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Experten-Ratgeber: Warme Kanten im Randverbund von Isolierglas

Was ist eine „Warme Kante“? Wie wird sie hergestellt? Welche Varianten gibt es? Worin unterscheiden sie sich? Welche Vorteile bringt eine Warme Kante?

Die sogenannte "Warme Kante" ist ein wärmedämmender Randverbund bei Mehrscheiben-Isolierglas. Die als Warme Kante bezeichneten Abstandhalter besitzen eine geringe Wärmeleitfähigkeit und helfen, Wärmebrücken zu reduzieren. Sie kommen insbesondere in Fenstern in Niedrigenergiegebäuden zum Einsatz.

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Die sogenannte Warme Kante (auf Englisch: „warm edges“) ist konstruktiver Ausdruck einer materialspezifischen Wärmeleitfähigkeit, der aus einer bestimmten Konstruktionsweise des Randverbunds von Mehrscheiben-Isoliergläsern resultiert.

An den Begriff Warme Kante sind bislang keine weiteren Kennwerte geknüpft. Deshalb ist die Warme Kante allein kein Parameter für Planer und Co., um die Qualität einer Verglasung zu beurteilen.

Wärmedämm-Effekt einer „Warmen Kante“

Will man die sogenannte warme Kante verstehen, muss man zunächst erklären, wie ein Isolierglas und insbesondere dessen sogenannter Randverbund typischerweise aufgebaut sind.

Warme Kante Abstandhalter von SWISSPACER (Foto: SWISSPACER / Vetrotech Saint-Gobain (International) AG)
Warme Kante Abstandhalter von SWISSPACER (Foto: SWISSPACER / Vetrotech Saint-Gobain (International) AG)

Typischer Aufbau von Isolierglas

Moderne Isoliergläser sind entsprechend den Anforderungen an den Wärmeschutz und/ oder den Schallschutz aus zwei oder drei Glasscheiben zusammengesetzt, wobei die Zahl der Scheiben mit den Anforderungen steigt. Die verwendeten Scheiben haben je nach Einsatzzweck unterschiedliche Eigenschaften.

Typisch für eine Mehrscheiben-Isolierverglasung ist, dass der Scheibenzwischenraum, auch kurz: SZR genannt, heutzutage in der Regel mit Edelgasen wie Argon oder Krypton gefüllt ist. Die dem Raum zugewandte Scheibe der Verglasung, also die raumseitige Scheibe (bei 3-fach-Verglasungen häufig auch die ganz außenliegende Scheibe) ist zum Scheibenzwischenraum Großteils mit einer sogenannten Low-E-Wärmedämmbeschichtung versehen.

Schnitt durch einen heutigen Standardaufbau mit starrem Abstandhalter und zweifacher Abdichtung (Grafik: energie-experten.org)
Schnitt durch einen heutigen Standardaufbau mit starrem Abstandhalter und zweifacher Abdichtung (Grafik: energie-experten.org)

Entwicklungsstufen des Randverbunds

Im Zuge der Entwicklung von isolierenden Gläsern hat man anfangs die einzelnen Scheiben am Rand entweder miteinander verschweißt oder mit Hilfe eines Bleistegs verlötet. Diese beiden Techniken wurden dann von der lange Zeit als Standard verwendeten Lösung mit Abstandhaltern verdrängt: Dazu nutzte man Abstandhalter aus Aluminium, die man mittels eines hochaktiven Trocknungsmittels füllte und doppelt abdichtete.

Dank der beschriebenen Randgestaltung mit Alu-Abstandhaltern kommen standardgemäße Isoliergläser heute auf recht gute Ug-Werte:

  • bei 2-fach-Verglasungen: 1,1 W/m2K
  • bei 3-fach-Verglasungen: 0,7 W/m2K

Dazu müssen Sie wissen, dass bei der Berechnung dieser Werte der Randverbund meist unberücksichtigt bleibt.

Expertenwissen: Der Wärmedurchgangskoeffizient Ug einer Verglasung wird für den ungestörten Mittenbereich des Glases berechnet. Der Wärmedurchgangskoeffizient Uf dagegen gilt ausschließlich für den Rahmen ohne die Verglasung. Die extra Wärmeleitung aus der Wechselwirkung von Glas, Rahmen und Abstandhaltern erfasst der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient ψ (Psi-Wert), der insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich von der Wärmeleitfähigkeit des Abstandhalters abhängt.

Energetisch betrachtet, stellt jedoch gerade der Randverbund eine Schwachstelle der Isolierverglasung dar.

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Energetische Bedeutung des Randverbunds und der warmen Kante

Mit dem wachsenden Anspruch an den Wärmschutz von Gebäuden, insbesondere deren Gebäudehülle, die neben dem Mauerwerk samt Fassade auch Fenster und Türen umfasst, hat man auch die Fensterrahmen wärmetechnisch optimiert, damit Fenster als Gesamtkonstrukt den wärmedämmenden Anforderungen der Zeit gerecht werden.

Im Zuge dessen wurde es überhaupt erst möglich, großflächig zu verglasen und gar ganze Glasfassaden zu bauen. Mit dem wachsenden Flächenanteil des Glases stieg auch der Anteil an 3-fach-Verglasungen, die zwei Scheibenzwischenräume und damit einen erhöhten Wärme- und Schallschutz mitbringen. Doch damit nicht genug:

Die Anforderungen an die Energieeffizienz der Gebäude stiegen und steigen stetig. Das Augenmerk liegt zunehmend auf den nachhaltigen Aspekten des Bauens (Stichwort: Green Building). Damit rückte in jüngster Zeit auch der Randverbund von Isolierglas ins Zentrum der energetischen Betrachtung von Bauteilen. Zu Recht – denn Standard-Abstandhalter aus Aluminium bergen das Risiko von Wärmebrücken in ansonsten sehr gut dämmenden Fenstern und Glasfassaden.

Auf dieser Grafik sehen Sie eine schematische Darstellung des Wärmedämmeffekts einer warmen Kante (Foto: Ensinger GmbH / Verband Fenster + Fassade)
Seit Anfang der 1990er Jahre sorgen Abstandhalter aus hoch dämmendem Spezialkunststoff oder Edelstahl für die „warme Kante“ im Isolierglas. Ihre Wärmeleitfähigkeit ist so gering, dass die Differenz der Oberflächentemperatur zwischen der Mitte der Scheibe und dem Glasrand erheblich verringert wird. (Foto: Ensinger GmbH / Verband Fenster + Fassade)

Eine Wärmebrücke ist der Grund für unkontrollierten Wärmeverlust. Sie reduziert somit die Energieeffizienz der Verglasung. Und auch wenn Wärmebrücken nur punktuell kältere Zonen in der Gebäudehülle verursachen, können sie zu Tauwasserausfall führen und die Wohnbehaglichkeit spürbar beeinträchtigen.

Wer heute baut, muss deshalb die Anforderungen der aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV) bezüglich Wärmebrücken in der energetischen Bilanzierung berücksichtigen, die für Fenster nach der europäischen Norm DIN EN ISO 10077 ausgeführt wird.

Vor diesem Hintergrund haben die Hersteller verschiedene Systemlösungen für Warme Kanten entwickelt, die die unerwünschten Wärmeverluste am Randverbund deutlich reduzieren.

Die DIN EN ISO 10077 differenziert Abstandhalter in herkömmliche Modelle aus Aluminium oder Stahl und „wärmetechnisch verbesserte Abstandhalter“. Systemlösungen für eine Warme Kante im Randverbund basieren auf wärmetechnisch verbesserten Abstandhaltern, deren Qualität sich mit der Gleichung ∑ (d x ~) ≤ 0,007 darstellen lässt, wobei d die Dicke des Materials parallel zur Hauptwärmestromrichtung und ~ (teilweise auch als λ gekennzeichnet) die Wärmeleitfähigkeit des Materials in W/(mK) sind.

Die Norm unterscheidet demnach nur die beiden Klassen: Standard- und wärmetechnisch verbesserte Abstandhalter, für die dann je nach Verglasung und Rahmen bestimmte Psi-Werte genannt werden.

Wärmetechnisch verbesserte Abstandhalter: Eigenschaften, Bauweise und Vorteile

Im Folgenden wollen wir Ihnen die Eigenschaften, Bauweisen und Vorteile verschiedener Abstandhalter für Warme-Kante-Systeme im Randverbund von Isolierglas näher vorstellen.

Als Materialien für die Abstandhalter im als Warme Kante ausgelegten Randverbund sind 

  • Edelstahl,
  • thermoplastische Kunststoffe in Kombination mit Edelstahl, darunter Polypropylen, Polycarbonat und
  • Silikonschaum/ACSplus

geeignet.

Wichtig für Verarbeitung und Verhalten eingebauter Abstandhalter ist die Unterscheidung derselben in

  • starre und
  • flexible Systeme.
Auf diesem Bild ist ein Schnittbild eines dreifachverglasten Fensters mit warmer Kante abgebildet. (Foto: Ensinger GmbH / Verband Fenster + Fassade)
Heute werden die Scheibenzwischenräume zumeist nicht mehr mit Aluminiumab-standhaltern, sondern mittels hoch dämmenden Abstandhaltern aus Spezialkunst-stoff oder Edelstahl verbunden. Diese so genannte „warme Kante“ sorgt dafür, dass es im Winter in Fensternähe angenehm warm bleibt. (Foto: Ensinger GmbH / Ver-band Fenster + Fassade)

Starre Abstandhalter-Systeme

Edelstahl und die thermoplastischen Kunststoffe sind starre Materialien für Abstandhalter. Sie kommen als stangenförmige Hohlprofile zum Einsatz, die sich knicken, quetschen oder kürzen lassen, um sie zu Rahmen zusammenzustecken oder zu verschweißen. Dabei wird in einem extra Arbeitsgang ein Trockenmittel in den Hohlraum gefüllt. Mit starr ausgelegten Warme-Kante-Systemen kann man unregelmäßige Fensterformen allerdings nur schwer realisieren.

Hinzu kommt, dass sich die starren Warmen Kanten kaum den Bewegungen des Isolierglases anpassen (Stichwort: Pumpeffekt). Das steigert die Gefahr von Spannungsrissen im Randverbund. Infolgedessen kann es zu einem Dichtungsversagen und dem funktionalen Komplettausfall der Isolierverglasung kommen.

Tabelle 1: Psi-Werte für starre Abstandhalter (Quelle: Arbeitskreis “Warme Kante” im Bundesverband Flachglas)
Isolierglas Abstandhalter-/ Rahmen-Material Metall mit thermischer Trennung Kunststoff Holz Holz/Metall
2-Scheiben (Ug = 1,1 W/m2K) Edelstahl 1) 0,061 bis 0,068 0,047 bis 0,051 0,049 bis 0,053 0,053 bis 0,059
Aluminium Kunststoff 0,063 0,048 0,05 0,054
Edelstahl Kunststoff 0,048 bis 0,050 0,039 bis 0,041 0,039 bis 0,041 0,043 bis 0,045
Kunststoff / Metallbeschichtete Kunststofffolie 0,036 0,032 0,031 0,032
Edelstahl Biopolymer 0,047 0,038 0,038 0,042
3-Scheiben (Ug = 0,7 W/m2K) Edelstahl 0,057 bis 0,066 0,046 bis 0,050 0,049 bis 0,054 0,053 bis 0,060
Aluminium Kunststoff 0,058 0,046 0,05 0,054
Edelstahl Kunststoff 0,043 bis 0,045 0,037 bis 0,039 0,038 bis 0,040 0,041 bis 0,043
Kunststoff / Metallbeschichtete Kunststofffolie 0,031 0,03 0,029 0,03
Edelstahl Biopolymer 0,042 0,037 0,037 0,04

Flexible Abstandhalter-Systeme

Anders elastische Abstandhalter aus Silikonschaum oder Polyisobutylen: Die machen die Pumpbewegungen der Verglasung mit. Flexibel ausgelegte Warme Kanten sind in der Lage, Expansionen und Kontraktionen im Randverbund aufzunehmen - ohne sich dabei dauerhaft zu verformen. Das mindert Spannungen in den geklebten Dichtungsebenen. Und dank der Flexibilität von Silikonschaum lassen sich nahezu alle Sonderformen in der Isolierglasgeometrie umsetzen.

Tabelle 2: Psi-Werte für flexible Abstandhalter (Quelle: Arbeitskreis “Warme Kante” im Bundesverband Flachglas)
Isolierglas Abstandhalter-/ Rahmen-Material Metall mit thermischer Trennung Kunststoff Holz Holz/Metall
2-Scheiben (Ug = 1,1 W/m2K) Polyisobutylen (PIB) 0,043 0,036 0,036 0,038
Mylarfolie Silikonschaum 0,036 0,032 0,031 0,033
3-Scheiben (Ug = 0,7 W/m2K) Polyisobutylen 0,038 0,034 0,034 0,036
Mylarfolie Silikonschaum 0,031 0,03 0,029 0,03

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"Experten-Ratgeber: Warme Kanten bei Isolierglas" wurde am 30.05.2018 das letzte Mal aktualisiert.