Sonnenschutz am Fenster

Mit dem optimal angepassten Sonnenschutz kann der Licht- und Wärmeeintrag über Fenster und andere transparente Fassadenflächen reguliert werden. Neben den herkömmlichen Systemen wie Jalousien oder Rollladen werden zunehmend auch intelligente Verglasungen eingesetzt, bei denen die Glasscheibe selbst die Aufgaben des Sonnenschutzes übernimmt. 

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Energie zum Nulltarif

Sonnenlicht bietet Energie zum Nulltarif. Geschickt eingesetzt kann Sonnenschutz solare Gewinne während der Heizperiode maximieren, den Energieeintrag in der Kühlperiode reduzieren und die natürliche Lüftung unterstützen. Die Verwendung von Verschattungsmaßnahmen sorgt für eine blendfreie und bedarfsgerechte Nutzung des Tageslichts. Mit optimierten Sonnenschutzsystemen kann die die Energiebilanz von Verglasungen und so die gesamte Energiebilanz des Gebäudes deutlich verbessert werden. Besonders effektiv sind dabei dynamische Systeme, die über eine Haussteuerung den Wärmeeintrag über Fenster oder gläserne Fassaden bedarfsgerecht regeln.

Tageslichtnutzung – Energieeinsparungen durch Sonnenschutz

Gerade in öffentlichen Gebäuden wie Büros, Schulen oder Verwaltungsgebäuden spielt der Energiebedarf für die Beleuchtung eine große Rolle. Der Stromverbrauch für Licht liegt in diesen Gebäuden bei etwa 30 % des gesamten Stromverbrauchs. Im Gegensatz dazu gehen in privaten Haushalten etwa 10 % des Gesamtverbrauchs zu Lasten der Beleuchtung.

Optimal genutzt werden kann das Tageslicht durch temporär wirkende Systeme, die mit verstellbaren Lamellen oder lichtlenkenden Profilen ausgestattet sind. Dadurch kann der Lichteinfall je nach Umgebungsbedingungen und Bedarf gesteuert werden. Wird ein dynamischer Sonnenschutz optimiert eingesetzt, dann liegt das Einsparpotenzial im Vergleich zur sonst üblichen künstlichen Raumausleuchtung bei 50 bis 80 %. 

Sonnenschutzsysteme im Überblick

Sonnenschutzsysteme können in verschiedenen Varianten ausgeführt werden. Man unterscheidet vier grundsätzlich verschiedene Systeme:

  • Innenliegender Sonnenschutz wie Vorhänge, Jalousien, Rollladen, Plissees oder Lamellen
  • Sonnenschutz in der Fensterebene wie Jalousien oder Rollladen sowie Sonnenschutzverglasungen
  • Außenliegender Sonnenschutz wie Rollläden, Fensterläden, Markisen und Sonnensegel oder außen angebrachte Jalousien
  • Baulicher Sonnenschutz in Form von strukturierten Fassaden, Fenstergestaltung, Dachüberständen und Balkonen, Gebäudeorientierung

 

Sonnenschutzgläser

Sonnenschutz direkt in der Glasscheibe wird dadurch erzielt, dass durch Metalloxidschichten die Reflexion des Sonnenlichts erhöht wird. Im Hard- oder Soft-Coating-Verfahren werden diese Schichten auf das Glas aufgebracht. Ebenfalls gängig sind keramische Beschichtungen, die die Lichtdurchlässigkeit je nach Wahl des Druckes regulieren. Möglich sind Punkt-, Linien- oder Strichmuster. Werden zwei verschiebbare parallele Scheiben versetzt bedruckt, kann durch entsprechende Anordnung ein teilweiser bis kompletter Blendschutz erreicht werden. Weitere Systeme nutzen die Möglichkeit, innerhalb der Glasscheiben feste oder variable Systeme anzuordnen. Neben diesen weitgehend statischen Sonnenschutzsystemen wird an neuen und sich selbststeuernden Systemen geforscht.

Intelligente Sonnenschutzverglasungen

Alternativ zu herkömmlichen Sonnenschutzverglasungen werden aktuelle innovative und neuartige Systeme entwickelt und erforscht, die den Sonnenschutz in die Verglasung integrieren. Diese Systeme werden im Unterschied zu den klassischen Sonnenschutzgläsern nicht eingefärbt oder beschichtet, sondern sind so beschaffen, dass sie durch materialabhängige Veränderungen intelligent auf Veränderungen der Sonneneinstrahlung reagieren können. Die Beschichtung der Fenstergläser passt sich je nachdem in welcher Intensität die Sonneneinstrahlung einfällt von transparent bis abgedunkelt an. 

Anforderungen an den Sonnenschutz

Welches System bei einem Gebäude als Sonnenschutz eingesetzt wird, entscheidet sich im Laufe der Planung. Besonders frühzeitig muss der bauliche Sonnenschutz integriert werden, da konstruktive Elemente später nur unter großem Aufwand nachgerüstet werden können. Ähnliches gilt auch für den außenliegenden Sonnenschutz. Von der Gebäudeplanung weitgehend unabhängig sind innenliegende Systeme, die im Zuge der innenarchitektonischen Planung ausgewählt werden.

Die verschiedenen Aspekte, die für den Sonnenschutz relevant sind, lassen sich in etwa folgendermaßen sortieren:

  • Element der Fassaden- oder Innenraumgestaltung
  • Förderung der Behaglichkeit von Innenräumen
  • Optimierung der Umgebungsbedingungen
  • Schutz vor Einblicken
  • Maßnahmen zur Energieeinsparung

Weitere Auswahlkriterien beziehen sich in Zusammenhang mit der Außenwirkung auf den Sonnenschutz selbst. Dazu gehören etwa

  • Kosten für Betrieb und Investition
  • Materialeigenschaften wie opak, reflektierend, streuend oder transparent
  • Eigenschaften in Bezug auf das Tageslicht wie Blendschutzwirkung, Lichtdurchlässigkeit oder Farbklima
  • Thermische Größen
  • Flexibilität und Verstellbarkeit
  • Möglichkeiten der Einbindung in die Haus- und Raumautomation

Sonnenschutz und Bauphysik

Im Bereich der Bauphysik werden im Zusammenhang mit Sonnenschutz verschiedene Fachbegriffe benutzt. Relevant sind insbesondere folgende Parameter:

Der Absorptionsgrad

Der Absorptionsgrad bezeichnet den Anteil der Strahlung, der von einem Bauteil aufgenommen wird. Die absorbierte Energie wird zu Wärme gewandelt und als langwellige Infrarotstrahlung abgegeben.

 

Der Gesamtenergiedurchlassgrad

Entscheidend für den Energieeintrag ist der Gesamtenergiedurchlassgrad, der sich aus der direkt durchgeleiteten Strahlung und der im Glas absorbierten und zeitverzögert freigegebenen Strahlung zusammensetzt.
 

Der Reflexionsgrad

Der Reflexionsgrad bezeichnet den Anteil an Strahlung, der von einem Bauteil oder einem Material zurückgeworfen wird. Die Richtung kann dabei gerichtet oder diffus sein.

Der Transmissionsgrad

Der Transmissionsgrad benennt den Anteil an Strahlung, der ein transparentes Bauteil durchdringt.
 

Die genannten strahlungstechnischen Größen Reflexion, Absorption und Transmission sind geeignet, den sommerlichen Wärmeschutz zu berechnen. Bezogen wird sich dabei auf transparente Bauteile und die Verglasung.