Glas ist einer der beliebtesten und vielseitigsten Baustoffe, die heute verwendet werden, unter anderem aufgrund seiner sich ständig verbessernden solaren und thermischen Leistung. Eine Möglichkeit, diese Leistung zu erzielen, ist die Verwendung von passiven und solarbetriebenen 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 Infrarot (IR) Licht nehmen unterschiedliche Teile des Sonnenspektrums ein - die Unterschiede zwischen den drei werden durch ihre Wellenlängen bestimmt.
• Ultraviolettes Licht, das dazu führt, dass Innenmaterialien wie Stoffe und Wandverkleidungen verblassen, hat Wellenlängen von 310 bis 380 Nanometern, wenn die Glasleistung angegeben wird.
• • Sichtbares Licht nimmt den Teil des Spektrums zwischen Wellenlängen von etwa 380 bis 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 des durchgelassenen sichtbaren Lichts zu beeinträchtigen.
Wenn Wärme oder Lichtenergie von Glas absorbiert wird, wird sie entweder durch Luftbewegung weggeschoben oder von der Glasoberfläche wieder abgestrahlt. Die Fähigkeit eines Materials, Energie abzustrahlen, ist als Emissionsgrad bekannt. Im Allgemeinen haben hochreflektierende Materialien ein geringes Emissionsvermögen und matt dunkler gefärbte Materialien ein hohes Emissionsvermögen. Alle Materialien, einschließlich Fenster, strahlen je nach Emissionsgrad und Temperatur ihrer Oberflächen Wärme in Form langwelliger Infrarotenergie ab. Strahlungsenergie ist eine der wichtigsten Arten der Wärmeübertragung bei Fenstern. Das Reduzieren des Emissionsvermögens einer oder mehrerer Fensterglasoberflächen verbessert die Isoliereigenschaften eines Fensters. Beispielsweise hat unbeschichtetes Glas einen Emissionsgrad von 0,84, während Vitro Architectural Glass (ehemals PPG-Glas) Sonnenschutz bietet Solarban® 70XL Glas hat einen Emissionsgrad von 0,02.
Hier kommen Beschichtungen mit niedrigem Emissionsvermögen (oder Glas mit niedrigem E-Wert) 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 spiegeln auch erhebliche Mengen kurzwelliger Sonneninfrarotenergie wider. Wenn die innere Wärmeenergie im Winter nach außen zu kälter entweichen will, reflektiert die Low-E-Beschichtung die Wärme zurück nach innen und reduziert den Strahlungswärmeverlust durch das Glas. Das Gegenteil passiert im Sommer. Um eine einfache Analogie zu verwenden, funktioniert Low-E-Glas genauso wie eine Thermoskanne. Eine Thermoskanne hat einen Silberstreifen, der die Temperatur des darin enthaltenen Getränks widerspiegelt. Die Temperatur wird aufgrund der ständigen Reflexion sowie der isolierenden Vorteile, die der Luftraum zwischen der Innen- und Außenhülle der Thermoskanne bietet, ähnlich wie bei einer Isolierglaseinheit, aufrechterhalten. Da Low-E-Glas aus extrem dünnen Schichten aus Silber oder anderen Materialien mit niedrigem Emissionsvermögen besteht, gilt dieselbe Theorie. Die silberne Low-E-Beschichtung reflektiert die Innentemperaturen im Inneren und hält den Raum warm oder kalt.
Low-E-Beschichtungstypen und Herstellungsverfahren
Tatsächlich gibt es zwei verschiedene Arten von Low-E-Beschichtungen: passive Low-E-Beschichtungen und Low-E-Beschichtungen mit Sonnenschutz. Passive Low-E-Beschichtungen wurden entwickelt, um den Solarwärmegewinn in einem Haus oder Gebäude zu maximieren, um den Effekt einer „passiven“ Heizung zu erzielen und die Abhängigkeit von künstlicher Heizung zu verringern. Low-E-Beschichtungen mit Solarsteuerung wurden entwickelt, um die Menge an Sonnenwärme zu begrenzen, die in ein Haus oder Gebäude gelangt, um Gebäude kühler zu halten und den Energieverbrauch im Zusammenhang mit Klimaanlagen zu senken.
Beide Arten von Low-E-Glas, passive und solare Steuerung, werden nach zwei primären Produktionsmethoden hergestellt - pyrolytisch oder "Hartbeschichtung" und Magnetron-Sputter-Vakuumabscheidung (MSVD) oder "Weichbeschichtung". Bei dem in den frühen 1970er Jahren üblichen pyrolytischen Verfahren wird die Beschichtung auf das Glasband aufgebracht, während es auf der Schwimmerlinie hergestellt wird. Die Beschichtung „verschmilzt“ dann mit der heißen Glasoberfläche und erzeugt eine starke Verbindung, die für die Glasverarbeitung während der Herstellung sehr haltbar ist. Schließlich wird das Glas für den Versand an Verarbeiter in Lagerbögen verschiedener Größen geschnitten. Bei dem in den 1980er Jahren eingeführten und in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich verfeinerten MSVD-Verfahren wird die Beschichtung offline auf vorgeschnittenes Glas in einer Vakuumkammer bei Raumtemperatur aufgebracht.
Aufgrund der historischen Entwicklung dieser Beschichtungstechnologien sind passive Low-E-Beschichtungen manchmal mit dem pyrolytischen Prozess und Low-E-Beschichtungen mit Sonnenschutz mit MSVD verbunden. Dies ist jedoch nicht mehr ganz genau. Darüber hinaus variiert die Leistung stark von Produkt zu Produkt und von Hersteller zu Hersteller (siehe Tabelle unten). Leistungsdatentabellen sind jedoch leicht verfügbar, und verschiedene Online-Tools können verwendet werden, um alle Low-E-Beschichtungen auf dem Markt zu vergleichen.
Beschichtungsort
In einer Standard-Doppelplatte IG gibt es vier mögliche Oberflächen, auf die Beschichtungen aufgebracht werden können: Die erste (Nr. 1) Oberfläche ist nach außen gerichtet, die zweite (Nr. 2) und die dritte (Nr. 3) Oberfläche sind einander innerhalb der Isolierglaseinheit und zugewandt sind durch einen peripheren Abstandshalter getrennt, der einen isolierenden Luftraum schafft, während die vierte (Nr. 4) Oberfläche direkt nach innen zeigt. Passive Low-E-Beschichtungen funktionieren am besten auf der dritten oder vierten Oberfläche (am weitesten von der Sonne entfernt), während Low-E-Beschichtungen mit Sonnenschutz am besten funktionieren, wenn sie sich auf der der Sonne am nächsten gelegenen Stelle befinden, typischerweise auf der zweiten Oberfläche.
Leistungsmessungen für Low-E-Beschichtungen
Low-E-Beschichtungen werden auf die verschiedenen Oberflächen von Isolierglaseinheiten aufgebracht. Unabhängig davon, ob eine Low-E-Beschichtung als passive oder solare Steuerung betrachtet wird, bieten sie Verbesserungen der Leistungswerte. Folgendes wird verwendet, um die Wirksamkeit von Glas mit Low-E-Beschichtungen zu messen:
• • U-Wert ist die Bewertung eines Fensters basierend 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 eingelassen wird und sowohl direkt übertragen als auch absorbiert und nach innen zurückgestrahlt wird. Je niedriger der Solarwärmegewinnkoeffizient eines Fensters ist, desto weniger Sonnenwärme wird übertragen.
• Licht zu 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 sie die Menge an ultraviolettem und infrarotem Licht (Energie) minimieren, die durch Glas hindurchtreten kann, ohne die Menge des durchgelassenen sichtbaren Lichts zu beeinträchtigen.
Bei der Gestaltung von Fenstern fallen Größe, Farbton und andere ästhetische Eigenschaften ein. Low-E-Beschichtungen spielen jedoch eine ebenso wichtige Rolle und beeinflussen die Gesamtleistung eines Fensters sowie die Gesamtkosten für Heizung, Beleuchtung und Kühlung eines Gebäudes erheblich.
Beitragszeit: 13.08.2020