Bauphysik und Wärmeschutz

Aus rein bauphysikalischer Sicht gibt es grundsätzlich vier Ansatzpunkte, um den Wärmestrom in einem Gebäude zu verbessern. Bei der Optimierung der transparenten Bauteile, wie Fenster etc., steht der Ausgleich von Transmissionswärmeverlusten und solaren Strahlungsgewinnen im Vordergrund. Die Minimierung von Wärmebrücken verringert ebenfalls einen Teil der auftretenden Transmissionswärmeverluste. Die wichtigsten Effekte liegen bei diesem Ansatz aber in der Vermeidung von Feuchte- bzw. Schimmelpilzproblemen. Durch die Optimierung der Wärmedämmung der flächigen Bestandteile der Gebäudehülle wird im Gebäudebestand der größte Teil der auftretenden Transmissionswärmeverluste verringert. Der vierte Ansatzpunkt, die Verbesserung der Luftdichtigkeit, senkt die Lüftungswärmeverluste.

Transparente Bauteile

Die transparenten Bauteile in der Gebäudehülle, wie z.B. Fenster und Glasflächen, müssen im Prinzip die folgenden fünf Aufgaben erfüllen:

Schutz vor Witterungseinflüssen
Durchlass von Tageslicht
Wahrnehmung der Umgebung / Kommunikation
Schallschutz
Belüftung

Die transparenten Gebäudeflächen bilden im Sinne des Wärmeschutzes insbesondere, bei bestehenden Gebäuden meist die schwächsten Teile der Gebäudehülle. Neben dem Wärmedurchgangskoeffizienten für den Glasanteil ist bei der bauphysikalischen Bewertung auch der Rahmenanteil zu berücksichtigen. Darüber hinaus ist der Energieeintrag durch die Verglasung über den Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) und den Beschattungsfaktor (z-Wert oder FS-Wert) bewertet. Die entsprechenden - für bauphysikalische Berechnungen zulässigen - Werte für die Gläser der einzelnen Hersteller werden im Bundesanzeiger veröffentlicht.

Grundsätzlich unterscheidet man die am Markt angebotenen Verglasungen nach ihren Haupteigenschaften in Isolier-, Wärmeschutz-, Sonnenschutz- und Schallschutzgläser.

Schematischer Aufbau a) Isolier-, b) Wärmeschutz-, c) Sonnenschutz-, d) Schallschutzverglasung

Isoliergläser bestehen aus zwei oder mehr Glasscheiben von jeweils mindestens 4 mm Stärke. Diese Scheiben sind. i.d.R. in einem Abstand von 12 mm angeordnet. Der Raum zwischen den Einzelscheiben ist mit Luft gefüllt. Je nach Befestigung der Einzelscheiben werden diese Gläser als Randverschweißtes Ganzglas, als gelötetes Glas oder auch als verklebte Isolierverglasung (mit Abstandhaltern) angeboten.

Wärmeschutzgläser sind ebenfalls aus zwei oder mehr Glasscheiben von jeweils mindestens 4 mm Stärke aufgebaut. Der Bereich zwischen den Einzelscheiben ist mit Edelgas (Argon, Krypton oder Xenon) gefüllt. Die Einzelscheiben werden z.B. mit einem Butyl-dichtungsmittel auf Abstandhalter geklebt und mit einer umlaufenden Polysulfiddichtung verschlossen. Die Abstandhalter bestehen aus Aluminium- oder Kunststoffprofilen, die zusätzlich mit einem Trockenmittel gefüllt sind, das die ggf. vorhandene Feuchtigkeit aus dem Scheibenzwischenraum aufnimmt. Die Außenseite der inneren Scheibe ist mit einer äußerst dünnen Edelmetallschicht (i.d.R. Silber) bedampft. Durch diese Schicht wird die Wärmestrahlung der Gläser reduziert und gleichzeitig die langwellige Wärmestrahlung in den Innenraum zurückreflektiert.

Sonnenschutzgläser zeigen den gleichen Aufbau wie Wärmeschutzgläser. Der wesentliche Unterschied zwischen diesen Gläsern besteht in der Ausführung und der Anordnung der Beschichtung. Bei Sonnenschutzgläsern ist die Beschichtung auf der Innenseite der äußeren Scheibe angebracht, um das Eindringen der Wärmestrahlung in den Innenraum zu verringern. Die Beschichtung besteht bei diesen Gläsern aus einer stärkeren Silberschicht als bei Wärmeschutzgläsern.

Schallschutzgläser unterscheiden sich von den oben beschriebenen Verglasungen durch die Verwendung von Einzelscheiben mit unterschiedlichen Stärken. Dementsprechend werden am Markt auch Gläser angeboten, die die Eigenschaften des Isolier-, Wärme- oder Sonnenschutzes mit denen des Schallschutzes verbinden.