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, oder kurz Isolierglas, ist eine spezielle Verglasungseinheit, die aus mindestens zwei Glasscheiben besteht. Diese Scheiben sind durch einen hermetisch abgeschlossenen Scheibenzwischenraum getrennt. Der SZR ist in der Regel zwischen 12 und 18 mm breit und enthält meistens Argongas.
Das Prinzip der Isolierglaseinheit
Das Hauptprinzip hinter der Isolierglaseinheit ist die Verwendung von unbewegter Luft oder Edelgasen, die schlechte Wärmeleiter sind. Dieser eingeschlossene Raum bildet eine effektive Wärmeisolierschicht. Außerdem kühlt die rauminnenseitige Scheibe nicht so stark ab, wodurch die Absenkung der Raumtemperatur verringert wird.
Der Wärmefluss durch Isolierglas
Der Wärmefluss durch Isolierglas 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 eines Isolierglases 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 Verglasungen sind nicht nur aus energetischer Sicht hoch effizient, sondern bieten auch hervorragende Schallisolierung und Komfort.
In der Summe zeigt die Entwicklung der Isolierglastechnologie, dass Glas nicht länger als wärmetechnische Schwachstelle angesehen werden muss. Moderne Isoliergläser sind heute wichtige Partner im Streben nach Energieeffizienz und umweltfreundlichem Bauen.