Die Verglasung – Hightech zum Durchschauen
Beim Fenster ist die Verglasung der Entscheidende Faktor. Immerhin stellt sie die beiden Hauptaufgaben des Fensters sicher:
- Licht in die Wohnung lassen und
- eine Sichtverbindung nach außen herstellen.
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Moderne Verglasungen kombinieren diesen Grundanspruch mit einem hohen Maß an Wärme-, Einbruch- und Schallschutz. Vor allem der Wärmeschutz wurde in den vergangenen Jahrzehnten enorm verbessert. Ein hoher Wärmeschutzstandard ist auch das, was vom Gesetzgeber über das Gebäude-Energie-Gesetz (GEG) gefordert wird.
Einfachverglasungen – Relikte aus der Vergangenheit
In einigen unsanierten Häusern alter Baujahre können sich auch heute in Einzelfällen noch einfache Verglasungen befinden. Das Fenster besteht dabei aus einer einfachen Glasscheibe, die in einen Rahmen eingesetzt wurde. Energetisch sind diese stark veralteten Fensterelemente höchst bedenklich. Ihr Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) liegt bei 5,2 W/(m²k). Das bedeutet, dass eine Einfachverglasung praktisch keinen Schutz gegen Kälte bietet. An kalten Wintertagen kann die Temperatur des Glases unter den Gefrierpunkt fallen. Weil sich an dieser sehr kalten Oberfläche die Feuchtigkeit aus der Raumluft niederschlägt, können an der Glasscheibe Eisblumen entstehen.
Um die Kälte aus den Wohnräumen fernzuhalten, wurde die Heizung in der Vergangenheit immer unter die Fenster gesetzt. Der warme Luftstrom baute eine Barriere zwischen Fenster und Raum auf und wärmte die am Fenster stark herunterkühlende Luft so schnell wie möglich auf. Wird die Heizung weit genug aufgedreht, lässt sich der miserable Wärmedurchgangswert des Fensters vor dem Hintergrund der Behaglichkeit im Raum ausgleichen. Der Preis dafür ist allerdings ein extremer Energieverbrauch. Umgerechnet 43 Liter Heizöl beträgt der Energieverlust laut Institut Wohnen und Umwelt (IWU) pro Quadratmeter Fensterfläche und Jahr.
Da verwundert es kaum, dass Einfachverglasungen nur bis zum Jahr 1978 – dem Jahr, in dem die erste Wärmeschutzverordnung in Kraft trat – im Wohnungsbau zulässig waren. Wie der Wärmeschutz sind auch Schall- und Einbruchschutz bei Einfachverglasungen mangelhaft.
Isolierverglasungen – zwei Fenster in einem
Ab 1975 kamen die ersten Isolierverglasungen auf den Markt. Sie nutzten ein altbekanntes Prinzip: Um den Wärmeschutz der Fenster zu verbessern, wurden bereits in der Vergangenheit so genannte Kastenfenster eingebaut. Dabei befand sich jeweils ein einfach verglastes Fenster an der inneren und der äußeren Seite der Fensterlaibung. Die Isolierverglasung fasst ebenfalls zwei Glasscheiben in einem Fensterrahmen zusammen. Der Effekt ist im Vergleich zur Einscheibenverglasung beeindruckend:
- Der U-Wert halbiert sich von 5,2 W/(m²k) auf nur noch 2,6 W/(m²k)
- Damit sinkt auch der Energieverlust um rund die Hälfte auf „nur“ noch etwa 22 Liter Heizöl pro Quadratmeter Fensterfläche und Jahr.
Noch immer wird der warme Luftstrom der Heizung gebraucht, um die Kälte aus den Räumen fernzuhalten, allerdings muss die bei weitem nicht mehr so weit aufgedreht werden. Isolierverglasungen waren bis zum Jahr 1994 der Stand der Technik.
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Beschichtungen – unsichtbare Helfer
Seit Mitte der 1990er-Jahre werden vom Gesetzgeber so genannte Wärmeschutzverglasungen gefordert. Sie bestehen ebenfalls aus zwei Glasscheiben, allerdings verfügt die zur Raum gewandte Scheibe über eine Metallbedampfung. Diese Beschichtung reflektiert die Wärme zurück in den Raum. Im Laufe der Zeit und durch die Verfeinerung dieser Technik, konnte der Wärmeschutz noch einmal deutlich verbessert und der Wärmeverlust ein weiteres Mal um mehr als die Hälfte reduziert werden.
- Der U-Wert einer gängigen Wärmeschutzverglasung liegt bei 1,1 W/(m²k)
- Der Energieverlust sinkt auf nur noch 9 Liter Heizöl pro Quadratmeter Fensterfläche und Jahr
Drei Scheiben für besten Wärmeschutz
Wenn zwei Scheiben besser sind als eine, dann müssten doch drei scheiben besser sein als zwei – diese Grundüberlegung könnte hinter der Entwicklung der Drei-Scheiben-Wärmeschutzverglasung gestanden haben. Und in der Tat ließ sich die energetische Qualität von Fenstern durch die Ergänzung einer weiteren Scheibe noch einmal verbessern. Die Drei-Scheiben-Wärmeschutzverglasung ist heute der aktuelle Stand der Technik. Diese Verglasungen beinhalten zusätzlich zwei wärmereflektierende Schichten.
- Der U-Wert einer Drei-Scheiben-Wärmeschutzverglasung sinkt auf 0,7 W/(m²k)
- Der Energieverlust verringert sich auf etwa 6 Liter Heizöl pro Quadratmeter Fensterfläche und Jahr
Damit ist der Wärmeverlust über das Fenster bei einer Drei-Scheiben-Wärmeschutzverglasung so weit gesenkt, dass die Heizung nicht mehr zwingend unter dem Fenster platziert werden muss. In Passivhäusern, die sich beispielsweise komplett über die Lüftungsanlage heizen lassen, ist dieser Fenstertyp gängig. Er bietet sich allerdings ebenso bei allen anderen Einbausituationen an.
Vakuumverglasung – die Zukunft für den Wärmeschutz
Der Vorteil der Drei-Scheiben-Wärmeschutzverglasung liegt in ihrem hohen Wärmedämmwert, ihr Nachteil hingegen in ihrem vergleichsweise großen Platzbedarf. Die Forschung geht daher auch bei der zwei Scheiben umfassenden Verglasung weiter. In der Entwicklung sind spezielle Vakuumverglasungen, bei denen im Scheibenzwischenraum ein Vakuum erzeugt wird. Auf diese Weise kann der U-Wert auf 0,5 W/(m²k) sinken.
Blickdichte Verglasungen – Diskretion für private Bereiche
Ein Fenster muss teilweise allerdings mehr leisten, als nur einen hohen Wärmeschutzstandard. In einigen Bereichen soll die Verglasung nicht nur gegen den Verlust von Heizwärme, sondern auch vor neugierigen Blicken schützen. Die Lösung dafür ist einfach: Die äußerste Glasscheibe der Verglasung wird blickdicht ausgeführt. Dabei gibt es vor allem zwei Möglichkeiten:
- Die äußere Glasscheibe besteht aus undurchsichtigem Milchglas
- Die äußere Glasscheibe besteht aus Ornamentglas und weist eine reliefartige Struktur aus
Je nach Ausführung der Struktur lassen sich hinter der Verglasung mehr oder minder klare Schemen erkennen, ohne dass der Lichteinfall in größerem Maße gemindert wird. Blickdichte Verglasungen werden vorwiegend in Räumen wie Badezimmern eingesetzt.
Die Herstellung von Ornamentgläsern unterscheidet sich maßgeblich von der Herstellung der transparenten Glasscheiben. Transparentes Glas – so genanntes Floatglas – fließt bei der Herstellung auf ein Bett aus geschmolzenem Zinn. Ornamentglas, das auch Guss- oder Strukturglas genannt wird, wird im geschmolzenen Zustand mit zwei Walzen geprägt. Die Prägung der Walzen überträgt sich auf das entstehende Glasband. Nach dem Abkühlen wird das Ornamentglas dann geschnitten.
Verbundsicherheitsglas – Leistungsstärke für den Härtefall
Ebenso wie der Wärmeschutz wird auch der Einbruchschutz zu einem großen Teil von der Verglasung mitbestimmt. Denn bei einem Einbruchsversuch ist eine gängige Möglichkeit, die Verglasung zu zerstören, um so entweder durch die entstandene Öffnung einzusteigen oder an den Schließmechanismus zu gelangen. Das verursacht zwar eine Menge Lärm, dieser könnte allerdings tagsüber in Kauf genommen werden, wenn eine entsprechende Geräuschkulisse beispielsweise durch eine Baustelle oder Verkehrslärm besteht.
Durchwurfsichere Verglasungen räumen dieses Risiko aus. Dazu dient so genanntes Verbundsicherheitsglas. Dieses kombiniert zwei Glasscheiben, die miteinander verklebt sind. In der Mitte zwischen den beiden Glasscheiben befindet sich eine Folie, die den Sicherheitsfaktor bietet.
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Schallschutzverglasung – Lärm einfach aussperren
Der Schutz vor Geräuschen kann wie Wärme- und Einbruchschutz eine Aufgabe sein, die die Verglasung übernimmt. Die Glasscheiben eines Hauses sind die Schwachstellen im Schallschutz. Die Schallwellen treffen auf die äußere Glasscheibe und versetzen sie in Schwingung. Diese Schwingungen übertragen sich auf die innere Glasscheibe. Das Ergebnis: Außengeräusche werden zwar leicht abgemildert, übertragen sich aber trotzdem ins Innere. Schallschutzverglasungen können dem entgegenwirken und Verkehrslärm, Geräusche von spielenden Kindern, Fluglärm oder Lärm von Industrieanlagen zuverlässig ausschließen.
Eine Schallschutzverglasung unterbricht die Schallübertragung von außen nach innen. Dies gelingt über mehrere Maßnahmen:
- Die äußerste Scheibe besteht aus Verbundglas: Zwischen zwei Glasscheiben ist eine Schallschutzfolie oder ein spezielles Harz platziert. Dadurch hat diese Scheibe eine hohe Dichte, wodurch Schall schwerer hindurchdringen kann.
- Die einzelnen Scheiben in der Schallschutzverglasung sind unterschiedlich dick. Diese Asymmetrie sorgt dafür, dass die Scheiben beim Schwingen unterschiedliche Frequenzbereiche haben. Die Übertragung von Schall wird dadurch vermindert.
- Der Abstand von der äußeren und der inneren Scheibe ist größer als bei normalen Verglasungen.
- Der Zwischenraum zwischen äußerer und innerer Scheibe ist mit Edelgas gefüllt, was die Schalldämmung unterstützt.
Je nachdem, wie diese vier Komponenten im Zusammenspiel ausgeführt sind, ist der Schallschutz der Verglasung größer oder geringer. Die DIN 4109 unterscheidet sechs Schallschutzklassen, die die Außengeräusche unterschiedlich dämpfen:
- Schallschutzklasse 1: Minderung um 25-29 dB
- Schallschutzklasse 2: Minderung um 30-34 dB
- Schallschutzklasse 3: Minderung um 35-39 dB
- Schallschutzklasse 4: Minderung um 40-44 dB
- Schallschutzklasse 5: Minderung um 45-49 dB
- Schallschutzklasse 6: Minderung um mehr als 50 dB
Zum Vergleich: Eine Schallminderung von 10 dB nimmt der Mensch als Halbierung der Lautstärke wahr.
Sonnenschutzverglasung – die Wärme aus den Räumen halten
Einen gegenteiligen Effekt zur Wärmeschutzverglasung erzielt die Sonnenschutzverglasung. Sie hat das Ziel, einen übermäßigen Wärmeeintrag durch die Sonne in die Räume zu vermeiden. Dazu erhält das Glas eine Beschichtung, die in der Regel durch eine Bedampfung aufgebracht wird. Auf diese Weise kann eine Sonnenschutzverglasung bis zu 80 Prozent der Solareinstrahlung abweisen. Damit bleibt es in den Räumen bis zu 5 Grad Celsius kühler.
Sonnenschutzverglasung ist dann eine gute Wahl, wenn beispielsweise außenliegende Maßnahmen zum Sonnenschutz nicht eingesetzt werden können oder eine Abdunklung der Räume vermieden werden soll.
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