Nicht nur auf den Fenster-U-Wert schauen!

U-Werte als Wärmedurchgangskoeffizienten beschreiben als „Verlustgrößen“, welche Wärmeleistung zwischen innen und außen verloren geht. So benötigt z.B. ein Holzfenster mit einem unbeschichteten 2-fach- ISO bei einem U_w-Wert von 2,8 W/m²K je nach Einbauort ca. 31 Liter Heizöl pro Jahr und Qua­dratmeter Fensterfläche. Ein Fenster mit einem U_w = 1,2 mit ca. 13 l/m²a braucht hingegen nur noch bei einem Bruchteil davon und „produziert“ ca. 58 % weniger ­Wärmeverluste.

Entscheidende Größe: g-Wert

Während der „statische“ U_w-Wert von den Eingangsgrößen U-Wert des Rahmens, U-Wert der Scheibe, den Flächenanteilen dieser Komponenten und dem Einfluss des Isolierglasanbindungssystems (Wärmebrückenkoeffizient ψ in ­ W/mK) sowie der gesamten Fensterfläche abhängig ist und rein den Wärmeverlust beschreibt, wird bei der realistischeren Betrachtung des „äquivalenten U_w-Wertes“ eine Bilanzierung von Wärmeverlusten und Wärmegewinnen vorgenommen. Die entscheidende Größe dafür ist dabei der g-Wert der Verglasung. Dieser ist stark von der Art der Glasbeschichtung und geringfügig auch von der Glasdicke abhängig.

Der besondere Clou der Glasbeschichtungen ist ihre „selektive Durchlässigkeit“: Ein sehr großes Spektrum umfassende Sonnenstrahlung wird in unterschiedlichen Wellenlängen-Bereichen zu sehr unterschiedlichen Anteilen hindurchgelassen. Dabei beschreibt der g-Wert (Gesamtenergiedurchlassgrad) den Anteil der ins Rauminnere gelangenden Energie über den gesamten Wellenlängen-Bereich des Sonnenspektrums. Der T_L- oder τ_V-Wert hingegen ist der durch eine Verglasung hindurchgehende Anteil des sichtbaren Sonnenlichtes (Strahlen von 380 bis 780 nm Wellenlänge). Insgesamt sind Beschichtungen zum Wärme- und zum Sonnenschutz unterschiedlich optimiert; beide Schichtsysteme haben eine vergleichsweise hohe Durchlässigkeit für kurzwellige Strahlen, also einen Großteil der Sonnenstrahlung, aber eine geringe Durchlässigkeit für langwellige Wärmestrahlung. Die kurzwelligen Sonnenstrahlen wandeln sich beim Auftreffen auf Gegenstände in langwellige Wärmestrahlung um. Die Wärme wird – zusammen mit der ebenfalls langwelligen Wärme von Heizsystemen – im Raum gehalten, da die Beschichtungen die langwelligen Strahlungen nach draußen eher abblocken. Bei großflächigen Verglasungen besteht dadurch aber die „Gefahr“ einer Überhitzung, weshalb die EnEV die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz auch verschärft hat.

Chance auf äquivalenten U_w-Wert

Der g- und auch der τ_V-Wert von derzeit üblichen Verglasungen kann sehr unterschiedlich ausfallen. Deshalb ist es sehr wichtig, nicht allein auf den U_g-Wert und damit auch auf den U_w-Wert zu schauen, sondern auch die beiden anderen Größen im Auge zu behalten. Dies insbesondere auch deshalb, weil für die nächste Stufe der EnEV eine Chance besteht, mit einem äquivalenten U_w-Wert bzw. einen äquivalenten H_T‘-Wert als Nebenbedingung zu dem Jahres-Primärenergieeinsatz durch Berücksichtigung des Energiezugewinns bei transparenten Bauteilen, eine bessere und richtigere Beurteilung von Glas, Fenster und Vorhangfassaden zu bekommen.

Diese Betrachtung ist nicht neu; bereits in der Wärmeschutzverordnung 1995 gab es einen äquivalenten k-Wert für das Fenster. Dabei wurde ­ von der Verlustgröße Wärmedurchgangskoeffizient ein Strahlungsgewinn abgezogen, der sich aus dem g-Wert und einem von der Himmelsrichtung abhängigen Strahlungskoeffizienten S_F ermittelte. Weil dabei Verluste und Gewinne gegeneinander aufgerechnet wurden, sprach man auch von einem „Bilanz-k-Wert“. Diese Betrachtungen auf die heutigen Verhältnisse bezogen, bringen interessante Erkenntnisse. Dazu sind in der nachstehenden Tabelle mit den heute gängigen Glas- und Fenster-Werten neben dem statischen ­U_w-Wert zusätzlich Bilanz-U-Werte dargestellt. Für Letztere sind zwei Ermittlungsgrundlagen in der Diskussion. Während die Wärmeschutzverordnung 1995 noch von Strahlungsgewinnkoeffizienten S_F von 2,4 W/m²K für die Südorientierung, von 1,65 W/m²K für Ost- und West- sowie 0,95 W/m²K für Nordorientierung und damit relativ hohen Werten ausging, sind diese in der ­ DIN V 4108-6:2003-06 mit 2,1 für Süd-, 1,2 für Ost- und West- sowie 0,8 W/m²K für Nordorientierung etwas vorsichtiger gewählt.

Die Tabelle zeigt interessante und durchaus überraschende Ergebnisse. Immerhin: Das heutige Standard-2-fach-Isolierglas mit einem g-Wert knapp über 60 % ist in der energetischen Gesamtwirkung dem Standard-3-fach-Wärmedämmglas mit U_g = 0,7 W/m²K und einem g-Wert um die 50 % in der Südorientierung praktisch ebenbürdig. Auch bei den übrigen Orientierungen liegt das nominell um 0,4 W/m²K bessere 3-fach-Glas nur unwesentlich günstiger als die 1,1er-Scheibe. Erst wenn das 3-fach-Glas einen g-Wert um die 60 % vorweisen kann, zeigt sich ein merklicher Effekt beim Bilanz-U-Wert. Zu beachten ist zusätzlich, dass die 3-fach-Verglasungen bei der Lichtdurchlässigkeit knapp über 70 % liegen, während die U_g = 1,1-Schicht mit 80 % auftrumpfen kann. Da laut EnEV in Nicht-Wohngebäuden auch die Beleuchtungsenergie in die Gesamtbetrachtung einzubeziehen ist, sollte auch dem Lichttransmissionsgrad T_L Aufmerksamkeit geschenkt werden.

Mit diesen Ergebnissen im Hinterkopf ist den Fachbetrieben dringend anzuraten, im Beratungsgespräch auf die Möglichkeit von 3-fach-Wärmedämmglas mit hohem g-Wert hinzuweisen. An die Isolierglas-Hersteller geht der Appell, die doch überdeutliche und von außen nicht nachvollziehbare Preiskluft bei 3-fach Isolierglas mit 50 bzw. 60 % g-Wert zu verringern. Es wäre schade, wenn durch eine falsche Preispolitik die Marktdurchdringung mit möglichen exzellenten technischen Werten ver- oder auch nur ­behindert wird. —

Isoliergläser können mit verschiedenen Wärmedämm-Beschichtungen ausgestattet werden. Bei einer Bilanz-Betrachtung (äquivalenter U_w-Wert) relativieren sich die Unterschiede zwischen einem 2-fach-Isolierglas mit U_g = 1,1 und einem g-Wert von z.B. 63 % im Vergleich zu einem 3-fach-Wärmedämmglas mit U_g = 0,7 und einem g-Wert um die 50 %. Erst wenn das 3-fach-Glas einen g-Wert von ca. 60 % aufweist, wird der Einsatz wieder sehr interessant – wenn auch der Mehrpreis durch den Zusatz-Nutzen nie wieder eingespielt werden kann.

Zu diesem Thema ist eine gemeinsame Verbände-Studie veröffentlicht worden. Lesen Sie dazu auch den GLASWELT Beitrag in Heft 07/10, Seite 7 und 25. In der selben Ausgabe auf Seite 16 erläutert passend dazu Ralf Vornholt, SGGD, wie sich der Einsatz von 3-fach-ISO auf die Energiebilanz auswirkt .

Reiner Oberacker ist Leiter der Technischen Beratung im Fachverband Glas Fenster Fassade Baden-Württemberg, ­Karlsruhe.