Inhaltsverzeichnis
- Physikalische Zusammensetzung des Sonnenlichts: Mehr als ein Typ UV-Strahlung
- Erhöhte UV-Strahlung im Haus = energieeffizient?
- UV-Strahlung, ein Gesundheitsrisiko?
- Sanieren und Dämmen – nachträglicher UV-Schutz durch Folien
- Fazit: Energiesparfester und UV-Strahlung im Haus
Physikalische Zusammensetzung des Sonnenlichts: Mehr als ein Typ UV-Strahlung
Sonnenstrahlen bestehen, wie eingangs erwähnt, aus einem Gemisch elektromagnetischer Strahlen mit unterschiedlicher Wellenlänge. Das Gleiche gilt wiederum auch für die Ultraviolett-Strahlung (UV-Strahlung). Sie besteht aus der UV-A-, der UV-B- und der UV-C-Strahlung, wobei nur letztere für den Menschen unbedenklich ist. Die UV-A und UV-B-Strahlung hingegen können zu Gewebebeschädigungen und -veränderungen führen und erhöhen das Risiko, an bestimmten Krebssorten zu erkranken.
→ Was viele nicht wissen: Das normale Fenster schützt nur sehr bedingt vor schädlicher UV-A-Strahlung im Haus.
Erhöhte UV-Strahlung im Haus = energieeffizient?
Zwar wirkt ein Fenster für einen bestimmten Teil der Sonnenstrahlen reflektierend, bei gängigen Fenstermodellen beträgt dieser Anteil jedoch nur knapp 40 Prozent. Demnach gelangen 60% der Sonnenenergie in den Raum (g-Wert = 0,6) und damit auch UV-Strahlung ins Haus. Bei allen Überlegungen, wie sich die Energie dieser Sonnenlichteinstrahlung durch das Fenster effizient nutzen lässt, spielt Infrarotstrahlung die übergeordnete Rolle: Diese Strahlen werden, wenn sie auf Gegenstände oder Bauteile innerhalb des Raumes treffen, als Wärme gespeichert, verlieren aber just in diesem Augenblick aber auch ihr Energienutzungspotenzial. Deshalb existiert bislang auch noch keine Technologie zur aktiven Energiegewinnung durch Fenster, da es sich um eine stark flüchtige und nur schwer einfangbare Energiequelle handelt. (Mehr zu dem Thema Wärmerückgewinnung lesen sie hier)
So können vor allem Fenster auf der Südseite gezielt zum Passiv-Energiegewinn genutzt werden und tragen somit zur positiven Energiebilanz des Gebäudes bei. Auch das ist ein Grund dafür, dass auf der Nordseite meist von großflächigen Fensterkonstruktionen abgesehen wird – das Ganze ist schlicht unrentabel. Dabei gilt grundsätzlich, dass eine Fassade ohne Fenster einen niedrigeren Wärmedurchgangskoeffizienten hat als ein normales Fenster innerhalb der Fassade.
Als optimale Kombination ergibt sich für die unterschiedlichen Fenstertypen ein tiefer Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) zusammen mit einem hohen g-Wert. Treffen diese Grundvoraussetzungen zu, kann über einzelne Anwendungsmöglichkeiten nachgedacht werden. Wichtig ist aber bei allen Überlegungen, dass bei erhöhtem Energiepotenzial des Sonnenlichts gleichzeitig immer aber auch ein erhöhtes Maß an UV-Strahlung im Haus vorliegt.
Bei der Fensterwahl sind also mehrere Faktoren ausschlaggebend, um Energie zu sparen: Lage, Einfallwinkel der Sonnenstrahlen und das verwendete Baumaterial. Dabei gilt unabhängig von diesen drei Faktoren, dass einfaches Fensterglas die UV-B Strahlung reflektiert oder absorbiert, hingegen das UV-A licht durchlässt (Transmission). Das scheint vor allem die wissenschaftliche Forschung vor das Problem einer Interessensabwägung zu stellen: Energieeffizienz gegenüber Gesundheitsschutz? Oder ist eine derartige Dichotomie nicht zwingend notwendig?
UVA-Strahlung, ein Gesundheitsrisiko?
Die UVA-Strahlung führt bei längerer Exposition im Gegensatz zur UV-B-Strahlung zwar nicht zum „klassischen“ Sonnenbrand, dringt aber aufgrund ihrer Wellenlänge tiefer in die Hautschichten ein (bis zur Dermis oder Lederhaut) und birgt damit zusätzliches Gefährdungspotenzial.
Denn sichtbar sind die Folgen von UVA-Strahlung meist nicht, gleichwohl bei langer und intensiver Aussetzung auch ein Bräunungseffekt der Haut stattfinden kann (Solarien beispielsweise nutzen ausschließlich UVA-Strahlung). Neben einer allgemeinen Schwächung des betroffenen Bindegewebes, führen sie zur vorzeitigen Alterung der Haut (Photoaging). Die größte Gefahr von UVA-Strahlen, die auch zur UV-Strahlung innerhalb von Häusern gehört, könnte der Zusammenhang mit der Krebserkrankung an schwarzem Hautkrebs (Melanome) sein – eine Kausalität, die vor allem in den letzten Jahren verstärkt erforscht wurde.
Wie können Fenster vor der Transmission von UVA-Licht geschützt werden?
Durch den gezielten Einsatz von Isolier- und Verbundsicherheitsglas lässt sich die UV-Strahlung im Haus aber deutlich reduzieren. Bei Verbundglasscheiben kann die UV-A-Transmission sogar auf nur 2–4 Prozent Strahlung reduziert werden. Mitverantwortlich dafür ist die zwischen den beiden Glasschichten verbaute Folie aus Polyvinylbutyral (PVB).
Altbauten sind besonders betroffen, deren Fenster führen nicht nur zu einem erheblichen Wärmeverlust, sondern schützen nicht ausreichend genug vor UV-Strahlung im Haus.
Sanieren und Dämmen – nachträglicher UV-Schutz durch Folien
Durch den Einsatz spezieller Sonnenschutzfolien kann UV-Strahlung im Haus stark reduziert werden. Dabei ist ein großer Vorteil, dass diese Art der Sanierung unkompliziert und kostengünstig ist. Hierbei wird eine beschichtete Folie entweder innerhalb oder außerhalb des Fenster angebracht und damit die Reflexion der Sonnenstrahlen stark erhöht. Das hat gleichzeitig den Effekt, dass sich Räume auf der Südseite auch weniger aufwärmen. Bei der Kombination einer Sonnenschutz- und Thermofolie tritt zusätzlich ein Isolationseffekt ein: Wärmeverlust wird reduziert und Heizkosten gespart.
Aber: je stärker eine Folie reflektieren soll, desto dunkler muss sie sein. Das macht derartige UV-Schutzfolien problematisch für Fenster in Wohn- und Nutzräumen.
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Förderungen von energieeffizienten Fenstern
Einscheibensicherheitsglas, Flachglas, Primärenergieberechnung, Zweifach- oder Einfachverglasung? Sprossenfenster oder Flachglas? Auch in der architektonischen Ausgestaltung sind Fenstern heutzutage nur wenig Grenzen gesetzt, außer bei der staatlichen Subventionierung.
Aus Sicht der Nachhaltigkeit, Klimaanpassung und vor allem der Energieeffizienz sind Fenster oft problematisch. Bei älterer Einfachverglasung kann der Wärmeverlust bis zu 20 Prozent betragen. Bei Ein- bis Dreifachverglasung variieren die U-Werte zwischen 6 und 1,1 – je niedriger desto besser. Analog verhält sich auch die staatliche Förderung, wobei die niedrigsten U-Werte die höchste Subvention bekommen. Dennoch gibt es erst dann einen Zuschuss, wenn das Gebäude so saniert wird, dass die Anforderungen an ein Effizienzhaus 85 oder Effizienzhaus Denkmal erreicht sind.
→ Für eine individuelle Planung und Umsetzung sollten stets Energieeffizienz-Experten hinzugezogen werden (Expertenliste des Bundes der Deutschen Energie Agentur).
Fazit: Energiesparfenster und UV-Strahlung im Haus
Bislang wurde noch kein probates Mittel gefunden, um mit der Sonneneinstrahlung auf und durch Fenster aktiv Energie zu gewinnen. Dennoch kann durch eine gezielte Kombination aus Lage, Lichteinfallswinkel und Fenstertyp der Energieverbrauch des Hauses deutlich reduziert werden.
Was die Forschung der letzten Jahre hingegen vermehrt beschäftigt ist die UV-Strahlung im Haus. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf den UVA-Strahlen. Bislang scheint dabei die gängigste Methode zur Reduzierung auf Folientechnik zu basieren. Zwar sind diese Lösungen einfach und vor allem im Altbau gut umsetzbar, kostengünstig und teilweise bereits nachhaltig. Das Problem der Verschattung innerhalb der Räume bleibt aber nach wie vor ungelöst.
Abschließend sei aber gesagt, dass die UV-Strahlung im Haus durch das Bundesamt für Strahlenschutz als niedrig eingeschätzt wird. Dennoch sollte speziell in Bereichen mit hohen Ozonwerten über besprochene Sanierungsmaßnahmen nachgedacht werden.
Auch hinsichtlich des fortschreitenden Klimawandels ist die Klimaanpassung von Gebäuden ein entscheidendes Thema in der Baubranche, um auf die nächsten Jahrzehnte vorbereitet zu sein. Das praxisnahe Werk „Klimaanpassung an Gebäuden, Freiflächen sowie in der Stadt- und Landschaftsplanung“ bietet nicht nur detaillierte Handlungsempfehlungen für Gebäude alleine, sondern achtet stets auf den städte- und landschaftsbaulichen Kontext. So kann beispielsweise mit architektonischen Maßnahmen oder einer geeigneten Bauform für Verschattung der Gebäude gesorgt werden, wodurch auch die UV-Strahlung in Räumen fast gänzlich verhindert wird.
Quellen: "Klimaanpassung an Gebäuden, Freiflächen sowie in der Stadt-und Landschaftsplanung", www.energie-lexikon.info, www.fensterbau-ratgeber.de, www.daemmen-und-sanieren.de, www.dermatologikum.de, www.kfw.de, www.bfs.de
