Wichtige Glas-Kennwerte und -Begriffe [Produktratgeber]

Wichtige Glas-Kennwerte und -Begriffe [Produktratgeber]

Ob für Fenster, Türen oder als Dacheindeckung für das Terrassendach: Glas ist ein vielseitiger Werkstoff, der vor allem durch seine hohe Transparenz überzeugt. Wir stellen die wichtigsten Kennwerte und Eigenschaften von Glas vor.

Glas gehört zu den ältesten Werkstoffen der Menschheit. Die Glasherstellung war schon im alten Ägypten bekannt, die ältesten bekannten Glashütten in Deutschland wurden von den Römern errichtet. Im Mittelalter wurde damit begonnen, Fensteröffnungen zu verglasen.

Wer heute Glas, etwa Verbundsicherheitsglas für Terrassendächer, kaufen und einsetzen will, findet in einer typischen Produktübersicht zum Thema Glas viele bauphysikalische Kennwerte und Begriffe vor. Was bedeuten diese Begriffe für den Einsatz und den Nutzen von Glas? Unser Glas-Ratgeber stellt die wichtigsten Glaskennwert und Begriffe rund um das Thema vor.

Woraus besteht Sonnenlicht?

Wenn wir Licht wahrnehmen, sehen wir immer nur einen Teil davon. Denn das Sonnenlicht ist eine Kombination aus verschiedenen Komponenten: Neben dem für uns sichtbarem Licht besteht es aus Infrarotstrahlung, die wir als Wärme empfinden, und aus Ultraviolettstrahlung, kurz UV.

Diese Lichtarten unterscheiden sich physikalisch durch ihre Wellenlängen (angegeben in Nanometern, 1 nm = 1 Milliardstel Meter):

StrahlungsartWellenlängeAnteil
Ultraviolette Strahlung320 – 380 nmca. 4%
Sichtbare Strahlung380 – 780 nmca. 45%
Infrarot-Strahlung780 – 3.000 nmca. 51%
Spektrale Unterteilung von Sonnenstrahlen

Mehr als die Hälfte des Lichtes ist für uns also gar nicht wahrnehmbar. Die folgende Abbildung veranschaulicht die Zusammensetzung des Sonnenlichts und zeigt den Anteil des für den Menschen sichtbaren Spektrums:

“Electromagnetic spectrum c” by Horst Frank, Phrood, Anony und Jailbird. Lizenz: CC BY-SA 3.0

Was heißt „Treibhauseffekt“?

Nicht nur bei der Klimadebatte, sondern auch im Zusammenhang mit der Verglasung von Gebäuden fällt oft der Begriff „Treibhauseffekt“. Was ist damit gemeint?

Da Glas eine sehr hohe Transparenz hat, gelangt bei Sonnenschein der größte Teil der Sonnenenergie ins Innere des Raumes. Hier wird die Energie durch Wände, Böden und andere Gegenstände absorbiert.

Diese Wärmeenergie wird wiederum durch das Glas im Inneren des Raumes festgehalten. Das Ergebnis: Die Wärme im Inneren steigt, da ständig neue Energie von außen zugeführt wird, aber nur wenig aus dem Innenraum nach Draußen gelangt.

Der Treibhauseffekt ist bei der Kultivierung von Nutzpflanzen durchaus erwünscht, weil er auch bei kälteren Temperaturen dafür sorgt, dass die Pflanzen genug Wärme zum Wachstum bekommen.

Was bedeutet Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) bei Glas?

Der Wärmedurchgangskoeffizient wird auch als U-Wert (manchmal: K-Wert) bezeichnet und zeigt, welcher Wärmeverlust bei einem Bauteil auftritt. Dieser Wert spielt vor allem bei der Wärmedämmung eine große Rolle. Auch für Isolierglas ist dieser Wert aufschlussreich.

Konkret gibt der U-Wert die Wärmemenge an, die bei einem Temperaturunterschied von einem Grad Kelvin pro Zeiteinheit durch ein Bauteil mit einem Quadratmeter Fläche hindurchgeht. Der U-Wert wird in der Einheit Watt durch Quadratmeter mal Kelvin (W/m²·K) gemessen und kennzeichnet also die Dämmeigenschaften eines Stoffes.

Somit gilt: Je kleiner der U-Wert, desto kleiner sind die Wärmeverluste und dementsprechend geringer ist der Energieverbrauch.

Ein paar Beispiele aus der Praxis helfen dabei, den U-Wert zu deuten: Eine 25 Zentimeter starke Außenwand aus Beton ohne Wärmedämmung hat einen U-Wert von ca. 3,3. Dieser Wert kann je nach Baumaterial bis auf beachtliche 0,125 gesenkt werden, z.B. mit 50 Zentimeter starkem Porenbeton. Ein 4 Millimeter starkes Einfachfenster weist einen U-Wert von 5,9 auf. Dieser lässt sich mit einer Wärmeschutzverglasung auf bis zu 1,3 drücken. Verbundsicherheitsglas der Stärke 8 Millimeter hat einen U-Wert von ca. 5,6.

Vor allem für Fenster, aber auch für Türen oder Glaswände im Außenbereich sollte also auf einen niedrigen U-Wert geachtet werden, um die Energiekosten zu senken.

Mitnehmen können Sie hier als Resultat: Je niedriger der U-Wert, desto geringer ist der Wärmeverlust im Winter und die Durchlässigkeit der Wärme im Sommer.

Was bedeutet Gesamt-Energiedurchlassgrad bzw. g-Wert?

Der sogenannte Gesamtenergiedurchlassgrad oder g-Wert gibt den Anteil der Energie an, der als Sonnenstrahlung durch die Verglasung ins Innere gelangt und somit zur Erwärmung von Gebäuden bzw. Räumen beiträgt.

Der g-Wert liegt immer zwischen null und eins. Bei Null findet kein Energiedurchgang statt, der Wert Eins zeigt einen vollständigen Durchgang ohne Verlust. In der Praxis wird dieser Wert auch in Prozent angegeben. Ein Wert von 0,6 bedeutet, dass 60% der auftreffenden Energie in den Raum gelangen und diesen aufheizt. Das ist vor allem in der kalten Jahreszeit durchaus erwünscht und hilft dabei, Energiekosten zu sparen.

Wann ist der Zusammenhang zwischen U-Wert und g-Wert wichtig?

Vor allem wenn es um das Einsparen von Energie geht, ist ein hoher g-Wert in Verbindung mit einem tiefen U-Wert vorteilhaft, etwa bei Glasfenstern: Einerseits geht viel Energie durch das Material hindurch, andererseits geht wiederum wenig verloren, etwa bei Sonneneinstrahlung im Winter.

Die Kunst besteht hier also darin, Glas mit einem vorteilhaften Verhältnis von g-Wert und U-Wert zu entwickeln. Fenster mit einem guten Kompromiss zwischen U-Wert und g-Wert werden auch als Energiegewinnfenster bezeichnet.

Was ist der b-Faktor bei Glas?

Wo Licht ist, ist auch Schatten. Und auch für diesen gibt es eine Maßzahl. Der b-Faktor, auch Beschattungskoeffizient oder „Shading Coeffizient“ genannt, steht in direktem Zusammenhang mit dem oben erläuterten g-Faktor. Der b-Faktor ist der Quotient aus dem Gesamtenergiedurchlassgrad einer Verglasung und dem Gesamtenergiedurchlassgrad von unbeschichtetem Isolierglas. Letzterer Wert wird als Konstante angesetzt: für Zweischeiben-Normalglasfensters beträgt dieser 80%, für Einfachglas 87%.

Der b-Faktor ist ein Maß für die Sonnenschutzwirkung und wird zur Berechnung der Kühllast und Raumtemperaturen von Räumen und Gebäuden genutzt. Beispiel: Ein Sonnenschutzglas mit einem Gesamtenergiedurchlassgrad von 22% hat einen b-Faktor von (gerundet) 0,28 (0,22 / 0,80 = 0,28).

Als Fazit gilt hier: Der b-Faktor zeigt, wie effektiv die Verglasung Innenräume gegen die Sonnenstrahlen und in der Folge gegen unerwünschte Überhitzung schützt. Je mehr Sonneneinstrahlung zu erwarten ist, desto tiefer sollte der b-Faktor sein.

Transmission, Reflexion und Absorption

Im Zusammenhang mit Sonnenschutzglas sind die drei Begriffe Transmission, Reflexion und Absorption von zentraler Bedeutung. Alle drei beziehen sich auf die besonderen Materialeigenschaften von Glas.

Reflexion bezeichnet das Zurückwerfen von Sonnenstrahlen – dies kennt man aus dem Alltag als Spiegeleffekt. Bei der Transmission wird das Licht durchgelassen. Von Absorption spricht man, wenn die Lichtenergie vom Material aufgenommen wird.

Reflexion, Transmission und Absorption bei Glas.

Glas kombiniert diese drei Vorgänge: Je nach Materialbeschaffenheit wird ein bestimmter Anteil der Strahlung zurückgeworfen, ein Teil aufgenommen und ein Teil durchgelassen. In der Summe ergeben sich aber immer 100 Prozent. Hier sollte erwähnt werden, dass das sichtbare Licht mit ca. 45% nur einen Anteil am Gesamtenergiebereich hat. Daneben gibt es noch UV-Strahlen (ca. 4%) und Infrarotstrahlen (ca. 51%) – beide sind für das menschliche Auge nicht sichtbar.

Somit lassen sich auch die nächsten wichtigen Kennzahlen für Glas rasch erklären:

  • Der Lichttransmissionsgrad (LT) einer Verglasung bezeichnet den prozentualen Anteil der Sonnenstrahlung, der von außen nach innen übertragen wird. Der Lichttransmissionsgrad einer Wärmeschutzverglasung beträgt ca. 0,76, also 76%.
  • Unter dem Lichtabsorptionsgrad (LA) versteht man den Anteil der Sonnenstrahlung, der von der Verglasung absorbiert, also aufgenommen wird. Wärmeschutzverglasung weist z.B. hier einen Wert von 0,11 auf.
  • Der Lichtreflexionsgrad (LR) bezeichnet den prozentualen Anteil der Sonnenstrahlung, der nach außen reflektiert wird, z.B. 0,13 bei Wärmeschutzglas.

Alle Werte beziehen sich immer auf den Bereich des sichtbaren Lichtes. Will man das gesamte Spektrum des Lichtes erfassen, spricht man analog von Strahlungstransmission, -absorption und -reflexion, kurz ST, SA, und SR.

Wie funktioniert der UV-Schutz von Glas?

Wie oben erwähnt machen die UV-Strahlen ca. 4% der gesamten Lichtmenge aus. UV-Strahlen sind für den Menschen weder sichtbar noch wahrnehmbar. Wir merken aber die Wirkung dieser Strahlung: Denn UV-Licht sorgt für den bekannten Bräunungseffekt der Haut. Zudem stimulieren die unsichtbaren Strahlen die Bildung des lebenswichtigen Vitamin D. Das typische Ausbleichen von Farben, die über einen längeren Zeitraum der Sonnenbestrahlung ausgesetzt sind, ist oft ein weiterer bekannter Effekt von UV-Strahlen.

Obwohl der Mensch UV-Strahlen benötigt, müssen wir uns vor zu viel UV-Licht hüten, denn dieses kann Augen und Haut schädigen und im schlimmsten Fall zu Hautkrebs führen. Herkömmliches Glas filtert je nach Stärke nur einen Teil der Strahlung heraus. Mehrscheiben-Isolierglas, auch als Wärmedämmverglasung oder Isolierverglasung bekannt, weist eine bessere Filterwirkung auf.

Verbundsicherheitsglas als UV-Schutz

Einen noch höheren Schutz bietet Verbundsicherheitsglas. Dieses besteht aus zwei Flachglasscheiben, zwischen denen eine dünne, optisch unsichtbare Folie sitzt. Je nach Materialbeschaffenheit blockiert diese Folie die schädliche UV-Strahlung zum größten Teil oder sogar vollständig.

Normales Fensterglas lässt sich mit UV-sicherer Sonnenschutzfolie nachrüsten. Auch für Autoscheiben gibt es spezielle Folien, die vor schädlicher UV-Strahlung schützen.

Übrigens sollten Sie daran denken, dass Glas mit UV-Schutz für Gewächshäuser nicht geeignet ist, da Pflanzen die UV-Strahlung für ihr Wachstum benötigen. Für ein Gewächshaus sind Stegplatten unter Umständen die bessere Alternative.

Wie Sie sehen, ist Glas nicht gleich Glas, und beim Kauf gibt es einige Dinge zu beachten. Wir hoffen, dass unser Ratgeber zum Thema Glas-Kennwerte und Glas-Grundbegriffe für Sie von Nutzen ist.

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