Warme Kante
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Als warme Kante wird bei Mehrscheiben-Isolierglas ein Rand bezeichnet, bei dem der Abstandhalter zwischen den Glasscheiben aus Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht. Bei Fenstern und Türen wird der Begriff auch übergreifend für eine verbesserte Wärmedämmung im Bereich des Glaseinstandes am Flügelelement verwendet.[1]
Bis in die 1990er Jahre wurden bei Isolierglas Abstandhalter aus Aluminium verwendet. Da Aluminium eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt, kühlte sich der Scheibenrand bei niedrigen Außentemperaturen stark ab. Diese Abkühlung am Rand ist bei neueren Abstandhaltern mit geringer Wärmeleitfähigkeit nur gering, man spricht daher von einer warmen Kante.
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[Bearbeiten] Aufbau von Isolierglas
Maßgeblich beeinflusst wird die Wärmedämmung in dem Übergangsbereich vom Glas zum Rahmen von der Wärmeleitfähigkeit des Isolierglas-Abstandshalters, der − je nach Aufbau der Verglasung − zwei oder drei Einzelscheiben an ihren Außenkanten zu einer Isolierglaseinheit verbindet. Die Aufgabe des Abstandhalters ist es, den vordefinierten Scheibenzwischenraum zwischen den Einzelscheiben dauerhaft zu gewährleisten und in Kombination mit einer umlaufenden Sekundärabdichtung den Scheibenzwischenraum zuverlässig nach außen abzudichten.
In Deutschland wurden bereits seit mehreren Jahrzehnten Abstandhalter aus Aluminium eingesetzt. Ein Nachteil dieses Materials ist seine relativ gute Wärmeleitfähigkeit. Sie führt zu einer Senkung der Effizienz einer Wärmeschutzverglasung im Randbereich.
[Bearbeiten] Verbesserter Wärmeschutz
Angesichts stetig wachsender Anforderungen an die Wärmedämmleistung von Fenstern und Türen erweist sich diese Schwachstelle zusehends als problematisch. Strengere gesetzliche Anforderungen und der anhaltende Trend zur energieeffizienten Bauweise haben in den letzten Jahren dazu geführt, dass die Dämmleistung von gängigen Wärmeschutzgläsern mit Zwei-Scheiben-Aufbau durch die kontinuierliche Verbesserung der hauchdünnen Metallbeschichtungen und den Einsatz der Edelgase Argon oder Krypton im Scheibenzwischenraum bis an die physikalisch mögliche Grenze gesteigert wurde.
Zu Beginn der 1990er Jahre lag der für die Dämmleistung maßgebliche Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) einer Zweifach-Wärmeschutzverglasung beispielsweise noch bei ca. 3,0 W/m2K, heute bei 1,1 W/m2K. Der Wärmedurchgangskoeffizient gibt die Wärmemenge an, die pro Zeiteinheit durch eine bestimmte Fläche eines Bauteils bei einem bestimmten Temperaturunterschied zwischen der Raum- und Außenluft hindurchgeht. Je kleiner dieser Wert ist, desto größer ist die Wärmedämmung.
Parallel zur Optimierung der Wärmedämmung der Funktionsgläser wurden auch die Rahmenkonstruktionen immer weiter verbessert. Je besser aber Glas und Rahmen isolieren, um so deutlicher macht sich der Aluminium-Abstandhalter im Isolierglas-Randverbund als thermische Schwachstelle bemerkbar. Der klassische Abstandhalter wirkt wie eine Wärmebrücke, so dass sich der raumseitige Verglasungsrand bei niedrigen Außentemperaturen trotz geheizter Räume stark abkühlt und wertvolle Heizenergie verlorengeht. Sinkt die Temperatur in diesem Areal bis unter den Taupunkt, bildet sich Kondensat, das insbesondere bei Holzfenstern und –türen bei dauerhaftem Auftreten die Rahmenkonstruktion schädigen kann. Außerdem führt der starke Temperaturunterschied zwischen der Scheibenmitte und dem Scheibenrand zur Konvektion der Luft vor der Scheibe, die als Luftzug fühlbar ist.
Um diesen Effekt zu verringern, werden etwa seit Mitte der 1990er Jahre Abstandhalter aus Materialien verbaut, deren Wärmeleitfähigkeit deutlich geringer als die von Aluminium ist. Der Begriff warme Kante kommt daher, dass durch den Einsatz dieser thermisch verbesserten Systeme Wärmebrücken verringert und die Temperatur der raumseitigen Glaskante erhöht werden.
[Bearbeiten] Neue Abstandhalter-Generation
Mittlerweile gibt es eine Reihe unterschiedlicher Abstandhalter-Systeme für die warme Kante. Neben Profilen aus Edelstahl, verschiedenen Kunststoffmischungen und Struktursilikonschaum kommen auch spritzbare thermoplastische Abstandhalter aus Polyisobutylen zum Einsatz. Auf breiter Front durchgesetzt haben sich Kunststoff-Abstandhalter aus Polypropylen mit einer hauchdünnen Ummantelung aus Edelstahlfolie. Der für seine niedrige Wärmeleitfähigkeit bekannte Kunststoff Polypropylen dient dabei als Basismaterial für die Grundform des Abstandhalters, die Ummantelung aus Edelstahl sorgt für die zuverlässige Dichtigkeit des Randverbundes und eine gute Haftung für alle Isolierglasdichtstoffe.
[Bearbeiten] Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) wird nach dem Berechnungsverfahren nach DIN EN ISO 10077-1 berechnet. Neben den U-Werten für Glas und Rahmenkonstruktion sowie den jeweiligen Flächen dieser beiden Komponenten wird bei der Berechnung der lineare Wärmedurchgangskoeffizient ψ (Psi) des Abstandhalters benötigt. Dieser, auf die jeweilige Kantenlänge der Verglasung bezogene Wert, beschreibt den zusätzlichen Wärmestrom, der durch das Zusammenwirken von Rahmenprofil und Isolierglasrand, einschließlich des Einflusses des Abstandhalters, verursacht wird. Je höher der Psi-Wert ist, um so mehr Energie geht durch den Randverbund verloren. Die Maßeinheit ist W/mK.
Durch den Einsatz von Warme Kante-Abstandhaltern kann der Psi-Wert um bis zu 60 Prozent gesenkt werden und damit der U-Wertes der Gesamtkonstruktion reduziert werden. Wie stark sich der Einfluss des Abstandhalters auf die Bewertung des gesamten Bauteils auswirkt, ist stark vom Format der Isolierverglasung abhängig. Bei kleineren Scheiben sind die Auswirkungen tendenziell größer als bei großen Glaseinheiten.
Maßgeblich für die gute Wärmedämmung eines Fensters oder einer Tür sind aber nicht nur die Qualität von Rahmen, Glas und Randverbund, sondern auch glasintegrierte Elemente wie beispielsweise Sprossen. Damit auch bei diesen Gestaltungselementen Wärmebrücken verhindert werden, empfiehlt es sich, hier ebenfalls Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit einzusetzen.
[Bearbeiten] Entwicklung
Die thermisch verbesserten Systeme mit neuen Abstandhaltern gewährleisten durch eine verbesserte Wärmedämmung das Einsparen von Heizenergie, reduzieren die Entstehung von Tauwasser am Scheibenrand und verbessern so das Wohnklima in Gebäuden. Angesichts dieser Vorteile nimmt der Anteil der warmen Kante in der Isolierglasproduktion in Deutschland schon seit Jahren zu.[2]
Einen regelrechten Schub erhielten die thermisch verbesserten Abstandhalter mit der Energieeinsparverordnung (EnEV), die im Jahr 2002 in Kraft trat. Denn bei den Berechnungen im Rahmen des Nachweisverfahrens der EnEV müssen seither die wärmetechnischen Eigenschaften von Abstandhaltern berücksichtigt werden. Auf Basis der DIN EN ISO 10077-1 werden bei der Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten für das gesamte Bauteil Fenster nicht nur die Transmissionswärmeverluste über Glas und Rahmen, sondern auch die Wärmeverluste über den Isolierglas-Randverbund berechnet. Die thermische Verbesserung des Randverbundes eines Fensters führt daher zu einer Aufwertung des Gesamtsystems.
Weiter forciert wird diese Entwicklung durch die ehrgeizigen Ziele der Bundesregierung zur Verringerung des CO2-Ausstoßes. Durch die bereits in Arbeit befindliche Novellierung der erst im Herbst 2007 in Kraft getretenen aktuellen Energieeinsparverordnung sollen die Anforderungen an die Wärmedämmung von Gebäuden − und damit auch von Fenstern und Türen − erheblich verschärft werden.
