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Scheibe ja auch außerordentlich dünn ist, sodass eine Glasscheibe einen
ausgesprochen schlechten λ- Wert hat. Würde man daher eine Glasscheibe den
in der DIN 4108 vorgeschriebenen Berechnungsverfahren unterziehen, müsste
danach die Temperatur der Glasscheibe innen und außen gleich sein. Das ist sie
aber nicht. Was steckt da eigentlich dahinter?
Des Rätsels Lösung liegt im Verhalten von Glas gegenüber Strahlungsprozessen.
Betrachten wird das also einmal ganz empirisch.
Wenn wir Baustoffe auf ihr Verhalten gegenüber Strahlungsprozessen
betrachten, ist zunächst der Emissionskoeffizient (ε) von großer Bedeutung. Bei
Glas hat er einen überraschend hohen Wert, den man diesem Baustoff
gefühlsmäßig gar nicht zutraut, nämlich 0,87. Dieser Wert sagt aus, dass die
Absorptionsfähigkeit und die Fähigkeit zur Abstrahlung von Wärmestrahlung bei
87% der des sog. „Schwarzen Strahlers“ liegt. Das ist baupraktisch etwa der
gleiche Wert, wie er z.B. bei Mauerwerk angetroffen wird. Ankommende
Wärmestrahlung mit einem gemischten Wellenlängenspektrum wird von Glas
somit zu 87% absorbiert und in Stoffwärme umgesetzt. Somit wird die
Glasscheibe warm.
Jetzt hat aber eine Glasscheibe noch eine weitere interessante Eigenschaft, Sie
verfügt nämlich über zwei reflektierende Grenzflächen. Das ist einmal die
Innenoberfläche, aber auch – und das ist sehr wichtig bei unserer Betrachtung
– für von innen kommende Strahlung auch die äußere Oberfläche der Scheibe.
Sehen wir uns die Reflexionen an, stellen wir fest, dass wir es sowohl mit
Teilreflektion zu tun haben, wenn die Strahlung annähernd senkrecht auf die
Scheibe trifft und mit Totalreflektion, wenn die Strahlung mit einem Winkel zur
Scheibe steht. Betrachten wir darauf hin die Einstrahlungsrichtungen an
Glasscheiben vor Räumen, wobei wir uns hier mit einer kleinen Systemskizze
helfen können, müssen wir hierbei bedenken, dass von jedem Wandpunkt aus
Strahlung völlig gleichmäßig nach allen Richtungen im sog. „Halbraum“ emittiert
wird, also über einen Winkelbereich von genau 180 °. Die gefühlsmässige
Vorstellung, dass Wärmestrahlung nur senkrecht von der Wand ausgeht, ist
also falsch. Legen wir unsere Systemskizze nach dieser Erkenntnis an und
zeichnen also von beliebig vielen Punkten aus Strahlungen nach allen
Richtungen, stellen wir ganz empirisch fest, dass der überwiegende Teil der auf
die Glasscheibe treffenden Strahlung schräg einfällt, somit sehr stark nach
innen reflektiert wird und damit von der Glasscheibe nicht absorbiert werden
kann. Der dennoch die äußere reflektierende Grenzschicht durchquerende
Strahl wird zunächst in Abhängigkeit vom Brechungswinkel gebrochen, ändert
also seine Richtung so, dass er auf die äußere reflektierende Grenzschicht
etwas steiler auftrifft. Auch dort wird ein Teil der Strahlung reflektiert und nur
ein geringer Rest an Wärmestrahlung – zu der übrigens auch der
Spektralbereich des sichtbaren Lichts gehört – entweicht letztlich
unwiederbringbar in die Umgebung.
Nebenher: Ich vermute, dass diese Vorgänge auch der Grund dafür sind, dass
Fensterflächen tagsüber in einer Fassade schwarz wirken. Schwarz ist ja immer