Glas, Pflanzen und die Energieeinsparverordnung

Häufig steht man beim Bau eines Gewächshauses vor der Frage, welche Glassorte sich für die Kultur von Pflanzen eignet. Dieser Beitrag soll einige Antworten liefern. Kunststoffgläser werden nicht behandelt.

Die Glasherstellung wurde vor mehr als 3.000 Jahren von der Menschheit entwickelt. Seither arbeiteten Generationen von Glasmanufakteuren daran, ein optisch einwandfreies Produkt etwa für Fensterscheiben zu generieren. Man darf wohl konstatieren, dass sie Erfolg hatten. Deshalb waren lange Zeit, die in den Häusern verbauten Fensterscheiben nicht zu beanstanden.

Mit Einführung der Energieeinpsarverordnung wurden jedoch die Anforderungen an Fensterglas durch den Gesetzgeber geändert. Im Fokus steht nun nicht mehr eine möglichst hohe Transmission (Lichtdurchlässigkeit) sondern die Forderung, den Wärmeverlust durch eine Scheibe zu minimieren. Neben der bekannten Doppelisolierverglasung enthalten moderne Wärmeschutzgläser zusätzlich eine Wärmeschutzbeschichtung, welche die in der Regel mit fossilen Brennstoffen erzeugte Heizenergie partiell in den Wohnraum zurückreflektiert. Diese sollte sich, von außen nach innen gezählt, an Position 3 der Fensterscheiben befinden. Es liegt auf der Hand, dass eine solche Beschichtung die optischen Eigenschaften von Glas beeinflußt. Um diese Effekte verstehen zu können, müssen ein paar wenige Grundlagen erörtert werden.

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Abb. 1: Das elektromagnetische Spektrum
Quelle: „Electromagnetic spectrum c" von Horst Frank / Phrood / Anony - Horst Frank, Jailbird and Phrood. Lizenziert unter CC BY-SA 3.0 über Wikimedia Commons - [Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können]

Als Licht bezeichnet man den vom menschlichen Auge wahrnehmbaren Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Spektrums. Dieser liegt etwa bei Wellenlängen zwischen 380 und 780 nm. Daran schließt sich bei kleineren Wellenlängen die energiereichere UV-Strahlung und bei größeren Wellenlängen die Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) an.

Eine Wärmeschutzbeschichtung, die Wärme im Wohnraum zurückhalten soll, muß demnach im infraroten Wellenlängenbereich absorbieren und die Transmission dadurch sinken. Wie die nachfolgende Grafik 2 zeigt, beginnt die Absorption jedoch bereits im roten Wellenlängenbereich des sichtbaren Spektrums. Gemäß dem Farbkreis (Abb. 3) erscheint eine Fensterscheibe mit einer Wärmeschutzbeschichtung daher mehr oder weniger intensiv in der Komplementärfarbe grün.

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Abb. 2: Einfluß der Wärmeschutzbeschichtung auf die Transmission von Normalglas

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Abb. 3: Der Farbkreis; ein Körper der Licht einer bestimmten Wellenlänge (z. B. rot) absorbiert, erscheint in der Komplementärfarbe grün

Glas besteht hauptsächlich aus Quarz (Siliciumdioxid). Dieser natürliche Rohstoff enthält häufig Verunreinigungen insbesondere Eisenoxid. Diese Verunreinigung sorgt für die Absorption im roten Wellenlängenbereich bei unbeschichtetem Normalglas. Besonders reiner Quarz enthält diesen Eisenoxidanteil nicht. Das daraus produzierte, hochwertige Glas heißt Weißglas. Abbildung 4 verdeutlicht den Unterschied.

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Abb. 4: Vergleich von unbeschichtetem Normal- und Weißglas

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Abb. 5: Vergleich von beschichtetem Normal- und Weißglas

In der Regel fällt dieser Effekt optisch nicht auf. In Verbindung mit der Wärmeschutzbeschichtung besitzt Normalglas in Abhängigkeit des Eisenoxidgehaltes einen Grünstich (Abb. 2). Auch Weißglas wird gemäß der Energieeinsparverordnung mit einer Wärmeschutzbeschichtung versehen. Dadurch erhält diese dann teurere Sorte in etwa die optischen Eigenschaften von unbeschichtetem Normalglas (siehe Abb. 5). Gelegentlich ist ein sehr geringer Gelbstich vorhanden.

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Abb. 6: Vergleich der Glassorten

Vergleicht man die einzelnen Glassorten, so besitzt unbeschichtetes Weißglas die mit Abstand besten optischen (nicht thermischen!) Eigenschaften (Abb. 6). Die Transmission bleibt über den gesamten Wellenlängenbereich praktisch konstant hoch, während alle anderen Gläser ein ausgeprägtes Maximum aufweisen. Die Glashersteller geben bei der Transmission diesen Maximalwert an. Dabei gibt es naturgemäß keine großen Unterschiede. Für die Beurteilung der Eignung eines Glases für einen bestimmten Anwendungszweck ist diese Angabe jedoch sinnlos und irreführend, da das gesamte Spektrum betrachtet werden muß. Es empfiehlt sich, die Daten beim Glashersteller abzufragen. Die hier verwendeten Daten wurden so erhalten, sind aber in anonymisierter Form dargestellt, um keine Rückschlüsse auf den Hersteller zuzulassen.

Wie wirken sich die optischen Eigenschaften der Gläser auf die Pflanzen aus? Kakteen werden besonders dann eine dichte Bedornung ausbilden, wenn sie sich wie an ihren Standorten gegen energiereiche UV-Strahlung schützen müssen. Von einer nennenswerten UV-Durchlässigkeit kann bei Wärmeschutzgläsern keine Rede mehr sein. Man darf deshalb davon ausgehen, dass bei der Kultur hinter solchen Gläsern, Pflanzen eine entsprechend geringere Bedornung aufweisen werden. Darüber hinaus werden solche Exemplare beim Herausstellen ins Freie besonders anfällig gegenüber Sonnenbrand sein, da sie keinen ausreichenden Schutz gegen UV-Strahlung aufbauen mußten. Solche Pflanzen bedürfen daher stets eines Sonnenschutzes und müssen langsam an die volle Sonne gewöhnt werden.

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Abb. 7: Photosyntheserate in Abhängigkeit der Wellenlänge
Quelle: [Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können]

Die Photosyntheserate der Pflanzen ist von der Wellenlänge abhängig. Sie besitzt sowohl im blauen als auch im roten Wellenlängenbereich ein Maximum. In diesen Bereichen weisen die Wärmeschutzgläser bereits eine merkliche Abnahme der Transmission auf. Insbesondere beim gewöhnlichen Wärmeschutzglas müssen hier deutliche Abstriche gemacht werden. Dennoch bleibt die Lichtdurchlässigkeit auf einem Niveau, dass das Gedeihen der Pflanzen gewährleistet.

Fazit: Fensterglas mußte durch die Energieeinsparverordnung merkliche qualitative Einbußen der optischen Eigenschaften zugunsten einer besseren Wärmedämmung hinnehmen. Wer auf eine reiche Bedornung seiner Kakteen wert legt, sollte zu unbeschichtetem Weißglas greifen. Dafür sind die Anschaffungs- sowie die Folgekosten für das Heizen im Winter gegenüber normalem Wärmeschutzglas höher. Wärmeschutzweißglas bietet bei gleicher Wärmedämmung etwas bessere optische Eigenschaften als normales Wärmeschutzglas, jedoch nicht im für die Ausbildung der Bedornung wichtigen UV-Bereich und stellt somit keine wirkliche Alternative dar. Wer den Fokus auf Energieeinsparung setzt, für den ist Wärmeschutzglas das Material der Wahl. Dafür muß er Abstriche bei der Schönheit der Pflanzen hinnehmen.