Sonnenschutzglas

Schutz vor Blendung, Hitze, UV

Es ist eine Folge der erfreulich verbesserten Wärmedämmung auch von Verglasungen, dass Architekten heute über die Freiheit verfügen, Fenster und Glas großzügig als Gestaltungselement einzusetzen. Nach der Musterbauordnung der deutschen Bundesländer soll die Fensterfläche in Wohnräumen sogar mindestens ein Achtel der Grundfläche des Zimmers betragen.
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.

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Wofür ist Sonnenschutzglas gut?

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 kann dies rasch zur übermäßigen Hitzeentwicklung und zur Beeinträchtigung von Wohn- und Wohlgefühl führen.

Anforderungen

Fenster zu entwickeln, die vor übermäßiger Überhitzung schützen, zugleich aber Transparenz und Farbneutralität gewähren, stellte Wissenschaft und Technik lange Zeit vor eine Herausforderung. Eine Herausforderung, die heute allerdings als gemeistert angesehen werden kann.

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 (Schutzvorrichtungen außen anbringen – so fangen sie die Solarstrahlung ab, bevor sie den Raum erreicht und aufheizt).

Doch soll der Schutz wirkungsvoll sein, verhängt man sich mit deren Einsatz zugleich die Sicht bzw. findet sich schlimmstenfalls in halbdunklen Räumen wieder.
Die beste Lösung liegt im Glas selbst.

Solarstrahlung: Licht, Wärme, UV

Was muss Sonnenschutzglas leisten? Wogegen genau soll es schützen?

Sonnenstrahlen lassen sich grob in drei verschiedene Klassen einteilen. Für jede von ihnen gelten jeweils unterschiedliche Aspekte des Sonnenschutzes:

1. Infrarot
Der langwellige Teil des Spektrums liegt unterhalb des für uns sichtbaren Lichts. Er 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 beinahe vollständig zurück und unterbinden damit beachtliche 50 % der gesamten Wärmeentwicklung.

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2. Sichtbare Strahlung
Das sichtbare 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 mit reflektiert. So 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, lässt sich auch Geld sparen: Kühl- und Klimageräte, Ventilatoren etc. werden entlastet, Energiekosten reduziert.

Bei direkter Sonneneinstrahlung ist häufig zusätzlich ein Blendschutz sinnvoll, der - z.B. über eine sichtbare Pigmentierung des Fensterglases - die grelle Wirkung des Lichtes zusätzlich 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 das Ausbleichen von Möbeln, Polstern, Teppichen, Sonnenbrand, Hautalterung oder Melanomrisiko.

Durch für das menschliche Auge beinahe unsichtbare UV-Schutzfolien (Partnerlink) können bereits 99,5% der kurzwelligen Strahlung herausgefiltert werden.

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Künstlerische Werke der Malerei können übrigens auf ähnliche Weise durch sogenanntes Bilderglas gegen UV-Strahlen geschützt werden.

Beschichtungsverfahren für Sonnenschutzglas

Der beste Fensterschutz vor übermäßiger Solareinstrahlung liegt mithin in einer Beschichtung auf dem Glas - weniger in einer Pigmentierung des Glases selbst. Dabei richtet sich die Beschichtung in erster Linie gegen übermäßige 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 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.

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Wichtige Maßeinheiten für das Sonnenschutzglas

Fenster mit Funktionsverglasung sind echte High-Tech-Produkte. Wie bei anderen Produkten dieser technologischen Höhe auch werden die technischen Details gern in Einzelwerten angegeben - ihre Leistung soll damit verglichen und durch die Kunden besser bewertet werden können.

Voraussetzung ist, dass die interessierten Verbraucher wissen, wie die einzelnen Werte einzuordnen sind.
Wir stellen sie in der folgenden Tabelle kurz vor.

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.

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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.

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Finanzielle Vorteile durch Sonnenschutzglas

Sonnenschutzverglasung bietet einen hohen Nutzwert, der mit erheblichen Energie-Einsparungen verbunden ist. Der Vergleich macht es deutlich: Eine Klimaanlage verbraucht ca. 4 mal so viel Energie wie eine Heizungsanlage.
Die Verglasung m it Sonnenschutzglas ist jedoch entsprechend teuer.

Ohne Rahmen und Einbau ist pro Quadratmeter Sonnenschutzglas mit Mehrkosten zwischen 40 und 60 Euro gegenüber herkömmlicher Verglasung 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 und wie Ihre individuelle Bausituation Sonnenschutzglas oder mechanischen Sonnenschutz erfordert, kann Ihr Fensterfachmann Antwort geben

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