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Sonnenschutzglas trifft Verschattung

Praxistipps für Planung und Ausführung
Sonnenschutzglas trifft Verschattung

Die Kombination aus Sonnenschutzglas und Verschattungssystemen als sommerlicher Wärmeschutz wird aufgrund des sich ändernden Klimas und der Reduzierung von Klimatisierungskosten immer relevanter. Entsprechend wichtig ist gute Beratung und Planung. Ralf Vornholt

I Den optimalen Sonnenschutz für Gebäude gibt es nicht. Jedes Bauwerk bedarf aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtungen, der Lüftung, Speichermassen, Fensterflächenanteile und Wärmeeinträge einer genauen Planung im Vorfeld. Wenn alle Bauherren beim Kauf oder Bau einer Immobilie Wert auf Energieeinsparung und thermische Behaglichkeit legen, dann wird dies auch zusehends in Planerkreisen berücksichtigt. Wenn Verarbeiter bereits in der Planungsphase die für sie relevanten Gebäudedaten und Ausrichtungen erfragen, können sie auf Basis der Informationen individuelle Sonnenschutzlösungen anbieten und Planer wie Bauherren auch von Sonnenschutzglas (in allen Fassadenausrichtungen) überzeugen.

Sonnenschutz an unterschiedlichen Fassaden
Ein gängiger Irrtum ist: Sonnenschutz ist nur in südlicher Ausrichtung erforderlich. Richtig ist: Sonnenschutz ist an allen Himmelsrichtungen der Fassaden sinnvoll. Selbst an Nordfassaden kann ein Sonnenschutz aufgrund der diffusen Sonneneinstrahlung notwendig sein. Am Beispiel eines typischen Büroraumes konnte Folgendes ermittelt werden: Die kritischste Ausrichtung ist nicht der Süden, sondern wegen der tief stehenden Sonne der Westen. Hier ist der Sonneneintrag aufgrund dauerhafter direkter Strahlungstransmission am höchsten. Bei Südfassaden schneidet eine ausgeprägte Sonnenschutzverglasung mit innen liegendem Sonnenschutz vergleichbar gut ab wie eine Wärmedämmverglasung mit Außenschutz.
In der Westausrichtung ist das Wärmedämmglas mit Außenschutz bei direkter Sonneneinstrahlung am effektivsten. Bei rein diffuser Strahlung (vormittags oder bei bewölktem Himmel) ergeben sich Vorteile für eine Kombination aus einer Sonnenschutzverglasung mit innen liegendem Sonnenschutz.
Auch nach Osten ausgerichtete Glasflächen ohne Sonnenschutz führen zu Überhitzung im Sommer, da bereits am Morgen viel Energie in den Raum gelangt. Die vormittags eingetragene Wärme bestimmt die Temperaturentwicklung im gesamten weiteren Tagesverlauf.
Die Werte einer ausgeprägten Sonnenschutzverglasung mit innen liegendem Sonnenschutz sind hier zum Teil besser als die einer Wärmedämmverglasung mit Außenschutz.
In der Ost-, Süd- und Westausrichtung werden mit einer Sonnenschutzverglasung mit zusätzlichem Sonnenschutzsystem im Innenraum Temperaturen erzielt, die denen eines Wärmeschutzglases mit Außenschutz (immer unter der Voraussetzung der adäquaten Nutzung) entsprechen oder darunter liegen.
Diffuse Strahlung hat hohen Einfluss
Hohe Strahlungsintensitäten werden bei nördlicher Ausrichtung von Fassaden selten erreicht. Daher werden dort zusätzliche Sonnenschutzvorrichtungen kaum installiert. Dennoch heizt sich der Raum durch diffuse – also indirekte – Strahlung auf. Dieser Sachverhalt wird häufig vernachlässigt, obwohl sicher jeder schon einmal damit konfrontiert wurde, der, trotz bewölkten Himmels, in ein überhitztes Auto gestiegen ist. Dass die diffuse Strahlung einen Einfluss hat, zeigen entsprechende thermische Simulationsberechnungen. Ein nach Norden orientiertes Büro mit konventioneller Verglasung schneidet schlechter ab als ein nach Süden orientierter Raum mit gleicher Verglasung und Außensonnenschutz. Hier lassen sich durch eine Sonnenschutzverglasung Vorteile erzielen, da diese eine Minderung der diffusen Sonneneinstrahlung bewirkt. Ein Sonnenschutzglas mit innen liegendem Schutz reduziert die Temperaturen bzw. die sogenannten Übertemperaturgradstunden oberhalb von 26 °C um mehr als 30 %.
Besondere Anforderungen bei Wintergärten
Prinzipiell ist der EnEV ein Wintergarten als eigener Wohnraumtyp nicht bekannt. Sie behandelt grundsätzlich den dahinter liegenden Wohnraum. Ob ein Wintergarten darüber hinaus von der EnEV erfasst wird, hängt auch von seiner Größe ab. Als kleine Wintergärten definiert der Gesetzgeber Modelle mit einer Grundfläche von weniger als 12 m2. Für sie gilt keine Nachweispflicht. Ist der Wintergarten bis 50 m2 groß und wird er mehr als vier Monate pro Jahr als Wohnraum genutzt, muss die Konstruktion bestimmte Grenzwerte einhalten. Dasselbe gilt für Wintergärten zwischen 15 und 50 m2, die beheizt werden – auch, wenn sie nicht zum Wohnen dienen, sondern z. B. zum Überwintern empfindlicher Pflanzen.
Wintergärten, die das ganze Jahr über genutzt werden und direkt ans Haus anschließen, gelten bei der EnEV als Teil der äußeren Gebäudehülle. Deshalb fließen sie in die Energiebedarfsrechnung des gesamten Gebäudes ein. Ist der Wintergarten hingegen vom Haus getrennt, etwa durch Fenster oder Türen, muss für ihn laut Verordnung eine eigene Berechnung durchgeführt werden. Der Maximalwert für den Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) der Bauteile wird vorgegeben, wenn ein Wintergarten mit einer Nutzfläche von 15 bis 50 m2 nachträglich errichtet wird und mehr als vier Monate im Jahr als Wohnraum genutzt wird bzw. im Sommer mehr als zwei Monate gekühlt werden soll.
Wird der Wintergarten im Raumverbund mit dem Hauptgebäude gebaut, dann bilden seine Außenflächen einen Teil der Hülle des beheizten Gebäudevolumens. Der Wintergarten geht dann in den EnEV-Nachweis des Gebäudes ein.
Das heißt: Die mit der EnEV vorgegebenen Höchstwerte des Primärenergieverbrauchs für das Gebäude einschließlich Wintergarten dürfen nicht überschritten werden. Wird der Wohnwintergarten thermisch abgetrennt vom Hauptgebäude (z. B. durch Wände, Türen und/oder Fenster) und soll er ganzjährig auf Behaglichheitstemperaturen zum Wohnen beheizt werden, ist er als Anbau bzw. Gebäudeerweiterung zu behandeln und der Nachweis entsprechend der Größe des Wohnwintergartens zu erbringen.
Solltemperaturen, je nach Klimazone
In diesem Zusammenhang maßgeblich ist die in Teil 2 der DIN 4108 festgelegte zulässige zeitliche Überschreitung der Anforderungstemperatur eines Wohnraumes. Danach wurden für einen Wohnraum maximal 1200 sogenannte Übertemperaturgradstunden pro Jahr festgelegt. Als Grundlage dieser Berechnung dienen die für Deutschland definierten Klimazonen mit ihrer Anforderungstemperatur, zum Beispiel 25 °C für das Saarland, 26 °C für das Ruhrgebiet und das Rheintal und 27 °C für Freiburg im Breisgau. Die Übertemperaturgradstunden errechnen sich aus der Überschreitung dieser Temperatur in Grad Celsius multipliziert mit der Dauer der Überschreitung in Stunden. Anders gesagt: Bei einer Raumtemperatur von 30 °C im Saarland beträgt die Übertemperatur 5 °C. Hält sich diese Temperatur über fünf Stunden im Raum, ergibt die oben beschriebene Multiplikation einen Wert von 25 Übertemperaturgradstunden. Dies würde bedeuten, dass es nach der neuen DIN 4108, Teil 2 maximal 48 solcher Tage pro Jahr geben darf. Ansonsten würde der Wert von maximal 1200 Übertemperaturgradstunden überschritten und der Wohnraum entspräche nicht der DIN 4108-2 und somit auch nicht der EnEV.
Dies ist besonders für die Konstruktion von Wintergärten eine wahrliche Herausforderung. Denn: Ein nach Süden ausgerichteter Wintergarten kann ohne geeignete Maßnahmen zur Verschattung und Belüftung schnell in Temperaturregionen von bis zu 70 °C kommen. Verfügt der an den Wintergarten angrenzende Wohnraum über kein zusätzliches Fenster, um für angemessene Belüftung zu sorgen, stellt sich die Situation besonders kritisch dar.
Sonnenschutzglas, Verschattung, Belüftung
Die Aufheizung des Innenraumes durch direkte Sonneneinstrahlung und diffuse Einstrahlung kann durch Sonnenschutzgläser, geeigneter Verschattung und angemessene und geregelte Belüftung begrenzt werden.
Das heißt: Grundsätzlich gilt für den Wintergarten, dass die Anforderung der EnEV erfüllt werden können, wenn mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Generell gilt: Mit einer Sonnenschutzverglasung können Innenraumtemperaturen dauerhaft gesenkt und Überschreitungen der thermischen Behaglichkeitsgrenze von 27 °C im Raum um 60 % reduziert werden. Oder mit einfachen Worten: Wenn es bei der Verwendung von Standard-Isolierglas an zehn Tagen zu Temperaturen oberhalb 27 °C kommt, so ist es mit einem effizienten Sonnenschutzglas nur an vier Tagen zu heiß in der Wohnung, im Büro oder im Wintergarten. I
Saint-Gobain Glass
52222 Stolberg (Rheinland)

Der Autor
Ralf Vornholt ist für die Bereiche Marketing und Technik bei der Saint-Gobain Glass Deutschland GmbH verantwortlich.
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