Transparente Wärmedämmung

Gallerie

Die Entwicklung der transparenten Wärmedämmung TWD begann schon vor mehr als 20 Jahren durch den Einsatz von Acrylschaumplatten. Inzwischen werden zahlreiche weitere Materialien eingesetzt - von Glas bis zu Kunststoffen.

Im Vergleich zu einer normalen, außen aufgebrachten, opaken Wärmedämmung wird bei der TWD die Sonneneinstrahlung durch das Dämmmaterial hindurchgelassen. An der tragenden Wand wird die Sonne absorbiert und in Wärme umgewandelt. Da die TWD als Wärmedämmung funktioniert, wird die Wärmeabgabe nach außen stark behindert, ein Großteil der Sonnenenergie wird als Wärme in den Raum hinter der TWD-Wand geleitet.

Unter der TWD wird die dunkle Absorberfläche einer schweren Außenwand durch die Sonne auf etwa 45ºC erwärmt. An der inneren, raumseitigen Oberfläche einer 24 cm dicken Wand werden 6 Stunden nach der maximalen Sonneneinstrahlung Temperaturen von knapp 30ºC erreicht. Bei einem Experiment von zwei Tagen erkannte man, dass die TWD-Wand an sonnigen Tagen ab Mittag den Raum heizt. Folgt auf einen sonnigen Tag ein sonnenarmer Tag, so reicht die gespeicherte Sonnenenergie aus, um den Raum einen weiteren Tag lang mit Wärme zu versorgen. Der Grund dafür ist die Speicherfähigkeit der Wand und die mehrstündige Phasenverschiebung zwischen maximalem Energieeintrag in die Wand und der Abgabe in den Raum.

Folgende Werkstoffe werden derzeit angeboten:

  • Glas oder Kunststofffolien
  • Schaumkunststoffe aus Polycarbonat
  • transluzente Granulate
  • Mineralfasern oder Glasröhrchen
Dies ergibt verschiedene Strukturen der transparenten und transluzenten Dämmstoffe:
  • parallel zur absorbierenden Schicht
  • senkrecht zum Absorber
  • Kammerstrukturen
  • homogene Strukturen,

die auch ein unterschiedliches solares Verhalten aufweisen.

Die Entwicklungen beim Einsatz von transparenter Wärmedämmung im Gebäudebereich hat zu verschiedenen Funktionstypen geführt, die sich auf Grund der Wärmeübertragung vom Absorber an die Speicherwand und der Wärmeabgabe der Solarfassade an das Gebäude unterscheiden lassen:

  • passive Wandheizungssysteme mit passiven TWD-Massivwandsystemen
  • konvektive Massivwandsysteme
  • Hybridsysteme mit Luft oder Wasser als Wärmeträger, mit oder ohne Außenwand als Speicher
  • Direktgewinnsysteme durch Verglasungen mit TWD.
Die Grundelemente einer TWD-Fassade sind:
  • der Absorber als Elementrückwand oder Oberfläche der Außenwand
  • der Rahmen zur Aufnahme der TWD oder ein TWD-Verbundsystem
  • sowie eine Regeleinrichtung als Hinterlüftung oder eine Verschattung.
Bei konvektiven Systemen übernehmen Luftklappen im Modul die Temperaturregelfunktion.

Eine andere Methode liegt darin, den Strahlungseintrag in die Außenwand bzw. in den Raum durch Sonnenschutz zu regeln. Bekannte, nicht variable Verschattungen sind Überstände oder feststehende Lamellen, die jedoch die diffuse und - in den Übergangsmonaten durch Teilverschattung - die direkte Einstrahlung reduzieren; dadurch treten Effizienzminderungen ein. Eine weitere bekannte Verschattung stellt die Fassadenbegrünung dar, deren Wirkung stark vom Blattanwurf bzw. -wachstum und der Blattdichte abhängt.

Praktisch alle Sonnenschutzmaßnahmen wie Rollos, Plisseestores oder Jalousien kommen als variable Abschattungen zum Einsatz, die je nach Ausführung vor den TWD-Elementen montiert oder in diese integriert werden, und den g-Wert im geschlossenen Zustand um 60 bis 80% reduzieren. Externe Verschattungen müssen witterungsbeständig ausgeführt sein, niedrigemittierende Beschichtungen können die Funktion von integrierten Verschattungen zum zusätzlichen nächtlichen Wärmeschutz erweitern, der den k-Wert eines TWD-Elementes um ca. 30 bis 40% verbessert. Integrierte Verschattungen werden wegen der besseren Zugänglichkeit und des niedrigeren g-Wertes meist vor der TWD-Schicht eingebaut. Grundsätzlich sind auch drehbare, dem Sonnenstand nachgeführte integrierte Lamellen einsetzbar, die im Regelfall nicht über die komplette Länge auf- oder zugefahren werden und deshalb auf Grund der kleinen Bewegungen eine höhere Betriebssicherheit aufweisen. Bei entsprechender Oberflächenbeschaffenheit und Form der Lamellen ist eine Strahlungsdurchlässigkeit von ca. 85% erreichbar.

Beim Entwurf einer Fassade ist darauf zu achten, dass bauliche Maßnahmen die TWD-Flächen während der Heizperiode so wenig wie möglich verschatten. Ertragsminderungen bis zu 20% durch Schattenwurf bzw. die Verkleinerung des Aperturwinkels sind die Folge. Auch Fassaden- und Gebäudeversprünge wie z. B. in Reihenhauszeilen haben diesen Effekt.

Beim großflächigen Einsatz von TWD-Direktgewinnsystemen ist - wie bei allen Verglasungen - eine kontinuierliche Regelung des Licht- bzw. Strahlungseinfalls erforderlich. Dabei sind mit beleuchtungstechnischen Anforderungen einerseits und energetischen Belangen andererseits oftmals gegensätzliche Optimierungsziele die Folge. Außenliegende verstellbare Lamellen als Sonnenschutz, die im Sommer nicht vollständig geschlossen werden, zusammen mit einem innenliegenden temporären Blendschutz im Winter stellen eine Lösungsmöglichkeit dar, wenn TWD im Sehfeld eingesetzt werden soll. Eine gute Raumplanung, d.h. die Trennung von TWD und Sichtbereich in der Fassade sowie die richtige Anordnung von Arbeitsplätzen, reduziert die Anforderungen an Sonnen- und Blendschutz.

Inzwischen gibt es auch sich selbst optisch regelnde TWDs oder solche mit thermisch, optisch oder elektrisch schaltbarem Sonnenschutz.

Einige prinzipielle Möglichkeiten des Sonnenschutzes, der aber auch die Element-konstruktion und -tiefe maßgeblich beeinflusst, wurden schon erwähnt. Praktische Auswahlkriterien sind:
  • der Komfort: saisonaler Sonnenschutz oder Regelung nach dem tatsächlichen Wärmebedarf, wobei die Regelstrategien diesbezüglich optimiert werden müssen;
  • der Wartungsaufwand
  • die Lebensdauer
  • gestalterische Aspekte
  • die Kosten und die Wirtschaftlichkeit
  • sowie lichttechnische, energetische Effektivität und
  • die ökologische Gesamtbilanz

Fachwissen zum Thema

Grüne Glaspaneele vor den Loggien des Mehrfamilienhaus Bamboo Residency in Genf von Group 8, Châteleine/CH

Grüne Glaspaneele vor den Loggien des Mehrfamilienhaus Bamboo Residency in Genf von Group 8, Châteleine/CH

Grundlagen

Anforderungen an den Sonnenschutz

Um einen Innenraum vor zu viel Sonneneinstrahlung zu schützen, kommen unterschiedliche Verschattungssysteme infrage:...

Fachbücher

Solare Fassadensysteme

Das Buch fasst die Ergebnisse energetischer Sanierung von Gebäudesubstanz (EnSan) zusammen, die Bauherren, Architekten und...

Isolierverglasung mit integriertem Metallgitter (Okatech) im Kulturhaus der schwedischen Stadt Kungsängen

Isolierverglasung mit integriertem Metallgitter (Okatech) im Kulturhaus der schwedischen Stadt Kungsängen

Arten und Formen

Sonnenschutz im Isolierglasverbund

Sonnenschutzelemente im Scheibenzwischenraum – bei Fassaden üblicherweise mit Mehrscheiben-Isolierglas – kombinieren zwei...

Kontakt Redaktion Baunetz Wissen: wissen@baunetz.de
Baunetz Wissen Sonnenschutz sponsored by:
MHZ Hachtel GmbH & Co. KG
Kontakt: 0711 / 9751-0 | info@mhz.de
Zum Seitenanfang

Allgemeines zu Materialien für Sonnenschutzelemente

Rollos sind meist aus Textil und oftmals bis zu einem gewissen Grad transluzent, was einen atmosphärischen Lichteinfall zur Folge hat

Rollos sind meist aus Textil und oftmals bis zu einem gewissen Grad transluzent, was einen atmosphärischen Lichteinfall zur Folge hat

Entsprechend der breiten Auswahl an Systemen kommen unterschiedliche Materialien für den Sonnenschutz zum Einsatz. An der Fassade...

Beton, Mauerwerk und Holz

Auskragende Balkone als Schattenspender

Auskragende Balkone als Schattenspender

Die Materialien Beton und Mauerwerk dienen in Form von Auskragungen, Brise-Soleils, Balkonen, Dachüberständen und schattigen...

Glas und Metall

Gläserner Sonnenschutz des Telefonica-Gebäudes in Madrid

Gläserner Sonnenschutz des Telefonica-Gebäudes in Madrid

Im Gegensatz zu den Materialien Beton, Stein und Holz arbeiten die Werkstoffe Glas und Metall häufig mittels ihrer physikalischen...

Natürlicher Sonnenschutz

Pflanzenblätter, Laub- und Nadelbäume können eine wunderbare Form von natürlichem Sonnenschutz sein. Vor dem Fenster stehend oder...

Sonnenschutzfolien

Glasdach mit leichtem Sonnenschutz

Glasdach mit leichtem Sonnenschutz

Ohne wirksame Sonnenschutzmaßnahmen sind die wenigsten Gebäude alltagstauglich. Ob es sich um Bürogebäude handelt oder um andere...

Textilien und Membranen

Textiler Sonnenschutz am Astrup Fearnley Museum in Oslo

Textiler Sonnenschutz am Astrup Fearnley Museum in Oslo

Textile Wirkwaren, Gestricke und Gewebe als Sonnenschutzelemente können je nach Witterunsgbeständigkeit innenliegend oder auch...

Transparente Wärmedämmung

Funktionsschema der Transparenten Wärmedämmung

Funktionsschema der Transparenten Wärmedämmung

Die Entwicklung der transparenten Wärmedämmung TWD begann schon vor mehr als 20 Jahren durch den Einsatz von Acrylschaumplatten....

Individuell gestalten

Die MHZ Design-Collection beeindruckt mit ihrer Dessin-Vielfalt und Flexibilität.

Partner-Anzeige