Isolierverglasungen – Wärmedämmung von Glasscheiben
Glas hat viele Vorteile. Wärmedämmung gehört nicht dazu. Die Entwicklung von Isoliergläsern und deren Verbesserung durch moderne Technologien hat die Wärmedämmung von Verglasungen jedoch enorm verbessert.
Glas und seine wärmetechnischen Herausforderungen
Der Werkstoff Glas hat viele wünschenswerte Eigenschaften, doch die Wärmedämmung gehört grundsätzlich nicht dazu. Als sehr guter Wärmeleiter speichert Glas nur wenig Wärme und gibt sie schnell wieder ab. Dies führte dazu, dass Glasflächen in Gebäuden als thermische Schwachstellen galten. Mit dem technischen Fortschritt hat sich dies jedoch grundlegend geändert.
Der Einsatz von Mehrscheiben-Isoliergläsern ist ein wesentlicher Faktor für die verbesserte Wärmedämmung von Glas. Darüber hinaus haben metallische, sehr dünne und nicht sichtbare Beschichtungen sowie der Einsatz von Edelgasen im Scheibenzwischenraum eine Rolle gespielt.
Der Aufbau einer Isolierglaseinheit
Eine Isolierglaseinheit, oft auch nur Isolierglas genannt, ist eine speziell konstruierte Verglasung, die aus mindestens zwei einzelnen Glasscheiben besteht. Diese Glasscheiben sind durch einen genau bemessenen Scheibenzwischenraum getrennt, der in der Regel zwischen 8 und 20 mm breit ist. Dieser Zwischenraum, der auch als Luftzwischenraum (LZR) oder Scheibenzwischenraum (SZR) bezeichnet wird, spielt eine zentrale Rolle für die hervorragenden Wärmedämmeigenschaften von Isolierverglasungen.
Die Konstruktion der Einheit ist so ausgelegt, dass durch einen festen Randverbund der Scheibenzwischenraum hermetisch, d.h. absolut luftdicht, abgeschlossen wird. Dadurch wird ein unkontrolliertes Eindringen von Luft oder Feuchtigkeit in den Scheibenzwischenraum verhindert, wodurch u.a. die Bildung von Kondenswasser vermieden wird. In diesem geschlossenen Zwischenraum befindet sich in den meisten Fällen ein Edelgas wie Argon. Das Gas habt eine geringere Wärmeleitfähigkeit als Luft, was die Isolationseigenschaften zusätzlich verbessert.Die festen Randverbunde, mit denen die Glasscheiben der Isolierverglasungen miteinander verbunden sind, sorgen dafür, dass der gesamte Scheibenzwischenraum dauerhaft luftdicht verschlossen bleibt und so eine gute Wärmedämmschicht entsteht. Durch diese Konstruktion wird der Energieverlust gegenüber einer Einfachverglasung deutlich reduziert.
Das Prinzip von Isolierverglasungen
Das Grundprinzip eines Isolierglases besteht darin, dass ein fest umschlossener Scheibenzwischenraum mit ruhender Luft oder Edelgasen, die von Natur aus schlechte Wärmeleiter sind, gefüllt wird. Durch die eingeschlossene ruhende Luft oder die Edelgase entsteht eine statische Isolierzone, die den Wärmeaustausch zwischen der inneren und der äußeren Umgebung stark reduziert.
Im Detail bedeutet dies: Da die Gase in diesem Zwischenraum nahezu unbeweglich sind, wird verhindert, dass Wärme unkontrolliert aus dem Raum entweicht. Gerade im Winter, wenn es draußen kalt ist, spielt dieser Effekt eine wesentliche Rolle, da die raumseitige Scheibe dadurch nicht so stark auskühlt. So bleibt die Wärme im Raum besser gespeichert und die Raumtemperatur sinkt kaum ab.
Der Wärmefluss durch Isolierglas
Der Wärmefluss durch Isolierverglasungen ist ein komplexes Phänomen, das durch verschiedene Faktoren bestimmt wird:
- Wärmestrahlung: Etwa 65% des Wärmeflusses bei konventionellem Isolierglas ohne Wärmeschutzbeschichtung erfolgt durch Strahlung von der Glasoberfläche.
- Wärmeleitung und Konvektion: Diese machen zusammen ca. 35% des Wärmeflusses aus.
Je nach Scheibenabstand ergeben sich unterschiedliche Werte für den Wärmedurchlasswiderstand der Luftschicht im SZR. Bei etwa 16 – 18 mm wird der Minimalwert erreicht, der das Optimum zwischen Wärmeleitung und Konvektion darstellt.
Verwendung von Edelgasen
Edelgase wie Argon verbessern die Wärmedämmung zusätzlich. Sie sind schwerer als Luft und reagieren langsamer auf Temperaturdifferenzen, was die Isolierung verbessert.
Verwendung von Beschichtungen
Beschichtungen auf Isoliergläsern spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Wärmedämmung. Diese dünnen, unsichtbaren Schichten können die Leistung von Isolierverglasungen erheblich verändern.
Die Beschichtungen bestehen aus dünnen Schichten von Metallen wie Silber oder Metalloxiden wie Zinnoxid.
- Low-E-Beschichtungen (niedrige Emissivität): Diese mikroskopisch dünnen Metall- oder Metalloxidschichten reflektieren die Wärmestrahlung zurück in den Raum, anstatt sie durch das Glas hindurchzulassen. Das hilft, den Wärmeverlust zu reduzieren und die Isoliereigenschaften des Glases zu steigern.
- Solarsteuerungsbeschichtungen: Diese Beschichtungen reflektieren oder absorbieren einen Teil der Sonnenstrahlung und verhindern so eine Überhitzung der Räume. Sie sind besonders nützlich in heißen Klimazonen und können dazu beitragen, den Kühlbedarf eines Gebäudes zu reduzieren.
- Kombination von Low-E und Solarsteuerung: Einige moderne Beschichtungen kombinieren diese beiden Eigenschaften, um sowohl Wärmeverlust im Winter als auch Überhitzung im Sommer zu verhindern.
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)
Der U-Wert ist das zentrale Maß für die Wärmedämmung von Gläsern und ein wichtiger Bestandteil für die Nachweise nach dem Gebäudeenergiegesetz (GEG). Je kleiner der U-Wert, desto besser sind die Wärmedämmeigenschaften eines Bauteils.
Der niedrigste U-Wert, der bisher erreicht wurde, liegt bei einigen hochspezialisierten Dreifachverglasungen bei 0,5 W/m²K. Diese Isolierverglasungen sind nicht nur aus energetischer Sicht hoch effizient, sondern bieten auch hervorragende Schallisolierung und Komfort.
Warum lohnt sich ein Fenstertausch zu Fenstern mit 3-fach Isoliergläsern?
Der Austausch gegen hochwertige 3-fach-Isoliergläser bringt vor allem große Vorteile bei der Wärmedämmung. Durch die deutlich optimierte Isolierung werden die Heizkosten im Winter gesenkt und die Raumtemperatur im Sommer besser stabilisiert, was zu einem angenehmeren Raumklima führt. Die verbesserte Energieeffizienz sorgt für eine spürbare Reduzierung des Energieverbrauchs und leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Senkung der Energiekosten.
Neben diesen energetischen Vorteilen wird der Fenstertausch auch durch attraktive Förderprogramme wie die Wohnbauförderung und den Sanierungsbonus unterstützt. Diese Förderungen machen die Investition nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern auch finanziell attraktiv, da sie einen Teil der Sanierungskosten abdecken.
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