Die Energieeffizienz von Gebäuden muss sich deutlich verbessern. Nicht nur aufgrund hoher Nebenkosten, sondern vor allem aus Klimaschutzgründen. Denn im Gebäudesektor entsteht ein Großteil der klimaschädlichen CO2-Emissionen. Zu einer energetischen Sanierung gehören deshalb Verglasungen mit Top-Performance in punkto Wärmeschutz. Das ist heute ohne weiteres möglich – aber diese energetischen Eigenschaften sollten auch top bleiben, und zwar über die gesamte Lebensdauer der Bauelemente. Dass das nicht selbstverständlich ist und wie es funktionieren kann, hat der Kleb- und Dichtstoffhersteller H.B. Fuller | Kömmerling untersucht.
Der Green Deal der Europäischen Union gibt den Takt zum Klimaschutz vor: 2024 haben die Mitgliedsstaaten endgültig die überarbeitete Richtlinie zur Energieeffizienz von Gebäuden beschlossen. Ziel ist, den CO2-Ausstoß zu reduzieren, indem der Gesamtenergieverbrauch von Gebäuden verringert wird. Dabei muss jeder Mitgliedsstaat selbst festlegen, wie er im ersten Zeitabschnitt bis 2030 den durchschnittlichen Primärenergieverbrauch von Wohngebäuden um 16 Prozent senkt. Parallel dazu müssen die ineffizientesten 16 Prozent aller anderen Gebäude energetisch saniert werden. Danach folgen weitere Verschärfungen. Insgesamt bleibt noch sehr viel zu tun – fast dreiviertel des Gebäudebestands in der EU ist nach Angaben der Europäischen Kommission ineffizient. Dieser »Performance Gap« muss also in den nächsten Jahren durch erhebliche Investitionen in energetische Sanierungen verringert werden.
Verglasungen – ein Baustein für mehr Energieeffizienz
Der erste Ansatz, um die Vorgaben zu erfüllen, ist eine bessere Isolierung der Gebäudehülle. Je weniger Energieverluste an Dächern, Fassaden und Fenstern auftreten, desto weniger Heiz- und Kühlenergie wird benötigt, und desto geringer die CO2-Emissionen. Eine generelle Schwachstelle in jedem Gebäude sind dabei Fenster und Türen. Zwischen Rahmen und Mauerwerk, am Rahmen selbst und zwischen Rahmen und Isolierglas können bei schlechter Verarbeitung oder minderwertigen Bauelementen Wärmebrücken entstehen. Ein erster Schritt zu einer besseren Energieeffizienz ist daher die Sanierung mit modernen Verglasungen. Aussagekräftig für das gesamte Fenster ist der Uw-Wert, der sich wiederum aus den U-Werten des Rahmens und des Isolierglases berechnen lässt. Je niedriger diese Werte, desto geringer ist der Wärmeverlust. In Einheiten ausgedrückt: Watt pro Quadratmeter und Kelvin, W/(m2K). So dürfen Passivhausfenster als ganzes Bauelement rechnerisch maximal einen Uw-Wert von 0,8 W/(m2K) haben. Entsprechend wärmedämmend muss das Isolierglas sein. Gute, beispielsweise mit Argon gefüllte Dreifach-Isoliergläser haben heute bereits einen Ug-Wert von 0,8 W/(m2K) oder sogar noch niedriger.
Doch nicht immer halten diese Effizienzangaben, was sie versprechen, obwohl Verglasungen mit einer Lebensdauer von 20 Jahren oder mehr angesetzt werden. Bauelemente altern, und das kann bei Isoliergläsern zu Undichtigkeiten und damit zu einem schleichenden Gasverlust führen. Der Gehalt an Gas im Scheibenzwischenraum – in der Regel Argon – ist aber direkt proportional zur energetischen Performance der Isolierglaseinheit. Das heißt, das Fenster verliert in so einem Fall nach und nach seine ursprüngliche Energieeffizienz, der Gesamtenergieverbrauch des Gebäudes steigt an. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Wärmedurchgangskoeffizient eines Dreifach-Isolierglases, dessen Gas vollständig entwichen ist, von 0,8 auf 1,1 W/(m2K) ansteigt. Das ist eine Verschlechterung um fast 40 Prozent und hat damit erhebliche Auswirkungen. Besonders gefährdet sind kommerzielle Gebäude mit ihren Structural-Glazing-Fassaden, weil hier nach ETAG 002, der Leitlinie für die europäische technische Zulassung für geklebte Glaskonstruktionen, zwingend Silikon als Sekundärdichtstoff eingesetzt werden muss, um die UV-Beständigkeit zu gewährleisten. Und gerade Silikone weisen eine hohe Gasdurchlässigkeit auf.
Langzeitmessungen von H.B. Fuller | Kömmerling
Es gibt allerdings verschiedene Messgeräte und damit die Möglichkeit, den Argongehalt von Isoliergläsern auch nach der Installation im Gebäude sehr einfach zu kontrollieren. Mit solch einer Messmethode wurde der Gasgehalt von Isoliergläsern mit herkömmlichen Abstandhaltern bereits mehrfach in europäischen Gebäuden verschiedenen Alters untersucht. Die Messungen an diesen Isoliergläsern mit herkömmlichem Randverbund zeigen ein durchwachsenes Bild: Selbst nach nur drei oder vier Jahren hat in manchen Gebäuden kein einziges Isolierglas mehr einen Füllstand von 90 Prozent Argon oder besser. Bis zu dreiviertel der Gläser in einigen untersuchten Projekten liegen bereits unter einem Gasfüllstand von 79 Prozent. Ein deutlicher Verlust an Energieeffizienz und damit steigende Heiz- und Kühlkosten sowie signifikant höhere CO2-Emissionen sind die Folge.
Verglichen hat H.B. Fuller | Kömmerling diese Messergebnisse über mehrere Jahre mit den silikonversiegelten Verglasungen im chinesischen Linyi Luozhaung Hospital in Linyi, Shandong. In diesem Krankenhaus sind Isoliergläser mit der Warmen Kante von H.B. Fuller | Kömmerling verbaut. Um einen ähnlichen Vergleichszeitraum zu bekommen, wurden die Verglasungen im Linyi Luozhaung Hospital jährlich über vier Jahre an identischen Stellen gemessen, einmal in der Notaufnahme der Klinik und einmal in der Eingangshalle. Dabei wiesen sämtliche Isoliergläser selbst bei der vierten Messung keinerlei Gasverluste auf – alle Elemente hatten bei jeder Messung einen Argonfüllgehalt von deutlich über 90 Prozent. Der Ug-Wert des Isolierglases hat sich im Gebäudebetrieb nicht verändert und damit bleibt auch der U-Wert des gesamten Fassadenelements auf höchstem Niveau. Die Fassade mit der Warmen Kante von H.B. Fuller | Kömmerling ist also selbst vier Jahre später genauso energieeffizient wie am ersten Tag, wobei die Isoliergläser sogar bereits drei Jahre zuvor gefertigt wurden. Der Hersteller wird die Messungen fortführen, um bei diesem Gebäude zu einer belastbaren Langzeitaussage zu kommen.
Unabhängige Teste nach DIN EN 1279
Getestet wurde in China aber auch von einem unabhängigen Testlabor, und zwar nach dem Langzeitprüfzyklus der DIN EN 1279. Das National Glass Quality Supervision and Inspection Center in Nanjing untersuchte die Warme Kante mit »Ködispace 4SG« und der Silikondichtung an derselben Isolierglaseinheit gleich fünfmal hintereinander nach dem vorgeschriebenen Prüfverfahren. Dazu gehört ein zwölfstündiger Zyklus bei 95 Prozent Luftfeuchtigkeit, in dem die Temperatur von -18°C auf +53°C hoch- und wieder heruntergefahren wird, und das über 28 Tage, also insgesamt 56mal. Anschließend wird das Prüfelement für sieben Wochen bei 58°C und nahezu 100 Prozent Luftfeuchtigkeit gelagert. Das Ergebnis war eindeutig: Selbst nach dem fünften Prüfverfahren nach DIN EN 1279 betrug der Gasgehalt der Isolierglaseinheit immer noch über 89 Prozent.
Intern hat H.B. Fuller | Kömmerling außerdem einen Langzeittest mit extremeren Temperaturen gefahren, in dem Isolierglaseinheiten mehr als 1300 Zyklen durchlaufen mussten. Ein Zyklus dauerte dabei acht Stunden. In dieser Zeit stieg die Temperatur von minus 20°C hoch auf plus 80°C und fiel wieder auf den Ausgangswert zurück. Selbst nach dieser Extrembelastung mit einer Gesamtdauer von mehr als einem Jahr waren die Testeinheiten immer noch feuchtigkeits- und gasdicht.
Gasdichte Warme Kante trotz Silikonversiegelung
Es ist klar, dass die kleine Studie und die weiteren Untersuchungen keine fundierte wissenschaftliche Aussage zulassen, doch eine Tendenz ist nach Unternehmensangaben erkennbar: Trotz der Sekundärversiegelung mit Silikon sind die Glaselemente mit der Warmen Kante aus dem Dichtstoff »Ködispace 4SG« selbst nach mehreren Jahren gasdicht. Hintergrund sind die konstruktiven Besonderheiten des Randverbunds von H.B. Fuller | Kömmerling. Denn der butylbasierte thermoplastische Abstandhalter ersetzt sowohl einen herkömmlichen Abstandhalter als auch Trockenmittel und Primärdichtstoff. Ein Schlüsselfaktor ist also die geringe Zahl an Materialverbindungen bzw. funktionellen Komponenten im Randverbund. Denn das reduziert bereits im Voraus die Anzahl der Stellen, an denen konstruktiv bedingt die Gefahr von Diffusion und Permeation besteht.
Per Roboter millimetergenau vollautomatisch appliziert, verbindet sich »Ködispace 4SG« anschließend chemisch mit dem angrenzenden Glas als auch mit dem Silikondichtstoff und verschmilzt zu einem in sich geschlossenen System. So entsteht ein rundum dichter, aber gleichzeitig elastischer und thermisch äußerst belastbarer Randverbund, der sich durch eine hohe Langlebigkeit auszeichnet. Daher sind Isolierglaselemente mit »Ködispace 4SG« sogar mit dem Sekundärdichtstoff Silikon über viele Jahre gas- & und feuchtedicht und somit optimal für Structural Glazing-Anwendungen geeignet. Mit dieser Warmen Kante bleiben neben den Heiz- und Kühlkosten auch die CO2-Emissionen im Gebäudebetrieb langfristig unten – nicht nur ein Plus für Eigentümer, sondern ganz besonders für Umwelt und Klimaschutz.
Technologien für mehr Nachhaltigkeit und Klimaschutz
Die Warme Kante mit »Ködispace 4SG« ist nicht die einzige Technologie, die H.B. Fuller | Kömmerling im Sinne der Nachhaltigkeit und des Klimaschutzes vorantreibt. Der Hersteller arbeitet eng mit Forschungszentren zusammen, ist vielfach beteiligt an innovativen Bauprojekten und schiebt neue Technologien an. Dazu gehören zum Beispiel in die Fassade integrierte Solarmodule bei BIPV-Projekten (Building Integrated Photovoltaic), Funktionsgläser, besonders dünne Isoliergläser oder das Thema Recycling im Glasbereich. Dr. Christian Scherer, Head of Business Development Glass, erklärt: »Wir entwickeln nicht nur neue Produkte, sondern investieren auch in unsere erprobten Kleb- und Dichtstoffe, um neue Anwendungen zu finden, die das nachhaltige Bauen und den Klimaschutz voranbringen.« Aus diesem Grund hat H.B. Fuller | Kömmerling produktspezifische EPDs (Environmental Product Declarations) für »Ködispace 4SG« und weitere wichtige Produkte erstellen lassen. In den EPDs werden die Auswirkungen eines Produkts auf die Umwelt über seinen gesamten Lebenszyklus transparent und vergleichbar darstellt. Das EPD beispielsweise für »Ködispace 4SG« zeigt deutlich von der Rohstoffgewinnung über die Produktion, den Transport und die Nutzung bis hin zur Entsorgung, wie wenig Treibhausgasemissionen und Abfall bei der Nutzung des Produkts entstehen und wie wenig Wasser- und Energieverbrauch es verursacht. Mit dieser Produktdeklaration erleichtert es der Hersteller beispielsweise Bauunternehmen, gezielt nachhaltiger zu bauen, indem Gebäude beispielsweise nach anerkannten Zertifizierungen gemäß der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen DGNB oder dem internationalen Standard LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) errichtet werden.
