Glas

Arten und Eigenschaften

Glas prägt das Erscheinungsbild der heutigen Architektur wie kaum ein anderer Werkstoff. Die Anordnung der Glasflächen hat großen Einfluss auf den Raumkomfort und Energiebedarf von Gebäuden. Wesentliche Eigenschaft von Glas ist die Lichtdurchlässigkeit – allerdings nur für einen Teil des Lichtspektrums. Trifft Licht im optisch sichtbaren Spektralbereich auf Glas, geht ein sehr großer Teil hindurch (Transmission), ein Teil des Lichtes wird durch Absorption im Glas zurückgehalten, ein weiterer Anteil durch Reflexion an den Glasoberflächen zurückgeworfen.

Gallerie

Solare Gewinne
Glas ermöglicht nicht nur eine natürliche Belichtung, erhöht damit den visuellen Komfort und senkt den Bedarf an Kunstlicht – Glas beeinflusst auch die Wärmebilanz eines Gebäudes. Die Durchlässigkeit von Glas für die optisch sichtbare, kurzwellige Strahlung (Transmission) verbunden mit der Undurchlässigkeit für langwellige (Wärme-)Strahlung verursacht den sogenannten Treibhauseffekt, sorgt also für solare Gewinne im Innenraum. Ist der Raum bereits warm genug, wird der passive Solarenergiegewinn zu einer unerwünschten Wärmelast. Der Raum muss, in der Regel unter Aufwand von Energie, wieder gekühlt werden. Fensterflächen sollten daher sorgfältig geplant und gegebenenfalls mit geeigneten Verschattungsmaßnahmen kombiniert werden.

Isolierglas
Für Glasanwendungen in der Gebäudehülle wird heute ausschließlich Mehrscheiben-Isolierglas eingesetzt. Es umfasst eine Verglasungseinheit aus mindestens zwei Gläsern, die durch einen Scheibenzwischenraum getrennt und durch einen Randverbund mit Abstandhalter miteinander verbunden sind. Der weitgehend dampfdicht abgeschlossene Scheibenzwischenraum ist entweder mit Luft oder mit Edelgas gefüllt. Durch Materialzusammensetzung, Beschichtungen, Oberflächenbehandlungen und unterschiedliche Gasfüllungen lassen sich die Eigenschaften des Isolierglases gezielt modifizieren, um beispielsweise den Sonnen- oder Schallschutz zu verbessern. Sonnen- und Wärmeschutz werden bereits teilweise von nur einer Beschichtung erfüllt.

Wärmeschutzglas
Um den Wärmeverlust durch die Glasscheiben zu minimieren, werden Wärmeschutzgläser eingesetzt. Wesentlich für den Wärmeverlust ist das Abstrahlverhalten bzw. Emissionsvermögen (ε) der Glasoberfläche. Je niedriger das Emissionsvermögen ist, desto besser der U-Wert. Bei unbeschichtetem Glas beträgt es ca. 0,85. Mit einer sehr dünnen Beschichtung, z. B. aus Gold, Silber oder Kupfer, kann das Emissionsvermögen auf etwa 0,04 reduziert werden, ohne die sichtbare Lichtdurchlässigkeit des Glases zu beeinträchtigen (low-ε-Beschichtung). Die Beschichtung kann den U-Wert von 3,0 W/m²K bei konventionellem Isolierglas auf ca. 1,4 W/m²K senken. Eine Füllung des Scheibenzwischenraums mit Edelgasen wie Argon, Xenon oder Krypton, die deutlich schwerer als Luft sind, sowie die Verwendung von Edelstahl oder thermoplastischen Kunststoffen als Randverbund reduzieren den U-Wert weiter bis auf etwa 0,9 W/m²K. Um den Wärmeschutz noch zu steigern, wird heute beispielsweise bei Passivhäusern Dreifach-Isolierglas verwendet. Damit lassen sich sogar Werte bis 0,4 W/m²K erreichen. Doch auch die besten Verglasungen bieten nicht den Wärmeschutz einer opaken Wand.

Sonnenschutzglas
Sonnenschutzglas vermindert eine zu starke Sonneneinstrahlung in den Raum und damit eine übermäßige Aufheizung der Raumluft. Dieser Effekt wird durch Einfärbung oder Beschichtung erreicht. Gefärbtes Sonnenschutzglas absorbiert die Sonnenstrahlung und gibt die Energie wieder nach außen ab. Dazu werden bei der Glasschmelze Farbstoffe beigemischt, z. B. Eisenoxid oder Kupferoxid. Mit metallischen Substanzen beschichtetes Glas bewirkt, dass die einstrahlende Energie nach außen reflektiert wird. Der Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) bestimmt den Grad der Sonnenschutzwirkung bei Glas. Die Gesamtenergie setzt sich zusammen aus der Sonnenenergie, die direkt durch das Glas in den Innenraum gelangt, und der Energie, die bei Glaserwärmung nach innen abgegeben wird. Je geringer der g-Wert ist, desto höher ist die Sonnenschutzwirkung. Der g-Wert heutiger Sonnenschutzgläser liegt zwischen 0,18 und 0,48 (Wärmeschutzgläser: 0,6 bis 0,65). Die Lichtdurchlässigkeit von Sonnenschutzgläsern beträgt dabei zwischen 50 und 70% (Wärmeschutzgläser: ca. 80%).

Schaltbare Verglasungen
Heute wird an Systemen geforscht, bei denen die Glasscheiben „auf Knopfdruck“ die Aufgaben des Sonnenschutzes, der Blendfreiheit, des Wärmeschutzes usw. übernehmen. Das Schalten der Energie- und Lichtdurchlässigkeit ermöglicht eine dynamische Anpassung an die jeweilige Situation. Erste Anwendungen sind auf dem Markt.

Fachwissen zum Thema

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Glas

Herstellung/Eigenschaften

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Wesentliche Eigenschaft von Glas ist die Lichtdurchlässigkeit – allerdings nur für einen Teil des Lichtspektrums (im Bild: Punktgelagerte Überkopfverglasung der Neuen Messe Leipzig; gmp Architekten, 1996).

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