Der gasdichte Randverbund verbindet zwei 3 bis 4 mm dicke Scheiben, von denen eine mit niedrig- emittierender Schicht (Low-ε-Schicht) versehen ist. Mit einem Glasabstand von etwa 0,7 mm ist diese Verglasung deutlich schlanker als heute übliche Zweifachverglasungen. Das „Kernstück“ des Vakuumisolierglases befindet sich im Scheibenzwischenraum: Durch Evakuierung fehlt hier das Medium, das Wärme und Schall von der Innen- zur Außenscheibe transportiert.

Um dies zu erreichen, wird der Druck in diesem Bereich auf unter 10-3 hPa gesenkt. Nur so ist es möglich, den Wärmetransport des Restgases auf Werte von weniger als 0,1 W/m²K zu reduzieren und einen guten Gesamt-Wärmedurchgangskoeffizienten für die Verglasung zu erreichen. Den atmosphärischen Druck nehmen die Stützen auf. Geringe Sichtbarkeit und Wärmeleitfähigkeit spielen eine wichtige Rolle bei der Auswahl geeigneter Stützkörper.

Wärmetransport im Fenster

Bei der Konstruktion eines wärmedämmenden Fensters gilt es, den Wärmetransport über drei verschiedene Mechanismen zu reduzieren:

• Wärmeleitung dominiert als Transportmechanismus in Feststoffen, etwa im Fensterrahmen und im Randverbund der Verglasung. Entscheidend für den Wärmeverlust ist die Wahl isolierender Werkstoffe und die Verminderung von Materialquerschnitten etwa durch Hohlkammerprofile.

• Wärmekonvektion nennt man den Wärmetransport durch bewegliche Teilchen. Im Scheibenzwischenraum spielt dieser Wärmetransportmechanismus zusammen mit der Wärmeleitung über das Füllgas eine zentrale Rolle. Je leichter die Gasmoleküle, umso mehr Wärme wird transportiert. Aus diesem Grund werden die Scheibenzwischenräume in Wärmeschutzverglasungen mit schweren Edelgasen wie Argon befüllt. Sehr hochwertige Fenster enthalten das noch schwerere aber deutlich teurere Krypton. Im idealen Vakuum kann es naturgemäß keine Wärmekonvektion geben. Aber auch ein Teilvakuum reduziert den Wärmetransport schon deutlich. Wird der Druck so weit reduziert, dass die Moleküle sich ohne gegenseitige Beeinflussung bewegen können, sinkt der Wärmetransport linear mit dem Gasdruck (Abb. 3).

• Wärmestrahlung Jeder Körper strahlt elektromagnetische Wellen mit einem für seine Temperatur charakteristischen Spektrum ab und befindet sich so im Energieaustausch mit seiner Umgebung. Im Gegensatz zur Wärmeleitung und Wärmekonvektion findet Wärmestrahlung auch im Vakuum statt. Eine so genannte Low-ε-Beschichtung von Wärmeschutzverglasungen mindert diese Wärmeverluste. Die sehr dünnen Metalloxidschichten lassen kurzwellige Strahlung (Licht) nahezu ungehindert passieren, reflektieren aber die langwellige Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung).