Das Erneuerbare Energien-Gesetz (EnEG), das im September 2008 verabschiedet wurde, schreibt u.a. folgende entscheidende Neuerung vor: Die energetischen Anforderungen an den Jahresprimärenergiebedarf und die Wärmedämmung bei Neubauten sowie an die wesentlichen Änderungen im Gebäudebestand werden jeweils um ca. 30Prozent erhöht. Dies ist ein großer Schritt in Richtung 3-fach-Isolierglas – wenn auch bei Verwendung entsprechender Fensterprofile die Uw-Werte der Referenzgebäude noch mit 2-fach-Isolierglas erreicht werden können. Aber der Trend geht eindeutig zu 3-fach-Verglasungen.
Durch seine Klimaeigenschaften trägt Glas wesentlich zur energetischen Gebäudeoptimierung bei: Es bietet einzigartige solare Gewinne, unterliegt keinerlei Einschränkungen durch Rohstoffknappheit, ist recyclebar und zudem im Vergleich zu opaken Bauteilen relativ günstig. Doch welche Entwicklungen sind in Zukunft zu erwarten? Wo ist das Maximum bereits nahezu erreicht?
Die großen Fortschritte bei Wärmedämmung und Sonnenschutz haben den großflächigen Einsatz von Glas möglich und auch sinnvoll gemacht – insbesondere in Hinblick auf Komfort und Raumklima. Oberstes Ziel sollte dabei Variabilität sein, d.h. Gläser sollten in der Lage sein, auf veränderliche Rahmenbedingungen reagieren zu können und zusätzliche Funktionen in einem Glasaufbau zu integrieren. Potenziale bieten Beschichtungen auf Glasoberflächen zur Lenkung der Strahlungstransmission, Stromerzeugung oder zur Selbstreinigung. Vor allem 3-fach-Gläser erlauben durch ihre sechs Glasoberflächen viele Möglichkeiten als Beschichtungsträger.
Wärmedämmung mit Vakuum?
Das Optimum an Wärmedämmung ist durch 3-fach-Isoliergläser fast erreicht und stellt in der Umsetzung für den Fenster- und Fassadenbau in den nächsten Jahren eine Herausforderung dar. Eine weitere Entwicklung zu noch mehr Zwischenräumen und IR-reflektierenden Beschichtungen scheint nicht effizient. Höheres Gewicht und Gesamtglasdicken erfordern angepasste und optimierte Rahmenprofile. Auch die Entwicklungen auf dem Gasmarkt für die Edelgase (Knappheit bei Krypton) lässt nach Alternativen suchen. Verbesserungspotenzial liegt also vor allem in der konstruktiven Vereinfachung hochdämmender Fenster. Abhilfe könnten Vakuumisoliergläser schaffen: Doppelverglasungen mit evakuiertem Scheibenzwischenraum (SZR) bieten einen Ansatz, mit vereinfachten Konstruktionen Vergleichbares zu erreichen. Konstruktive Merkmale sind hier neben dem sehr geringem SZR von unter 1 mm ein keramischer- oder Glas-Glasrandverbund sowie Abstandhalterpunkte, die eine Berührung der Scheiben verhindern sollen (siehe auch den Beitrag auf S. 16).
Mit Vakuumverglasungen lassen sich im Zweischeibenaufbau Ug-Werte von bis zu 0,5 W/m2K erreichen. Wobei sich für die Fensterkonstruktion aufgrund der Schlankheit der Verglasung interessante Konstruktionsansätze ergeben. Größte Herausforderung ist der atmosphärische Druck von 10 t/m2, der auf einem Vakuumglas lastet. Das stellt große Herausforderungen an die Scheibe und den Randverbund, der für eine dauerhaft dichte Verbindung zu sorgen hat.
Der Trend zur hochwärmedämmenden Verglasung hat auch Auswirkungen auf den Randverbund. „Warme Kante“ bezeichnet einen Isolierglas-Randverbund, mit geringer Wärmeleitung, der für energieeffiziente Fenster eine Voraussetzung ist. Das „Einsparpotenzial“ liegt je nach Fenstergröße und -teilung bei 0,1 bis 0,3 W/m2K für das Fenster. Solche Abstandhalter werden zwangsläufig zum Standard, da durch herkömmliche Systeme unerwünschte Wärmebrücken entstehen können – mit dem entsprechendem Tauwasserrisiko.
Rahmen und Glas als Einheit
Die voneinander unabhängige Entwicklung von Rahmen und Glas führte dazu, dass der Rahmen meist nicht mit den Wärmeschutzqualitäten der Verglasung mithalten kann. Nur durch massiv höhere Profilstärken ist es bislang möglich, Verluste über den Rahmen weitestgehend zu minimieren. Dieses Problem soll in Zukunft behoben sein. Neuester Forschungsansatz ist, Verglasung und Rahmen als statische und wärmetechnische Einheit anzusehen. So entwickelt die „Forschung für energieoptimiertes Bauen (EnOB)“ Rahmenprofile, in denen Warm- und Kaltseite durch eine durchgängige Dämmebene voneinander entkoppelt sind. Der U-Wert dieser neuartigen Rahmenkonstruktion liegt trotz einer Profilstärke von nur 90 mm bei unter 0,8 W/m2K. In Verbindung mit Vakuum- oder 3-fach-Iso sind sehr schlanke passivhaustaugliche Fenstersysteme möglich.
Das Verkleben von Glasscheiben im Rahmen hält im Fensterbau eher zögerlich Einzug. Die Liste möglicher Vorteile für Fenster und Fassaden ist jedoch lang: Rahmen und Glas agieren als Verbund, bessere Wärmedämmwerte, schlankere Profile und größere Rahmen sind möglich – eine automatisierte Fertigung ein zusätzlicher Effekt. Dazu kommt ein Zugewinn von Tageslicht durch größere Glasflächen, erhöhte Einbruchsicherheit und kein Verbiegen von Profilen unter Lasten.
Für Isoliergläser gilt: Detailfragen zu Verträglichkeiten der verwendeten Materialien, zur Lasteinleitung auf das Glas und den Randverbund sowie zu den Randbedingungen des Glasfalzes sind zu klären. Eine Erweiterung der Verglasungsrichtlinien ist daher unabdingbar. —
Der Autor
Wolfgang Böttcher, Technisches Marketing, Saint-Gobain Glass Deutschland.
Saint-Gobain Glass
Wärmeschutz mit Sicherheit
Gerade in Zeiten von Kryptonknappheit, hohen Energiekosten und der anstehenden Verschärfung der EnEV-Vorgaben ist es notwendiger denn je, hochwertige Energiespargläser mit sehr guten Ug-Werten anbieten zu können. Dies gilt für den Renovierungsbereich ebenso wie für den Neubau.
Mit dem neuen Basisprodukt SGG Planitherm One II lassen sich jetzt Anwendungen, die den Einsatz von Sicherheitsglas erfordern, problemlos und flexibel als ESG realisieren. Das 2-fach-Isolierglas SGG Climaplus One Safe erreicht bei einem Standardaufbau von 4/16/4 mit Argonfüllung eine Lichttransmission von 71%, einen g-Wert von 51% und einen sehr guten Ug-Wert von 1,0 W/m2K.
Das Glas SGG Climaplus One Safe ist insbesondere für die Weiterverarbeitung zu Fenstern, Fenstertüren, Wintergärten und Fassaden geeignet.
