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Glas ist nicht gleich Glas

Tragwerk und Glas

Neben der Tragwerkskonstruktion kommt der Wintergarten Verglasung eine zentrale Bedeutung zu. Dies wird oft unterschätzt, obwohl der Baustoff Glas Träger einer Reihe von Funktionen ist. Dies betrifft nicht nur seine Transparenz für Licht und Wärme. Gleichzeitig trägt die Verglasung im Wohnwintergarten die Hauptverantwortung für die Wärmeverluste in der Heizperiode (Wärmedämmung) und die solaren Gewinne im gesamten Jahr.

Die Verglasung übernimmt im Wesentlichen den Schallschutz, muss aber auch Durchbruchhemmung, Absturzsicherung oder Einbruchschutz bieten und trägt zum Sonnenschutz bei. Speziell oberflächenvergütetes Glas kann anhaftenden organischen Schmutz zersetzen (“Selbstreinigung“). Das ist besonders vorteilhaft beim Einsatz in Glasdächern, also in Wintergärten, bei Terrassendächern, Vordächern und Carports. Die wärmetechnischen Anforderungen an das Glasdach wurden wegen seiner konstruktiven Besonderheiten seit 2009 in der Energieeinsparverordnung sowohl für Wohngebäude als auch für Nichtwohngebäude konkret festgelegt (insbesondere dort in Anlage 3). Damit ist das auch für Wintergärten eindeutig geklärt.

Wie funktioniert Isolier-Verglasung?

Isolier-Verglasung besteht aus einem Verbund von zwei (zuweilen auch drei) Glasscheiben, die durch Abstandhalter plus Dichtstoff zu einem Verbund zusammengefügt sind. Der Hohlraum des Abstandhalters ist mit einem Trocknungsmittel (dem „Molekularsieb“) ausgestattet. Dieses bindet die Feuchtigkeit der Luft im Scheibenzwischenraum und verhindert das „Beschlagen“ der Scheiben im Scheibenzwischenraum.

Bei Isolier-Verglasung befindet sich ein Füllgas (Luft oder ein Edelgas-Luft-Gemisch) im hermetisch abgeschlossenen Scheibenzwischenraum. Je größer der Abstand der Scheiben ist, desto besser ist die Wärmedämmung des Isolier-Verglasung bis zu einem optimalen Wert. Wird dieser optimale Abstand überschritten, entstehen Gas-Umwälzungen (Konvektion), die eine Verringerung der Wärmedämmung bewirken.

Weitere Effekte sind zu berücksichtigen. Daher hatte sich zunächst 12 mm als Scheibenzwischenraum, später dann 16 mm SZR als optimaler Scheibenabstand durchgesetzt. Dieses Prinzip der Wärmeisolierung wird seit den sechziger Jahren im Fenster- und Fassadenbau allgemein angewendet und ist marktüblicher Standard bei der Verglasung. Die Isolierverglasungen sind in den letzten Jahren ständig verbessert worden. Edelgase haben eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Luft. Damit verringert sich die Wärmemenge, die durch die Wärmeschutz-Verglasung transportiert wird bei Zumischung von Edelgasen beträchtlich.

Aktuelle Ug-Werte

Pflicht ist, was dazu in der EnEV 2014 für Neubauten, für Erweiterungsbauten oder für Reparaturen/Modernisierungen festgelegt ist. Die gewöhnlich von den Lieferanten angebotenen Verglasungen sind dank Ansporn durch den Wettbewerb und mit Blick auf die nächste EnEV besser als die aktuelle Pflicht. Die heute als Standard angebotenen Wärmeschutz-Verglasungen aus zwei Glasscheiben, haben einen U-Wert um 1,0..1,1 W/m²K mit der Tendenz zu 0,9 W/m²K.

Mit Hilfe spezieller Beschichtungen, Edelgasfüllungen oder der Verwendung einer dritten Scheibe können deutlich bessere Werte zwischen 0,7 und 0,5  erzielt werden, wobei auch stets zu bedenken ist, dass eine erhöhte Wärmedämmung mit einer Senkung der solaren Wärmegewinne und des Lichteinfalls verbunden sein kann – abhängig von der konkret verwendeten Glassorte.  Was bei einer Ausrichtung nach Norden gut ist (ohnehin geringe solare Gewinne) kann nach Süden nachteilig sein (Verlängerung der Heizperiode).

Der Anteil von Dreifach-Verglasung liegt heute im Fensterbereich bei Neubauten bereits über 50 %! Für den Neubau von Wohnwintergärten kommen heute Verglasungen mit höheren Energie-Durchlasskoeffizienten als 1,2 W/m²K nicht mehr in Frage. Dies ist nicht nur sinnvoll hinsichtlich der Heizkosten, sondern ergibt sich auch aus den in der „Energieeinsparverordnung“ (EnEV 2014) vorgeschrieben Anforderungen  insbesondere auch mit Blick auf folgende EnEV. Hier zusammenfassend eine Übersicht:

Einfachglas: Ug-Wert 5,7 W/m2K

Für beheizte Räume, wie Wohnwintergärten nicht verwendbar, keine Wärmedämmung, starke Kondensatbildung. Verwendung als Verbund-Sicherheitsglas-Kombination für Überdachungen, vereinzelt noch in Gewächshäusern (hoher Lichtdurchgang, schnelles Abrutschen/Abtauen von Schnee, preisgünstig)

Isolierglas: Ug-Wert 3,0 W/m2K

Zwei 4 mm dicke Floatglasscheiben, über einen zwischenraumbildenden Abstandsrahmen mittels Verklebung luftdicht verbunden. Trockenmittel im Hohlraum des Abstandshalters bindet die bei der Herstellung im Scheibenzwischenraum enthaltene Luftfeuchtigkeit. Wegen unzureichender Wärmedämmung finden diese Gläser heute im Neubau keine Verwendung mehr, für unbeheizte Räume einsetzbar.

Wärmedämmglas: Ug-Wert 1,1 W/m2K

Der Aufbau der Glasscheiben entspricht dem des Isolierglases. Übliche Scheibenzwischenräume 12-16 mm. Eine Wärmestrahlung (Infrarot) reflektierende Schicht aus Metalloxyden auf der Glasscheibe im Schebenzwischenraum und Gasfüllung im Scheibenzwischenraum führen zu einer gegenüber Isolierglas deutlich höherer Wärmedämmung. Bei Überkopfverglasungen ist die raumseitige Scheibe als Verbund-Sicherheitsglas auszubilden. Zur Zeit die noch gängige Verglasung für Wintergärten, Fenster, Türen usw.

Warmglas: Ug-Wert 0,5…0,7 W/m2K

Der Aufbau der Scheiben entspricht dem des Wärmedämmglases. Es sind jedoch 3 Scheiben über 2 Abstandsrahmen und 2 Scheibenzwischenräume (SZR) miteinander zu einer Scheibeneinheit verbunden. Durch zwei wärmereflektierende Funktionsschichten und Edelgasfüllungen in den Scheibenzwischenräumen erreicht man die extreme Wärmedämmung. Im Sinne der aktuellen Energieeinsparverordnung ist diese Verglasung für Wohnräume zu bevorzugen. Bei z.B. – 10° Außentemperatur und 21° Innentemperatur liegt die Oberflächenteperatur der Verglasung innen bei +19 °C. Eine “Kältestrahlung” ist nicht mehr spürbar und die gewünschte Behaglichkeit ist auch bei niedrigen Außentemperaturen gesichert.

Vakuumglas: Ug-Wert 0,3 – 0,5 W/m2K

Der Scheibenaufbau nach EN 673 entspricht dem des Wärmedämmglases. Zwei 4 mm dicke Floatglasscheiben, davon eine mit wärmereflektierender Schicht, werden über Abstandshalter von etwa 1 mm Dicke miteinander luftdicht verbunden. In diesem Scheibenzwischenraum wird ein Vakuum mit einem Restdruck von etwa 10 -5 mbar hergestellt. Die Durchbiegung der Scheiben wegen des von außen wirkenden Luftdrucks wird durch zahlreiche,  fast unsichtbare zylindrische Abstandshalter, gleichmäßg auf die gesamte Fläche verteilt kompensiert.

Diese Verglasung ist unschlagbar in Wärmedämmung, Flächengewicht und Lichtdurchlässigkeit.

Es bestehen allerdings noch erhebliche Einschränkungen für die Breitenanwendung wegen des hohen Produktionsaufwandes für die erforderliche Vielfalt an Scheibenabmessungen und Glaskombinationen.

“Warme Kante”

Bis vor kurzem wurde der Abstandhalter, der die Gläser im Randverbund zu einem „Paket“ werden lässt, aus Aluminium hergestellt. Wegen dessen hoher Wärmeleitfähigkeit nahm die Wärmedämmung der Isolier-Verglasung zum Rand hin ab. Das verschlechtert den U-Wert der Verglasung, führt aber auch zu hässlichen “Bilderrahmen-Effekten” und Kondensat an den Rändern bis hin zu ablaufendem, kondesnierten Wasser. Die Industrie hat darauf mit der Entwicklung von speziellen Abstandhaltern aus Edelstahl und/oder Kunststoff reagiert, den “Warmen Kanten”. Diese sind seit Jahren zum Standard für die Verglasung von beheizten Wintergärten geworden.

Durchbruchhemmung und Einbruchschutz

Für Glasdächer ist die Verwendung von Verbundsicherheits-Verglasung (VSG) als Überkopfverglasung in der Technischen Regelung für linienförmig gelagerte Verglasung (TRLV, demnächst Normenreihe DIN 18008) konkret vorgeschrieben, um Gefahren für Personen im Falle des Glasbruchs abzuwehren. Als obere Scheibe sollte in Glasdächern (Wintergarten, Terrassendach, …) grundsätzlich statt Floatglas das besonders hagelfeste Einscheibensicherheitsglas (ESG) eingesetzt werden.

Gerade wenn der Wintergarten gegenüber dem restlichen Wohnraum offen ist, kommt dem Thema Sicherheit besondere Bedeutung zu. Mit einer Sicherheitsverglasung kann die Gefahr eines Einbruchs vermindert werden. In diesem Fall werden VSG-Scheiben auch im Seitenbereich verwendet.

VSG-Scheiben bestehen aus mindestens zwei Glasscheiben, die mit einer nicht sichtbaren, sehr zähen Folie verbunden sind. Im Falle des Glasbruchs zerfallen diese Scheiben nicht und sind nur mit großem Aufwand an Kraft und Lärm zu durchdringen. Ist eine Absturzsicherung erforderlich, so ist dafür dafür eine spezielle Glas-Kombination einzusetzen. Dimensionierung und Qualität sind in technischen Regeln (TRLV, TRAV neuer: DIN 18008) fesgelegt.

Schallschutz

Wintergarten Schallschutz kann ein Thema für den Wintergarten sein, wenn sich in der Nähe stark befahrene Straßen oder andere störende Geräuschquellen befinden. Besondere Scheibenaufbauten erlauben einen gegenüber normaler Isolierverglasung erheblich verbesserten Schalldämmwert. Man darf nicht vergessen, dass der Wintergarten selbst schall-schützend gegenüber den hinter ihm liegenden Räumen wirkt und so für mehr Wohlbefinden im gesamten Haus sorgt.

Die Industrie hält heute Isolierverglasungen bereit, die es erlauben, verschiedene Funktionen miteinander zu kombinieren. Man muss also nicht auf Sicherheit, Sonnenschutz oder Selbstreinigung (siehe unten) verzichten, wenn man ein Schallschutzglas wünscht. Allerdings gibt es auch (noch) Grenzen, die zu Kompromissen zwingen. So sind zum Beispiel optimaler Wärme- und Schall- oder Brandschutz nicht gleichzeitig realisierbar. Sind besonders hohe Schallschutzanforderungen zu erfüllen, sind auch Scheiben mit geringerer Wärmedämmung zulässig.

Was ist “selbstreinigendes” Glas? (15 Jahre Activ-Glas)

Seit einiger Zeit werden Gläser auf dem Markt angeboten, die mit einem Selbstreinigungseffekt werben. Wintergärten sind ohne Zweifel für den Einsatz dieser Gläser wie geschaffen, denn eine Reinigung vor allem des Glasdaches ist oft nur schwierig möglich. Wir stellen im Folgenden die Wirkungsweise dieser Gläser vor und beschreiben, was man bei deren Einbau und Nutzung beachten sollte.

Erster Schritt der Reinigung: Photokatalyse

Der Selbstreinigungseffekt bezieht sich auf organische Verschmutzungen wie Harze, Vogelkot, Blütenstaub, Blattreste und auf Wasserflecken etc. Eine besondere Beschichtung der Außenseite der Isolierverglasung während des Produktionsprozesses sorgt für die „aktive“ Bekämpfung dieser Verschmutzungen. Die Beschichtung bewirkt auf der Glasoberfläche eine „photokatalytische“ Reaktion: Das auf die Scheibe treffende Tageslicht wird benutzt, um die Verschmutzungen der Glasoberfläche zu zersetzen. Außerdem verhindert die photokatalytische Reaktion, dass der Schmutz eine Verbindung mit der Glasoberfläche eingehen kann. Die Reaktion der Beschichtung erfolgt nur im Zusammenhang mit Tageslicht. Sollte eine Scheibe einmal – zum Beispiel hinter einem verschlossenen Rollladen während des Urlaubs – längere Zeit keinem Tageslicht ausgesetzt sein, muss sie erst einige Zeit wieder dem Licht ausgesetzt werden, bis die Photokatalyse wieder funktioniert.

Zweiter Schritt: Hydrophiler Effekt

Die eigentliche Selbstreinigung vollzieht sich aber erst durch den Einsatz des Regenwassers. Das Wasser verteilt sich durch die Spezialbeschichtung ganzflächig auf der Glasoberfläche und spült den gelösten Schmutz nahezu rückstandsfrei und ohne Fleckenbildung ab. Man spricht von einem „hydrophilen Effekt“. Damit sich dieses Zusammenspiel von Licht und Regen optimal entfalten kann, sollte der Regen möglichst die gesamte Glasfläche erreichen können. Diese Anforderung stellt aber sicher bei Glasdächern (Wintergartendach, Terrassendach, Carport) kein Problem dar, da diese in der Regel exponiert oder freistehende Bauwerke sind.

Vielseitig einsetzbar, aber schonende Verarbeitung und Reinigung gefragt

Da neben dem Effekt der Selbstreinigung an die Verglasung eines Wintergartens noch andere Anforderungen gestellt werden, hat die Frage nach der Kombinierbarkeit der Selbstreinigungsbeschichtung mit anderen Funktionen der Gläser eine besondere Bedeutung. Es hat sich gezeigt, dass die Ausführung dieser Verglasung auch mit durchbruchhemmenden und Sicherheitsgläsern möglich ist sowie die Wärmeschutz-funktion nicht beeinträchtigt wird.

Neuerdings werden auch Activ-Gläser angeboten, die mit einer Sonnenschutzfunktion kombiniert sind. In der Verarbeitung und bei der Montage benötigen Selbstreinigungsgläser besondere Aufmerksamkeit. Besonders empfindlich sind sie beim Kontakt mit bestimmten Materialien wir zum Beispiel Silikon. Hier ist die Sorgfalt des Handwerksbetriebs gefragt. Gelegentlich wird gegen diese Gläser vorgebracht, dass sie im Sommer, wenn es längere Zeit nicht regnet, auch keine Wirkung entfalten können. Hier kann aber mit einem Gartenschlauch einfache Abhilfe geschaffen werden. Man darf natürlich von selbst reinigenden Gläsern keine Zauberkunststücke erwarten: der Reinigungsprozess braucht Zeit, störender Vogelkot verschwindet nicht in wenigen Minuten. Außerdem bezieht sich diese Funktion, wie bereits oben erwähnt, nur auf organische Stoffe. Anorganische Stoffe wie Betonreste etc. müssen nach wie vor „herkömmlich“ gereinigt werden. Das ändert aber nichts an dem Nutzen der Verglasungen, denn selbst ein deutlich geringerer Reinigungsaufwand besonders an schwer zugänglichen Stellen rechtfertigt meist die anfallenden Mehrkosten bei der Errichtung des Wintergartens.

Außenkondensation auf Isolierverglasung

Immer häufiger beklagen Kunden die Außenkondensation auf ihren neuen ISO-Scheiben. Dabei ist das ein Qualitätsmerkmal, denn je besser die Wärmedämmung der Isolierverglasung, umso länger dauert die Aufheizung der über Nacht ausgekühlten Außenscheiben durch die Raumwärme insbesondere wenn die Aufheizung von Außen durch Sonnenenergie fehlt (Nordseite, trübe Tage). Diesem Effekt durch die Zuführung von Wärme aus dem Raum (Verschlechterung des Ug-Wertes) entgegenzuwirken wäre kontraproduktiv zur Energieeinsparung. Alternativ kann allerdings das Glas durch eine außen liegende Beschichtung so optimiert werden, dass das Außenkondensat weniger störend wirkt. Ein Flyer der Pilkington AG klärt hier auf und markiert die Alternativen: Flyer Außenkondensat

Stegplatten: Alternative zur Isolierverglasung?

Vor allem im Dachbereich von Wintergärten und Terrassenüberdachungen werden mitunter Steg-Vierfach-Platten (S4P) bis Steg-Sechsfach-Platten (S6P) aus Acryl oder Makrolon verwendet. Steg-Doppel-Platten (S2P) sind für „Kaltdächer“ (Vordächer, Carports, Terrassenüberdachungen) geeignet – nicht für den beheizten Wintergarten (zu geringe Wärmedämmung). Die Stegplatten bestehen aus mehreren Hohlkammern und können mit besonderen Beschichtungen (zum Beispiel für Sonnenschutz) versehen werden. Generell ist bei Stegplatten ein klarer Durchblick nicht möglich, Tageslicht wird aber in den Innenraum gelenkt. Vom Preis her sind gute Stegplatten nicht wesentlich günstiger als eine Verglasung. Da sie ein deutlich geringeres Gewicht haben und die hohe Stabilität größere Verlegebreiten zulässt, müssen weniger Sparren in das Dach eingebaut werden als im Glasdach, was Kosten spart. Auch sind Modellformen leichter herstellbar und deshalb preisgünstiger. Ein großer Vorteil ist, dass Stegplatten den auf dem Dach liegenden Schmutz optisch besser „verschwinden“ lassen und nicht so oft gereinigt werden müssen. Wer Stegplatten verwendet, muss wissen, dass diese dampfdurchlässig sind, d.h. dass Wasserdampf in den Kammern kondensieren kann. Diese Wassertropfen müssen abgeleitet werden. Das macht sie aber anfällig für Verschmutzungen oder das Eindringen von Insekten in die Hohlkammern. Weiterhin ist noch zu beachten, dass die Hersteller eine Mindest-Dachneigung vorschreiben, um die rasche Weglüftung von eindiffundiertem oder kondensierten Wasser zu gewährleisten. Die starke Wärmeausdehnung der Stegplatten kann sich als „Knackgeräusch“ bemerkbar machen, wie auch die Geräuschkulisse bei Regen deutlich höher ist als bei einem Glasdach. Dennoch ist es möglich, einen Wintergarten mit einer Dacheindeckung aus Stegplatten zu bauen, wenngleich für die Erreichung des erforderlichen U-Wertes der Planungsspielraum eng ist und nur die hochwertigen, vergüteten Platten geeignet sind, deren Preisvorteil gegenüber Glas gering ist.

Offen gebliebene Fragen bitte im Wintergarten Forum stellen. Weiterführende Quellen: Zu Glaskratzern, Glasreinigung s.a. Blog Glaskratzer.Info

Bun­des­ver­band Win­ter­gar­ten e.V. Geschäftsstelle

Dr. Steffen Spenke

1. Vorsitzender und Geschäftsführer

Kohlisstr. 44, 12623 Berlin

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Tel.: 030 56591933

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Pressestelle und Öffentlichkeitsarbeit

Dr. Uwe Arndt,

Vorstand Marketing und Öffentlichkeitsarbeit

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