15. Juni 2021

Durchdachte Sonnenschutzkonzepte bei der Fensterplanung gefragt

Haben große Fenster eine Zukunft?

Große Fenster für mehr Licht und Sicht liegen im Trend. Doch wo viel Glas ist, gelangt auch viel Wärme ins Haus. Sind große Fensterflächen angesichts steigender Temperaturen überhaupt sinnvoll?

Wohnzimmer mit großer Fensterfront links, einem raumhohen Kamin auf der Rückseite, einer weißen Couch, an deren Rückseite ein hölzerner kleiner Schreibtisch steht und zwei kleinen grauen Sesseln vor dem Fenster
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© Breadmaker/Shutterstock.com

Gut eine Milliarde Quadratmeter Glas befinden sich an deutschen Fassaden – Tendenz steigend. Eine nachvollziehbare Entwicklung, schließlich sind Fenster wichtig für Tageslicht, helle Räume und Wohlfühlatmosphäre. Allerdings beeinflussen sie als „Einfalltor“ der Sonnenenergie auch maßgeblich das Innenraumklima. Müssen wir nun weg von gläsernen Gebäudehüllen, breiten Fensterbändern und einer weiten Aussicht nach draußen – zurück zu kleineren Formaten? Zum Glück nicht, denn eine Studie der Holzforschung Austria belegt nun, dass große Fensterflächen trotz wärmer werdender Sommer auch zukünftig noch zum Einsatz kommen können, ohne dabei zu hohe Innenraumtemperaturen hinnehmen zu müssen – vorausgesetzt, ein durchdachtes Sonnenschutzkonzept ist gegeben. Wie das aussehen kann, haben Dr. Julia Bachinger und Rupert Wolffhardt in ihrer Simulationsstudie zum Einfluss des Fensters auf das Innenraumklima geprüft. Ausschlaggebend ist demnach nicht die Fenstergröße oder Ausrichtung, sondern es sind vielmehr Faktoren wie Glaseigenschaften und Verschattung.

Gute Bedingungen durch kombinierte Maßnahmen

Ausgehend davon, dass bedingt durch den Klimawandel in Zukunft deutlich höhere Temperaturen in den Sommermonaten herrschen werden, modellierten die Bauphysiker am typischen Einfamilienhaus verschiedene Fensteraufbauten und -szenarien, mit denen sie unterschiedliche Verglasungen in veränderten Einbausituationen mit jeweils gängigen Verschattungsarten der Fenster untersuchten. Ziel war es, herauszufinden, welche Gegebenheiten den effektivsten Sonnenschutz bieten, mit dem sich die Anzahl der Stunden, in denen die Innenraumtemperatur über 28 °C liegt, reduziert. Hierfür wurde der Wärmedurchgangskoeffizient (Ug-Wert) zwischen 1,1 W/(m²K) und 0,2 W/(m²K) variiert und der Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) beispielhaft mit 60 %, 35 % und 10 % betrachtet – auch wenn klar ist, dass einige Ug-Werte heute zum Teil noch gar nicht erreichbar sind und besonders niedrige g-Werte zu einem unangenehm niedrigen Lichteinfall führen würden. Die erhobenen Werte zeigen, dass der für die Wintermonate erwünschte niedrige Ug-Wert bei gleichzeitig hohem g-Wert für die Sommermonate eher ungünstig ist: Die warme Sonnenenergie verbleibt bei diesem Szenario länger in den Räumen und führt zu deren Überhitzung. Für ein angenehmes Innenraumklima müssen hier zukünftige Verglasungen neben einem geringen Ug-Wert ebenfalls über einen möglichst niedrigen g-Wert verfügen – also weniger Sonnenwärme in die Räume lassen. Das jedoch birgt Nachteile im Winter, da zu wenig der benötigten Sonnenenergie durch die Scheibe gelangt. Ein unvereinbares physikalisches Problem? Nicht wirklich. Denn Abhilfe, so die Studie, können gleich zwei Dinge schaffen: Sonnenschutzgläser mit hoher Selektivität, die Wärmestrahlung nach draußen zurückreflektieren, gleichzeitig aber viel Tageslicht hereinlassen – und die Verschattung der Fenster mittels Vordächern, Fensterlaibungen, externem Sonnenschutz oder schaltbaren Gläsern.

Sehr gute Ergebnisse erzielten in den Testaufbauten der äußere Sonnenschutz sowie die schaltbare, elektrochrome Verglasung: Beide können die Innenraumtemperatur im Sommer ähnlich niedrig halten wie eine Verglasung mit geringem, jedoch unveränderbarem g-Wert. Mit einem flexibel einstellbaren Sonnenschutz, der einen niedrigen Transmissionsgrad (LT) aufweist, lässt sich im Sommer nämlich variabel auf die jeweilige Sonnensituation reagieren. Allerdings sind beim äußeren Sonnenschutz mehrere Faktoren zu beachten. Denn die Reflexions-, Absorptions- und Transmissionsgrade hängen von Material, Farbe und Beschaffenheit der Sonnenschutzlösung ab und können sich je nach Fensteraufbau nochmals verstärken. Wichtig dabei: Es muss genügend Abstand zwischen Fensterscheibe und äußerem Sonnenschutz bestehen, damit sich die Luft im Zwischenraum nicht aufheizt und ihre Wärme über das Glas in den Raum abgibt. Darüber hinaus kamen die Forscher zu dem Ergebnis, dass in Zukunft auch die Nordseite mit entsprechendem Sonnenschutz ausgestattet sein sollte, denn auch diffuse Sonnenenergie ohne direkte Einstrahlung kann je nach Intensität Räume aufheizen.