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Energieeffizienzglas

 

Was ist energieeffizientes Glas?

Glas ist heute einer der beliebtesten und vielseitigsten Baustoffe. Ein Grund dafür ist die stetige Verbesserung der solaren und thermischen Leistung. Ein Weg, wie diese Leistung erreicht wird, ist die Verwendung von passiven und sonnenschutzarmen Low-E-Beschichtungen. Was ist Low-E-Glas? In diesem Abschnitt geben wir Ihnen einen detaillierten Überblick über Beschichtungen.

Um Beschichtungen zu verstehen, ist es wichtig, das Sonnenenergiespektrum oder die Sonnenenergie zu verstehen. Ultraviolettes (UV) Licht, sichtbares Licht und infrarotes (IR) Licht nehmen unterschiedliche Teile des Sonnenspektrums ein - die Unterschiede zwischen den drei werden durch ihre Wellenlängen bestimmt.

  • Ultraviolettes Licht, das das Ausbleichen von Innenmaterialien wie Stoffen und Wandverkleidungen verursacht, weist Wellenlängen von 310-380 Nanometern auf, wenn die Glasleistung angegeben wird.
  • Sichtbares Licht nimmt den Teil des Spektrums zwischen Wellenlängen von etwa 380-780 Nanometern ein.
  • Infrarotlicht oder Wärmeenergie wird als Wärme in ein Gebäude übertragen und beginnt bei Wellenlängen von 780 Nanometern. Solares Infrarot wird üblicherweise als kurzwellige Infrarotenergie bezeichnet, während von warmen Objekten abgestrahlte Wärme höhere Wellenlängen als die Sonne aufweist und als langwelliges Infrarot bezeichnet wird.

Low-E-Beschichtungen wurden entwickelt, um die Menge an ultraviolettem und infrarotem Licht zu minimieren, die durch Glas hindurchtreten kann, ohne die Menge an sichtbarem Licht zu beeinträchtigen, das durchgelassen wird.

Wenn Wärme oder Lichtenergie vom Glas absorbiert wird, wird sie entweder durch Luftbewegung weggeschoben oder von der Glasoberfläche erneut abgestrahlt. Die Fähigkeit eines Materials, Energie abzustrahlen, wird als Emissionsvermögen bezeichnet. Im Allgemeinen haben hochreflektierende Materialien ein niedriges Emissionsvermögen und mattdunkler gefärbte Materialien ein hohes Emissionsvermögen. Alle Materialien, einschließlich Fenster, strahlen Wärme in Form von langwelliger Infrarotenergie ab, abhängig vom Emissionsgrad und der Temperatur ihrer Oberflächen. Strahlungsenergie ist eine der wichtigen Arten, wie die Wärmeübertragung bei Fenstern stattfindet. Das Verringern des Emissionsvermögens von einer oder mehreren der Fensterglasoberflächen verbessert die Isoliereigenschaften eines Fensters. Zum Beispiel hat unbeschichtetes Glas einen Emissionsgrad von .84, während Solarban 70XL von PPG einen Emissionsgrad von .02 hat.

Hier kommen emissionsarme oder e-arme Glasbeschichtungen ins Spiel. Low-E-Glas hat eine mikroskopisch dünne, transparente Beschichtung - es ist viel dünner als ein menschliches Haar -, die langwellige Infrarotenergie (oder Wärme) reflektiert. Einige Low-E-Werte reflektieren auch erhebliche Mengen an kurzwelliger solarer Infrarotenergie. Wenn die innere Wärmeenergie im Winter nach außen ins kältere entweichen soll, wird die Wärme durch die Low-E-Beschichtung nach innen reflektiert und der Strahlungswärmeverlust durch das Glas verringert. Das Gegenteil geschieht im Sommer. Um eine einfache Analogie zu verwenden, funktioniert Low-E-Glas genauso wie eine Thermoskanne. Eine Thermoskanne hat eine Silberbeschichtung, die die Temperatur des Getränks widerspiegelt, in dem sie sich befindet. Die Temperatur wird aufgrund der ständigen Reflexion sowie der isolierenden Vorteile, die der Luftraum zwischen der Innen- und der Außenschale der Thermoskanne bietet, aufrechterhalten Thermoskanne… ähnlich einer Isolierglaseinheit. Da Low-E-Glas aus extrem dünnen Schichten von Silber oder anderen Materialien mit niedrigem Emissionsvermögen besteht, gilt dieselbe Theorie. Die silberne Low-E-Beschichtung reflektiert die Innentemperaturen und hält den Raum warm oder kalt.

Tatsächlich gibt es zwei verschiedene Arten von Low-E-Beschichtungen: Passive Low-E-Beschichtungen und Sonnenschutz-Low-E-Beschichtungen. Die meisten passiven Low-E-Beschichtungen werden im pyrolytischen Verfahren hergestellt. Die Beschichtung wird auf das Glasband aufgebracht, während es auf der Float-Linie hergestellt wird. Die Beschichtung „schmilzt“ dann mit der heißen Glasoberfläche und bildet eine starke Bindung „Hartbeschichtung“, die während der Herstellung sehr haltbar ist. Schließlich wird das Glas für den Versand an die Verarbeiter in Vorratsblätter verschiedener Größen geschnitten. Passive Low-E-Beschichtungen eignen sich gut für sehr kalte Klimazonen, da sie einen Teil der kurzwelligen Infrarotenergie der Sonne durchlassen und das Gebäude im Winter erwärmen, aber dennoch die langwellige Wärmeenergie des Innenraums im Inneren reflektieren.

Die meisten Low-E-Sonnenschutzbeschichtungen, wie sie beispielsweise für Solarban 70XL-Sonnenschutzgläser verwendet werden, werden im MSVD-Verfahren hergestellt. Die Beschichtung wird offline in einer Vakuumkammer bei Raumtemperatur auf vorgeschnittenes Glas aufgebracht. Diese Beschichtung, die manchmal als "Weichbeschichtung" bezeichnet wird, muss in einer IG- oder Laminiereinheit versiegelt werden und weist ein geringeres Emissionsvermögen und eine überlegene Sonnenschutzleistung auf. Die leistungsfähigsten Sonnenschutzbeschichtungen sind MSVD-Beschichtungen und eignen sich ideal für milde bis heiße Klimazonen, bei denen der Einsatz von Klimaanlagen in Gewerbegebäuden mehr im Vordergrund steht.

Low-E-Beschichtungen werden auf die verschiedenen Oberflächen von Isolierglaseinheiten aufgebracht. In einem Standard-Doppelpaneel-IG gibt es vier mögliche Beschichtungsoberflächen, auf die sie aufgebracht werden können: Die erste (#1) Oberfläche zeigt nach außen, die zweite (#2) und dritte (#3) Oberfläche liegen sich innerhalb der Isolierglaseinheit gegenüber und sind durch einen Luftraum und einen isolierenden Abstandshalter getrennt, und die vierte (#4) Fläche ist direkt nach innen gerichtet.

Unabhängig davon, ob eine Low-E-Beschichtung als passiv oder als Sonnenschutzbeschichtung eingestuft wird, bieten sie Verbesserungen bei den Leistungszahlen. Folgendes wird verwendet, um die Wirksamkeit von Glas mit e-armen Beschichtungen zu messen:

  • U-Wert Die Bewertung eines Fensters basiert auf dem zulässigen Wärmeverlust.
  • Durchlässigkeit für sichtbares Licht ist ein Maß dafür, wie viel Licht durch ein Fenster fällt.
  • Solarer Wärmegewinnkoeffizient ist der Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung, die durch ein Fenster sowohl direkt durchgelassen als auch nach innen absorbiert und wieder abgestrahlt wird. Je niedriger der Solarwärmegewinnkoeffizient eines Fensters ist, desto weniger Sonnenwärme wird übertragen.
  • Licht zum Sonnengewinn ist das Verhältnis zwischen dem Solar Heat Gain Coefficient (SHGC) des Fensters und seiner Durchlässigkeit für sichtbares Licht (VLT).

So messen sich die Beschichtungen, indem die Menge an ultraviolettem und infrarotem Licht, die durch Glas hindurchtreten kann, minimiert wird, ohne die Menge an sichtbarem Licht zu beeinträchtigen, das durchgelassen wird.

Pyrolytische Beschichtungen eignen sich in der Regel gut zum Erwärmen von Klimazonen, während MSVD für die Kühlung von Klimazonen gut geeignet ist.

Wenn man an Fenster denkt, denkt man an Größe, Farbton und andere ästhetische Eigenschaften. Niedrige E-Werte spielen jedoch eine wichtige Rolle für die Gesamtleistung eines Fensters und können die Gesamtkosten für Heizung, Beleuchtung und Kühlung eines Gebäudes erheblich beeinflussen.

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