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Lohnt sich eine 3-fache Verglasung mehr als eine 2-fache?

Was heißt Dreifachverglasung? Wie werden die 3-fach-Gläser hergestellt? Welche Vor- und Nachteile bringt eine 3-fache Verglasung? Wo ist der Einsatz der Dreifachverglasung sinnvoll?

Seit einigen Jahren entwickeln sich dreifach verglaste Fenster zum Standard, sowohl für Neubauten als auch für den Sanierungsfall alter Fenster in Altbauten. Der Grund für die zunehmende Verbreitung der Dreifachverglasung ist die hohe Wärmedämmung, die mit ihrem Einsatz umgesetzt werden kann. Wir erklären Ihnen in diesem Beitrag, was Sie zu Fenstern und Fenstertüren mit Dreifachverglasung wissen müssen. Dabei geht es um die Art und Weise, wie 3-fach-Veglasungen gefertigt werden, aus welchen Rohstoffen und Werkstoffen sie bestehen und welche Eigenschaften daraus resultieren. Dabei gehen wir insbesondere auf die wärmedämmenden Eigenschaften der Dreifachverglasung ein und zeigen wie das Füllgas und der Randverbund diese beeinflussen.

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Dreifachverglasung – ein spezielles Mehrscheiben-Isolierglas

Fenster und Fenstertüren mit Dreifachverglasung (auch 3-fach Verglasung geschrieben) zählen zur Kategorie der Mehrscheiben-Isoliergläser (kurz: MIG), für die auch die Begriffe Wärmedämmverglasung und Isolierverglasung geläufig sind. Mitunter werden Produkte mit Mehrscheibenverglasung auch als Klimaschutzglas, Thermoglas oder Wärmeschutzglas gehandelt.

Es handelt sich dabei um Verglasungen aus drei einzelnen Glasscheiben, die zu einer Scheibe (Bauelement) für Fenster und Fenstertüren zusammengesetzt werden. Dabei befindet sich zwischen den einzelnen Scheiben ein Hohlraum, der wie ein Puffer als Wärmedämmung wirkt.

Wertet man das Mehrscheiben-Isolierglas mit weiteren Eigenschaften wie Sonnenschutz, Sichtschutz; Einbruchschutz oder Schallschutz auf, erhält man entsprechende Gläser: Sonnenschutzglas, Sichtschutzglas, Einbruchschutzglas und Schallschutzglas.

Das Aluminium-Kunststoff-Fenster AKF 724 S mit Dreifachverglasung erreicht einen UW-Wert von bis zu 0,75 W/m²K und damit Passivhaus-Niveau. (Fotos: Kneer-Südfenster)
Das Aluminium-Kunststoff-Fenster AKF 724 S mit Dreifachverglasung erreicht einen UW-Wert von bis zu 0,75 W/m²K und damit Passivhaus-Niveau. (Fotos: Kneer-Südfenster)

3-fach-Veglasungen sind spezielle Fenstergläser, die aus drei Scheiben, zwischen denen sich ein Füllgas oder auch Vakuum befindet, und einem speziellen Randverbund bestehen. Dreifach-Verglasungen sind besonders wärmedämmend und gelten als Baustandard im modernen, energiesparenden Neubau.

Historischer Rückblick: Entwicklung der 3-fach-Verglasung

Vorläufer der Zwei- und Dreifachverglasung sind die die Doppelverglasungen ohne Luftpuffer zwischen den Scheiben (ohne Luftabschluss). Hierzu zählen u.a. das Verbundfenster sowie die doppelt verwendeten Einzelgläser bei Kastenfenstern und sogenannten Winterfenstern.

Mehrscheibenglas kam in den 1950er- bis 1970er-Jahren auf. In Deutschland verbaute man zwischen 1950 und 1978 vor allem einfachverglaste Fenster sowie Kasten- und Verbundfenster mit zwei einzelnen Scheiben. Den Einbau von Einfachverglasung in Wohngebäude ließen die westdeutschen Gesetze bis 1978 zu.

Neben dem reinen Alter von Fenstern bestimmen auch die Wärmeschutzverordnungen, wann ein Fenster aus energetischer Sicht her veraltet ist. (Grafik: energie-experten.org)
Neben dem reinen Alter von Fenstern bestimmen auch die Wärmeschutzverordnungen, wann ein Fenster aus energetischer Sicht her veraltet ist. (Grafik: energie-experten.org)

Im Jahr 1977 trat dann dort die neue Wärmeschutzverordnung (WSchVO) in Kraft. Sie brachte seit 1978 verstärkt Isolierglasfenster in die westdeutschen Gebäude. 2-scheibige Isolierverglasungen sind typischerweise in der Zeit von 1975 bis 1994 eingebaut worden. Seit dem Jahr 1995 setzte sich beschichtetes Wärmedämmglas (sogenanntes Low-E) durch. Und seit 2005, verstärkt seit 2009, setzt man hierzulande Fenster mit Dreifach-Wärmedämmglas ein (sogenanntes 2 Low-E-Beschichtungen).

Der nächste Innovationsschritt sind sogenannte Vakuum-Verglasungen. Dabei wird der übliche Scheibenabstand, der zurzeit noch mit einem Edelgas gefüllt ist, durch ein Vakuum ersetzt. Der atmosphärische Luftdruck, der auf beiden Scheiben der 2-fach-Verglasung lastet, wird durch Abstandshalter aufgenommen, die auf den ersten Blick unsichtbar sind. Damit erreichen die neuen Fenster mit nur zwei Scheiben die thermischen Werte einer 3-fach-Wärmeschutzverglasung. Der Vorteil liegt auf der Hand: Die neuen Scheiben sind leichter, die Rahmen können wieder zierlicher dimensioniert werden. Auch das trägt zur Eleganz der Architektur bei.

Chronologische Entwicklung des Wärmedämmstandards von der Einfach- bis zur Mehrfachverglasung (Grafik: energie-experten.org)
Chronologische Entwicklung des Wärmedämmstandards von der Einfach- bis zur Mehrfachverglasung (Grafik: energie-experten.org)

Dreifachverglasung – ein spezielles Scheibensystem ohne Rahmen

Scheibe-Gas-Scheibe = Zweifachverglasung

Der Aufbau einer Zweifachverglasung kommt ohne einen die beiden Scheiben umgebenden Rahmen (häufig der Fensterflügel) aus. Stattdessen nutzt man einen sogenannten Randverbund, mit dessen Hilfe die Scheiben im gewünschten Abstand zueinander gehalten werden.

Doch der Randverbund sorgt nicht nur für Distanz, sondern schließt zudem den Zwischenraum zwischen den Scheiben hermetisch ab. Im so entstehenden Hohlraum ist heute keine trockene Luft mehr. Das war einmal. Der Grund: Luft hat nur eine Wärmeleitfähigkeit (Lamda-Wert λ) von 26 Milliwatt pro Meter und Kelvin (mW/(mK)).

Das alternativ genutzte Füllgas Schwefelhexafluorid (SF6) mit λ = 12 m mW/(mK) ist 2007/8 wegen seines hohen Treibhausgaspotentials verboten worden. Aktuell füllt man die Hohlräume zwischen den Scheiben der Mehrfachverglasung mit dem edlen Füllgas Argon, dessen Wärmeleitfähigkeit bei λ = 18 m mW/(mK) liegt. In Häusern gemäß dem Energiestandard Passivhaus kommen auch die teureren Gase Krypton mit λ = 9,5 mW/(mK) (häufiger) und Xenon mit λ = 5,5 m mW/(mK) (seltener) zum Einsatz.

Gut zu wissen: Will man die Wärmedämmwirkung der Zweifachverglasung erhöhen, kann man den Abstand der Scheiben zueinander vergrößern. Allerdings ist dabei zu beachten, dass Gase bei zunehmendem Volumen Wärme nicht nur via Wärmeleitung (Konduktion) übertragen, sondern auch via Luftzug (Konvektion).

Das bedeutet, dass in Abhängigkeit von der Art des Füllgases ab einem Abstand zwischen den zwei Scheiben von 10 bis 20 Millimetern die Wärmedämmung schlechter wird, die das eingeschlossene Füllgas der Verglasung verleiht. Um diesem Effekt entgegen zu wirken, baut man eine weitere (dritte) Glasscheibe in das Isolierglas und erhält so eine Dreifachverglasung.

Schematische Darstellung der Unterschiede des Aufbaus einer Einfach- und einer Mehrfachverglasung. (Grafik: energie-experten.org)
Schematische Darstellung der Unterschiede des Aufbaus einer Einfach- und einer Mehrfachverglasung. (Grafik: energie-experten.org)

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Scheibe-Gas-Scheibe-Gas-Scheibe = Dreifachverglasung

Bei der Dreifachverglasung setzt man jedoch nicht nur auf drei Scheiben und zwei gasgefüllte Zwischenräume. Man bedampft die Glasscheiben zusätzlich auch mit einer Metallschicht. Sie sorgt dafür, dass die Dreifachverglasung weniger Wärmestrahlung durchlässt.

Dahinter steckt der Glashauseffekt, demzufolge Glasscheiben für die eintreffende Solarstrahlung durchlässiger sind als für die vom Rauminneren abgegebene Strahlungswärme. Schon mit der Zahl der Glasscheiben sinkt die Fähigkeit der Verglasung, Wärmestrahlen durchzulassen. Die aufgedampfte Metallschicht pro Scheibe verstärkt dies noch.

Aus diesem Zusammenhang lässt sich schließen, dass der positive Effekt der Dreifachverglasung mit Füllgas in den Scheibenzwischenräumen (SZR) und aufgedampften Metallschichten dafür sorgt, dass der mögliche solare Wärmegewinn etwas geschmälert wird. Denn auch der Energiedurchlassgrad (sogenannter g-Wert) sinkt damit. Der Gesamtverlust an Wärme ist abhängig von: 

  • Wärmedämmwert (U-Wert),
  • Energiedurchlassgrad (g-Wert) sowie
  • solarem Strahlungsangebot (Strahlungsgewinnkoeffizient).

Er lässt sich mit einer Formel berechnen. Grundsätzlich ist davon auszugehen, dass bei günstiger Sonnenlage ein höherer g-Wert besser ist und man daher den etwas schlechteren (weil höheren) U-Wert in Kauf nimmt. Ist winters nur wenig Sonne im Angebot, kommt dem U-Wert eine höhere Bedeutung zu als dem g-Wert.

Die Hebe-Schiebe-Tür PremiDoor76 von Ventana (hier im Profil) bietet eine Dreifach-Verglasung von bis zu 48mm mit einem Uf-Wert von 1,4 W/m²K. (Grafik: Ventana Deutschland GmbH & Co. KG)
Die Hebe-Schiebe-Tür PremiDoor76 von Ventana (hier im Profil) bietet eine Dreifach-Verglasung von bis zu 48mm mit einem Uf-Wert von 1,4 W/m²K. (Grafik: Ventana Deutschland GmbH & Co. KG)

Expertenwissen: Moderne Dreifachverglasungen haben Ug-Werte zwischen 0,6 und 0,8 Watt/m2K. Als Faustregel gilt: Verringert man den U-Wert um 0,1 W/m2K erspart einem das circa 1,1 Liter Heizöl pro Quadratmeter und Heizperiode, wenn die Heizgradtagzahl bei 3.600 liegt (das ist der Durchschnittswert für Bestandsgebäude in Deutschland) und die Ölheizung 75 Prozent Wirkungsgrad erreicht.

Vergleich der Wärmedurchgangskoeffizienten einer 2-fach und 3-fach Verglasung

Faktoren, die die Wärmeverluste einer 3-fach-Isolierglasscheibe beeinflussen:

  • Zahl und Dicke der Füllgasschichten und Art des Füllgases
  • Zahl der Glasscheiben
  • Beschichtung der Glasscheiben zur Verminderung der Verluste durch Wärmestrahlung (Wichtig: Die Dicke der Glasscheiben nimmt keinen Einfluss!)
  • Wärmeleitfähigkeit des Randverbundes und der Glashalteleisten (Einbausituation am Scheibenrand)
  • Neigungswinkel der Isolierglasscheibe und daraus resultierend Einfallswinkel der Solarstrahlung
  • solares Strahlungsangebot (Süd- oder Nordausrichtung, Grad der Beschattung, Sonnenscheindauer in der Heizperiode)
Tabelle: Beispiele für die Fensterdämmwerte von 3-fach- und 2-fach-verglasten Kunststofffenstern
Verglasung Fensteraufbau Ug-Wert Uf-Wert ψg-Wert Uw-Wert
3fach 88mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 0,6 1,0 0,030 0,80
3fach 88mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 0,7 0,8 0,030 0,80
3fach 88mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 0,6 1,0 0,038 0,82
3fach 76mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 0,6 1,1 0,038 0,85
3fach 76mm Bautiefe, 6 Kammern, 2 Dichtungsebenen 0,6 1,2 0,038 0,90
2fach 76mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 1,0 1,1 0,041 1,10
3fach 88mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 1,0 1,0 0,041 1,10
2fach 76mm Bautiefe, 6 Kammern, 2 Dichtungsebenen 1,1 1,2 0,041 1,20
2fach 76mm Bautiefe, 6 Kammern, 2 Dichtungsebenen 1,0 1,2 0,041 1,20
2fach 76mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 1,1 1,1 0,041 1,20
2fach 88mm Bautiefe, 6 Kammern, 3 Dichtungsebenen 1,1 1,0 0,041 1,20

Wissenswertes zum Randverbund einer Dreifachverglasung

Der Randverbund ist ein mechanisch funktionierender Abstandhalter für die Glasscheiben der 3-fach-Verglasung. Üblicherweise kommt ein schon 1959 von Alfred Arnolf entwickelter zweistufig geklebter Randverbund zum Einsatz. Dabei handelt es sich um ein Profil aus Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff, das etwa einen bis zwei Zentimeter breit ist. Das Profil ist auf beiden Seiten mit einer klebrigen Schicht aus Polyisobutylen oder Butylkautschuk beschichtet.

Das Profil wird stark mit den Scheiben verpresst und bildet so eine erste Dichtungsebene. Der dabei entstandene Scheibenzwischenraum wird dann mit dem Füllgas befüllt und mit einer zweiten Dichtungsebene versehen. Die wird mit Polyurethan oder Polysulfiden realisiert und ist dauerelastisch.

Naturgemäß verliert so ein Randverbund mit den Jahren an Dichte. Die Vorschrift lautet hier, dass das maximal ein Prozent Gasverlust pro Jahr sein darf. Demnach hätten Dreifachverglasungen allein wegen des Randverbundes eine Lebensdauer zwischen zwanzig und dreißig Jahren. Auch interessant: Damit eindringende Luft im SZR nicht kondensiert, bringt man im Abstandhalter ein Trocknungsmittel ein. Ist es aufgebraucht, beschlägt die Innenseite der Scheibe: sie wird „blind“.

Durch den Abstandhalter SWISSPACER Triple können Dreifachverglasungen leichter ausgeführt werden und der primäre Randverbund benötigt nur noch zwei Butylzonen. (Foto: SWISSPACER / Vetrotech Saint-Gobain (International) AG)
Durch den Abstandhalter SWISSPACER Triple können Dreifachverglasungen leichter ausgeführt werden und der primäre Randverbund benötigt nur noch zwei Butylzonen. (Foto: SWISSPACER / Vetrotech Saint-Gobain (International) AG)

Lohnen sich die Mehrkosten für eine 3-fach Verglasung?

Steht man vor der Entscheidung, neue Fenster zu kaufen und bestehen Spielräume bei der Einhaltung der z. B. EnEV-Kriterien, so wird man sich unweigerlich fragen, ob sich die Mehrkosten einer 3-fach Verglasung durch die damit verbundene höhere Heizkostenersparnis lohnt, oder ob man auf die günstigere 2-fach Verglasung zurückgreift und etwas höhere Heizkosten in Kauf nimmt.

Unbestritten ist, dass eine 3-fach Verglasung die Heizkosten deutlich senken kann: Im Vergleich zu einem alten Fenster mit Isolierglas (Uw-Wert 2,8 W / m2K) und Heizölkosten von 0,7 Euro / Liter spart man bei einer Fensterfläche 50 m2 rund 650 bis 700 Euro Heizkosten im Jahr. Würde man nun auf eine 2-fach Verglasung setzen, so beliefe sich die Heizkostenersparnis immer noch auf rund 550 bis 600 Euro. Die Mehrkosten für eine 3-fach Verglasung betragen jedoch für eine Fensterfläche von 50 m2 mehr als 1000 Euro.

Demnach rentiert sich der Kauf einer 3-fach Verglasung in etwa nach 10 Jahren. Wird weniger Heizenergie verbraucht, so verlängert sich die Amortisationsdauer, wird mehr verbraucht, so verkürzt sich die Amortisationsdauer. Da eine 10-jährige Amortisation im Baubereich bereits als lukrativ angesehen wird, empfehlen die Energie-Experten auf eine 3-fach Verglasung zu setzen. Dies ist sowohl aus Klimaschutzgründen zu empfehlen und schützt auch bei zukünftig steigenden Kosten für Gas oder Heizöl.

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"Kosten-Nutzen: Lohnt sich eine 3-fach Verglasung?" wurde am 23.01.2017 das letzte Mal aktualisiert.