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Fenster in Passivhaus-Qualität
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Infotext:
Fenster – kostenlose Solarkollektoren
Der großflächige Einsatz von Glas statt winzigen Guckfenstern bringt Licht und Helligkeit in die Innenräume der Gebäude, was immer mehr gewünscht wird. Glas dient als kostenloser Sonnenkollektor. Diese Form der passiven Sonnenenergienutzung trägt dazu bei, das Gebäude zu beheizen. Sie gewinnt immer mehr an Bedeutung.
Im Gegensatz zu anderen Bauteilen ist beim transparenten Bauteil Glas die Wärmestrahlung am Energietransport mit beteiligt. Die Sonneneinstrahlung überträgt die Wärme in das Innere des Gebäudes, so dass ein nutzbarer Wärmegewinn entsteht.
Die licht- und strahlungstechnischen, sowie die wärmetechnischen Eigenschaften charakterisieren eine Verglasung.
Bei lichttechnischen Eigenschaften ist das sichtbare Licht (Wellenlängenbereich 380 nm bis 780 nm) von Bedeutung, bei den strahlungstechnischen Eigenschaften das gesamte Sonnenspektrum von ca. 300 nm bis 2500 nm und für den Bereich der Wärmestrahlung sind auch die längerwelligen Strahlen bis ca. 300.000 nm von Bedeutung.
Moderne Verglasungen mit Infrarotbeschichtung haben eine Filterwirkung und werden deshalb auch als „selektiv“ bezeichnet, was bedeutet, sie sind für kurzwellige Strahlung (Sonnenstrahlen insbesondere im sichtbaren Bereich) hoch transparent, für langwellige Strahlen (insbesondere im Wellenlängenbereich der Infrarotstrahlung, bei 3000 bis 50.000 nm) dagegen hoch reflektierend.
In der Praxis bedeutet das, dass dank der Verglasung die Sonneneinstrahlung (bis ca. 2500 nm) relativ ungehindert in die Räume eines Gebäudes gelangen kann (Sonnenkollektoreffekt). Diese wird auf den Raumumschließungsflächen, sowie den Oberflächen der Einrichtungen etc. absorbiert und in Wärme umgewandelt. Die Beschichtung verhindert den Austritt dieser langwelligen Wärmestrahlung.
Nach wie vor stellt die Nutzung des Fensters als Sonnenkollektor die wohl wirkungsvollste Maßnahme bei der passiven Solarenergiegewinnung dar.
Da die auf das Fenster auftreffende Globalstrahlung sowohl aus direkter Sonnenstrahlung, als auch aus diffuser und von der Umgebung reflektierender Strahlung besteht, kann durchaus auch ein nach Norden ausgerichtetes Fenster einen Strahlungsgewinn erzielen, ohne dass eine direkte Strahlung auftrifft. Das Wärmeverhalten von Fenstern während der Heizperiode wird nicht nur von den Transmissionswärmeverlusten bestimmt, sondern auch von der nutzbaren Sonneneinstrahlung.
Über viele Jahre wurden die Möglichkeiten der Energieeinsparung nur nach den Transmissionswärmeverlusten (Wärmedurchgangskoeffizienten) der Bauteile bewertet. Dabei blieben die möglichen Energiegewinne durch Sonneneinstrahlung weitestgehend außer Acht. Dies ist bei den nicht transparenten Bauteilen Dach und Wand durchaus angebracht, da die Wärmeleitung in das Innere des Gebäudes extrem gering ist; die absorbierte Sonnenenergie wird zum überwiegenden Teil durch Konvektion und Wärmeabstrahlung wieder nach außen abgegeben.
Das Hightech-Bauteil FENSTER mit seiner transparenten Verglasung leistet dagegen einen beachtenswerten Beitrag zur passiven Sonnenergienutzung. Es war daher nur folgerichtig und konsequent, mit der Einführung der 3. Wärmeschutzverordnung (WSVO) von 1995 die solaren Wärmegewinne dem Bauteil Fenster zuzurechnen und die Wärmegewinne gegen die Energieverluste zu bilanzieren.