Glas Wärmeleitfähigkeit: Energieeffizienz, Einsatzgebiete & Kosten

Ratgeber

Die Wärmeleitfähigkeit von Glas ist ein wichtiger Faktor in vielen Anwendungen, von Fenstern bis hin zu technischen Geräten. Glas hat im Vergleich zu Metallen eine relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit, was bedeutet, dass es Wärme nicht so gut leitet. Diese Eigenschaft macht Glas zu einem guten Isolator. In diesem Artikel erfahren Sie, wie die Wärmeleitfähigkeit von Glas funktioniert, welche Arten von Glas besonders gute Isoliereigenschaften haben und wie diese in verschiedenen Bereichen genutzt werden.

Das Wichtigste in Kürze

  • Niedrige Wärmeleitfähigkeit: Glas leitet Wärme schlechter als viele andere Materialien, was es zu einem guten Isolator macht.
  • Isoliereigenschaften: Spezielles Isolierglas, wie Doppelglas oder Dreifachverglasung, bietet hervorragende Wärmedämmung.
  • Anwendungen: Glas wird in Fenstern, Bauwerken und elektronischen Geräten verwendet, um Wärmeverlust zu minimieren und Energieeffizienz zu erhöhen.
  • Faktoren: Die Wärmeleitfähigkeit von Glas kann durch Zusammensetzung, Dicke und Beschichtungen beeinflusst werden.
  • Vergleich: Im Vergleich zu Metallen und anderen Materialien zeigt Glas eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit.

Hat Glas Wärmeleitfähigkeit?

Energiekosten machen einen beträchtlichen Anteil an den gesamten Kosten für ein Gebäude aus und selbstverständlich möchten Haus- und Wohnungsbesitzer möglichst wenig dafür ausgeben. Im ersten Schritt ist es daher wichtig, die Wände zu dämmen und Fenster mit Isolier- oder Wärmeschutzverglasung einzubauen.

Damit Unternehmen bei der Produktion von Glasscheiben eine Vergleichbarkeit herstellen können, hat die DIN-Norm 4108-4 die sogenannte Wärmeleitfähigkeit (dargestellt mit dem griechischen Symbol Lambda (λ)) definiert. Angegeben wird diese mit W/mK (Watt / Meter X Kelvin).

Je kleiner der Wert ist, desto weniger Wärme wird hindurchgeleitet. Das ist auch der Vorteil von Glas, denn die unterschiedlichen Glasarten haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit und lassen nur wenig Wärme hindurch. Allerdings ist das nur die halbe Wahrheit, denn zusätzlich gibt es noch den Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert). Auch hierbei gilt, dass je kleiner der Wert ist, desto eher bleibt die Wärme im Innenraum.

Isolierund Wärmeschutzverglasungen besitzen dabei einen besonders niedrigen U-Wert und sind aus Niedrigenergiehäusern nicht mehr wegzudenken.

Tipp: Glas hat einen Schmelzpunkt zwischen 500 Grad Celsius und 1.650 Grad Celsius.

Welche Vorteile hat wärmeleitfähiges Glas?

Vorbei sind die Zeiten, in denen Wintergärten aus einfach verglasten Fenstern bestanden, denn diese lassen viel Wärme nach außen und somit muss der Raum oft nachgeheizt werden.

Mit dem Einbau von isolierverglasten (oder sogar wärmeschutzverglasten) Elementen, bleibt die Wärme im Innenraum, wovon vor allem vollverglaste Flächen wie beispielsweise Wintergärten oder Galerien profitieren. Im Winter werden Kältebrücken dadurch vermindert, doch auch bei einem Sommergarten ergeben sich einige Vorteile, wie beispielsweise:

  • Getönte Scheiben reflektieren Licht und sorgen für Abkühlung
  • Wärmeschutzverglasung lässt kühle Luft im Innenraum
  • Durch die Dichte der Scheiben sind diese auch noch einbruchsicher

Übrigens, dass das Glas Wärme schlecht leitet, wird bei Ceranfeld ersichtlich. So wird das eigentliche Kochfeld schnell heiß – das umliegende Glas bleibt aber kalt.

Anders sieht es bei Metall aus. So wird die Karosserie eines Fahrzeugs schnell heiß, wobei sich die Hitze schnell auf das gesamte Fahrzeug ausbreitet.

Wärmeleitfähigkeit Tabelle im Überblick

Glas ist nicht gleich Glas und so sollen nachfolgend die wichtigsten Glassorten übersichtlich in einer Tabelle dargestellt werden.

Glassorte Wärmeleitfähigkeit 𝛌 Spezifisches Gewicht ρ
Fensterglas 0,80 bis 1,10 2.500
Bleiglas 0,70 bis 0,93 2.890
Glasbaustein 0,58 1.500
Flachglas 0,80 2.500
Glasmosaik 1,20 2.000
Kalk-Natronglas 1,00 2.500
Spiegelglas 0,76 2.700
Quarzglas 1,40 2.200

In der Tabelle zeigt sich, dass Glasbausteine eine geringe Leitfähigkeit besitzen und dementsprechend eine gute Dämmwirkung besitzen. Dies resultiert aus der Stärke der Hohlblocksteine, allerdings sind diese nicht sonderlich schön anzusehen und weiterhin kann über Fugen vermehrt Wärme austreten.

Auch Bleiglas besitzt einen guten Wert, allerdings wird dieses wegen gesundheitlicher Bedenken nicht mehr häufig eingesetzt. Einen guten Mittelweg bietet daher Fensterglas, wobei in der oben genannten Tabelle stets nur eine Scheibe betrachtet wird. Der Effekt verbessert sich, wenn mehrere Glasscheiben hintereinander eingesetzt werden.

Dementsprechend gilt: Egal ob Sommergarten, Wintergarten oder auch Fensterverglasung – es sollte mindestens eine 2-fach-Isolierverglasung verbaut werden.

Welche intelligenten Glas-Arten gibt es?

Vor allem bei geschäftlichen Bauten spielen Einsparungen eine große Rolle. Dies ist in Verbindung mit großen Glasfassaden nicht ganz so einfach, sodass Unternehmen das intelligente Glas (Smart Glas) entwickelt haben.

Diese Glasarten spielen ihre Vorteile im Sommer aus, da Klimaanlagen nur selten eingeschaltet werden. Hierzu dunkeln sich die gläsernen Fassaden von selbst ab und hellen sich bei geringerer Intensität wieder auf.

Dieser Effekt kann durch drei Verfahren entstehen:

  • Liquid-Crystal-Verfahren (LC)
  • Thermochromes Verfahren
  • Elektrochromes Verfahren

LC-Gläser sind vornehmlich bei Monitoren bekannt, wo die Flüssigkristalle durch Strom ihre Farbe verändern. Dasselbe Prinzip bleibt auch beim Glas bestehen, wobei im Unterschied die Farbe egal ist. Stattdessen erhalten LC-Gläser einen milchigen Effekt. Im Gegensatz zu den anderen Verfahren wird LC-Glas erst durch das Anlegen von Strom klar und nicht umgekehrt.

Ein anderes Konzept verfolgt das thermochrome Glas. Fallen Sonnenstrahlen auf die Scheibe, so erhitzt sich diese (wie gesagt ist Glas ein schlechter Leiter). Diese Hitze registrieren entweder transparente Schaltungen oder Gase, die sich je nach Hitze abdunkeln oder aufhellen.

Elektrochromes Glas arbeitet wiederum mit einer Spannung. Je stärker Sonnenlicht auf die Scheibe strahlt, desto höher ist die anliegende Spannung. Ab einem bestimmten Punkt verfärben sich abermals Kristalle, die durch elektrische Schaltungen gesteuert werden.

Geld sparen mit smartem Glas – Möglichkeiten & Menge

Sonnenschutzglas hat einen großen Effekt auf die Energiekosten. Zuerst einmal lässt sich der gesamte Energieverbrauch um bis zu 20 Prozent senken, da sich das Glas von selbst abdunkelt und aufhellt. In diesem Zusammenhang kann smartes Glas unter Umständen auch mit einer Photovoltaikanlage kombiniert werden.

Dadurch kann das auftreffende Sonnenlicht in Spannung umgewandelt und eingespeist werden. Dies ist allerdings nur dann möglich, wenn es sich um ein Glas mit dünner Photovoltaikfolie handelt. Darüber hinaus kann auf Jalousien und, bei ausreichender Belüftung, einer Klimaanlage verzichtet werden. Wie viel kWh genau eingespart werden können, muss individuell festgestellt werden. 

Fazit zu Glas Wärmeleitfähigkeit

Glas besitzt grundsätzlich eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, wodurch Wärme vornehmlich im Innenraum verbleibt. Dieser Effekt wird vor allem bei einer Isolier- oder Wärmeschutzverglasung deutlich. Vor allem bei einem Winter- oder Sommergarten kommt dieser Effekt zum Tragen. Hintergrund ist, dass bei alten Glasfronten viele Kältebrücken entstehen.

Im Sommer lässt sich Energie durch smartes Glas sparen. Verantwortlich dafür sind Flüssigkristalle, Edelgase oder Schaltkreise, die das Glas je nach Intensität oder auftretender Hitze abdunkeln oder aufhellen. Mit einer smarten Verglasung lassen sich sowohl Fixkosten (durch den Wegfall einer Klimaanlage) als auch variable Kosten senken. So können bis zu 20 Prozent der Energiekosten eingespart werden.

FAQs zu Glas Wärmeleitfähigkeit

Warum hat Glas eine niedrige Wärmeleitfähigkeit?

Glas hat eine amorphe Struktur ohne freie Elektronen, was die Wärmeleitung im Vergleich zu Metallen, die freie Elektronen zur Wärmeleitung nutzen, reduziert.

Wie beeinflusst die Zusammensetzung von Glas seine Wärmeleitfähigkeit?

Zusätze und Verunreinigungen im Glas können die Wärmeleitfähigkeit verändern. Beispielsweise kann Borosilikatglas eine höhere Wärmeleitfähigkeit als normales Kalk-Natron-Glas haben.

Was ist Isolierglas und wie funktioniert es?

Isolierglas besteht aus zwei oder mehr Glasscheiben, die durch einen luftdichten Zwischenraum getrennt sind. Dieser Zwischenraum kann mit Luft oder Edelgasen gefüllt sein, um die Wärmedämmung zu verbessern.

In welchen Anwendungen ist die Wärmeleitfähigkeit von Glas besonders wichtig?

In Fenstern und Bauwerken zur Verbesserung der Energieeffizienz sowie in elektronischen Geräten, um die Wärmeentwicklung zu kontrollieren.

Kann die Wärmeleitfähigkeit von Glas durch Beschichtungen verbessert werden?

Ja, spezielle Beschichtungen wie Low-E (niedrige Emissivität) können die Wärmestrahlung reduzieren und somit die Isoliereigenschaften von Glas weiter verbessern.

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