Die Wirksamkeit eines Sonnenschutzes an Fenstern und Verglasungen ist von vielen Faktoren abhängig. Dabei spielen das Nutzerverhalten und das Vorsehen von Verschattungselementen eine große Rolle. Aber auch der Abstand der Verglasung und die Art der Verglasung sind entscheidend für einen wirksamen Sonnenschutz. Zur Reduktion des Energieeintrags über die Glasflächen, stehen neben Sonnenschutzsystemen auch Sonnenschutzgläser zur Verfügung.
Definition Sonnenschutzglas
Sonnenschutzgläser sind spezielle Flachgläser, die die Aufgabe haben, einen Anteil der auf das Glas auftreffenden Sonnenstrahlung nicht in den Raum einzulassen. Damit wird eine übermäßige Aufheizung der Raumluft verhindert, ohne den Raum zu verdunkeln. Das Glas kommt dabei entweder als alleiniger Sonnenschutz oder in Kombination mit anderen Verschattungs- und Kühlungssystemen zum Einsatz. Bei der Planung des Sonnenschutzsystems sollte ein Kompromiss zwischen minimaler Energieeinstrahlung und maximaler Ausnutzung des natürlichen Tageslichts gefunden werden.
Grundbegriffe im Zusammenhang mit Sonnenschutzglas
Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert)
Der Grad der Sonnenschutzwirkung bei Glas wird durch den Gesamtenergiedurchlassgrad, den g-Wert, bestimmt. Der g-Wert wird angegeben in Werten zwischen 0 und 1 oder zwischen 0 und 100 %. Je niedriger der g-Wert, desto weniger Energie fließt durch das Bauteil und desto geringer ist die Temperatur hinter der Verglasung. Der g-Wert von modernen Sonnenschutzgläsern liegt im Bereich zwischen 0,25 und 0,48.
Lichttdurchlässigkeit (TL)
Die Angabe der Lichtdurchlässigkeit bezieht sich auf den Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts von 380 nm bis 780 nm. Sie wird gewichtet nach der Helligkeitsempfindlichkeit des menschlichen Auges.
Lichttransmission/Lichttransmissionsgrad (LT)
Der Lichttransmissionsgrad einer Verglasung bezeichnet den prozentualen Anteil der Sonnenstrahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes (380 – 780 nm), der von außen nach innen übertragen wird, unter Berücksichtigung der Lichtempfindlichkeit des menschlichen Auges.
Lichtabsorption / Lichtabsorptionsgrad (LA)
Unter dem Lichtabsorbtionsgrad versteht man den Anteil der Sonnenstrahlung im sichtbaren Bereich (380 – 780 nm), der von der Verglasung absorbiert wird.
Lichtreflexion / Lichtreflexionsgrad (LR)
Als Lichtreflexionsgrad bezeichnet man jenen prozentualen Anteil der Sonnenstrahlung im Bereich des sichtbaren Lichtes (380 – 780 nm), der nach außen reflektiert wird.
Strahlungstransmission / Strahlungstransmissionsgrad (ST)
Der Strahlungstransmissionsgrad, auch Energietransmissionsgrad genannt, bezeichnet den Anteil der Strahlung im gesamten Sonnenspektrum, der direkt durch das Glas oder die Glaseinheit hindurch gelassen wird. Die Strahlungstransmission ist entsprechend der Reflexion winkelabhängig.
Strahlungsabsorption / Strahlungsabsorptionsgrad (SA)
Unter dem Strahlungsabsorptionsgrad oder Energieabsorptionsgrad versteht man den Anteil Strahlung im gesamten Bereich des Sonnenspektrums, der durch die Verglasung aufgenommen wird.
Beschichtungsverfahren / Herstellung
Bei der Herstellung von Sonnenschutzglas erfolgt zuerst die klassische Glasherstellung im Flachglasverfahren. Durch sehr langsames Abkühlen wird das zunächst flüssige Glas fest. Seine Eigenschaften erhält das Sonnenschutzglas durch Beschichtung und / oder Einfärbung der Gläser, je nachdem ob farbiges oder farbneutrales Sonnenschutzglas hergestellt werden soll. Es gibt hierbei zwei Beschichtungsverfahren:
Magnetron-Beschichtungsverfahren
Das so genannte Mehrkammer-Magnetron-Hochvakuum-Beschichtungsverfahren wird heute überwiegend angewendet. Es handelt sich hierbei um ein so genanntes Off-Line Verfahren, d.h. die Beschichtung wird nicht bei der eigentlichen Glasherstellung aufgebracht, sondern in einem separaten Produktionsprozess. Das Glas wird hauchdünn mit Edelmetall beschichtet, wobei durch die sehr präzise Steuerung eine außergewöhnliche Gleichmäßigkeit der Schichtdicke erreicht wird.
Pyrolytisches Beschichtungsverfahren
Das pyrolytische Verfahren ist ein so genanntes On-Line Verfahren. Hierbei werden bei der Flachglasherstellung flüssige Metalloxide auf das heiße Glas gesprüht. Die Metalloxide werden regelrecht in die noch heiße Glasoberfläche eingebrannt. Pyrolytische Schichten zeichnen sich durch hohe mechanische Beständigkeiten und Korrosionsfreiheit aus.
Einsatzbereiche / Zusatzfunktionen
Sonnenschutzgläser können für nahezu alle Bauaufgaben angewendet werden. Ihre Einsatzbereiche sind in Büro- und Geschäftsgebäuden, in Schulen, in Industriebauten und Wohnhäusern, in Wintergärten oder an Brüstungen. Eine besondere Funktion besitzen Sonnenschutzgläser, wenn sie als Isolierglas mit entsprechender Beschichtung hergestellt werden. Dadurch besitzen sie gleichzeitig eine wärmedämmende Funktion. So sorgen sie im Winter und bei Kältephasen dafür, dass die Wärme im Raum nicht nach außen entweicht. Sonnenschutzgläser lassen sich auch als vorgespanntes Einscheibensicherheitsglas (ESG) oder als Verbundsicherheitsglas (VSG) herstellen und bieten so Schutz gegen Verletzung und gegen Einbruch. Eine weitere nützliche Zusatzfunktion ist die Selbstreinigung. Eine spezielle Beschichtung auf der Außenscheibe bewirkt eine Zersetzung des auf dem Glas haftenden Schmutzes, der dann durch Regen oder Spritzwasser weggespült wird. Mit einer speziellen Akustikfolie im Scheibenzwischenraum und einem etwas modifizierten Scheibenaufbau erhalten die Gläser zudem eine schallschützende Wirkung.
Sonnenschutzglas mit Verschattungsmöglichkeiten
Sonnenschutzgläser bieten zwar einen wirksamen Schutz gegen Überhitzung im Inneren, jedoch keinen Blendschutz. Um die störende Blendung ganz auszuschließen und die Aufheizung noch mehr zu vermeiden, sind zusätzliche Verschattungssysteme wirkungsvoll. Dabei sind auch gewisse Einschränkungen zu beachten: Außenliegende Verschattungen haben den Nachteil, wind- und schmutzanfällig zu sein und sie müssen regelmäßig gewartet werden. Innen liegende Verschattungssysteme sind schmutz- und staubanfällig und können verbleichen. Eine andere Alternative sind Wärmeschutzgläser mit integriertem Verschattungssystem. Hierbei befinden sich Lamellen im Scheibenzwischenraum.
Äußerer Sonnenschutz
Ein wirksamer äußerer Sonnenschutz verhindert, dass übermäßige Sonnenenergie durch die Glasscheiben in den Raum gelangt. Grundsätzlich wird zwischen feststehenden und beweglichen Sonnenschutzsystemen unterschieden.
Bei fest montierten Verschattungssystemen werden in der Regel schräge oder horizontale Lamellen so angeordnet, dass sie eine Beschattung der transparenten Flächen ermöglichen. Der Vorteil bei einem beweglichen äußeren Sonnenschutz besteht darin, dass die Beschattung individuell gesteuert werden kann. Auch können in den Scheibenzwischenraum (SZR) Sonnenschutzrollos bzw. Jalousien eingelegt oder reflektierende Folien gespannt werden. Als weitere Alternativen gibt es auf dem Markt Glasgespinnste, Fliese, Kapillarsysteme, Schäume oder auch Lochbleche, die zwischen den Glasscheiben eingelegt werden.
Innen liegender Sonnenschutz
Anders als Markisen oder Außenjalousien übernimmt der innen liegende Sonnenschutz seine Aufgaben erst im Innenraum, wenn die direkte Sonnen- und Wärmestrahlung bereits abgemindert wurde. Innen liegender Sonnenschutz soll eine ausreichende Menge Helligkeit in einen Raum hineinlassen, ohne dabei Blendwirkungen zu erzeugen. Hierbei gibt es die Möglichkeit auf die äußeren Oberflächen des Isolierglases reflektierende oder absorbierende Folien aufzukleben, die infolge Absorption direkt die Temperaturen der Scheiben verändern.
Die weit verbreitete Meinung, dass Glas die Wärmestrahlung des Lichtes zwar herein- aber nicht mehr hinauslässt, stimmt nur zum Teil. Glas lässt nämlich die Sonneneinstrahlung im Bereich von 330 nm bis ca. 2.500 nm fast ungehindert durch. Diese Strahlung, man spricht hier auch von kalter Wärmestrahlung, wird von den sich im Innenraum befindlichen Oberflächen absorbiert und in der Wellenlänge umgewandelt (ca.10.000 bis 50.000 nm). Diese Wellenlänge kann das Glas nun nicht mehr passieren, was zu dem bekannten Treibhauseffekt führt. Entscheidend für einen effektiven innen liegenden Sonnenschutz ist eine hochreflektierende Schicht, an der die Sonneneinstrahlung ohne in der Wellenlänge verändert zu werden, gleich wieder zurück gestrahlt wird.
Energieeinsparpotenziale
Der Anteil von Glasflächen an einem Gebäude und die konstruktive Ausführung haben einen erheblichen Einfluss auf die energetische Bewertung. Hierzu veröffentlichte Glass for Europe – dies ist der Fachverband der europäischen Hersteller von Bau- und Fahrzeugglas – eine Informationsbroschüre, die unter anderem über die EU-Klimaschutzziele für 2020 informiert. Demnach könnte durch eine umfangreichere Verwendung von Sonnenschutzgläsern in Wohn- und Gewerbegebäuden innerhalb der EU der CO2-Ausstoß bis 2020 jährlich um 15 bis 80 Millionen Tonnen reduziert werden. Die EU hat sich dazu verpflichtet, im gleichen Zeitraum den CO2-Ausstoß jährlich um ca. 300 Millionen Tonnen durch Energieeinsparungen in Wohn- und Gewerbegebäuden zu verringern. Mit geeigneten Sonnenschutzgläsern könnten 5 % bis 25 % der EU-Einsparungsziele für Gebäude erfüllt werden.
Die Broschüre von Glass for Europe steht hier zum Download bereit:
http://www.glassforeurope.com/SiteCollectionDocuments/SolaControlGerman.pdf
Autor: Dipl. Ing. (FH) Architektin Ulli Moser