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Transparente Wärmedämmung

Akronym: TWD

Definition: eine Wärmedämmung bestehend aus transparentem (lichtdurchlässigem) Material

Englisch: transparent thermal insulation

Kategorien: Energieeffizienz, Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 22.09.2014; letzte Änderung: 03.11.2018

Die meisten Wärmedämmmaterialien (d. h. Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit) sind opak, d. h. nicht lichtdurchlässig. Vereinzelt werden jedoch auch gut lichtdurchlässige Materialien verwendet. Meist sind sie nicht transparent wie ein Fenster, sondern weisen eine starke Streuung des Lichts auf, sodass man nicht hindurch sehen kann. Deswegen wäre hier die Bezeichnung “transluzent” meist präziser als “transparent”.

Für eine transparente Wärmedämmung kommen sowohl mineralische Substanzen als auch Kunststoffe infrage. Verwendbar sind beispielsweise gewisse Glasgranulate wie auch Wabenstrukturen von Kunststoffen mit viel Luftinhalt (etwa Acrylschaumplatten). Ebenfalls möglich ist die Verwendung von klaren oder getrübten Scheiben aus Glas oder Kunststoffen. Solche Elemente können außen auf einer Gebäudefassade angebracht werden. Transparent bzw. transluzent ist da nicht die Fassade an sich, sondern lediglich deren Wärmedämmung.

Es gibt allerdings auch Fassadenelemente, die Sonnenlicht sogar bis nach innen dringen lassen. (Man spricht dann von Tageslichtsystemen oder Direktgewinnsystemen.) Sie können ergänzend zu Fenstern oder gegebenenfalls als Ersatz dafür zur Versorgung der Räume mit Tageslicht dienen. Im Vergleich zu modernen Fenstern können Tageslichtsysteme noch bessere Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) aufweisen. Die meist starke Streuung des Lichts kann insofern vorteilhaft sein, dass das Licht besser im Raum verteilt wird und somit weniger Blendeffekte auftreten. Bei großflächigen Einsatz kann der Energieaufwand für die Beleuchtung deutlich gesenkt werden – insbesondere bei Bürogebäuden mit hohem Lichtbedarf.

Eine wichtige Grundidee hinter der transparenten Wärmedämmung ist, dass die Energie von Sonnenlicht, welches von außen auf eine damit gedämmte Wand fällt, für die Beheizung nutzbar gemacht wird. Das Licht gelangt nämlich mindestens teilweise durch die Wärmedämmung auf die Wand, wo es absorbiert und dabei in Wärme umgewandelt wird. (Idealerweise sollte nicht nur sichtbares, sondern auch infrarotes Licht (Wärmestrahlung) von dem Material gut durchgelassen werden, während die gegebenenfalls beschichtete Wandoberfläche die Strahlung gut absorbieren sollte.) Diese Wärme fließt nun vorzugsweise nach innen, da der Abfluss nach außen ja durch die Wärmedämmung behindert wird. Es handelt sich somit um eine Art der passiven Solarheizung in Form eines Wandheizungssystems. Die Fassade wird dabei quasi zu einem Sonnenkollektor, der allerdings keinen Wärmetransport über einen Wasserkreislauf erfordert.

Auf die beschriebene Weise kann die Energiebilanz einer gedämmten Wand im zeitlichen Mittel durchaus positiv sein, d. h. es dringt im Mittel mehr Wärme ein, als die Wand durch Wärmeleitung nach außen an Wärme verliert. Dies funktioniert allerdings nur, wenn eine so gedämmte Wand genügend oft vom Sonnenlicht beschienen wird (also z. B. auf einer nicht verschatteten Südfassade). Eine Schwierigkeit besteht darin, den transparenten Charakter des Materials mit einem niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) zu verbinden. (Typischerweise liegt der erreichbare U-Wert zwar massiv unter dem einer ungedämmten Wand, aber doch um das Doppelte oder Dreifache höher als bei einer konventionell gut gedämmten Wand.) Ein weiteres Problem liegt in den typischerweise deutlich höheren Kosten als für nicht lichtdurchlässige Dämmmaterialien.

Günstig ist der Umstand, dass die Gewinnung von Sonnenenergie bei diesem Verfahren meist mit einer Wärmespeicherung durch die Wand verbunden ist (soweit die Wärme nicht unmittelbar an den Raum abgegeben wird, z. B. wenn die Strahlung in den Raum gelangt). Dadurch wird die gewonnene Wärme mit einer gewissen Zeitverzögerung an die Innenräume abgegeben, sodass geringere Temperaturschwankungen auftreten als beispielsweise mit solaren Gewinnen nur über Fenster.

Zu bedenken ist die Gefahr der sommerlichen Überhitzung der Räume. Eine Möglichkeit der Vorbeugung dagegen is eine aktive Verschattung, die an heißen Tagen gezielt einsetzbar ist. Beispielsweise können außen liegende elektrisch verstellbare Lamellen als Sonnenschutz hierfür dienen, deren Steuerung mit einer geeigneten Regelstrategie erfolgt. Unter Umständen kann jedoch auch der Effekt genügen, dass das Sonnenlicht an den heißen Tagen meist steil einfällt und somit vertikale Fassadenelemente wesentlich weniger trifft als im Winter. Unterstützend kann hierbei ein ausreichend weiter Dachüberstand wirken.

Eine transparente Wärmedämmung kann bei einem Neubau von Anfang an vorgesehen werden. Ebenfalls möglich ist der Einsatz im Rahmen einer energetischen Sanierung eines Gebäudes.

Wenn ein Gebäude über eine gute herkömmliche (nicht transluzente) Wärmedämmung verfügt, können die Wärmegewinne durch ausreichend groß bemessene Fensterflächen an sonnigen Tagen bereits ausreichend hoch sein, um zusätzliche Heizwärme unnötig zu machen. Ein Defizit an Wärme entsteht grundsätzlich am ehesten an kalten und gleichzeitig trüben Tagen. In solchen Fällen ist der Nutzen einer transluzenten Wärmedämmung beschränkt oder kann jedenfalls die höheren Kosten schwer rechtfertigen. Anders kann die Situation jedoch sein, wenn nur geringe Fensterflächen vorhanden sind.

Siehe auch: Wärmedämmung, Wärmedämmmaterial, Sonnenenergie, Solarheizung, Beleuchtung, solare Gewinne, Sonnenschutz
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieeffizienz, Haustechnik, Wärme und Kälte

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