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Vakuumisolierglas: Funktionsweise

Der Wärmetransport in konventionellen Doppel- oder Mehrfachverglasungen besteht aus den Anteilen

Bei Vakuumisolierglas (VIG) kommt noch ein dritter Anteil hinzu, nämlich Wärmeleitung über die sich im Scheibenzwischenraum befindlichen Stützen. Durch Verringerung jedes der Anteile kann die Dämmwirkung einer Verglasung erhöht werden. Bei nicht-evakuierten Verglasungen wird die Wärmeleitung des Gases im Scheibenzwischenraum durch Einbringen spezieller Füllgase (z.B. Argon oder Krypton) verringert. Die Wärmestrahlung zwischen den Glasscheiben kann durch Aufbringung IR-reflektierender Beschichtungen (low-ε-Schichten) erheblich reduziert werden. Diese beiden Maßnahmen reduzieren den Ug-Wert einer Doppelverglasung von rund 3 W/(m²K) - Luftfüllung, keine low-ε-Schicht - auf etwa 0,9 W/(m²K) - Kryptonfüllung, low-ε-Schicht mit ε = 0,04. Geringere Ug-Werte lassen sich z.B. durch das Einbringen weiterer Dämmschichten wie bei der Dreifachverglasung erreichen. Erheblicher Nachteil der Dreifachverglasungen ist jedoch das große Gewicht und die hohe Systemdicke. Beim Vakuumisolierglas wird ein anderer Weg gewählt. Die effektive Wärmeleitfähigkeit des Füllgases hängt nämlich vom Gasdruck und dem Scheibenabstand ab. Die Abbildung zeigt den Wärmedurchlasskoeffizienten eines 1 mm breiten Spaltes mit Luft als Füllgas in Abhängigkeit des Gasdruckes. Um den Anteil der Wärmeleitung des Füllgases signifikant zu reduzieren sind Gasdrücke <10 - 3 mbar erforderlich.


Bei vernachlässigbarer Wärmeleitfähigkeit des Füllgases lassen sich mit exzellenten low-ε-Schichten rein rechnerisch Ug-Werte von ca. 0,15 W/(m²K) realisieren. Leider müssen bei einem solchen evakuierten System jedoch noch Stützen im Scheibenzwischenraum eingebracht werden, die eine nicht zu vernachlässigende Wärmebrücke darstellen. Vor allem aus Gründen der mechanischen Stabilität muss der Abstand der Stützen möglichst klein gehalten werden, was thermisch nicht optimal ist. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, dass mit Vakuumisolierglas bei Verwendung thermisch optimierter Stützen Ug-Werte < 0,5 W/(m²K) bei Systemdicken von 9 mm möglich sind.

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