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Sonnenschutzglas

Nach der Musterbauordnung der deutschen Bundesländer soll die Fensterfläche in Wohnräumen mindestens ein Achtel der Grundfläche des Zimmers betragen – es ist eine Folge der verbesserten Wärmedämmung von Verglasungen, dass Architekten heute über die Freiheit verfügen, Fenster und Glas großzügig als Gestaltungselement einzusetzen. Offene Grundrisse sorgen zusätzlich für Licht und Luft in Ihren Räumen, Dass die Zimmer im Sommer umgekehrt nicht überhitzen und ein unbeschwertes Raumgefühl erhalten bleibt, das ist Aufgabe von Sonnenschutzglas.

Beschichtete Scheiben werfen das Sonnenlicht zurück.

Das Hauptaugenmerk bei der Sanierung von Fenstern gilt heute ganz zurecht dem Wärme- und damit Klimaschutz – jedoch geht durch Fensterglas nicht nur Energie verloren; Fenster können auch zur Wärmegewinnung genutzt werden, wie z.B. Passivhäuser idealtypisch zeigen. Wenn Solarstrahlung durch die Südfenster-Fronten energieoptimierter Häuser einfällt, erwärmen sich deren Räume. Ein Vorteil, der zu kühlen Zeiten die Heizkosten reduziert – im Sommer jedoch führt dies rasch zur übermäßigen Hitzeentwicklung und zur Beeinträchtigung von Wohn- und Wohlgefühl.

Fenster zu entwickeln, die vor übermäßiger Überhitzung schützen, zugleich aber Transparenz und Farbneutralität gewähren, stellte für Wissenschaft und Praxis lange Zeit eine Herausforderung dar.

Folgenden Anforderungen sollte eine gute Sonnenschutz-Verglasung genügen:

Holzbalkone und -Abschattungen vermindern den Lichteinfall

  • Sonnenschutzglas soll einen guten Wärmeschutz gegen die Solareinstrahlung von außen bieten,
  • Sonnenschutzglas soll eine ebenso gute oder sogar noch bessere Wärmedämmung gegen Wärmeverlust von innen gewährleisten,
  • Sonnenschutzglas soll eine hohe Lichtdurchlässigkeit für Tageslicht beibehalten,
  • Sonnenschutzglas soll eine möglichst vollständige Transparenz und Farbneutralität der Verglasung bewahren.

Zwar bieten Jalousien, Markisen und Rollos, Blendfolien oder eine Glaseinfärbung einen gewissen Schutz vor der Sonne (außen anbringen – so fangen diese Schutzvorrichtungen die Solarstrahlung ab, bevor sie den Raum erreicht) – doch soll dieser Schutz wirkungsvoll sein, verstellt man sich mit ihrem Einsatz zugleich die Sicht bzw. findet sich schlimmstenfalls in halbdunklen Räumen wieder.

Solarstrahlung: Licht, Wärme, UV

Sonnenstrahlen lassen sich grob in drei verschiedene Klassen einteilen – für die jeweils unterschiedliche Aspekte des Sonnenschutzes gelten:

1. Infrarot
Der langwellige Teil des Spektrums liegt unterhalb des für uns sichtbaren Lichts, ist aber für rund 50 % der Wärmeenergie verantwortlich, die entsteht, wenn die Solarstrahlen auf einen festen Körper treffen.
Um die Solarstrahlung im Infrarotbereich abzufangen, wird die Verglasung von Sonnenschutzfenstern – für das menschliche Auge so gut wie nicht sichtbar – mit Farbpigmenten, Edelmetallen oder Metalloxiden beschichtet. Sie spiegeln die langwelligen Infrarot-Strahlen fast vollständig zurück und unterbinden damit beachtliche 50 % der gesamten Hitzeentwicklung.

2. Sichtbare Strahlung (Licht)
Sichtbares Licht im mittelwelligen Bereich ist ursächlich für weitere 46 % der Wärmeentwicklung. Durch die o.g. Sonnenschutz-Beschichtung wird neben Infrarot-Wellen gut die Hälfte der sichtbaren Strahlung mitreflektiert. Damit werden im lang- und mittelwelligen Bereich der Solareinstrahlung insgesamt rund 80% der wärmeentwickelnden Einstrahlung abgewiesen. Durch Sonnenschutzglas geschützte Räume sind i.d.R. mess- und fühlbare 2 bis 5°C kühler als Räume ohne Beschichtung.
Dadurch, dass Wohnräume hinter Sonnenschutz-Fenstern als deutlich kühler und angenehmer wahrgenommen werden können, lässt sich auch Geld sparen: Kühl- und Klimageräte, Ventilatoren etc. werden entlastet, Energiekosten hierdurch reduziert.

Bei direkter Sonneneinstrahlung ist häufig zusätzlich ein Blendschutz sinnvoll, der dann, z.B. über eine sichtbare Pigmentierung des Fensterglases, die grelle Wirkung des Lichtes abmildert. Hierbei ist aber darauf zu achten, dass gemeinsam mit dem Blendschutz auch UV-Licht abgefiltert wird, da sonst Gefahr für die Augen besteht.

3. Ultraviolette Strahlung
Der kurzwellige Teil des Spektrums verursacht nur rund 4% der solaren Erwärmung von Wohnräumen. Sonnenschutz im UV-Bereich erfordert eine eigene Beschichtung, er dient auch nicht in erster Linie der Vermeidung von Hitze, sondern dem Schutz gegen die bekannten schädigenden Wirkungen ultravioletter Strahlung wie Hautalterung, Melanomrisiko oder Sonnenbrand, aber auch das Ausbleichen von Möbeln, Polstern, Teppichen usw.
Durch für das menschliche Auge beinahe unsichtbare UV-Schutzfolien können bereits 99,5% der kurzwelligen Strahlung herausgefiltert werden.
Künstlerische Werke der Malerei können auf ähnliche Weise durch sogenanntes Bilderglas gegen UV-Strahlen geschützt werden.

Beschichtungsverfahren für Sonnenschutzglas

Die Beschichtung von Sonnenschutzfenstern richtet sich in erster Linie auf die Vermeidung übermäßiger Wärmeentwicklung durch lang- und mittelwelliges Licht.

Beim Magnetron-Beschichtungsverfahren wird eine Edelmetallschicht off line (außerhalb der Herstellungskette) in einem separaten Produktionsprozess auf die bereits fertige Glasscheibe aufgebracht. Im Hochvakuum einer Magnetron-Anlage entsteht durch Bestäubung in mehreren Schritten eine sehr gleichmäßige Schicht, die den Wärmeschutz des Fensters optimiert. Das Magnetron-Beschichtungsverfahren hat sich weltweit als state of the art der Technik durchgesetzt.

Eine Alternative bietet das pyrolytische Beschichtungsverfahren. On line (in der Herstellungskette) während der Glasherstellung selbst wird eine dünne Schicht aus Metalloxiden auf die noch heiße Glasschmelze aufgesprüht – beide Schichten verbinden sich fest miteinander. Der so hergestellte Sonnenschutz ist besonders robust und hat eine hohe Lebensdauer.

Wichtige Maßeinheiten für das Sonnenschutzglas

Fenster mit Funktionsverglasung sind echte High-Tech-Produkte. Wie bei anderen Produkten dieser Höhe auch werden technische Details gern in Einzelwerten angegeben – ihre Leistung soll damit verglichen und besser bewertet werden können.
Voraussetzung ist selbstverständlich, dass interessierte Verbraucher wissen, wie die einzelnen Werte einzuordnen sind.

Die vier Maßeinheiten

Bei Sonnenschutzfenstern sind vor allem die folgenden Maßeinheiten von Bedeutung.:

Tabelle Maßeinheiten Sonnenschutzglas
Wert Kommentar
tL-Wert
Lichttransmissionsgrad
Der Transmissionswert des Lichts gibt Auskunft über die Lichtdurchlässigkeit des Glases. Je höher der tL-Wert, desto mehr Licht dringt von außen durch die Glasscheibe. Wird angegeben in %.
g-Wert
Gesamtenergiedurchlassgrad
Der g-Wert gibt an, wie viel Wärmeenergie durch die Sonneneinstrahlung und durch Wärme, die vom Glas selbst absorbiert wurde und wieder abgegeben wird, insgesamt ins Innere gelangt. Je niedriger der g-Wert, umso weniger Wärme gelangt in den Raum hinter dem Fenster.
S-Wert
Selektivität
Die Selektivität bezeichnet das Verhältnis zwischen TL-Wert und g-Wert (S=TL/g). Ein Verhältnis aus hohem Transmissionswert und niedrigen Gesamtenergiedurchlassgrad ist die beste Kombination für einen guten Wärmeschutz. Die Selektivitätskennzahl sollte daher möglichst hoch sein. Technisch sind z.Zt. Werte bis 2,0 möglich.
U-Wert
Wärmedämmgrad
Der U-Wert gibt an, wie viel Wärmeenergie nach draußen entweichen kann. Auch bei Sonnenschutzfenstern ist ein guter Wärmedämmgrad im Winter wichtig. Der U-Wert sollte also auch bei diesen Fenstern möglichst niedrig sein.

Gutes Sonnenschutzglas auf dem Stand heutiger Technik hat

  • eine Lichtdurchlässigkeit von tL 50% bis 70% – das reicht aus, um für Helligkeit in den so geschützten Räumen zu sorgen;
  • einen g-Wert zwischen 0,18 und 0,48 – was bedeutet, nur 18% (!) bis 48% der wärmeverursachenden Solarstrahlung kann das Glas passieren;
  • eine Selektivitätszahl zwischen 1,8 und 2,0 – das ist der technisch derzeit bestmögliche Wärmeschutz;
  • einen U-Wert von bis zu 1,0 – damit ist auch der Wärmedämmgrad im Winter befriedigend hoch.

Besondere Sonnenschutzgläser

Ein funktionaler Sonnenschutz der Verglasung kann nicht vollkommen unabhängig von einer guten Wärmedämmung optimiert werden – gerade Sonnenschutzfenster müssen den Spagat zwischen den gegensätzlich scheinenden Anforderungen beherrschen. In dem Bemühen, im Sonnenschutzglas möglichst hohe Sonnenschutz-Werte in der hellen Jahreszeit mit einem möglichst niedrigen U-Wert in der kalten Zeit zu verbinden, sind verschiedene Erfindungen auf dem Markt gebracht worden – die sich allerdings für eine Massenproduktion im Privatbereich bisher nicht durchgesetzt haben.
Hier seien kurz zwei dieser Lösungen zumindest erwähnt.

Das Wendefenster

Die Fenster-Scheibe des „KSD-Solar-Dioden-Fensters“® der KSD Berlin Ltd. ist in einem speziellen Wenderahmen befestigt. Durch das Wenden der Scheibe lässt sich der für die Jahreszeit passende g-Wert auswählen: Die Sommerseite hat einen g-Wert von 0,39 und hält damit gut 60% der Wärme außen; die Winterseite hat einen g-Wert von 0,65, nutzt also 65% der Sonnenenergie als Wärmelieferant.

Dimmbares Sonnenschutzglas

Einen anderen Ansatz verfolgt das Sonnenschutzglas UNIGLAS ® | ECONTROL. Die Außenscheibe einer Mehrfach-Isolierverglasung ist elektrochrom: Durch Stromimpulse gesteuert, färbt sie sich stufenweise dunkel ein. Bei maximaler Dimmstufe werden fast 90 Prozent der Sonnenstrahlen reflektiert. Das dimmbare Glas bietet individuell anpassbaren Wärme- und Blendschutz.

Finanzielle Vorteile durch Sonnenschutzglas

Sonnenschutzverglasung bietet einen hohen Wert, der mit erheblichen Energie-Einsparungen verbunden ist (eine Klimaanlage verbraucht ca. 4 mal so viel Energie wie eine Heizungsanlage); sie ist jedoch entsprechend teuer. Ohne Rahmen und Einbau ist pro Quadratmeter Sonnenschutzglas mit Mehrkosten zwischen 40 und 60 Euro zu rechnen. Kosten und Nutzen sollten daher gut miteinander abgewogen werden. Sinnvoll können Sonnenschutzfenster vor allem sein:

  • bei Altbauten, wenn der Denkmalschutz außenliegende Sonnenschutz-Vorrichtungen untersagt,
  • bei großen, nach Süden ausgerichteten Fensterflächen wie in Passivhäusern,
  • wenn ungehinderte Ein- oder Aussicht wichtig ist – z.B. bei Schaufenstern –
  • oder wenn außenliegender Sonnenschutz durch hohe Preise für Bebauungsflächen zu teuer würde.

Zur Frage, ob Ihre individuelle Wohnsituation Sonnenschutzglas oder mechanischen Sonnenschutz erfordert, kann Ihr Fensterfachmann Antwort geben – hier können Sie sich eingehend beraten lassen. Mit unserem Angebots-Vergleich finden Sie Fensterbauer und Glasspezialisten in Ihrer Nähe.

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