Letzte Aktualisierung: 05.12.2020

Ist eine 4-fach Verglasung besser als eine 3-fache?

Wer besonders energiesparend bauen möchte, der setzt heute auf eine 3-fach-Verglasung seiner Fenster. Mittlerweile gibt es aber auch Anbieter, die noch eine Scheibe mehr bieten. Aber ist eine Vierfach-Verglasung wirklich sinnvoll? Wie viel Energie wird zusätzlich eingespart? Wann spielen sich die Mehrkosten wieder ein?

  • Durch die physikalischen Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten eines 4-fach verglasten Isolierglases, steigt die Komplexität und mechanische Belastung an.
  • Eine 4-fach Verglasung kann gegenüber einer 3- und insb. einer 2-fach Verglasung helfen, Energie zu sparen.
  • Der ökologische Nutzen ist durch den überproportionalen Energieaufwand bei Herstellung und Transport des Glases fraglich.
  • Die Mehrkosten lassen sich wegen der nur minimalen Verbesserung der Leistung im Vergleich zu Dreifach-Isolierglas nur langfristig amortisieren.
  • Vier beschichtete Gläser, davon drei Scheiben zu ESG vorgespannt, können die Durchsicht verzerren und Spiegelungen bewirken.
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Wurden einfach verglaste Fenster in den 1970er Jahren durch die Doppelverglasung abgelöst, ist heute die Dreifachverglasung Standard. Neu sind nun Vierfachverglasungen, die nochmals mehr Energie einsparen helfen sollen. Die Senkung des Wärmedurchgangskoeffizienten (siehe: U-Wert) resultiert in erster Linie durch die Anzahl der Scheiben und damit die mehrfache Füllung mit wärmedämmenden Edelgasen (Argon, Krypton, Xenon).

Wer sich über den Wärmeschutz von Fenstern informiert, dem wird schnell klar, dass eine 3-Scheiben-Isolierverglasung eine bessere Dämmwirkung erbringt als eine 2-Scheiben-Isolierverglasung. Dieser Logik folgend müsste auch eine 4-fach Verglasung "besser" sein - also besser Wärme dämmen - als eine 3-fach Verglasung, oder?

Doch allein mit einem niedrigeren Ug-Wert lässt sich die Vorteilhaftigkeit einer Vierfachverglasung gegenüber einer Dreifachverglasung nicht beantworten. Um ein seriöses Urteil fällen zu können, müssen Aufwand, Nutzen und die mit einer 4-fach-Verglasung einhergehenden konstruktiven Risiken mit denen der 3-fach-Verglasung verglichen werden.

Dabei muss das System „Vierfach-Glas“ sowohl in mechanischer, thermischer und wirtschaftlicher Hinsicht als auch unter Berücksichtigung der Lebensdauer, der Gesamtenergiebilanz und der zunehmenden Komplexität solch aufwändig konzipierter Verglasungssysteme betrachtet werden.

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Ug- Werte

Der U-Wert des Glases wird als Ug-Wert (g steht für glazing = Veglasung) bezeichnet und beschreibt den Wärmedurchgang von Luft durch Fensterglas anhand des Wärmedurchgangskoeffizienten W/(m2K).

Es gilt: Je niedriger der Ug-Wert, desto weniger Wärme geht durch das Fensterglas verloren.

Gerade hinsichtlich des Ug-Wertes weisen 4-fach Isolierglasscheiben große Vorteile auf. Gegenüber Zweifach-Verglasungen halbiert sich der Ug-Wert, wenn die Scheibenzahl verdoppelt wird.

Tabelle: Darstellung typischer Ug-Werte einer Zweifach-, Dreifach- und Vierfach-Verglasung*
Gas Zweifach-Verglasung Dreifach-Verglasung Vierfach-Verglasung
Argon 0,9 - 1,1 0,7 - 0,8 0,5
Krypton 0,8 - 1,0 0,5 - 0,6 0,3 - 0,4

Nachteilig ist, dass Kryptonfüllungen wegen der hohen Kosten für die Gasfüllung bereits sehr kostenintensiv sind. Exotischere Füllgase, mit denen man „Spitzen-U-Werte“ realisieren kann wie z.B. Xenon lassen die Kosten einer 4-fach Verglasung gänzlich explodieren, da dieses Gas nur schwer verfügbar und sehr teuer ist.

Daher muss bei der Beurteilung des sehr niedrigen Ug-Wertes einer 4-fach-Verglasung auch die Wirtschaftlichkeit mit im Blick behalten werden.

Dicke und Gewicht

Mit einer dritten und insbesondere mit einer vierten Glasscheibe wird der gesamte Aufbau natürlich dicker und auch schwerer. Lässt man weitere Anforderungen wie statische Bemessung, Schallschutz und Einbruchschutz außer Acht, so erreichen 2-, 3- und 4-fach-Isolierscheiben beispielhaft folgende Werte.

Tabelle: Dicke und Gewicht von Zweifach-, Dreifach- und Vierfach-Isoscheiben*
Isolierglas (Glasdicke-Zwischenraum-Glasdicke) Scheiben-Dicke Gewicht pro m2 Gewicht pro Fenstereinheit (1,69 m2)
Zweifach-Isolierglas (4-16-4) 24 mm 20 kg/m2 33,8 kg
Dreifach-Isolierglas (4-12-4-12-4) 36 mm 30 kg/m2 50,7 kg
Vierfach-Isolierglas (4-12-4-12-4-12-4) 52 mm 40 kg/m2 67,6 kg

Thermisch-mechanische Eigenschaften

Kann man bei Dreifach-Isoliergläsern noch annehmen, dass die beiden Scheibenzwischenräume in etwa die gleichen Temperaturen aufweisen, so treten bei Vierfach-Gläsern deutliche höhere Temperaturunterschiede zwischen den inneren und äußeren Scheiben auf.

Da bei dreifachen Isoliergläsern bei gleicher Biegesteifigkeit der äußeren Scheiben die Scheibenzwischenräume den gleichen isochoren Druck (Klimalast) haben - die mittlere Scheibe wird damit nicht mit Druck belastete und ist praktisch lastfrei - müssen allein schon aus thermischen Gründen die mittleren Scheiben eines Vierfach-Isolierglases thermisch vorgespannt werden (ESG-H).

Experten-Wissen: Einscheibensicherheitsglas (ESG) entsteht durch thermisches Vorspannen von Floatglas. Bei ESG-H-Glas handelt es sich um Einscheiben-Sicherheitsglas das zusätzlich einem so genanntem Heißlagerungstest (heat-soak-test) unterzogen wurde. Wie auch bei normalem ESG Glas handelt es sich auch hier um eine einzige Scheibe, die mittels Wärmebehandlung so bearbeitet ist, dass das Material besondere Härte-Eigenschaften erhält.

Aufgrund der thermomechanischen Belastungen ist davon auszugehen, dass auch die Belastung des Randverbundes sehr hoch ist. Daher ist wahrscheinlich, dass Vierfach-Isoliergläser nicht so lange halten wie Zweifach- und Dreifach-Isoliergläser.

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Energieeffizienz

Für die Betrachtung von Glas und Fenster lässt sich die Energieeffizienz nach der DIN EN ISO 1077 bewerten. Hier wird anhand der wichtigen Leistungseigenschaften von Glas und Fenster unter Berücksichtigung der Klimadaten eine Bilanzierung möglich.

Dabei werden die Energieverluste, durch die Uw- und Ug-Werte verursacht, den solaren Energiegewinnen durch das Glas (g-Wert) gegenübergestellt.

Tabelle: Bilanzierung der Energieverluste und Energiegewinne von Zweifach-, Dreifach- und Vierfach-Isoliergläser mit Argon-Füllung*
Zweifach-Isolierglas Dreifach-Isolierglas Vierfach-Isolierglas
Scheibenzwischenraum 16 mm 12 mm 12 mm
Ug-Wert 1,0 W/m2K 0,7 W/m2K 0,5 W/m2K
g-Wert (EN 410) 0,52 0,54 0,49
Uf-Wert 1,2 W/m2K 0,8 W/m2K 0,8 W/m2K
Uw-Wert 1,1 W/m2K 1,0 W/m2K 0,8 W/m2K
Uw,eq-Wert 1,17 W/m2K 0,79 W/m2K 0,39 W/m2K

Vierfach-Isoliergläser mit einer sehr hellen Exposition weisen einen Nettoenergiegewinn auf. Demgegenüber kann dieser Gewinn bei Tallagen mit beschränkten Sonnenstunden oder Verschattungen durch andere Gebäude in Innenstadtbereichen schnell schwinden. Der Energiegewinn reagiert zudem sensibel auf eine übermäßige Klimatisierung und Kühlung des Gebäudes.

Daher ist auch die Einbausituation im Gebäude individuell im Gesamtkontext zu beurteilen. Pauschal lässt sich nicht sagen, ob sich eine positive oder negative Energiebilanz ergibt.

Energiebilanz

Stellt man die den zur Herstellung notwendigen Energieeinsatz und die anfallenden CO2 Emissionen von Vierfach-Isoliergläser ihrer Energieersparnis gegenüber, so wird aus dem Gewinn ein deutlicher Verlust, da zur Herstellung von Vierfach-Isolierglas ca. 172 % mehr Energie und mehr als doppelt so viel Wasser als die Herstellung von Dreifach-Isolierglas kostet. Zudem bedingt der Transport von Vierfach-Isolierglas im Vergleich zu Zweifach-Isolierglas die doppelte Transportkapazität.

Tabelle: Energie- und Klimabilanz von Zwei-, Drei- und Vierfach-Isolierglas (Quelle: Auszug aus den Umweltproduktdeklarationen SGG D)
Zweifach-Isolierglas Dreifach-Isolierglas Vierfach-Isolierglas
Primärenergie 485,4 MJ 752 MJ 1294,6 MJ
Erneuerbare Energie 20,73 MJ 31,2 MJ 57,48 MJ
Nicht-Erneuerbare Energie 463,5 MJ 717,4 MJ 1232,5 MJ
Brennstoffenergie 457,5 MJ 709 MJ 1232 MJ
Gesamtenergie 1427,13 MJ 2209,6 MJ 3816,58 MJ
Wasserverbrauch 244,7 Liter 374,5 Liter 588,1 Liter
CO2-Footprint 31,5 kg 48,33 kg 79,5 kg

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*Quelle: „Darf es eine Scheibe mehr sein? Vierfach-Isoliergläser in der Diskussion“ – Autor: Ralf Vornholt / Saint-Gobain Glass Deutschland GmbH (Pressemitteilung vom 06.11.2015)

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