Wärmeschutz: Wärmefluss durch Isolierglas

Thermografie-Aufnahme einer Altbaufassade, deutlich erkennbar sind die roten Stellen in den Fensterbereichen

Thermografie-Aufnahme einer Altbaufassade, deutlich erkennbar sind die roten Stellen in den Fensterbereichen

Aus wärmetechnischer Sicht sind Glasflächen die Schwachstellen eines Gebäudes. Im Vergleich zu früher konnte die Wärmedämmung von...

Wärmeschutz: U-Wert Wärmedurchgangskoeffizient

Der U-Wert für das gesamte Fenster setzt sich zusammen aus den U-Werten des Rahmens, der Verglasung und des Beiwerts für den Randverbund.

Der U-Wert für das gesamte Fenster setzt sich zusammen aus den U-Werten des Rahmens, der Verglasung und des Beiwerts für den Randverbund.

Der U-Wert ist die wichtigste Kennzahl für Wärmedämmgläser. Dabei gilt: Je niedriger der Wert, desto besser ist die Wärmedämmeigenschaft eines Bauteils.

Wärmeschutz: Transparente Wärmedämmung (TWD)

GlassX Crystal Glaselement

GlassX Crystal Glaselement

Mit transparenter Wärmedämmung bezeichnet man zum einen ganz allgemein die Nutzung der Sonnenenergie über eine transparent...

Wärmeschutz: Kondensatbildung auf Wärmedämm-Isoliergläsern

Beispiel Kondensatbildung und Testscheibe mit selbstreinigendem Glas (verhindert die Außenkondensatbildung)

Beispiel Kondensatbildung und Testscheibe mit selbstreinigendem Glas (verhindert die Außenkondensatbildung)

Scheiben beschlagen, wenn sie kälter sind als die umgebende Außenluft und wenn diese Luft mit Feuchtigkeit gesättigt ist. Trifft...

Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert)

Der Gesamtenergiedurchlassgrad, kurz g-Wert genannt, erfasst die Energiedurchlässigkeit von transparenten Bauteilen und setzt sich zusammen aus der direkten Transmissionswärme und der sekundären Wärmeabgabe durch Abstrahlung und Konvektion.

Der Gesamtenergiedurchlassgrad, kurz g-Wert genannt, erfasst die Energiedurchlässigkeit von transparenten Bauteilen und setzt sich zusammen aus der direkten Transmissionswärme und der sekundären Wärmeabgabe durch Abstrahlung und Konvektion.

Der Wert erfasst die Energiedurchlässigkeit von transparenten Bauteilen. Er ist die Summe der direkten Transmissionswärme und der sekundären Wärmeabgabe durch Abstrahlung und Konvektion.

Sonnenschutz: UV-Durchlässigkeit

Sonnenschutz: UV-Durchlässigkeit

Ultraviolette (UV) Strahlung ist Teil des elektromagnetischen Spektrums, jenseits der noch sichtbaren violetten Strahlung. Sie...

Sonnenschutz: Selektivitätskennzahl S

Die Selektivität ist vor allem für die Einordnung von Sonnenschutzverglasungen relevant

Die Selektivität ist vor allem für die Einordnung von Sonnenschutzverglasungen relevant

Die Selektivität, auch bezeichnet als Selektivitätskennzahl S, ist für die Einordnung von Sonnenschutzverglasungen relevant. Sie...

Brandschutz: Verglasungen

Wenn Gläser im System den Flammen- und Brandgasdurchtritt für einen bestimmten Zeitraum verhindern, werden sie als Brandschutzverglasung eingestuft

Wenn Gläser im System den Flammen- und Brandgasdurchtritt für einen bestimmten Zeitraum verhindern, werden sie als Brandschutzverglasung eingestuft

Hinsichtlich ihres Brandverhaltens werden Baustoffe in folgende Gruppen unterteilt: Baustoffe die selbst brennen, Baustoffe die...

Brandschutz: Feuerwiderstandsklassen

Der Feuerwiderstand von Brandschutzverglasungen muss in Tests nachgewiesen werden

Der Feuerwiderstand von Brandschutzverglasungen muss in Tests nachgewiesen werden

Der Feuerwiderstand, auch Brandwiderstand genannt, steht für die Dauer, während der ein Bauteil im Brandfall seine Funktion...

Schallschutz: Begriffe und Größen

Schallschutz: Begriffe und Größen

Der Schutz gegen Lärm gewinnt bei der Planung von Gebäuden zunehmend an Gewicht. Jeder Zweite fühlt sich heute von Lärm belästigt....

Schallschutz: Schalldämmung von Gläsern

Die Schalldämmung von Gläsern wird im Wesentlichen von folgenden Faktoren beeinflusst: Scheibengewicht: Je schwerer, d.h. je...

Schallschutz: Bewertetes Schalldämm-Maß Rw

Das Schalldämm-Maß R eines Bauteils ist von der Frequenz des Schalls abhängig, wobei sich der bauakustische Bereich von 100 Hz bis...

Schallschutz: Spektrum-Anpassungswerte C und Ctr

Zur Anpassung von Schallschutzmaßnahmen an bestimmte Standard-Lärmquellen, die z.B. mit einem Schallspektrum ermittelt wurden,...

Schallschutz: Austauschregeln nach DIN EN 12758

Schematische Darstellung von Schalldämmprüfungen im Labor

Schematische Darstellung von Schalldämmprüfungen im Labor

In der Norm werden erweiterte Regeln für Schalldämm-Werte von Verglasungen festgelegt, die bei abweichender Bauart ohne weitere Prüfung angewendet werden können.

Tageslicht und Wohlbefinden

Natürliches Sonnenlicht ist unentbehrlich für den Menschen - es ist für viele biochemische Prozesse im Körper verantwortlich und hat einen großen Einfluss auf unsere psychische und physische Gesundheit.

Natürliches Sonnenlicht ist unentbehrlich für den Menschen - es ist für viele biochemische Prozesse im Körper verantwortlich und hat einen großen Einfluss auf unsere psychische und physische Gesundheit.

Sonnenlicht ist unentbehrlich für den Menschen: Es ist für viele biochemische Prozesse im Körper verantwortlich und beeinflusst die psychische und physische Gesundheit.

Tageslicht: Planungsgrundlagen

Für eine ausreichende Tageslichtversorgung gilt: Auf 50% der Fläche sollen mindestens 300 Lux während 50% der Tageslichtstunden erreicht werden. Auf 95% der Fläche sollen mindestens 100 Lux während 50% der Tageslichtstunden erreicht werden.

Für eine ausreichende Tageslichtversorgung gilt: Auf 50% der Fläche sollen mindestens 300 Lux während 50% der Tageslichtstunden erreicht werden. Auf 95% der Fläche sollen mindestens 100 Lux während 50% der Tageslichtstunden erreicht werden.

Was sind relevante Berechnungsgrößen und Verordnungen für die Tageslichtplanung? Ein Überblick.

Tageslichtnutzung

Die Nutzung natürlichen Lichts ist von großer Bedeutung für die psychische und physische Gesundheit des Menschen und birgt dabei enorme energetische Vorteile. Mit einfachen Maßnahmen kann eine gute Tageslichnutzung umgesetzt werden.

Die Nutzung natürlichen Lichts ist von großer Bedeutung für die psychische und physische Gesundheit des Menschen und birgt dabei enorme energetische Vorteile. Mit einfachen Maßnahmen kann eine gute Tageslichnutzung umgesetzt werden.

Die Nutzung natürlichen Lichts ist von großer Bedeutung für die psychische und physische Gesundheit des Menschen und birgt dabei energetische Vorteile.

BAUEN & KLIMAWANDEL

Es wird immer heißer. Nachweislich. Was bedeutet das für die Planung von Wohngebäuden? Alle Antworten in der neuen come-inn. Jetzt gratis lesen!

Partner-Anzeige