Optimierte Glasplanung mit 360 ° Glazing

Maximale Transparenz und Tageslichtnutzung zählen – unabhängig von der Formensprache – zu den wesentlichen Planungsparametern einer zeitgemäßen Architektur. Dass ein großzügiger Einsatz von Fenster- und Fassadenglas nicht mit Zugeständnissen bei der Energieeffizienz einhergehen muss, ist dem hohen Entwicklungsstand beschichteter Architekturgläser zu verdanken, die heute eine präzise Steuerung der technischen Glasparameter erlauben. So lassen sich Refle­xion, Absorption und Transmission von Licht und Wärme genau planen.

In der Realität bleibt das Potenzial multifunktionaler Verglasungen allerdings oft ungenutzt: Die bei vielen Neubauten oder Sanierungen immer noch zu beobachtende einheitliche Verglasung ­für alle Himmelsrichtungen geht zu Lasten des Energieverbrauchs sowie des Nutzerkomforts. Der Schlüssel zu einer optimierten Fassadenplanung liegt im Konzept des so genannten 360 ° Glazing. Dieser ganzheitliche Ansatz betrachtet die Gebäudehülle als differenziertes System, das alle energetischen strahlungstechnischen Aspekte der Verglasung und ihre optische Wirkung erfasst.

Planungsparameter des 360 ° Glazings

Um die strahlungstechnischen Vorteile beschichteter Architekturgläser voll ausnutzen zu können, müssen die jeweils optimalen Glasaufbauten an der richtigen Stelle in der Fassade zum Einsatz kommen. Einfluss haben die geografische Lage, die bauliche Umgebung mit eventuellen Verschattungen, die Raumnutzung und die Glasgrößen. Besonders entscheidend für die Glasauswahl ist die Orientierung der Fassaden zu den Himmelsrichtungen.

Ost- und Westfassaden

In unseren gemäßigten Klimazonen erreicht die Sonne an Ost- und Westfassaden morgens bzw. nachmittags vor allem in den Sommermonaten eine hohe Einstrahlungsintensität. Bei der Wahl der Beschichtung sollten Planerinnen und Planer daher auf ein ausgewogenes Verhältnis von Sonnenschutz, Wärmedämmung und Lichttransmission achten. Der Gesamtenergiedurchlass (g-Wert) sollte in einem mittleren Bereich von etwa 40 Prozent liegen, um somit einen ausreichenden Sonnenschutz für diese Fassadenseiten zu gewähren.

Für angenehme Wohlfühltemperaturen im Winter empfiehlt sich ein U_g-Wert von 1,0 W/m²K. Außerdem ist hier eine relativ hohe Lichttransmission von rund 70 Prozent erforderlich, um auch in der dunklen Jahreszeit für ausreichend Belichtung der Innenräume zu sorgen.

Südfassaden

Anspruchsvoller gestaltet sich die Planung von Südfassaden. Hier kann eine intensive Sonneneinstrahlung zu deutlich höheren thermischen Belastungen im Gebäudeinneren führen. In kühleren Monaten ist hingegen eine gute Wärmedämmung erwünscht, um die Heizkosten gering zu halten. Für diese Anforderungen empfiehlt sich ein niedrigerer g-Wert als bei der Ost- und Westfassade. Um dennoch die Lichttransmission nicht zu vernachlässigen, ist der Einsatz eines Kombiglases mit einer hohen Selektivität sinnvoll.

Die Selektivität ist eine wichtige Kenngröße für Sonnenschutzverglasungen. Sie bezeichnet das Verhältnis von Lichttransmissionsgrad (LT-Wert) zum Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert). Ziel einer guten Selektivität ist es, dass wenig Gesamtenergie (und damit Wärme) in die Innenräume gestrahlt wird, der Anteil des Tageslichtes dennoch vergleichsweise hoch ist. Die Selektivität kann als Verhältniszahl ohne Einheit angegeben werden, wobei S-Werte ab 2,0 als sehr gut gelten. Häufig wird im Produktnamen das Verhältnis aus beiden Werten dargestellt, so beispielsweise bei dem Sonnenschutzglas Sun COMBI 60/27 (Selektivität: 60 geteilt durch 27 = 2,22).

Nordfassaden

Eine Besonderheit sind die Nordfassaden: Dort kommt es nur zu einer indirekten Sonneneinstrahlung, weswegen der sommerliche Hitzeschutz vernachlässigt werden kann. Bei der Wahl der Verglasung stehen somit die wärmedämmenden Eigenschaften und die Lichttrans­mission im Vordergrund. Technisch ausgereifte Verglasungen überzeugen mit einem sehr niedrigen Ug-Wert von bis zu 0,5 W/m²K und einer in Nordfassaden gewünschten hohen Lichtdurchlässigkeit von mindestens 80 Prozent.

Standortsituationen in Europa

Die genannten Überlegungen und Empfehlungen für die Glasplanung nach den verschiedenen Himmelsrichtungen gelten für die gemäßigte Klimazone und dabei speziell für die Mittelgebirge und die Tiefebene nördlich der Alpen. Andere Gebäude-Standorte können zusätzliche Überlegungen erfordern. So sind beispielsweise exponierte Bauplätze im Hochgebirge bei entsprechend freier Lage für eine lange Zeit des Tages besonders intensiver Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Das Gebäudeinnere ist ausreichend hell, sodass eine Verglasung mit niedriger Lichttransmission ausreichend ist oder sogar die Raumwirkung verbessert. Dafür müssen aber der Wärmeschutz (U-Wert) und die Selektivität (S) stärker gewichtet werden. Da die Hochgebirgssonne eine erhebliche Strahlungsintensität erreichen kann, sollte bspw. eine Sonnenschutzbeschichtung mit einem niedri­geren g-Wert zwischen 20 und 30 Prozent und einer Selektivität von < 2 gewählt werden.

Südlich der Alpen bzw. ganz allgemein im südlichen Europa relativiert sich hingegen die Bedeutung des winterlichen Wärmeschutzes, weshalb Planer dort auch mit Zweifach-Isoliergläsern ausgezeichnete Ergebnisse erreichen können. In diesen Regionen demonstriert schon die traditio­nelle Architektur mit ihren meist kleinen Fens­tern, den faktisch immer vorhandenen Fensterläden und den ausgedehnten Laubengängen, dass es vor allem um eine Abschottung gegen die Sonne geht und dafür auch ein geringerer Tageslichteinfall akzeptiert wird. Planungstechnisch entspricht dies einer Verglasung mit möglichst niedrigem Gesamtenergiedurchlassgrad, die bei direkter Sonneneinstrahlung um die 20 Prozent liegen sollte.

Ganz anders ist wiederum die Situation in Nord­europa, wo neben der Kälte auch der geringe Tageslichteinfall im Winter ein charakteristisches Standortmerkmal ist. Im Sinne des winterlichen Wärmeschutzes sollten Dreifach-Verglasungen mit möglichst hoher Lichttransmission gewählt werden. Etwa ein Isolierglas-Aufbau mit einem extrem niedrigen U_g-Wert von 0,5 W/m²K, der dennoch mindestens 60 Prozent Lichttransmission bietet.

Gebäudeart, Raumnutzung, Fenstergrößen

Wohngebäude mit ihrer Nutzung über den ganzen Tag hinweg erfordern andere glasplanerische Überlegungen als Büro- und ähnliche Betriebsgebäude, die zudem oft auch eine andere gebäudetechnische Ausstattung haben. In Wohnungen sollten vor allem Süd- und Westseiten gegen eine übermäßige Aufheizung geschützt werden. In dieser Richtung sind die vor allem nachmittags genutzten Wohnzimmer orientiert, die meist eine großzügige Verglasung mit Panoramafenstern und/oder Balkontüren aufweisen, für die eine Sonnenschutzverglasung wichtig ist.

Etwas weniger anfällig für Überhitzungen sind Räume mit kleineren Fenstern, wie Küchen, ­Bäder oder auch Schlafzimmer. Bei Nord-, aber teilweise auch bei Ostorientierungen kann die ­Selektivität eventuell geringer gewählt und stattdessen eine hohe Lichttransmission vorgesehen werden.

Der Wärmehaushalt von Bürogebäuden wird nicht allein vom Außenklima mit seiner Temperatur und Sonneneinstrahlung bestimmt. Denn zusätzlich treten interne Wärmegewinne auf, die je nach Gebäudenutzung zum Beispiel aus der Anwesenheit einer Vielzahl von Menschen im Gebäude oder aus der Abwärme von technischen Geräten resultieren. Um diese Wärme abzuführen, werden oft natürliche Lüftungseinrichtungen über die Fassade, Lüftungsanlagen mit einer Wärmeabführung über das Dach oder aber Konzepte mit nächtlicher Lüftung und Auskühlung geplant. Die strahlungstechnische Qualität der Verglasung sollte im Kontext mit diesen Systemen und Lösungen geplant werden. Grundsätzlich gilt, dass eine hohe Selektivität der Verglasung von Ost über Süd bis West weniger äußere Wärmegewinne verursacht und damit die lüftungstechnischen Anlagen weniger belastet – die dann eventuell geringer dimensioniert werden können. Arbeitsstätten unterliegen außerdem strengeren Vorschriften hinsichtlich der Beleuchtung, weshalb gerade bei tiefen Raumstrukturen auf eine hohe Lichttransmission Wert gelegt werden sollte. Für die Optimierung aller Faktoren der Verglasung und Entlüftung bietet sich speziell bei Bürogebäuden eine thermische Gebäudesimulation an.

Umgebung

Ein weiterer Einflussfaktor bei der Planung im Sinne des 360 ° Glazings sind Nachbarbebauungen oder große Bäume, die zu Verschattungen führen. Diese verändern die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung für das geplante Projekt. Die Herausforderung bei der Planung der Glasqualität besteht in der verantwortungsvollen ­Einschätzung, ob die verschattenden Elemente ­dauerhaft vorhanden bleiben werden. Denn Nachbargebäude können zurückgebaut oder Bäume gefällt werden.

In einigen Situationen ist der Schattenwurf eventuell aber dauerhaft anzunehmen, etwa in Tälern, an Hanglagen oder an Waldrändern. In den betroffenen Himmelsrichtungen kann die Selektivität zugunsten einer hohen Lichttransmission reduziert werden. In jedem Fall zu berücksichtigen sind schattengebende Elemente am Gebäude selbst, beispielsweise Vordächer oder auskragende Balkonplatten der darüberliegenden Geschosse.

Glas-Matching

Zu beachten ist nicht zuletzt auch das optische Erscheinungsbild als zusätzliches Planungskriterium. Bei Herstellern mit einer breiten Glaspalette können die unterschiedlichen und positionsgenau optimierten Qualitäten der jeweiligen Verglasung in einem homogenen Erscheinungsbild und damit einer bruchlosen Architektur ausgeführt werden. Im Trend liegen vor allem farbneutrale Gläser, die die Offenheit und Transparenz von umfassend verglasten Gebäuden unterstreichen, ohne diese farblich zu dominieren.

Planungspotenziale nutzen

Die Vielfalt der aufgezeigten Beispiele zeigt, dass eine Einheitsverglasung für alle Standorte, Gebäudeseiten und Raumarten nicht zielführend ist. Stattdessen sollte zusammen mit dem Glasanbieter im Rahmen des 360 ° Glazings das optimale Isolierglas für jede Position im Gebäude ermittelt werden. Eine fachkompetente Beratung sowie softwaregestützte Lösungen für die Berechnung der strahlungsphysikalischen Werte verschiedener Isolierglasaufbauten unterstützen die Suche nach der optimalen Lösung.

Ganzheitliche Fassadenplanung im Sinne des 360 ° Glazings hat also eine gewisse Komplexität, doch lassen sich damit in der Zusammenarbeit von Planenden mit Glasexpertinnen und -experten individuelle Lösungen für eine qualitativ hochwertige wie auch energetisch nachhaltige Architektur entwickeln.