Konstruktiver Glasbau: Grundlagen, Anwendung, Beispiele 9783955530242, 9783920034249

Citation preview

∂ Praxis

Konstruktiver Glasbau Grundlagen Anwendung Beispiele

Bernhard Weller Kristina Härth Silke Tasche Stefan Unnewehr

Edition Detail

∂ Praxis

Konstruktiver Glasbau Grundlagen Anwendung Beispiele

Bernhard Weller Kristina Härth Silke Tasche Stefan Unnewehr

Edition Detail

Autoren: Bernhard Weller, Prof. Dr.-Ing. Kristina Härth, Dipl.-Ing. Silke Tasche, Dr.-Ing. Stefan Unnewehr, Dipl.-Ing. Projektleitung: Steffi Lenzen, Dipl.-Ing. Architektin Redaktion und Lektorat: Nicola Kollmann, Dipl.-Ing. Redaktionelle Mitarbeit: Melanie Weber, Dipl.-Ing.; Carola Jacob-Ritz, M. A. Florian Krainer, Dipl.-Ing.; Eva Schönbrunner, Dipl.-Ing. Zeichnungen: Dejanira Bitterer, Dipl.-Ing.; Daniel Hajduk, Dipl.-Ing.; Michal Korte; Simon Kramer, Dipl.-Ing.; Heiko Mattausch, Dipl.-Ing. © 2008 Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, München Ein Fachbuch aus der Redaktion DETAIL

ISBN: 978-3-920034-24-9 Gedruckt auf säurefreiem Papier, hergestellt aus chlorfrei gebleichtem Zellstoff. Alle Rechte vorbehalten, einschließlich das des auszugsweisen Abdrucks, der Übersetzung, der fotomechanischen Wiedergabe und der Mikrokopie. Die Übernahme des Inhalts und der Darstellungen, ganz oder teilweise, in Datenbanken und Expertensysteme, ist untersagt.

DTP & Produktion: Simone Soesters Druck: Aumüller Druck, Regensburg 1. Auflage 2008

Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG Sonnenstraße 17, D-80331 München Telefon: +49/89/38 16 20-0 Telefax: +49/89/39 86 70 www.detail.de

∂ Praxis Konstruktiver Glasbau

Inhalt

7

Einführung, Grundlagen

11 13 14 19

Basisglas und Veredelungsprodukte Werkstoff Glas Herstellung der Basisprodukte Flachglasveredlung Weitere Glasprodukte

21 24 26 29

Gläser für besondere Anforderungen Schallschutz Sicherheit Brandschutz Wärme- und Sonnenschutz

33 38 43 46 49 53 54 55

Entwerfen mit Glas Optik und Wahrnehmung Tragwerkskonzepte Vertikalverglasungen Absturzsichernde Verglasungen Überkopfverglasungen Begehbare Verglasungen Bedingt betretbare Verglasungen Sicherheit bei Glas in Verkehrswegen

60 64 68

Konstruieren mit Glas Geklemmte Verbindungen Gebohrte Verbindungen Geklebte Verbindungen

73 74 76 78 81

Baurechtliche Regelungen Baurecht im Überblick Bauprodukte aus Glas Bauarten mit Glas Ungeregelte Bauprodukte und Bauarten Experimentelle Versuche im Konstruktiven Glasbau

83 84 86 88 90 92 94 96 98 100

103 109 111

Ausführungsbeispiele Konstruktiver Glasbau Übersicht Museum in Kansas City Museum Abtei Liesborn Geschäfts- und Wohnhaus in Aarau Produktionshalle in Hettenshausen Glasmuseum in Toledo Überkopfverglasung Mensa und Rektorat der TU Dresden Konzertpavillion »Schubert Club Band Shell« in Minnesota Glastreppe in Paris Niederländische Botschaft in Berlin Anhang Glossar, Normen und Richtlinien, Literatur, Hersteller und Verbände Sachregister Bildnachweis

Einleitung

Konstruktiver Glasbau Das vorliegende Buch behandelt den konstruktiven Glasbau als eine Disziplin der Architektur und des Ingenieurbaus, die sich mit der Erforschung von Glas im Bauwesen und mit dessen Einsatz in technisch-komplexen Konstruktionen beschäftigt, die über die Kenntnisse des Glaserhandwerks hinausgehen: Art und Größe der Anwendungen erfordern aufwendige Berechnungsmethoden oder konstruktive Sonderlösungen. Glas wird im konstruktiven Glasbau mitunter nicht nur ausfachend eingesetzt, sondern übernimmt Lasten, die planmäßig über die flächenbezogenen Beanspruchungen aus Eigengewicht, Temperaturveränderungen, Wind und Schnee hinausgehen. Diese resultieren aus den unterschiedlichen Aufgaben, die der Werkstoff Glas neben der üblichen Funktion als lichtdurchlässiger Raumabschluss erfüllt. Glas kann gegen Absturz sichern, Explosionen widerstehen, Angriffe abwehren, als begehbare Fläche dienen oder sogar als tragendes Bauteil der Gesamtkonstruktion eingesetzt werden. Ausgehend von den Basisprodukten, ihren physikalischen Besonderheiten und Veredelungsmethoden (Kapitel 1) werden in weiteren vier Hauptkapiteln die grundlegenden Zusammenhänge im konstruktiven Umgang mit Glas übersichtlich erläutert. Dem Teil »Gläser für besondere Anforderungen« folgt ein Kapitel, das sich mit dem architektonischen Entwurf im Hinblick auf die optischen Eigenschaften des Glases, die besonderen Tragund Sicherheitskonzepte, Bauteile und Anwendungen beschäftigt. Das fachgerechte Fügen und die unterschiedlichen Lagerungsarten sind Thema des Kapitels »Konstruieren mit Glas«. Da es für eine zügige, kostengünstige und sichere Planung im Glasbau entscheidend ist, ob die jeweilige Anwendung geregelt ist und

somit auf aufwendige Prüfungen verzichtet werden kann, vermittelt das Kapitel »Baurechtliche Regelungen« alles Wissenswerte über die rechtlichen Vorschriften. Gebaute Beispiele finden sich in einem eigenen Projektteil. Der Anhang beinhaltet weiterführende Quellen und Hinweise sowie ein Glossar, das dem Verständnis der im Text verwendeten Fachwörter dient. Bedeutung des Glases im Bauwesen Glas ist ein faszinierender und ambivalenter Baustoff. Es verhält sich im Umgang einerseits anspruchsvoll, denn es verzeiht konstruktive Fehler nicht, andererseits aber gutmütig, wenn es richtig behandelt wird. Bei richtigem Einsatz dankt es den hohen planerischen – und oft auch erheblichen finanziellen – Aufwand mit dem Gewinn an Tageslicht und Durchsicht. Beide Aspekte, der Bezug zur Sonne und zu seiner Umgebung, stellen für den Menschen elementare Bedürfnisse dar und spiegeln sich in seiner Wertschätzung für diesen lichtdurchlässigen Baustoff. Der ständig wechselnde Ausdruck des Glases ruft im Spiel mit dem Licht reizvolle Sinneseindrücke hervor. Nicht ohne Grund entsprechen in der Allegorie die Fenster des Hauses den Augen des Menschen. Glasherstellung Die Herstellung und weitere Entwicklung des künstlich erzeugten Materials Glas hängt von mehreren Faktoren ab: von den Rohstoffen, die das Ausgangsgemenge bilden; der Wärmeenergie, um sie auf die benötige Schmelztemperatur zu erhitzen; den technischen Voraussetzungen einer Glashütte oder einer Fabrik und nicht zuletzt von einem hohen Erfahrungsschatz und Erfindungsreichtum der Beschäftigten. Die Grundzusammensetzung des Rohstoffgemischs hat sich nie wesentlich geändert: Sand, Pottasche bzw. 7

Einleitung

1

2

3

4

Meisterwerk der Glas-Eisen-Konstruktionen: Das Palmenhaus in den Royal Botanic Gardens, Kew bei London (GB) 1848, Richard Turner und Decimus Burton Photovoltaikzellen im Scheibenzwischenraum einer Isolierglasfassade (links) und individuell regelbare Glaslamellen zur Lichtlenkung (rechts), Firmengebäude Tobias Grau, Rellingen (D) 2001, BRT Architekten Versuchsmuster eines dichroitischen Deckglases für den Einsatz als Fassadenelement beispielsweise in Kombination mit Photovoltaikzellen farbig getöntes Glas der Feuer- und Polizeiwache für das Regierungsviertel, Berlin (D) 2004, sauerbruch hutton architekten

1

Soda und Kalk. Nachdem Ende des 18. Jahrhunderts in Frankreich ein Verfahren entwickelt wurde mit dessen Hilfe sich Soda künstlich herstellen lässt, verbilligte sich die Glasherstellung erheblich, sodass Soda die Pottasche als Rohstoff verdrängte. Die enormen, zum Schmelzen des Glases bei über 1500 °C erforderlichen Energiemengen liefert bis etwa 1800 fast ausschließlich das Holz. Dann wird es zunehmend vom Energieträger Kohle in waldarmen Regionen wie England und später auch auf dem Kontinent ersetzt [1]. Bis zum Ende des 17. Jahrhunderts konnte Flachglas nur über den Umweg von Hohlgefäßen hergestellt werden [2]. Es gab hierfür im Wesentlichen zwei Verfahren, die wegen ihrer unterschiedlichen Eigenschaften nebeneinander existierten: Das Zylinderstreck- und das »Mondglasverfahren«. Bei dem »Zylinderstreckverfahren« bläst man einen Glasklumpen zu einem möglichst dünnwandigen zylindrischen Hohlkörper. Nach dem Abkühlen werden beide Endkappen ab- und der Zylinder aufgeschnitten bevor er im Streckofen glattgewalzt wird, wobei die Berührung mit dem Ofen Spuren auf der Glasoberfläche hinterlässt. Das Mondglasverfahren« nutzt die Fliehkräfte aus, die durch schnelles Rotieren einer aufgeblasenen und an einer Stelle geöffneten Glaskugel entstehen. Auf diese Weise hergestellte Gläser weisen eine feuerpolierte Oberfläche auf. Den im Vergleich zum Zylinderstreckverfahren geringeren Scheibenabmessungen steht die bessere optische Qualität des Glasprodukts gegenüber. Den hohen Ansprüchen an großformatige Spiegelflächen konnten beide oben genannten Verfahren nicht genügen. Vor diesem Hintergrund erfindet im Jahr 1688 der Franzose Lucas de Nehou das Gussglasverfahren, bei dem zähflüssige Glas8

schmelze auf einen Metalltisch ausgegossen und ausgewalzt wird [3]. Eine anschließende aufwendige Schleif- und Polierbehandlung sowie eine Beschichtung verwandelt das günstige Gussglas in kostbare Spiegel. Wurden die Rohstoffe bisher immer chargenweise erhitzt, so bringt die Erfindung des kontinuierlichen Wannenofens, den Friedrich Siemens im Jahr 1867 entwickelt und in seiner Dresdner Glashütte einsetzt, den Durchbruch zur modernen Glasschmelztechnik [4]. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts patentiert der Belgier Emile Fourcault das »Ziehverfahren«. Das Glas wird mittels Walzen kontinuierlich vertikal aus der Schmelze gezogen. Somit schließt diese Technik die letzte Lücke im Industrialisierungsprozess der Glasherstellung. Da das Glas nur mit Luft in Berührung kommt, besitzt es eine spiegelnde, feuerpolierte Oberfläche mit einer relativ hohen optischen Qualität. In der Durchsicht treten jedoch häufig linear verlaufende Verzerrungen auf, die dem Herstellungsprozess geschuldet sind. Diesen Makel behebt der Brite Alastair Pilkington, indem er 1959 ein Verfahren patentieren lässt, das noch heute dem aktuellen Stand der Technik für die Flachglasherstellung entspricht, das »Floatglasverfahren« [5]. Hierbei fließt die Glasschmelze in ein Bad flüssigen Zinns, auf dessen Oberfläche sie aufgrund ihrer geringeren Dichte schwimmt und eine gleichmäßig dicke und ebene Glasschicht ausbildet. Mittels eines waagerechten Bands aus Rollen entnimmt man einen endlosen Flachglasstrang äußerst hoher Qualität (S. 12, Abb. 1). Architektur und Ingenieurbaukunst Die Entwicklung des Glasbaus hängt auch vom Fortschritt auf anderen Gebieten der Technik und der Wissenschaft ab. Die Ursache hierfür liegt einerseits in der

künstlichen Herstellung und maschinellen Veredelung, andererseits ist der Einsatz des spröden Baustoffs an weitere, duktile – also plastisch verformbare – Materialien gebunden. In der Gotik war die Bautechnik erstmals so weit entwickelt, dass großflächige Wandöffnungen entstehen konnten [6]. Ein feines Netz aus Eisenrahmen bildete die Unterkonstruktion für die relativ kleinen und oft bunt gefärbten, durchscheinenden, diaphanen Glasscheiben. Den bisher größten Entwicklungsschub auf dem Gebiet der Technik löste jedoch die Industrielle Revolution aus: Mithilfe der Energieträger Kohle und Koks wurden mit Dampf betriebene Maschinen zum zentralen Motor einer Entwicklung, die Manufakturen in Fabriken verwandelte, die standardisierte Produkte in großer Stückzahl hervorbrachten. Beschleunigend kam hinzu, dass viele Erfindungen sowohl Ergebnis als auch Grundlage der Industrialisierung waren. Fortschritte in der Wissenschaft – insbesondere exakte Methoden zur Tragwerksberechnung – und auch politische Veränderung wie beispielsweise die Aufhebung der Luxussteuer auf Glas in England im Jahr 1851 trieben das Bauwesen weiter an. [7] Nicht in erster Linie Architekten, sondern vor allem Ingenieure und Planer aus sogenannten nicht künstlerischen Disziplinen führten die Baukunst in die Moderne [8]. Größere, einzig der Funktion verpflichtete Bauaufgaben erforderten mit ihren Planungen, die den bisherigen Erfahrungshorizont bei Weitem überstiegen, Lösungen, die in ihrer radikalen Zweckmäßigkeit unter ästhetischen und konstruktiven Gesichtspunkten mit der Baugeschichte brechen. Dazu gehören Bahnhofshallen, in denen sich der Qualm der Kohlebefeuerung zerstreuen kann und zahlreiche Brückenbauwerke mit teils nie dagewesenen Spannweiten. Zur gleichen Zeit entstanden Markthallen, Passagen und

Einleitung

2

3

andere Überdachungen, welche die Symbiose von Eisen und Glas zelebrieren. Förderte zur Zeit der Gotik der Wunsch nach Helligkeit und farbigem Glanz im Kircheninnenraum den Glasbau, so veränderte insbesondere das profane Bedürfnis der sich einer zunehmenden Beliebtheit erfreuenden exotischen Pflanzen nach Licht und Wärme die Architektur zu Beginn des 19. Jahrhunderts grundlegend und nachhaltig. Ingenieure optimierten die Gebäudehüllen vieler Gewächshäuser, Konservatorien und Orangerien hinsichtlich des maximalen Lichteintrags. Sie wurden vom First bis zum Boden komplett verglast; einige zeichnen mit ihrer Form den Gang der Sonne am Himmel nach, sodass diese immer senkrecht auf die Glasflächen trifft. Dabei stellen die gebogenen Formen mit einheitlichen Biegeradien das zweckmäßige Mittel zwischen statischer Ideallinie und industrieller Vorfertigung dar. Die Glashäuser revolutionierten nicht nur die Architektur, sie legten auch den Grundstein für den konstruktiven Glasbau. Erstmals in der Baugeschichte werden Glasscheiben hier in größerem Umfang nicht nur ausfachend, sondern auch aussteifend eingesetzt. John Claudius Loudon berichtet über das von ihm entworfene und 1827 gebaute Palmenhaus Bretton Hall in Yorkshire beispielsweise, dass bereits ein leichter Wind die Eisenkonstruktion während der Bauphase in Bewegung bringen konnte. Doch sobald die Verglasung eingesetzt worden war, wurde das Bauwerk steif und fest [9]. Ein anderes wesentliches Konzept des modernen Glasbaus zeigte sich bereits in den britischen Gewächshäusern: Die netzartigen Glas-Eisen-Konstruktionen sorgen für Standsicherheit selbst bei Ausfall mehrerer Glasscheiben. Der Umstand, dass viele Projekte nicht für den dauerhaften Aufenthalt von Menschen geplant wurden und daher geringere Si-

4

cherheiten angenommen werden konnten, wirkte sich positiv auf die Gestaltung aus. In ihrem weitgehenden Verzicht auf historisierende Applikationen, ihrer hochgradigen Filigranität, ihres überwältigenden Transparenzeindrucks und wegen ihrer teils gebogenen und statisch wirksamen Glasscheiben übertreffen die Geächshäuser – namentlich das Palmenhaus in den Königlichen Botanischen Gärten in Kew bei London (Abb. 1) – in ästhetischer und baukonstruktiver Hinsicht mitunter selbst die baukünstlerische Ikone des 19. Jahrhunderts, den Kristallpalast, der anlässlich der Weltausstellung 1851 von Joseph Paxton in London errichtet wurde. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erlebt der Glasbau basierend auf neuen Herstellungs- und Veredelungsmethoden sowie einer architektonischen Strömung, die man heute als Klassische Moderne bezeichnet, eine neue Blüte vor allem im Industrie- und Verwaltungsbau: Glas wird großflächig in Fenstern und Fassaden eingesetzt. Dann zwingt die Ölkrise der 1970erJahre die Bauindustrie zu einem energetischen Umdenken bei der Verwendung von Glasprodukten [10]. Dies mündet in der systematischen Erforschung bauphysikalischer Zusammenhänge und führt somit zur Entwicklung spezieller Funktionsgläser. Einerseits den steigenden Energiepreisen, andererseits der zunehmenden Sensibilisierung ressourcenschonenden und nachhaltigen Bauens geschuldet, werden seit den 1980er-Jahren spezialisierte Fassaden entwickelt. Deren unterschiedliche, häufig in mehreren Ebenen hintereinander angeordnete und teilweise steuerbare Funktionsbauteile sollen gleichermaßen sommerliche Überhitzung wie Energieverluste im Winter reduzieren. Die aktuelle Forschung beschäftigt sich zunehmend mit hybriden Produkten, bei

denen mehrere Aufgaben unmittelbar in einem Bauteil zusammengefasst werden. Im Fassadenbau experimentiert man beispielsweise mit energetisch aktiven GlasPhotovoltaik- oder passiven vorgehängten Glas-Trägerpaneel-Laminaten (Abb. 2 und 3). Wenn Glas hierbei nur die äußere Schutzfunktion übernimmt und Transparenz nicht gefordert wird, dann kommt oft bedrucktes oder eingefärbtes Glas zum Einsatz (Abb. 4). Die optischen Eigenschaften des Glases nutzt die Entwicklung lichtlenkender Glaslamellen aus. Auf konstruktiver Ebene erforscht man Kombinationen aus Glas und anderen teils neuen, duktilen Materialien wie beispielsweise glasfaserverstärkten Kunststoffen, um die jeweiligen Vorteile gezielt nutzen zu können. Auch plastisch verformtes Glas findet aus gestalterischen oder statischen Gründen zunehmend Verwendung. Im Automobilbau bereits seit den 1970er-Jahren zur Gesamtaussteifung von Fahrzeugen herangezogen, wird die Klebetechnik als material- und beanspruchungsgerechte Fügeverbindung auch im Bauwesen eine bedeutendere Rolle spielen. So erlauben Fortschritte in Wissenschaft und Technik heute und in Zukunft trotz gestiegener Sicherheitsanforderungen die Planung bahnbrechender Glasprojekte.

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

vgl. Glocker 1992, S. 25ff. ebd., S. 76 ebd., S. 80f. ebd., S.16 ebd., S. 83ff. Kohlmeyer 1998, S. 82 Glocker, S. 93 vgl. Baum 2007, S. 185 »When the ironwork was put up, before it was glazed, the slightest wind put the whole of it in motion from the base to the summit; [...] As soon as the glass was put in, however, it was found to become perfectly firm and strong [...]« Loudon 1833, S. 980 [10] Glocker, S. 94

9

Basisglas und Veredelungsprodukte

Glas stellt eine Besonderheit unter den Baustoffen dar: Es ermöglicht wegen seiner Transparenz eine andere Art des Bauens, bedingt sie aber auch aufgrund seines besonderen Materialverhaltens. Wie eine Diva unter den Baustoffen reagiert es auf unsachgemäße Behandlung unmittelbar und empfindlich, was ihm den Ruf eines unberechenbaren Materials eingebracht hat. Dabei besitzt es – richtig angewendet – unschätzbare Vorteile und ist aufgrund von Veredelungsprozessen vielseitig und wandelbar. Glas muss man also kennen und verstehen.

ausmachen. Diese Massengläser bestehen zu etwa 70 % aus Siliziumdioxid, also Quarzsand, der bei der Herstellung des Glases die Aufgabe des Netzwerkbildners übernimmt und die Grundstruktur des Glases bestimmt. Da Quarzsand eine sehr hohe Schmelztemperatur von etwa 1700 °C besitzt, werden Alkalioxide als Flussmittel zur Senkung der Schmelztemperatur beigemengt. Einen weiteren Anteil nehmen Stabilisatoren ein, die in Form von Erdalkalioxiden der Verbesserung von Härte und chemischer Beständigkeit des Glases dienen.

Werkstoff Glas Der Begriff »Glas« bezeichnet im wissenschaftlichen Sinne eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit, die ohne Kristallisation erstarrt ist. Es handelt sich um eine amorphe Substanz, die durch Schmelzen und entsprechend schnelles Abkühlen entsteht und der somit kein gleichmäßiges Kristallgitter zugrunde liegt. Mit dieser Definition steht Glas für eine Vielzahl von Stoffen, unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung. So kann man neben natürlichen Gläsern wie beispielsweise Obsidianen auch metallische Gläser oder Kunststoffe wie Acrylglas dieser Kategorie zuordnen.

Zu den häufigsten Silikatgläsern zählen: • Kalknatrongläser • Bleigläser • Borosilikatgläser

Im allgemeinen Sprachgebrauch steht Glas in erster Linie für die Gruppe der Silikatgläser, die mit etwa 95 % den größten Anteil der gesamten Glasproduktion

T1: Zusammensetzung von Kalk-Natronsilikatglas nach DIN EN 572-1 Siliziumdioxid (SiO2)

69 % – 74 %

Kalziumoxid (CaO)

5 % –14 %

Natriumoxid (Na2O)

10 % –16 %

Magnesiumoxid (MgO)

0%–6%

Aluminiumoxid (Al2O2)

0%–3%

andere

0%–5%

Bei den im Bauwesen verwendeten Gläsern handelt es sich in erster Linie um Kalknatrongläser. Neben dem Hauptbestandteil Siliziumdioxid dient Natriumoxid (Na2O) in Form von Soda als Flussmittel. Kalziumoxid (CaO) übernimmt die Funktion des Stabilisators und wird aus dem beigefügten Kalk gelöst. Daneben sind weitere Bestandteile in kleineren Mengen möglich, die von den rohstoffseitigen Voraussetzungen sowie den Verarbeitungsbedingungen abhängen (Tabelle T1). Bei Bleiglas ersetzt Bleioxid (PbO) das Kalziumoxid. Mit Ausnahme von Strahlenschutzglas hat es für das Bauwesen jedoch keine Bedeutung. Borosilikatglas enthält anstelle von Kalziumoxid einen gewissen Anteil an Boroxid (B2O3) und findet im Bauwesen z. B. als Brandschutzverglasung häufiger Anwendung. Darüber hinaus fasst der Begriff ErdalkaliSilikatgläser weitere Glaserzeugnisse zusammen, deren Hauptbestandteil ebenfalls Siliziumdioxid ist und denen neben Kalziumoxid noch weitere Erdalkalioxide in unterschiedlichen Anteilen beigemengt werden. An die Stelle von Natriumoxid

tritt bei diesen Gläsern Kaliumoxid (K2O). Erdalkali-Silikatglas besitzt eine etwas höhere Dichte und einen höheren E-Modul als Kalknatronglas sowie einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten. Schließlich zählt auch Quarz- oder Kieselglas aus reinem Quarzsand zur Gruppe der Silikatgläser, spielt aber nur eine untergeordnete Rolle. Glaseigenschaften Zwei Eigenschaften des Glases stechen besonders hervor und sind fest mit diesem Werkstoff verknüpft: seine Transparenz und seine Zerbrechlichkeit. Die Transparenz ist dem atomaren Aufbau, also der Nichtkristallinität und der Besonderheiten der Bindungen im Inneren des Glases, zu verdanken.

F [kN] Stahl

f [mm]

F [kN] Glas

1 f [mm]

1

Vergleich des mechanischen Verhaltens von Stahl und Glas unter Zugbelastung (F): Während Stahl nach Überschreiten der Elastizitätsgrenze eine Plastizität aufweist und somit über eine hohe Verformbarkeit (f) bis zum Versagen verfügt, verhält sich Glas bis zum Bruch linear-elastisch. Plastisches Materialverhalten tritt nicht auf.

11

Basisglas und Veredelungsprodukte Werkstoff Glas

Zufuhr Rohmaterial 1550 °C

1050 °C

600 °C 100 °C

Schmelzen Läutern Abstehen 1 2 3

Prinzipskizze des Floatprozesses Prinzipskizze des Gussglasprozesses Oberflächenstrukturen ausgewählter Ornamentgläser

Fehlende Grenzflächen im Material verhindern die Reflexion des Lichts im optisch sichtbaren Bereich und die atomare Struktur kann sichtbares Licht nicht absorbieren, sodass es ungehindert hindurchtreten kann. Für UV-Licht ist Glas hingegen undurchlässig, da die Lichtenergie ausreicht, um die Elektronen im Glas in Schwingung zu setzen, was zur Absorption des Lichts im Material führt. Die Zerbrechlichkeit und vor allem das plötzliche Versagen kennzeichnen Glas als einen typisch spröden Werkstoff. Die maximale Bruchdehnung liegt im Bereich von etwa 0,1 %. Bereits bei minimaler Überschreitung dieser elastischen Verformbarkeit kommt es zu schlagartigem Versagen durch einen einschnürungsfreien Bruch mit muschelförmig ausgebildeten Bruchflächen. Das heißt bis zu diesem Zeitpunkt verhält sich Glas unter mechanischer Beanspruchung ideal-elastisch. Plastisches Materialverhalten tritt nicht auf und macht es deshalb unmöglich, ein Versagen vorherzusehen (S. 11, Abb. 1). Verantwortlich für dieses Verhalten ist die silikatreiche Zusammensetzung des Glases, die aber ebenso für große Härte und Festigkeit sorgt. Beim Einsatz von Glas als Baustoff muss dieser Umstand daher immer berücksichtigt und durch geeignete konstruktive Maßnahmen ausgeglichen werden (siehe Kapitel »Entwerfen mit Glas«, S. 32ff. und »Konstruieren mit Glas«, S. 56ff.).

T2: Eigenschaften von Kalk-Natronsilikatglas nach DIN EN 572-1 Dichte (bei 18 °C)

2500 kg/m3

Elastizitätsmodul

70 000 N/mm2

Poissonzahl (Querdehnzahl)

0,2

mittlerer thermischer Längenausdehnungskoeffizient

9 ≈ 10-6 K-1

Temperaturwechselbeständigkeit

40 K

12

Fließen auf Zinnbad

Abkühlen auf 100 °C auf einer Länge von Optische Inspektion und Abkühlen auf bis zu 150 m Raumtemperatur

1

Bei der Zugfestigkeit des Glases ist jedoch zwischen der theoretischen Zugfestigkeit, der sogenannten Mikrofestigkeit des Glases und der praktischen Zugfestigkeit, also der Makrofestigkeit zu unterscheiden. Erstere, aus Atom- und Ionenbindungen der Glasstruktur berechenbar, ist sehr hoch. Für reines Kieselglas erhält man Werte zwischen 10 000 und 30 000 N/mm2, für Zusammensetzungen, wie sie bei Flachglas verwendet werden, 6500 bis 8000 N/mm2. Praktisch erreicht Flachglas aber nur einen Bruchteil dieser theoretischen Zugfestigkeit. Wie bei allen spröden Materialien ist auch bei Glas die Beschaffenheit der auf Zug beanspruchten Oberfläche für die Größe der aufnehmbaren Zugspannungen ausschlaggebend. Bereits bei der Herstellung und nachfolgend bei Weiterverarbeitung und Nutzung entstehen – für das bloße Auge meist nicht sichtbare – Oberflächendefekte, Kerben und Risse. Bei Beanspruchung treten hier Spannungsspitzen auf, denen das Glas keine plastische Verformbarkeit entgegensetzen kann und die zu Risswachstum führen. Je länger die Belastung anhält, umso mehr wird die Beanspruchbarkeit des Glases herabgesetzt. Kurzzeitige Spitzenbelastungen sind für Glas somit weniger problematisch als Dauerbelastungen geringerer Stärke. Mit steigender Flächengröße steigt auch die Wahrscheinlichkeit einer relevanten Oberflächenschädigung an einer relativ hoch beanspruchten Stelle. Weil also auch die Größe der zugbelasteten Fläche einen Einfluss auf die Zugfestigkeit hat und über Entstehung, Art und Häufigkeit der Oberflächendefekte keine exakte Aussage getroffen werden kann, ist die Zugfestigkeit nur bedingt als Werkstoffkenngröße zu bezeichnen. Sie wird in einem Bereich von 30 bis 80 N/mm2 angegeben. Die Druckfestigkeit erreicht im Vergleich zur Zugfestigkeit dagegen auch praktisch sehr

Zuschnitt Weiterverarbeitung Transport und Lagerung

hohe Werte. Unabhängig von Oberflächendefekten liegt sie bei den üblicherweise verwendeten Silikatgläsern zwischen 400 und 900 N/mm2. Da Glas nicht nur ein homogener, sondern auch ein isotroper Werkstoff ist, sind diese und auch alle anderen Eigenschaften richtungsunabhängig. Silikatische Gläser haben neben ihrer großen Oberflächenhärte auch herausragende Eigenschaften bezüglich der chemischen Beständigkeit und eignen sich daher sehr gut als dauerhafter Baustoff. Auch hier ist die silikatische Grundmasse Ursache für gute Korrosionsfestigkeit. Die meisten Säuren und Laugen können Glas nicht schädigen, eine Ausnahme bildet die Flusssäure, die daher auch beim Ätzen von Glasoberflächen verwendet wird. Auch gegen Wasser ist Glas sehr beständig, stehendes Wasser auf Glasoberflächen kann jedoch auf Dauer zu Auslaugungen und damit zu Korrosion der Glasoberfläche führen, was sich in fleckenartiger Trübung äußert. Schädigend können außerdem ammoniakhaltige Industrieabgase und der Kontakt mit Mineralputzen, frischem Beton oder extrem alkalischen Reinigungsmitteln wirken. Für die Verwendung als Baustoff spielt vor allem auch die leichte Formbarkeit des Glases eine große Rolle. Glas besitzt keinen definierten Schmelzpunkt, bei dem schlagartiges Schmelzen oder der Beginn des Schmelzens auftritt, wie es bei Kristallen der Fall ist. Glas zeichnet sich durch eine kontinuierliche Erweichung bei steigender Temperatur aus, sodass beim Erhitzen ein stetiger Übergang vom spröden Körper über den viskoelastischen Bereich in eine viskose Schmelze zu beobachten ist. Auf dieser Eigenschaft beruht die Verarbeitbarkeit des Glases in Form der unterschiedlichen

Basisglas und Veredelungsprodukte Herstellung der Basisprodukte

Zufuhr Rohmaterial 1550 °C

1200 °C

100 °C

Schmelzen Läutern Abstehen

Formgebungswalzen Bei Bedarf: Drahtgitterzuführung

Abkühlen auf 100 °C

2

Herstellungsverfahren sowie das Formen unter Temperatureinwirkung. Der Übergangsbereich, in dem sich das Glas vom spröden zum plastisch-viskosen Körper verändert, liegt bei den üblichen silikatischen Massengläsern zwischen 520 und 550 °C. Herstellung der Basisprodukte Im konstruktiven Glasbau kommt in erster Linie Flachglas zur Anwendung. Allen Herstellungsverfahren steht das Schmelzen als die zentrale Phase der Glaserzeugung voran. Das Rohstoffgemisch rieselt an der Stirnseite der Schmelzwanne auf die Oberfläche des Glasbades, wird dort zu Glas geschmolzen, am Beckenende als zähflüssige Masse entnommen und anschließend geformt. Dabei laufen drei Phasen in bestimmten Bereichen der Wanne kontinuierlich und gleichzeitig ab: Das Schmelzen der Rohstoffe findet bei etwa 1550 °C statt. Die sogenannte Läuterung dient dem Austreiben verbliebener Luft- und Gasblasen aus dem geschmolzenen Glas, um die gewünschte Homogenität zu erreichen. Anschließend kühlt es in der Abstehphase wieder auf 1000 bis 1200 °C ab. Danach kann es weiterverarbeitet werden. Floatglas Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde Flachglas mittels kontinuierlicher, automatisierter Walz- oder Ziehglasverfahren hergestellt, die sich aus den handwerklichen Techniken entwickelt hatten. Für optisch hochwertiges Spiegelglas mussten die aus diesen Formgebungsverfahren erhaltenen Gläser durch Schleif- und Polierprozesse aufwendig nachbearbeitet werden. Durch das heute in der Glasherstellung dominierende Floatverfahren, das zwischen 1952 und 1959 von dem britischen Unternehmen Pilkington entwickelt wurde, erhält man ohne zusätzliche Nachbearbeitung Glas in hervorragender

Abkühlen auf Raumtemperatur

Zuschnitt Weiterverarbeitung Transport und Lagerung

Oberflächenqualität. Dieses Verfahren hat die anderen Flachglasprozesse nach und nach weitestgehend ersetzt und so entfallen von der Produktion sämtlicher Glaserzeugnisse etwa 35 % auf die Floatglasherstellung. Im Floatprozess wird das Glas bei etwa 1050 °C von der Schmelzwanne in die sogenannte Floatkammer überführt, wo es als Glasband auf flüssigem Zinn fließt. Dadurch erhält man Flachglas mit planparallelen, ebenen Oberflächen und völlig verzerrungsfreier Durchsicht. In der Floatkammer kühlt das Glas bis auf etwa 600 °C ab, dann hat es genug Eigensteifigkeit, um vom Zinnbad abgehoben und in die Kühlkammer transportiert zu werden. Nach dem Abkühlen beginnt die Weiterverarbeitung (Abb. 1). Mögliche Glasdicken liegen im Bereich von 0,5 bis 25 mm, für die Baupraxis sind aber in der Regel Stärken zwischen 2 und 19 mm verfügbar. Infolge der üblichen Bedingungen beim Floatverfahren stellt sich automatisch eine sogenannte Gleichgewichtsdicke des Glasbandes von 7 mm ein. Durch eine Winkelverstellung der Top Rollers – gezackte Räder, die im vorderen Bereich des Floatbades auf den Rändern des Glasbandes aufliegen – kann man dünnere und dickere Gläser herstellen. Dicken von mehr als 12 mm lassen sich jedoch nur mit hohem Aufwand fertigen, da dies mit den Top Rollers nicht möglich ist und zusätzlich nicht benetzbare Randleisten (sogenannte Fender) installiert werden müssen. Durch diese seitliche Begrenzung kann das Glas zu größeren Dicken auslaufen. Bedingt durch den Herstellungsprozess weisen die beiden Glasseiten Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung auf. Die auf dem Zinnbad schwimmende Badseite verfügt über einen höheren Gehalt an Zinnionen als die sogenannte Atmosphärenseite. Sicht-

3

bar ist dies nicht, aber es kann in Veredelungsprozessen zu unterschiedlichem Verhalten führen. Floatglas nach DIN EN 572-2 muss eine charakteristische Biegezugfestigkeit von 45 N/mm2 aufweisen. Die für die Bemessung zulässigen Biegezugspannungen sind von der gewählten Anwendung abhängig und müssen den gültigen Regelwerken entnommen werden (siehe Kapitel »Baurechtliche Regelungen«, S. 72ff.). Gussglas Der Name Gussglas rührt von der früheren Fertigung her, bei der die Glasschmelze ausgegossen und anschließende plangewalzt wurde. Bei der heutigen Gussglasherstellung wird ein kontinuierliches Glasband, das bei etwa 1200 °C als zähflüssige Glasmasse aus der Schmelzwanne entnommen wird, zwischen zwei sich gegensinnig drehenden wassergekühlten Walzen geformt. Diese sind übereinander angebracht und regulieren über einen zwischen ihnen liegenden Spalt die Dicke des Glasbandes, die zwischen 3 und 15 mm liegen kann. Danach erfolgt der Transport über Rollen in den Kühlkanal und der anschließende Zuschnitt (Abb. 2). Die erhältlichen Standardabmessungen sind vom Hersteller und dem speziellen Gussglasprodukt abhängig. Je nach Dicke und Oberflächenstruktur hat Gussglas eine geringere Lichtdurchlässigkeit als Floatglas. Gussglas umfasst verschiedene Glasprodukte. Wird als untere eine Walze mit einer Oberflächenstruktur verwendet, erhält man Ornamentglas, das in verschiedenen Ausführungen erhältlich ist (Abb. 3). Durch das Einführen eines Drahtgeflechts vor den Walzen wird Drahtornamentglas oder Drahtglas mit glattgewalzter Oberfläche hergestellt (Abb. 2). Durch anschließendes Schleifen und Polieren erhält man poliertes Drahtglas. 13

Basisglas und Veredelungsprodukte Flachglasveredlung

einschalig, einseitig offen

l

einschalig, wechselseitig offen h

zweischalig, paarweise Anordnung der Stöße

d b

zweischalig, Stöße versetzt 1

2

Die charakteristische Biegezugfestigkeit dieser Glasprodukte muss 25 N/mm2 betragen. Ebenfalls aus Gussglas wird Profilbauglas hergestellt. Durch senkrecht angeordnete Walzen werden die Ränder von schmalen gewalzten Glasbändern um 90° nach oben abgewinkelt, sodass ein U-Profil geformt wird (Abb. 1 und Tabelle T3). Dieses kann ebenfalls eine ornamentierte Oberfläche oder eine Drahteinlage besitzen. Da es aufgrund seines Querschnitts hochbelastbar ist, eignet es sich besonders für eine sprossenlose Verglasung als ein- oder zweischalige Wandkonstruktion im umlaufenden Leichtmetallrahmen (Abb. 2). Durch transparente Wärmedämmung im Inneren der U-Profile ist eine Erhöhung des Wärmeschutzes möglich. Gezogenes Flachglas Die verschiedenen Ziehverfahren bei gezogenem Flachglas können in Bezug auf Produktivität und Qualität nicht mit dem Floatverfahren konkurrieren. Deshalb spielt dieses Glas im Bauwesen eine untergeordnete Rolle. Es wird bei den heutigen Verfahren kontinuierlich als vertikales Glasband aus der Schmelze gezogen. Durch den Ziehprozess erhält das Flachglas eine mehr oder weniger optisch unruhige Oberfläche, wie sie auch bei historischen Gläsern zu finden ist. Daher wird gezogenes Flachglas oft für Renovierungszwecke bei Altbauten gefertigt und auch unter den Namen NeuantikFlachglas oder maschinengezogenes Antikglas mit zum Teil bewusst eingearT3: Abmessungen von Profilbauglas nach DIN EN 572-7 Dicke (d)

6 mm, 7 mm

Länge (l)

250 – 7000 mm

Breite (b)

232 – 498 mm

Flanschhöhe (h)

41 mm, 60 mm

14

beiteten Oberflächenveränderungen geführt. Je nach Art des Flachglases ist es in Längen von 1,2 bis 2,16 m und Breiten von 1,45 bis 2,88 m erhältlich. Die Dicken liegen zwischen 2 und 12 mm. Entfärbtes, gefärbtes und getrübtes Glas Kalknatrongläser in üblicher Zusammensetzung (Tabelle T1) weisen eine leicht grünliche Eigenfarbe auf, die vor allem an den Kanten erkennbar ist. Ursache ist der Anteil an Eisenoxid im verwendeten Sand. Extra klares Glas, sogenanntes Weißglas, entsteht durch eine besonders eisenoxidarme Zusammensetzung, indem das Eisenoxid durch chemische Reinigung weitestgehend entfernt wird. Sämtliche Flachglas-Basisprodukte können auch eingefärbt werden. Dies erfolgt durch die Beimengung von verschiedenen Metalloxiden in der Schmelzwanne oder durch einen nachgeschalteten Färbeprozess, bei dem auch die Einfärbung kleinerer Mengen möglich ist. Durch die Einfärbung können ebenfalls physikalische Eigenschaften des Glases wie Lichttransmission beeinflusst werden. Trübglas entsteht durch die Zugabe von Fluorverbindungen, Phosphaten oder Zinnoxid und wird auch als Milchglas bezeichnet. Man erhält ein lichtdurchlässiges aber nicht mehr durchsichtiges Glas, das auch farbig hergestellt werden kann. Flachglasveredlung Die genannten Basisflachgläser und darunter vor allem das Floatglas mit seiner optisch hohen Qualität stellen die Ausgangsprodukte für die weitergehende Veredelung dar. Die mögliche Weiterverarbeitung der Basisgläser in mehreren Schritten erfolgt neben der rein dekorativen Veränderung des Glases vor allem aus funktionalen Gründen.

Mechanische Bearbeitung Den ersten Bearbeitungsschritt nach Herstellung des Flachglases stellt der Zuschnitt dar. Floatglas wird in der Regel auf das internationale Bandmaß von 3,21 ≈ 6,0 m zugeschnitten. Die Breite von 3,21 m folgt aus der Breite der Floatglasanlage, die maximale Länge von 6 m hängt vor allem mit Transport und Weiterverarbeitung zusammen. Größere Längen bis zu 8 m sind möglich (Abb. 3), allerdings handelt es sich dabei um Sonderanfertigungen, die höhere Kosten bedingen können. Die übrigen Basisprodukte werden in kleineren Abmessungen als das Floatglas angeboten. Die in Bandoder Standardmaßen vorliegenden Gläser können anschließend je nach gewünschter Anwendung in unterschiedlichsten Formen und Größen zugeschnitten werden. Das Schneiden des Glases erfolgt in der Regel über Anritzen und Brechen der Scheibe, weniger häufig mithilfe von Diamantsägen oder Wasserstrahlschneiden. Sehr dünne Gläser können auch mittels Laser geschnitten werden. Da der Zuschnitt des Glases einen Eingriff in die Kantenoberfläche und damit eine Schädigung der Glaskante darstellt, ist für fast alle Anwendungen eine Nachbearbeitung der Kante erforderlich (Abb. 4 und 5), um die Unregelmäßigkeiten infolge des Zuschnitts zu beseitigen, da sonst die Zugfestigkeit in diesem Bereich erheblich herabgesetzt ist. Die einfachste Kantenbearbeitung stellt das Säumen der Kanten dar, darüber hinaus können sie geschliffen und poliert werden. Der Formschliff der Kanten erfolgt mit einem diamantbesetzten Vielkornwerkzeug. Kanten, die auf das erforderliche Maß geschliffen werden, aber noch blanke Stellen und Ausmuschelungen aufweisen können, werden als »maßgeschliffen« bezeichnet. Die Hersteller bieten diese Ausführung zum Teil nicht mehr an, sondern nur noch

Basisglas und Veredelungsprodukte Flachglasveredlung

gebrochene Kante

gebrochene und gesäumte Kante

geschliffene Kante

polierte Kante 3

4

die geschliffene Kante als nächstbessere Qualität. Diese hat ein durchweg seidenmattes Aussehen ohne blanke Stellen. Durch abschließendes Polieren der geschliffenen Kanten werden diese wieder völlig klar und stellen die hochwertigste Kantenausführung dar. Die Form der Glaskante kann von der geraden Kante abweichen. Facettenschliffe in verschiedenen Ausführungen sowie runde und Gehrungskanten sind möglich. Bohrungen und Ausschnitte im Glas, z. B. für die spätere Befestigung mit Punkthaltern werden mit diamantbesetzten Hohlbohrern, die von zwei Seiten arbeiten, oder durch Wasserstrahlschneiden erzeugt. Gerade letztere Methode macht beliebige Lochformen und Konturen möglich. Für die Befestigung von Punkthaltern werden sowohl zylindrische als auch konische Bohrungen ausgeführt (siehe auch Kapitel »Konstruieren mit Glas«, S. 64f.). Die Bohrlochränder dieser Bohrungen sollten einer zusätzlichen Nachbearbeitung unterzogen werden, da sie ebenso wie die geschnittenen Kanten eine Schwachstelle der Glasscheibe darstellen und als Lasteinleitungspunkte besonders hohen Beanspruchungen unterworfen sind. Oberflächenveredelung Die Oberfläche von Gläsern kann durch verschiedene Verfahren verändert werden. Dadurch können eine Reihe von Eigenschaften des Glases beeinflusst, neue Funktionen geschaffen oder gestalterische Effekte erzielt werden. Eine wichtige Rolle spielt hierbei das Beschichten von Glasscheiben mit metallischen oder metalloxidischen Dünnfilmschichten. Diese bestehen in der Regel aus Systemen mit mehreren Einzelschichten und werden entweder bereits beim Herstellungsprozess des Flachglases auf

Schnitt

Ansicht

die noch flüssige Glasoberfläche aufgebracht (Online-Verfahren) oder nachträglich im Anschluss an die Flachglasherstellung (Offline-Verfahren). Beim Online-Verfahren entstehen bedingt durch den Herstellungsprozess sehr feste und beständige Verbindungen zwischen Glas und den aufgebrachten Schichten und damit sehr kratzfeste und unempfindliche Oberflächen. Die im Offline-Verfahren aufgebrachten Schichten sind dagegen häufig empfindlicher gegen Umwelteinflüsse und mechanische Beanspruchung. Bei sehr hoher Empfindlichkeit müssen diese durch die Anordnung im Inneren eines Mehrscheibenisolierglases oder eines Verbundglases vor atmosphärischen Einwirkungen geschützt werden. Die mechanischen Eigenschaften der Gläser werden durch die hauchdünnen Schichten nicht beeinflusst. Typische Anwendungen sind Sonnenschutz- und Wärmeschutzgläser. Sonnenschutzgläser erhalten beispielsweise metallische Schichten, die ein hohes Reflexionsvermögen im Infrarotbereich ermöglichen. Daneben wird trotzdem ein hohes Transmissionsvermögen im sichtbaren Spektralbereich angestrebt. Guter Sonnenschutz ist aber immer mit einer Verringerung des Lichtdurchgangs verbunden. Die Gläser sind neutral bis hin zu grünlich, bläulich oder gräulich verfärbt. Entspiegelte Gläser weisen eine erhöhte Durchsicht auf. Durch eine Beschichtung wird die Reflexion von normalerweise etwa 8 % auf eine Restreflexion von etwa 1 % verringert und damit die Lichttransmission erhöht. Auch der entgegengesetzte Fall der Verspiegelung ist möglich. Zur Erzielung von Farbeffekten können Gläser mit sogenannten dichroitischen Beschichtungen versehen werden. Das heißt durch die Kombination hoch- und niedrigbrechender Schichten entstehen hierbei Farbeindrücke, die je nach Sonneneinstrahlung, Betrachtungswinkel und Hintergrund in der Fassade

5

variieren. Weiterhin werden Gläser mit schmutzabweisenden Oberflächen ausgestattet, die Verschmutzungen reduzieren und eine Reinigung erleichtern (selbstreinigendes Glas). Durch schaltbare elektrochrome Beschichtungen lassen sich optische Eigenschaften der Gläser steuern und somit beispielsweise die Durchlässigkeit für Sonnenlicht nach Bedarf regeln. In Abhängigkeit von der Schichtart ist eine Weiterverarbeitung der Gläser, z. B. zu thermisch vorgespanntem oder zu gebogenem Glas möglich. Sogenannte emaillierte Gläser sind mit keramischen Farben versehen. Dabei handelt es sich um Dickfilmbeschichtungen, die vollflächig durch Walzen oder Gießen (S. 16, Abb. 1) oder teilflächig in unterschiedlichen Mustern und Bildern durch Siebdruck (S. 16, Abb. 3) auf einer Seite des Glases aufgebracht werden. Die keramische Farbe wird nach dem Auftrag bei sehr hohen Temperaturen in die Glasoberfläche eingebrannt (im Rahmen der thermischen Vorspannung), es entsteht eine witterungsbeständige Glasoberfläche. Neben der dekorativen Oberflächenveränderung, z. B. für Fassadenplatten im Brüstungsbereich, kann eine siebbedruckte Scheibe auch die Aufgabe der Rutschhemmung bei begehbarem Glas übernehmen. Emailliertes Glas kann sowohl opak als auch transluzent oder transparent wirken – je nach gewählter Farbart, Glasdicke und Betrachtungsrichtung. Zu beachten ist, dass die Emaillierung die Zugfestigkeit des Glases an der behandelten Oberfläche herabsetzt.

1 2 3 4 5

Maßbezeichnung an Profilbaugläsern Beispiele für Einbauarten von Profilbauglas Beispiel für einen Einbau von 8 m langen Floatglasscheiben (Sonderanfertigung) schematische Darstellung von Kantenausführungsvarianten Floatglas mit gebrochener Kante (unten), geschliffener Kante (Mitte) und polierter Kante (oben)

15

Basisglas und Veredelungsprodukte Flachglasveredlung

1

2

Das Lackieren von Glas ohne nachträgliches Einbrennen findet nur für den Innenbereich Anwendung. Während Beschichtung und Emaillierung additive Verfahren darstellen, die eine neue Oberfläche außerhalb der Glasmatrix erzeugen, entsteht bei subtraktiven Verfahren durch den definierten Abtrag von Material eine neue Oberfläche innerhalb der Glasmatrix. Die beiden gängigen Verfahren für diesen Prozess sind das Sandstrahlen sowie das Ätzen des Glases mit Flusssäure. Beides kann sowohl teilals auch vollflächig und in unterschiedlicher Intensität erfolgen. Sogenanntes Mattglas ist auf der gesamten Oberfläche gleichmäßig aufgeraut, sodass Licht diffus gestreut wird. Vor allem durch Ätzen kann man dabei auch in reproduzierbarer Qualität eine sehr homogene Oberfläche mit samtiger Struktur erhalten, die Lichtdurchlässigkeit mit sichtschützender Wirkung verbindet (Abb. 2). Gebogenes Glas Gebogenes Glas wird durch Formen der Basisprodukte bei etwa 600 °C hergestellt. Dies erfolgt entweder in horizontal laufenden Rollenbiegeanlagen oder bei kleineren Stückzahlen durch das Schwerkraftbiegeverfahren, bei dem die Scheibe auf der konvexen oder konkaven Biegeform aufliegend erwärmt wird, sich aufgrund der Schwerkraftwirkung durchbiegt und der Form anpasst. Die Biegeformen reichen dabei von zylindrisch gebogenen Gläsern mit oder ohne geraden Verlängerungen bis hin zu sphärisch, konisch oder parabolisch gebogenen Gläsern (Abb. 4). Auch eine Biegung in S-Form ist möglich. Grenzen werden den gebogenen Gläsern durch maximale Biegewinkel, minimale Radien und maximale Abmessungen gesetzt, die je nach Hersteller variieren. Da die Biegetechnologie sich stetig weiterentwickelt, können aber 16

3

bereits Floatgläser mit den Maximalabmessungen von 3,21 ≈ 6,0 m gebogen werden. Allerdings besteht eine Größenabhängigkeit vom Endprodukt, das gebogen hergestellt werden soll: • thermisch vorgespanntes Glas • Verbundsicherheitsglas (VSG) • Mehrscheibenisolierglas (MIG) Ausgangsprodukte für gebogenes Glas sind: • klares oder gefärbtes Floatglas • beschichtete und siebbedruckte Gläser • Ornamentgläser • Drahtglas oder Drahtornamentglas Thermisch vorgespanntes Glas Die besonderen optischen Eigenschaften des Glases, seine große Härte, die Temperatur-, Licht- und Strahlungsbeständigkeit sowie die gute chemische Resistenz zeichnen Glas als Baustoff aus. Als nachteilig sind jedoch seine in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit geringe Zugfestigkeit sowie sein sprödes Bruchverhalten und die damit einhergehende hohe Verletzungsgefahr anzusehen. Um diese Schwachstellen auszugleichen, spielt der Veredelungsprozess der thermischen Vorspannung eine wichtige Rolle. Das Prinzip ist mit dem des Spannbetons vergleichbar: Um höhere Zugspannungen ohne Schädigung aufnehmen zu können, wird das Glas »überdrückt«, so dass zunächst die eingeprägte Druckspannung überwunden werden muss, ehe eine Zugspannung am Glas angreift. Im Gegensatz zum Spannbeton, bei dem diese Vorspannung von außen während des Bauvorgangs aufgebracht wird, findet dieser Prozess beim Glas nach der Herstellung bereits im Werk statt. Das vorzuspannende Glas wird zunächst auf eine Temperatur zwischen 620 und 650 °C erwärmt. Dies ist deutlich oberhalb der Transformationstemperatur von Glas, bei der die Eigenschaften des spröden, festen Körpers verloren gehen

und das Verhalten eines fließfähigen Körpers eintritt. Anschließend erfolgt ein schroffer Abkühlprozess, bei dem Luftdüsen auf beiden Seiten des Glases dieses wieder auf Raumtemperatur bringen. Die Glasoberflächen kühlen dabei zuerst ab und erstarren, während der Scheibenkern noch nicht erhärtet ist. Bei der weiteren Temperaturabsenkung werden die bereits erstarrten Oberflächen infolge der thermischen Kontraktion des Scheibenkerns unter Druckspannungen gesetzt. Diese stehen mit thermisch eingeprägten Zugspannungen im Innern des Glaskörpers im Gleichgewicht (Abb. 6a und b). Somit ergibt sich infolge des Vorspannprozesses eigentlich ein sich im Gleichgewicht befindender Spannungszustand ohne äußere Lasteinwirkung (Eigenspannungszustand), sodass der sich eingebürgerte Begriff der Vorspannung nicht ganz korrekt ist. Thermisch vorgespanntes Glas besitzt neben der erhöhten Biegezugfestigkeit, die aus der eingeprägten Oberflächendruckspannung folgt, auch eine im Vergleich zu Floatglas deutlich erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit und Schlagfestigkeit. Als Ausgangsprodukt können sämtliche Flachgläser (ohne Drahteinlage) verwendet werden, aber auch gebogenes und beschichtetes Glas, wenn die Art der Beschichtung dies zulässt. Emailliertes Glas wird immer vorgespannt, da die thermische Behandlung für das Einbrennen der keramischen Schicht notwendig ist. Durch den Vorspannprozess ist jedoch nicht die gleiche Ebenheit wie bei normal gekühltem Glas

1

2 3

Der vollflächig gekrümmte Saalkörper ist mit keramisch beschichteten Scheiben verglast und wird bei Nacht hinterleuchtet. Festspielhaus in St. Pölten (A) 1997, Klaus Kada Fassade mit geätztem, mattiertem Glas, Kunsthaus Bregenz (A) 1997, Peter Zumthor Die künstlerische Gestaltung der Fassade wurde mittels Siebdruck ausgeführt. Besucherzentrum Ramsar, Schrems (A), 2006, ah3 Architekten

Basisglas und Veredelungsprodukte Flachglasveredlung

4

möglich, d. h. geringe Verwerfungen können auftreten. Im Vorfeld müssen alle mechanischen Bearbeitungsschritte wie Schneiden, Bohren und Kantenbearbeitung abgeschlossen sein, da das Glas aufgrund der eingeprägten Spannungen bei derartigen Eingriffen zerspringen würde. Eine vorherige Kantenbearbeitung minimiert die Gefahr eines Bruchs während des Vorspannprozesses selbst. Bei thermisch vorgespannten Gläsern unterscheidet man Einscheibensicherheitsglas (ESG) und teilvorgespanntes Glas (TVG). ESG, auch als voll vorgespanntes Glas bezeichnet, besitzt infolge des Vorspannprozesses Oberflächendruckspannungen in der Größenordnung von etwa 100 bis 150 N/mm2. Durch die hohe Energie, die in diesem Eigenspannungszustand gespeichert ist, zerspringt es bei Bruch in kleine stumpfkantige Krümel, wobei das Bruchbild umso feiner wird, je höher der Vorspanngrad ist (Abb. 5c). Damit wird das Risiko von Schnittverletzungen an der gebrochenen Glasscheibe deutlich gesenkt. Neben dem positiven Aspekt der erhöhten Festigkeit und dem reduzierten Verletzungsrisiko muss man jedoch trotzdem beachten, dass eine ESG-Scheibe im Falle des Glasbruchs vollständig und schlagartig ihre Tragfähigkeit verliert und sich die Bruchstücke zu größeren Schollen ineinander verhaken können und erst beim Aufprall in kleine Krümel zerspringen. Daher kann ESG nicht in jedem Anwendungsfall alleine die Sicherheitsanforderungen erfüllen. ESG kann in Dicken von 3 bis 25 mm hergestellt werden. Maximale und minimale Seitenabmessungen sind beim jeweiligen Hersteller zu erfragen, das Vorspannen von Floatglas in der Übergröße von 3,21 ≈ 8,0 m ist aber bereits möglich. ESG nach DIN EN 12150-1 besitzt eine Temperaturwechselbeständigkeit von 200 K und bei Floatglas als Ausgangsprodukt eine charakteristische

5

a

b

c

6

a

b

c

Biegezugfestigkeit von 120 N/mm2. Bei Verwendung von emailliertem Glas oder anderen Basisprodukten aus Kalk-NatronSilikatglas werden geringere Werte der Festigkeit erzielt. Nicht sichtbare Nickelsulfideinschlüsse (NiS) im ESG, die infolge von unvermeidbaren Verunreinigungen im Glas vorhanden sind, können zu einem Spontanbruch der ESG-Scheiben führen. Grund ist eine Volumenvergrößerung der Teilchen, die im Laufe der Zeit aufgrund einer Phasenumwandlung auftritt. Zudem besitzt Nickelsulfid einen größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten als Glas, sodass der Bruch durch Erwärmung der Scheibe, z. B. bei einfallendem Sonnenlicht, begünstigt werden kann. Durch eine zusätzliche Heißlagerung der Scheiben für acht Stunden bei etwa 290 °C (Heat-SoakTest) kann diese Gefahr deutlich vermindert werden. Die Kristallumwandlung der Nickelsulfid-Teilchen wird infolge der Erwärmung beschleunigt, sodass Scheiben mit Einschlüssen hier bereits zu Bruch gehen. Scheiben, die den HeatSoak-Test unbeschadet durchlaufen haben, werden als heißgelagertes ESG (ESG-H) bezeichnet. TVG wird dem gleichen Herstellungsprozess wie ESG unterworfen, mit dem Unterschied, dass der Abkühlprozess langsamer abläuft. Dadurch ergibt sich eine geringere eingeprägte Oberflächendruckspannung als beim ESG und somit eine Biegezugfestigkeit, die zwar über der des Floatglases, aber unter der des ESG liegt. Sie wird nach DIN EN 1863 mit einem charakteristischen Wert von 70 N/mm2 für TVG aus Floatglas angegeben. Auch die Temperaturwechselbeständigkeit liegt unterhalb der von ESG, aber mit 100 K immer noch oberhalb der von Floatglas. Ein großer Unterschied zu voll vorgespanntem Glas liegt im Bruchbild des

TVG, das in seiner groben Struktur dem des Floatglases ähnelt (Abb. 5b). Somit ist keine Reduktion des Verletzungsrisikos möglich. Seinen entscheidenden Vorteil zeigt TVG aber in der Weiterverarbeitung zu Verbundsicherheitsglas: Die grobe Bruchstruktur ermöglicht im Falle einer Zerstörung eine verbleibende Tragfähigkeit, die ein Verbundsicherheitsglas aus ESG nicht erreichen kann. Da der langsame Abkühlungsprozess mit dicker werdenden Scheiben schwieriger zu kontrollieren ist, wird TVG in der Regel nur bis zu einer Dicke von 12 mm hergestellt. Maximale und minimale Abmessungen sind wiederum vom Hersteller abhängig. Nickelsulfid-Spontanbrüche treten bei TVG so gut wie nicht auf, was offenbar auf den langsameren Abkühlungsprozess oder die geringeren Zugspannungen im Kern zurückzuführen ist. Chemisch vorgespanntes Glas In der Baupraxis eine untergeordnete Rolle spielt die chemische Vorspannung, die vor allem bei sehr dünnen Scheiben und komplizierter räumlicher Geometrie angewendet wird. Durch Ionenaustausch mit Ionen mit größerem Atomradius in der Oberflächenschicht kommt es dort zu einer Volumenvergrößerung. Das weiter

4

5

6

Empfang eines Bürogebäudes mit Fassade aus gebogenem Glas, 10 Gresham Street, London (GB) 2003, Foster + Partners Verwendung von konisch gebogenem Isolierglas schematische unmaßstäbliche Darstellung der Bruchbilder von unbehandeltem und thermisch vorgespannten Gläsern a Floatglas b TVG c ESG Spannungsverteilung über den Querschnitt eines vorgespannten Glases. Im oberflächennahen Bereich steht das Glas unter Druckspannung, im Kern ist eine Zugspannung vorhanden. Je nach Vorspannverfahren ist die Spannungsverteilung unterschiedlich ausgeprägt. a ESG b TVG c chemisch vorgespanntes Glas

17

Basisglas und Veredelungsprodukte Flachglasveredlung

1

2

Naturstein-Glas-Verbund an der Fassade, Bibliothek der Hochschule für Technik und Wirtschaft, Dresden (D) 2006, ReimarHerbst.Architekten Vertikalschnitt eines typischen Randverbunds mit metallischem Abstandhalter (links) sowie eines Randverbunds ohne metallischen Abstandhalter (rechts) bei Mehrscheibenisolierglas a metallischer Abstandhalter b Innere Abdichtung c Trocknungsmittel d äußere Abdichtung e innere Abdichtung mit integriertem Trocknungsmittel

a c

1

innen liegende Material will sich der Vergrößerung entgegensetzen und erzeugt eine Druckspannung an der Oberfläche. Diese erreicht höhere Werte als es bei der thermischen Vorspannung der Fall ist, aber nur in einer sehr geringen Tiefe (S. 17, Abb. 6c). Das Bruchbild ähnelt dem des Floatglases und eine nachträgliche Bearbeitung ist bedingt möglich. Chemisch vorgespanntes Glas findet vor allem Anwendung in der Optik oder im Fahrzeugbau. Verbundsicherheitsglas und Verbundglas Auch vorgespanntes Glas kann alleine nicht sämtliche Sicherheitsanforderungen des Bauwesens erfüllen. Die Möglichkeit des Versagens ohne jegliche Tragreserven lässt den Einsatz von einzelnen Scheiben als tragendes Element im konstruktiven Glasbau nicht zu. Abhilfe schafft die Möglichkeit des flächigen Fügens mehrerer Scheiben mittels zähelastischer Zwischenschichten. An Verbundsicherheitsglas (VSG) werden ganz genau definierte Anforderungen hinsichtlich der Sicherheit gestellt: Im Falle eines Bruchs der Scheibe soll die elastische Zwischenschicht die Bruchstücke zusammenhalten, die Größe der eventuell durch den Bruch entstandenen Öffnung begrenzen und somit vor Schnittund Stichverletzungen durch Splitter in erhöhtem Maße schützen. Zudem muss die Scheibe auch nach Bruch eine gewisse Resttragfähigkeit (in Kombination mit der Auflagerkonstruktion) besitzen, die vor allem bei Anwendungen im Überkopfbereich von großer Bedeutung ist. Damit besitzt VSG einen entscheidenden Vorteil gegenüber ESG, das bei Bruch völlig in sich zusammenfällt: Die raumabschließende Wirkung bleibt im Wesentlichen erhalten und es bietet auch nach teilweiser Zerstörung noch ausreichend Schutz. VSG wird in der Regel mit einer Zwischenschicht aus Polyvinylbutyral18

2

Folie (PVB-Folie) hergestellt, da PVB für diesen Einsatz optimale mechanische Eigenschaften wie eine hohe Reißdehnung und -festigkeit aufweist. Dazu kommen eine hohe Lichtbeständigkeit sowie hervorragende optische Eigenschaften, die eine klare und verzerrungsfreie Durchsicht durch das VSG ermöglichen. Der Aufbau des VSG besteht aus mindestens zwei Glasscheiben, verbunden mit der PVB-Folie in einer Dicke von 0,38 mm oder einem Vielfachen davon, in Abhängigkeit von den Anforderungen. Je nach Anwendungsfall können aber auch mehrere Scheiben und Zwischenschichten zu einem Verbund zusammengefügt werden. Verwendet werden können sämtliche Flachglas-Basisprodukte, aber auch vorgespanntes oder oberflächenbehandeltes sowie gebogenes Glas. Auch die Folie ist nicht nur transparent und farblos, sondern ebenso transluzent oder opak sowie in verschiedenen Einfärbungen und mit Mustern und Dekoren erhältlich. Bei eingefärbten Folien ist die Verwendung vorgespannter Gläser empfehlenswert, da aufgrund erhöhter Absorption von Sonnenlicht eine stärkere Aufheizung der Gläser stattfindet und somit das Risiko eines thermischen Bruchs steigt. Die Lamination der planen Gläser erfolgt in der Regel in einem zweistufigen Prozess. Nach Einlegen der Folie zwischen die zwei zu verbindenden Glasscheiben wird zunächst ein Vorverbund mittels Walzen bei 70 °C erzeugt. Die Vervollständigung des Haftungsaufbaus erfolgt in einem Druckbehälter, einem sogenannten Autoklaven, bei Drücken über 10 bar und Temperaturen von etwas über 100 °C. Dabei wird im Laminat eingeschlossene Restluft gelöst, sodass eine feste Einheit mit verzerrungsfreier Durchsicht entsteht. VSG wird in Größen bis zu 3,21 ≈ 6,0 m, zum Teil sogar schon bis zu einer Länge von 8,0 m hergestellt. Sonderausführungen stellen durchwurf-, durchbruch-, durch-

b d

e d

schuss- und explosionshemmende Verglasungen mit erhöhter Lagenzahl oder veränderten Aufbauten dar (siehe Kapitel »Gläser für besondere Anforderungen«, S. 20ff.). Verbundglas muss lediglich eine dauerhafte, ganzflächige Verbindung der Gläser sicherstellen. Damit fallen hierunter alle mehrschichtigen Verglasungen mit sonstigen Zwischenschichten. Verwendung finden beispielsweise: • Reaktionsharze in einer Stärke von 1 bis 4 mm, vor allem für Schallschutzgläser • anderweitige thermoplastische Folien, z. B. Ethylen-Vinylacetat-Folie (EVAFolie), die auch gerne zur Einbettung von Photovoltaikmodulen in Gläsern verwendet wird • Gel-Zwischenschichten bei mehrschichtigen Brandschutzverglasungen • Gewebeeinlagen oder mit Bildern bedruckte PE-Folien zwischen zwei Lagen PVB-Folie für dekorative Zwecke Eine besondere Art des flächigen Verbundes stellt das Verkleben von Glas mit nur wenigen Millimeter starken Natursteinplatten mittels klarer Folien dar, wodurch interessante optische Effekte erzielt werden (Abb. 1). Mehrscheibenisolierglas Eine weitere Form des Fügens von Gläsern wird bei der Herstellung von Mehrscheibenisolierglas (MIG) angewendet. Dabei werden mindestens zwei Glasscheiben am Rand linienförmig und schubfest miteinander verbunden, wodurch ein hermetisch versiegelter Zwischenraum entsteht, der mit Luft oder Gas gefüllt ist. Diese Maßnahme verbessert die thermische Isolation gegenüber einer Einzelscheibe deutlich. Bereits bei einem 12 mm Scheibenzwischenraum (SZR) ohne spezielles Füllgas und Gläsern ohne jegliche Beschichtung verrin-

Basisglas und Veredelungsprodukte Weitere Glasprodukte

3

4 3

4

gert sich der Wärmedurchgangskoeffizient im Vergleich zu einer monolithischen Scheibe um die Hälfte. Die Dicke des Scheibenzwischenraums kann zwischen 4 und 24 mm liegen, üblich sind heute Stärken zwischen 12 und 20 mm. Als Gläser können verschiedene, auch veredelte Flachglasprodukte gleicher oder unterschiedlicher Dicke in ebener oder gebogener Ausführung und in unterschiedlichsten Geometrien verwendet werden.

verbund auch ohne metallischen Abstandhalter, der immer eine Schwachstelle in der thermischen Isolation darstellt, sondern nur mit einem zweistufigen, organischen Dichtungssystem ausgeführt werden (TPS = Thermo Plast Spacer, Abb. 2). In die innere Dichtung aus Butylmasse wird das Trocknungsmittel zur Aufnahme eindringender Feuchtigkeit eingeknetet. Die zweite, äußere Dichtung ist wieder ein konventioneller Isolierglasdichtstoff.

Die heute übliche Ausführung des Randverbunds erfolgt mittels eines metallischen, annähernd rechteckigen Abstandhalterprofils (Stahl, Aluminium), das die Dicke des SZR einstellt, und einem zweistufigen organischen Dichtsystem, das verklebt und abdichtet (Abb. 2). Die innere Abdichtung ist in der Regel aus Polyisobutylen (Butyl), hat nur eine geringe Klebkraft und soll in erster Linie die Wasserdampfdiffusion verhindern, um Kondensation im Inneren der Scheibe zu vermeiden. Die äußere Abdichtung aus Polysulfid (Thiokol), Polyurethan oder Silikon sorgt für den festen Verbund und dichtet zusätzlich ab. Von diesen Sekundärdichtstoffen besitzt aber nur Silikon eine gute UV-Beständigkeit, sodass in den anderen Fällen die Kanten vor Sonneneinstrahlung geschützt sein müssen. Damit sich eventuell doch in geringem Maße eindringende sowie durch den Herstellungsprozess eingebrachte Feuchtigkeit nicht an der Innenseite der Scheiben niederschlägt, enthält der metallische Abstandhalter ein Trocknungsmittel. Wird das Glas mit Edelgasen (Argon, Krypton, Xenon) zur weiteren Verbesserung des Wärme- oder Schallschutzes gefüllt, muss der Randverbund auch vor Gasverlust schützen. Silikon als Sekundärdichtstoff ist in diesem Fall ungeeignet, da es eine relativ hohe Diffusionsrate für derartige Füllgase besitzt. Alternativ kann der Rand-

Durch Ein- und Ausbauchen der Scheiben des MIG können in eingebautem Zustand optische Verzerrungen entstehen. Grund dafür sind Druckdifferenzen zwischen der Atmosphäre und dem Scheibenzwischenraum, die sich infolge von Änderungen des Luftdrucks, der Temperatur und der Ortshöhe zwischen Herstellungs- und Einbauort ergeben. Dies ist auch bei der Bemessung von MIG zu berücksichtigen. MIG werden überwiegend im Bereich der Wärmeschutz- und Sonnenschutzgläser eingesetzt, aber auch Schallschutzgläser werden als MIG ausgeführt (siehe Kapitel »Gläser für besondere Anforderungen«, S. 21ff.). Durch die Möglichkeit des zusätzlichen Einbaus von starren oder beweglichen Funktionsschichten im SZR (Sonnen- und Blendschutzeinrichtungen, lichtstreuende/lichtlenkende Einbauten) ist eine Vielzahl von Funktionsgläsern möglich, die hinsichtlich bauphysikalischer und gestalterischer Gesichtspunkte optimiert werden können. Die Abmessungen der MIG sind wie auch bei den übrigen Veredelungsprodukten vom Hersteller abhängig, die Sondergröße von 3,21 ≈ 8,0 m ist aber bereits herstellbar. Weitere Glasprodukte Neben den genannten Glasarten existiert eine Vielzahl weiterer Produkte, die im

Lichtdecke mit opak-weißem Überfangglas, Museum Hamburger Bahnhof, Berlin (D) 1997, Kleihues + Kleihues Fassadeneckdetail aus Glassteinen unterschiedlicher Größe (innen), Maison Hermès, Tokio (J) 2001, Renzo Piano Building Workshop

konstruktiven Glasbau nur in geringem Umfang Anwendung finden. Eine vollständige Auflistung ist schwer möglich, beispielhaft sollen einige genannt werden. Überfangglas Überfangglas ist ein gezogenes Flachglasprodukt, das aus einem transparenten Grundglas und einer Überfangschicht aus Trübglas oder Farbglas besteht, die im Herstellungsprozess verschmolzen werden. In opak-weißer Ausführung findet es beispielsweise Anwendung in Lichtdecken und Wänden für eine blendfreie Raumausleuchtung (Abb. 3). Fusingglas Auch beim Glas-Fusing werden Gläser unterschiedlichster Farben bei etwa 790 bis 900 °C miteinander verschmolzen und ein transluzentes Material mit Strukturen und Farben erzeugt. Eine Weiterverarbeitung zu vorgespanntem Glas oder MIG ist möglich. Glassteine Glassteine zählen zu Pressglas und werden aus zwei aneinandergeschmolzenen Glasschalen hergestellt, sodass ein luftdichter Hohlkörper entsteht. Sie sind transluzent und können eingefärbt sowie glatt oder strukturiert hergestellt werden. Ihre Verwendung finden sie in Wänden (Abb. 54). Glaskeramik Glaskeramik kann eigentlich nicht mehr zur Gruppe der Gläser gezählt werden, denn bei der Herstellung fördert man das für Glas unerwünschte Kristallwachstum in der Schmelze. Sie lässt sich sehr vielseitig in verschiedenen Farben und in transparenter, transluzenter oder opaker Ausführung herstellen. Im Alltag findet Glaskeramik Anwendung für Kochfelder (Ceran), im Bauwesen als Fassadenbekleidung. 19

Gläser für besondere Anforderungen

Schallschutz Über das Gehör vernimmt der Mensch mechanische Schwingungen, die sich als Wellen in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern ausbreiten und als Luftschall an das Ohr dringen. Die wahrnehmbaren Frequenzen liegen im Bereich von etwa 16 bis 20 000 Schwingungen pro Sekunde. Sie werden in Hertz (Hz) angegeben und bestimmen die empfundene Tonhöhe. Der hörbare Lautstärkeumfang umfasst einen äußerst hohen Schalldruckbereich von etwa sechs Zehnerpotenzen. Das Lautstärkeempfinden hängt nicht nur vom Schalldruck, sondern auch von der Frequenz ab. Bei gleichem Schalldruck wirkt eine hohe Frequenz lauter als eine niedrige. Als Lärm bezeichnet man vom Menschen als störend oder belästigend empfundene Geräusche. Die Aufgabe des baulichen Schallschutzes besteht darin, Menschen in geschlossenen Räumen vor unzumutbaren Belästigungen durch Schallübertragung zu schützen. Er umfasst alle Maßnahmen, die der Verringerung des Schalls, der Schalldämmung, dienen. Von besonde-

rem Interesse ist dabei die Verminderung des Außenlärms. Die Beurteilung des Schallschutzvermögens wird anhand des Schalldämmmaßes R und des bewerteten Schalldämmmaßes Rw vorgenommen. Das Schalldämmmaß R beschreibt bauteilbezogen in Form einer Funktion das Verhältnis zwischen auftreffender Schallintensität zur abgestrahlten Schallleistung, wobei sich die erforderlichen Messungen der Bauakustik nach DIN EN 20140 auf einen Frequenzbereich zwischen 100 und 3150 Hz beziehen, da Messungen ergeben haben, dass nur dieser Umfang relevant ist. R kennzeichnet die Luftschalldämmung von Bauteilen in Prüfständen ohne Flankenübertragung. R’ berücksichtigt die in der Realität unvermeidbare Schallübertragung über angrenzende Bauteile. Eine Halbierung des Schalldrucks entspricht etwa einer Verbesserung der Schalldämmung um 10 dB. Der tatsächliche Lärmpegel im Innenbereich wird auch von der Raumausstattung und der Raumgröße beeinflusst. Übliche Büroausstattungen tragen zur Lärmminderung in einer Größenordnung von etwa 3 bis 5 dB bei. Das Schalldämmvermögen wird durch das bewertete Schalldämmmaß Rw bzw. R’w als Einzahlwert angegeben, um Mindestanforderungen einfacher formulieren zu können und bauteilbezogene Vergleiche zu erleichtern. Die Ermittlung von Rw erfolgt schrittweise (iterativ) nach DIN EN ISO 717 anhand einer genormten Bezugskurve, die eine gehörrichtige Bewertung ermöglicht. Diese verschiebt man gegenüber der tatsächlichen Schalldämmkurve R um ganze Dezibel, woraus sich Unter- bzw. Überschneidungen mit der Schalldämmkurve R ergeben. Bei 16 festgelegten Frequenzen werden die Differenzwerte zwischen den Kurven abgele-

sen und aufaddiert. Die Summe der ungünstigen Abweichungen dividiert durch die Anzahl der Messwerte (16) soll so groß wie möglich, aber nicht größer als zwei sein. Unter Berücksichtigung des menschlichen Lautstärkeempfindens wird Rw auf der verschobenen Bezugskurve bei 500 Hz abgelesen. DIN 4109 benennt die an Bauteile zu stellenden Schallschutzanforderungen in Form von mindestens einzuhaltenden bewerteten Schalldämmmaßen (erf. R’w). Der Nachweis ist entweder rechnerisch oder durch Messungen zu erbringen. Eine Beurteilung der Schallschutzwirkung allein nach dem bewerteten Schalldämmmaß Rw ist für massive Bauteile gut geeignet, jedoch nicht für Glas. Besonders bei Mehrscheibenisolierglas zeigen sich aufgrund des Scheibenzwischenraums Einbrüche im Schalldämmvermögen im bauakustisch interessanten Frequenzbereich. Dadurch ist es möglich, dass zwei Verglasungen mit gleichem bewerteten Schalldämmmaß Rw in gewissen Frequenzbereichen den Schall sehr

Schalldämmmaß [dB]

Glas als raumabschließendes Element der Gebäudehülle hat die Aufgabe, Räume mit Tageslicht zu füllen und einen ausreichenden Witterungsschutz zu bieten. Die Transparenz des Glases ermöglicht es, beide Anforderungen zu verknüpfen. Daneben übernimmt Glas zunehmend tragende Funktion in Gebäudestruktur und -hülle und muss im Zuge dessen auch zunehmend bauphysikalischen Belangen gerecht werden. Dieses Kapitel erläutert, wie veredelte Glasprodukte durch geeignete Glasaufbauten und Materialwahl sowie durch zusätzliche Beschichtungen als Wärme-, Sonnenschutz- und Schallschutz- sowie auch als Brandschutz- und Sicherheitsverglasungen genutzt werden können.

50 45 40 35 30 25 20

Δ Rw,p = 9 dB

15 10 125

1 1

250

500

1000

2000 4000 Frequenz [Hz]

Rw,p: 40 dB Rw,p: 40 dB

Im Prüfstand ermittelte Schalldämmkurven von zwei Schallschutzverglasungen mit unterschiedlicher Schalldämmung in bestimmten Frequenzbereichen, aber gleichem bewerteten Schalldämmmaß

21

Gläser für besondere Anforderungen Schallschutz

T1: Spektrum-Anpassungswerte C und Ctr in Abhängigkeit von der Lärmquelle nach DIN EN ISO 717-1

Schalldämmmaß [dB]

Lärmquelle

50 45 40 35 30 25 20 15 125

250

500

1000

2000 3150 Frequenz [Hz] Lärmspektrum 1 (langsamer Verkehr) Lärmspektrum 2 (schneller Verkehr/Fluglärm) Schalldämmkurve des Fensters

Schalldämmmaß [dB]

1

50 45 40 35 30 25 20 15 125

250

500

1000

2000 4000 Frequenz [Hz] Rw: 32 dB (-1;-2) Rw: 30 dB (-1;-3)

8 mm 4 mm

Schalldämmmaß [dB]

2

50 45 40 35 30

15 125

250

500

1000

Floatglas 8 mm VSG + PVB 9 mm VSG + Schallschutzfolie 9 mm 3

22

Wohnaktivitäten (Reden, Musik, Radio, TV) Kinderspielen Schienenverkehr mit mittlerer und hoher Geschwindigkeit Autobahnverkehr > 80 km/h Düsenflugzeug in kleinem Abstand Betriebe, die überwiegend mittel- und hochfrequenten Lärm abstrahlen

C

städtischer Straßenverkehr Schienenverkehr mit geringer Geschwindigkeit Propellerflugzeug Düsenflugzeug in großem Abstand Discomusik Betriebe, die überwiegend tief- und mittelfrequenten Lärm abstrahlen

Ctr

unterschiedlich dämmen (Abb. 1). Um diesen Effekt zu berücksichtigen, werden nach DIN EN ISO 717 aus der Messkurve des Glases Korrekturfaktoren C und Ctr ermittelt, die zur Darstellung der tatsächlichen Schalldämmung herangezogen werden. Sie sind damit ein Maß für die Unstetigkeitsbereiche in der Schalldämmkurve von Verglasungen. Die Abbildungen 1 und 2 verdeutlichen, dass im unteren und oberen Frequenzbereich Einbrüche in der Schalldämmkurve zu verzeichnen sind. Der Korrekturfaktor Ctr betrachtet tiefere Frequenzbereiche wie z. B. Umgebungslärm durch Straßenverkehr, langsamen Schienenverkehr oder weit entfernte Flugzeuge. Der Wert C deckt hohe Frequenzbereiche ab, die z. B. durch schnellen Straßen- und Schienenverkehr, nahe Fluggeräusche oder durch Geräusche spielender Kinder erreicht werden (Tabelle T1). Die Korrekturfaktoren sind fast immer negativ oder gleich null. Sie zeigen an, um wie viel Dezibel das bewertete Schalldämmmaß Rw korrigiert werden muss. Der Wert Rw wird dann in der Form Rw(C; Ctr) in dB angegeben. Lautet Rw nach EN ISO 717 Teil 1 z. B. Rw(C; Ctr) = 37(-1;-3), so liegt im höheren Frequenzbereich ein tatsächliches Schalldämmmaß von 36 dB vor. Für Straßenverkehrslärm ist das bewertete Schalldämmmaß um 3 dB auf 34 dB abzumindern. Durch diese Vorgehensweise wird das Schalldämmvermögen von Schallschutzverglasungen realistischer erfasst und nicht, wie früher üblich, überbewertet.

25 20 2000 4000 Frequenz [Hz] Rw: 32 dB (-1;-2) Rw: 34 dB (-2;-2) Rw: 37 dB (-1;-2)

Spektrumanpassungswert

Schalldruckschwankungen können massive Bauteile nur wenig in Schwingung versetzen. Prinzipiell gilt, je schwerer ein Bauteil, desto größer ist seine schallschützende Wirkung. Deshalb stellen Gläser in Fassaden aufgrund ihres vergleichsweise geringen Flächengewichts

einen Schwachpunkt dar. Trotzdem sind bei Verwendung geeigneter Verglasungen Schalldämmmaße bis über 50 dB realisierbar. Diese sollten dann aus zwei oder mehreren Gläsern mit Gießharz-Zwischenschichten oder speziellen Schallschutzfolien bestehen. Für das Gießharz können ein- oder mehrkomponentige Systeme verwendet werden, wobei erstere unter UV-Strahlung aushärten. Die schallschützende Funktion beruht auf der Elastizität der Gießharze, die auf spezielle Frequenzbereiche abgestimmt werden können und die inneren Schwingungen dämpfen. Ein monolithisches Glas verhält sich fast wie ein Verbundsicherheitsglas gleicher Dicke über den betrachteten Frequenzbereich mit einem Einbruch des Schalldämmmaßes bei Frequenzen zwischen 1000 und 2000 Hz. Ein Verbundglas gleicher Dicke mit Schallschutzfolie kann diesen Effekt erheblich mindern (Abb. 3). Die Schalldämmung einer Verglasung ist also ebenso abhängig vom Scheibenaufbau wie von der Verbundart. Die Schallschutzwirkung von Isoliergläsern beruht einerseits auf ihrem höheren Flächengewicht – zu diesem Zweck kommen meist Gläser mit mehr als 6 mm Dicke zum Einsatz – andererseits begünstigt ein vergrößerter Scheibenzwischenraum das Schalldämmvermögen, was durch Schwergase wie Argon oder Krypton zusätzlich erhöht werden kann. In der Regel lassen sich die Schalldämmwerte um etwa 3 bis 5 dB verbessern, in Ausnahmefällen bis 8 dB. Bindet man in derartige Mehrscheibenisoliergläser zusätzlich schallschützende Verbundgläser ein, erzielen sie die besten Schalldämmmaße (Abb. 4). Jedoch begünstigt der Scheibenzwischenraum die oben beschriebenen Einbrüche in der Schalldämmung bestimmter Frequenzbereiche,

Gläser für besondere Anforderungen Schallschutz

a b c

innen

da die eingeschlossenen Gase die Schwingungen der einen Scheibe an die andere übertragen. Ein unsymmetrischer Aufbau des Mehrscheibenisolierglases kann aufgrund der unterschiedlichen Eigenfrequenzen der einzelnen Scheiben Abhilfe schaffen (Abb. 5). Isolierglas unterliegt darüber hinaus dem sogenannten Doppelscheibeneffekt, der auf Druckunterschieden zwischen dem Scheibenzwischenraum und der umgebenden Luft beruht. Die dadurch zu berücksichtigenden unvermeidbaren Schwankungen des Schalldämmmaßes liegen in einem Bereich von 1 bis 2 dB. Sowohl eine Vergrößerung des Scheibenzwischenraums, ein asymmetrischer Scheibenaufbau als auch die Erhöhung der Scheibendicke können das Schalldämmmaß Rw postitiv beeinflussen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass sich bei zunehmender Vergrößerung des Scheibenzwischenraum die thermische Dämmleistung verringern kann. Dabei müssen dreischeibige Isolierverglasungen nicht zwangsläufig eine bessere Schalldämmung aufweisen als zweischeibige (Abb. 6). Die Schalldämmfunktion verhält sich nicht linear zur Scheibendicke und Breite des Scheibenzwischenraums. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das Schallschutzvermögen von Mehrscheibenisolierglas auf vielfältige und komplexe Art und Weise beeinflusst wird durch: • Scheibengewicht • Scheibensteifigkeit • Scheibenaufbau • Dicke des Scheibenzwischenraums • Art der Gasfüllung Die effektiven Schalldämmmaße lassen sich daher nicht rechnerisch, sondern nur durch Prüfung ermitteln. Diese wird nach DIN EN 20140 durchgeführt. Ein ausreichender Schallschutz wird jedoch nur

erreicht, wenn auch eine entsprechende konstruktive Ausbildung der Rahmen der Verglasung und eine Dichtigkeit der Fugen zur Verminderung der Schallübertragung durch flankierende Bauteile gewährleistet ist.

1

Erfordert z. B. eine Sanierung, Fenster mit schlechten Schalldämmeigenschaften zu erhalten, kann mithilfe der Bauteilmethode nach DIN 4109 der Schallschutz der gesamten Fassade überschläglich nachgewiesen werden. Man berücksichtigt allein das Flächenverhältnis der einzelnen Bauteile. Großflächige, gut schalldämmende Bauteile können dabei schlechte Schalldämmer kompensieren. DIN EN 12354, nach der die akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften berechnet werden können, berücksichtigt auch die Flankenübertragung. Die Ergebnisse der Nachweise gemäß DIN EN 12354 entsprechen daher annähernd der nach DIN EN ISO 140 Teil 5 am Bau gemessenen Schalldämmung.

4

Schallschützende Verglasungen müssen je nach Einbausituation zusätzlichen Anforderungen, z. B. der Sicherung gegen Absturz, genügen. Schallschutzfolien können aufgrund ihrer zu geringen Reißfestigkeit die Anforderungen für Verbundsicherheitsglas entsprechend Bauregelliste A Teil 1 Anlage 11.3 nicht erfüllen. Der Nachweis einer schallschützenden und absturzsichernden Verglasung muss daher durch Zustimmung im Einzelfall, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis erbracht werden (siehe Kapitel »Baurechtliche Regelungen«, S. 79ff.).

2 3

5 6

Schalldämmmaß [dB]

außen

Schalldämmmaß Rw eines Fensters im Vergleich zu den Intensitäten zweier Lärmquellen; gegenüber Lärmspektrum 1 weist das Fenster eine gute, gegenüber Lärmspektrum 2 eine mangelhafte Schalldämmung auf. Schalldämmmaß verschiedener Einfachverglasungen Schalldämmmaße von Verglasungen mit 8 mm Dicke im Vergleich zum Verbundglas mit spezieller Schallschutzfolie Aufbau einer Schallschutzverglasung; sowohl eine Verbreiterung des Scheibenzwischenraums als auch die Wahl eines asymmetrischen Scheibenaufbaus mit einer dickeren Außenscheibe können das Schalldämmmaß erhöhen. a dickes Glas b Schwergasfüllung c dünnes Glas Schalldämmmaße zweier Isoliergläser mit symmetrischem und asymmetrischem Querschnitt Schalldämmmaße von zwei Schallschutzisolierverglasungen mit gleichem bewerteten Schalldämmmaß

50 45 40 35 30 25 20 15 125

250

500

1000

500

1000

8 (12) 4 mm 4 (12) 4 mm

2000 4000 Frequenz [Hz] Rw: 34 dB (-1;-2) Rw: 30 dB (0;-3)

5

Schalldämmmaß [dB]

4

50 45 40 35 30 25 20 15 10 125

6

250

4(8)4(8)4 mm 8(16)4 mm

2000 4000 Frequenz [Hz] Rw,p: 40 dB (dreischeibig) Rw,p: 40 dB (zweischeibig)

23

Gläser für besondere Anforderungen Sicherheit

1

2

Sicherheit Unterschiedlichste stoßartige Belastungen durch Menschen oder Gegenstände können Glas in verschiedenen Einbausituationen auf vielfältige Weise beanspruchen. Prinzipiell besitzen verfestigte Gläser wie teilvorgespanntes Glas (TVG) und Einscheibensicherheitsglas (ESG) gegenüber Floatgläsern einen höheren Widerstand gegen Stoßeinwirkungen bzw. Beschädigungen der Oberfläche. Ganz allgemein werden zunächst Verbundsicherheitsglas (aus Floatglas oder TVG) und ESG als Sicherheitsgläser bezeichnet. Im Überkopfbereich beispielsweise müssen diese Gläser gewährleisten, dass keine auf die Verglasung fallenden Gegenstände durchschlagen. Bei Zerstörung der Verglasung muss eine ausreichend lange Resttragfähigkeit sowie eine Splitterbindung zum Schutz des darunter liegenden Verkehrsraums sichergestellt werden. Vertikalverglasungen in öffentlichen Bereichen bestehen zum Schutz der sich oftmals in großer Zahl hier aufhaltenden Menschen in der Regel ebenfalls aus Sicherheitsglas. Gläser, die zusätzlich der Absturzsicherung dienen, müssen außerdem die nach Technischer Richtlinie für absturzsichernde Verglasungen (TRAV) geforderte Pendelschlagprüfung bestehen. Der Nachweis kann im Versuch, durch Wahl von Verglasungen mit bereits nachgewiesener Stoßfestigkeit oder rechnerisch erbracht werden (siehe Kapitel »Baurechtliche Regelungen«, S. 81). Unter dem Begriff Sicherheitssonderverglasungen fasst man darüber hinaus angriffhemmende (durchwurfhemmende, durchbruchhemmende), durchschusshemmende und sprengwirkungshemmende Verglasungen zusammen. Die Verwendung von Polycarbonatplatten kann im Hinblick auf eine Gewichtseinsparung und Splittervermeidung sinnvoll sein (Abb. 1). 24

Angriffhemmende Verglasung Angriffhemmende Sicherheitsgläser können aus einzelnen, entsprechend dicken oder mehreren Scheiben bestehen. Die Verbundelemente werden entweder nur aus Glas oder in Kombination mit Kunststoffscheiben hergestellt. Die meist transparenten oder durchscheinenden Verglasungen dieser Art, die nach Möglichkeit ohne Ausschnitte und Öffnungen auskommen sollten, verhalten sich durchwurfbzw. durchbruchhemmend. Sie sollen während einer kurzen Zeitspanne Einwirkungen von äußerer Gewalt auf Gegenstände bzw. Personen in einem geschützten Bereich verzögern. Sofern die erforderliche Widerstandsfähigkeit weiterhin gegeben ist, können einzelne Scheiben oder die Zwischenschichten vielseitig gestaltet werden – etwa durch Einfärbungen, Beschichtungen oder Bedruckungen. Darüber hinaus bestimmen zusätzliche Maßnahmen wie beispielsweise die Verbesserung des Wärmeschutzes durch die Erweiterung zu einer Mehrscheibenisolierverglasung oder Alarm- und Heizdrähte die Gesamtdicke und das optische Erscheinungsbild der Verglasung. Dabei sollten diese Verglasungen in einem Rahmen eingebaut werden, der selbst angemessenen Widerstand gegen Angriff bietet und auf diese Weise die Verglasung hinreichend unterstützen kann. DIN EN 356 legt zwei getrennte Verfahren fest, nach denen durchwurfhemmende und durchbruchhemmende Verglasungen geprüft und klassifiziert werden. Durchwurfhemmende Verglasungen werden in die Widerstandsklassen P1A bis P5A eingeteilt, wobei die Klassifizierung in Abhängigkeit von der Fallhöhe einer 4,11 kg schweren Stahlkugel auf eine horizontale Verglasung erfolgt. Dabei muss die Verglasung das Durchdringen des Fallkörpers verhindern. Je größer die Fallhöhe und die daraus entstehende

Gläser für besondere Anforderungen Sicherheit

1

2 3 3

Energie, der die Verglasung widersteht, desto höher ist die Widerstandsklasse, in die sie eingestuft wird. Bei der Simulation wird der Probekörper einer durchwurfhemmenden Verglasung in einer nach Norm festgelegten Halteeinrichtung befestigt, die aus einem Einspannrahmen aus Stahl und einem Auffangkasten für die Bruchstücke und den Fallkörper besteht. Dieser Nachweis wird an je drei Probekörpern durchgeführt, die gewährleisten müssen, dass das Durchdringen des Fallkörpers verhindert wird. Durchbruchhemmende Verglasungen werden durch Simulation eines Angriffs durch eine handgeführte Axt in die Klassen P6B bis P8B eingeteilt. Die Simulation des Axtangriffs erfolgt mittels eines in der Norm beschriebenen Mechanismus, wobei unterschieden wird, ob der Angriff durch die stumpfe oder die scharfe Seite der Axt erfolgt. Jeweils drei Probekörper müssen abhängig von der Klasse einer geforderten Mindestanzahl von Schlägen widerstehen, bis durch die Gewalteinwirkung eine quadratische Öffnung von 40 ≈ 40 cm entsteht (Abb. 2). Die Klassifizierungen EN 356 P1A bis EN 356 P8B bezeichnen angriffhemmende Verglasungen entsprechend Norm und erreichter Widerstandsklasse. Abbildung 1 zeigt zwei angriffhemmende Verglasungen der Kategorie P8B. Ein reiner Glasquerschnitt ergibt ein 36 mm dickes Scheibenpaket, während eine aus Glasund Polycarbonatkomponenten zusammengesetzte Verglasung einen 24 mm dicken und damit bis zu 50 % leichteren Aufbau ermöglicht. Durchschusshemmende Verglasung Die Hauptanforderung an durchschusshemmende Verglasungen besteht darin, das Durchdringen von Geschossen aus unterschiedlichen Arten von Waffen zu verhindern. Eine Prüfung und Klasseneinteilung erfolgt nach DIN EN 1063 basierend

auf üblichen Waffen und Munitionsarten. Durchschusshemmende Verglasungen können sowohl aus Glas- als auch aus Kunststoffkomponenten aufgebaut sein, die einen definierten Widerstand gegen das Durchdringen von Geschossen liefern müssen. Die durchschusshemmende Verglasung kann Bestandteil einer Mehrscheibenisolierverglasung sein. Entsprechend der Norm werden die Klassen BR 1 bis BR 7 für Faustfeuerwaffen und Büchsen bzw. SG 1 und SG 2 für Schrotflinten verwendet. Die Unterscheidung erfolgt für die gekennzeichnete Angriffseite in Abhängigkeit von Schussentfernung und Auftreffgeschwindigkeit bei festgelegter Trefferanzahl und -abstand. Zusätzlich wird ca. 0,5 m hinter der vertikal aufgestellten Prüfscheibe eine 0,02 mm dicke Aluminiumfolie parallel aufgespannt. Sie dient als Splitterindikator, durch den die Verletzungsgefahr durch Splitter, die von der Rückseite abgehen, beurteilt wird. Die Klassifizierung erfolgt danach, ob das Geschoss oder Geschossteile die Verglasung bzw. Glassplitter den Splitterindikator beschädigt haben. Grundsätzlich darf die Verglasung nicht durchschlagen werden. Bleibt der Splitterindikator intakt, erfolgt eine zusätzliche Kennzeichnung mit NS (keine Splitter). Bei Splitterabgang und Beschädigung des Splitterindikators wird bei der Klassifizierung ein S (Splitter) ergänzt. Eine entsprechende Verglasung wird beispielsweise mit EN 1063 BR 1 NS gekennzeichnet. Sprengwirkungshemmende Verglasung Vordringliche Aufgabe von sprengwirkungshemmenden Verglasungen ist es, Menschen vor Explosionsdruckwellen zu schützen. Die Schutzwirkung ist wie bei allen anderen Sicherheitsverglasungen vom Auf- und Einbau der Vergasung abhängig, wobei die Glas- und/oder Kunststoffkomponenten der Verglasung Be-

angriffhemmende Verglasung der Kategorie P8B als reiner Glasverbund (36 mm Dicke) oder als Verbund zwischen Glas und Polycarbonat (24 mm Dicke) Prüfung einer angriffhemmenden Verglasung mittels scharfer Axt Stoßrohrversuchsanlage zur Prüfung von sprengwirkungshemmenden Verglasungen

standteil einer Mehrscheibenisolierverglasung sein können. DIN EN 13541 beschreibt die Anforderungen und das allgemeine Prüfverfahren für die Zuordnung von sprengwirkungshemmenden Sicherheitsverglasungen. Eine Einteilung in die Widerstandsklassen ER 1 bis ER 4 erfolgt anhand des Maximums der erzeugten Druckkräfte und der Dauer der Druckphase auf die Verglasung. Die Prüfung ist dabei grundsätzlich nur bestanden, wenn durch die Druckwelle keine durchgehenden Löcher in der Scheibenfläche und keine Öffnungen zwischen dem Einspannrahmen und der Probenkante entstehen. Die Verfahren zur Erzeugung einer derartigen Druckwelle regelt DIN EN 13124 Teil 1 und 2. Möglich sind Freilandversuche oder Stoßrohrversuche (Abb. 3). Bei Freilandversuchen werden die Sprengmittel von Hand wenige Meter vom Prüfgegenstand entfernt platziert. Da die durch Explosion verursachten Druckkräfte uneinheitlich auf die Prüffläche treffen, wird deren Gleichmäßigkeit annähernd über die Größe und Anordnung der Sprengladung zum Prüfgegenstand gesteuert. Beim Stoßrohrversuch wird in einer temporär durch eine Membran geschlossenen Kammer ein Überdruck erzeugt. Nach Zerstörung der Membran entwickelt sich der Überdruck über die Stoßrohrlänge zu einer vertikal stehenden Druckwelle, die gleichmäßig flächig auf die vertikal eingebaute Verglasung trifft. Stoßrohrversuche sind zeitsparender, kostengünstiger und besser reproduzierbar, allerdings kann nur das Verhalten der Verglasung und deren Befestigung am Rahmen aus den Versuchen beurteilt werden. Die Prüfung gibt allerdings keinen Aufschluss über die Widerstandsfähigkeit der umgebenden Bauteile wie Wände und Decken. Dies kann jedoch im Rahmen eines umfangreicheren Versuchsaufbaus in Freilandversuchen berücksichtigt werden. 25

Gläser für besondere Anforderungen Brandschutz

a b

E(G)

Brandschutz Allgemeine Anforderungen Der Brandschutz stellt einen wichtigen Aspekt in der Sicherheit von baulichen Anlagen dar. Grundlegende Anforderungen an den Brandschutz legt die Musterbauordnung (MBO) fest, auf deren Basis die einzelnen Bundesländer die Landesbauordnungen (LBO) festlegen. § 14 der MBO fordert bezüglich des Brandschutzes: »Bauliche Anlagen sind so anzuordnen, zu errichten, zu ändern und instand zu halten, dass der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung von Feuer und Rauch (Brandausbreitung) vorgebeugt wird und bei einem Brand die Rettung von Menschen und Tieren sowie wirksame Löscharbeiten möglich sind.« (MBO, Fassung November 2002) Die Brandschutzvorschriften der Länder differenzieren zwischen dem vorbeugenden Brandschutz, bestehend aus baulichem, anlagentechnischem und organisatorischem Brandschutz, sowie abwehrenden Schutzmaßnahmen durch die Feuerwehr. Gemäß dem Schutzziel zur Verhinderung der Brandausbreitung werden Anforderungen an das Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, die in baulichen Anlagen zum Einsatz kommen, gestellt. Baustoffe unterscheiden sich in: • nicht brennbare • schwer entflammbare • normal entflammbare Bauteile werden im Hinblick auf ihre Feuerwiderstandsfähigkeit eingeteilt in: • feuerhemmende • hochfeuerhemmende • feuerbeständige Die baustoffbezogene Bewertung trifft eine Aussage zum Brandverhalten und legt eine Baustoffklasse fest. Die bauteilbezogenen Bewertung gibt Auskunft hinsichtlich der Feuerwiderstandsfähigkeit sowie zur Feuerwiderstandsklasse. 26

1

2

Die Zuordnung dieser bauaufsichtlichen Benennungen zu den in den Prüf- und Klassifizierungsnormen der nationalen Norm DIN 4102 bzw. der europäischen Klassifizierungsnorm DIN EN 13501 verwendeten Bezeichnungen erfolgt über die Bauregelliste A Teil 1 in den Anlagen 0.1ff. und 0.2ff.

Natronsilicatglas nach DIN EN 572 Teil 1 verwendet, zum anderen Borosilicatglas nach DIN EN 1748 Teil 1-1. Entsprechend der Glasart ergeben sich die chemischen und physikalischen Eigenschaften. Borosilicatglas wird aufgrund seiner hohen Beanspruchbarkeit bei Temperaturwechseln häufig als Brandschutzverglasung eingesetzt. Dies beruht auf der Zugabe von 7 bis 15 % Boroxid in die Glasschmelze. Der mittlere thermische Ausdehnungskoeffizient α beträgt 3,1– 6,0 ≈ 10-6 K-1 anstelle von 9,0 ≈ 10-6 K-1 beim Kalk-Natronsilicatglas, so dass hohe Temperaturgradienten deutlich geringere Spannungen hervorrufen. Alternativ können auch Erdalkali-Silicatgläser nach DIN EN 14178 Teil 1 Verwendung finden. Deren Glasschmelze werden mehr Erdalkalien beigemischt. Der thermische Längenausdehnungskoeffizient liegt mit 8,0 ≈ 10-6 K-1 geringfügig unter dem von Kalk-Natronsilicatglas. Der Einsatz von Gläsern mit einer geringeren Längsausdehnung unter Temperatureinwirkung kann Spannungen infolge Temperatur deutlich vermindern. Sogenannte Brandschutzgläser sind im Sinne der Bauordnung nicht geregelte Bauprodukte. Sie weichen von den in der Bauregelliste A Teil 1 bekannt gemachten technischen Regeln wesentlich ab oder es gibt für sie keine technischen Baubestimmungen oder allgemein anerkannte Regeln der Technik. Es bedarf deshalb

Brandverhalten von Glas Der Baustoff Glas ist in der Regel nicht brennbar und stellt im Brandfall keine Brandlast dar. Er ist somit der Baustoffklasse A1 nach DIN 4102 Teil 4 zuzuordnen. Gemäß DIN 4102 Teil 1 kann das Brandverhalten geprüft und bewertet werden. Man muss jedoch berücksichtigen, dass gewöhnliche Flachgläser aufgrund ihrer geringen Biegezugfestigkeit verbunden mit dem relativ hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten unter Hitzeeinwirkung leicht zerspringen. Sie sind somit ungeeignet zur Verwendung in Konstruktionen, die dem Raumabschluss und der Verhinderung der Brandausbreitung dienen. Um brandschutztechnisch wirksames Glas zu erhalten, muss das Zerspringen unter Hitzeeinwirkung entweder ausgeschlossen oder kompensiert werden. Im konstruktiven Glasbau werden im Wesentlichen zwei Glasarten eingesetzt, die sich in ihrer chemischen Zusammensetzung unterscheiden. Zum einen wird Kalk-

T2: Anforderungen an Brandschutzverglasungen nach DIN 4102 Teil 13 F-Verglasungen

G-Verglasungen

Brandbeanspruchung nach Einheits-Temperaturzeitkurve (ETK) Verglasung darf unter Eigenlast nicht zusammenbrechen Durchgang von Feuer und Rauch muss verhindert werden Verglasung muss als Raumabschluss wirksam bleiben • keine Flammen auf der feuerabgekehrten Seite • angehaltender Wattebausch darf nicht zünden oder glimmen Die vom Feuer abgekehrte Oberfläche darf sich um nicht mehr als 140 K (Mittelwert) bzw. 180 K (größter Einzelwert) erwärmen.

Gläser für besondere Anforderungen Brandschutz

EW

EI (F) 3

4

einer bauaufsichtlichen Zulassung als Voraussetzung für ihre Verwendbarkeit. Eine Produktzulassung kann jedoch keine Leistungsmerkmale definieren, die sich aus der jeweiligen Einbausituation heraus ergeben. Deshalb erfolgt die bauaufsichtliche Regelung von Brandschutzglas im Rahmen eines Zulassungsverfahrens zur Bauart Brandschutzverglasung. Sie schließt Öffnungen in Wänden bzw. dient der Herstellung von nicht tragenden Wänden und besteht aus dem Rahmen, den Scheiben, den Glashalteleisten, Dichtungen und Befestigungsmitteln. Brandschutzverglasungen müssen speziellen Anforderungen hinsichtlich Raumabschluss, Entzündung und Grenzwerten der Temperaturerhöhung gerecht werden. Die Erfüllung dieser Anforderungen ist durch Brandschutzprüfungen nach DIN 4102 Teil 13 oder nach europäischer Norm DIN EN 1364 nachzuweisen.

F-Verglasungen (EI-Verglasungen) weisen einen zusätzlichen Schutz gegen den Durchtritt von Wärmestrahlung auf (Abb. 3). Außerdem dringen Flammen und Rauchgase nicht hindurch. Die brandabgewandte Seite (Schutzseite) darf sich nicht über eine bestimmte Temperatur hinaus erwärmen. Die Erhöhung des Wärmedurchlasswiderstands wird durch einen mehrschichtigen Aufbau mit speziellen Zwischenschichten erreicht, die unter Hitzeeinwirkung aufschäumen.

Die deutsche Fassung der europäischen Klassifizierungsnorm für Bauprodukte und Bauarten hinsichtlich ihres Brandverhaltens liegt mit DIN EN 13501 vor. Nunmehr können auch die europäischen Klassen für Brandschutzverglasungen im nationalen Zulassungsverfahren geregelt werden, sofern positive Brandprüfergebnisse nach europäischer Prüfnorm vorliegen. Damit sind neben F-Verglasungen auch EI-Verglasungen und neben G-Verglasungen auch E-Verglasungen möglich. Trotz Brandeinwirkung bleiben G-Verglasungen (E-Verglasungen) in Abhängigkeit von der Konstruktion transparent und intakt (Abb. 2). Sie erfüllen die Forderungen nach Dichtigkeit auch als einschichtige Verglasung. Grundsätzlich verhindern diese Brandschutzverglasungen lediglich einen Flammen- und Rauchdurchtritt. Es werden jedoch keine Auflagen an den Wärmedurchgang und die entstehende Strahlungshitze gestellt.

Aufbau einer Brandschutzverglasung Der Rahmen kann aus verschiedenen Materialien wie Stahl, Holz, Aluminium oder Stahlbeton bestehen. Über durchlaufende Rahmenpfosten wird die Standsicherheit gewährleistet. Rahmenprofile können sehr schmal und in verschiedenen Querschnittsformen ausgeführt werden, wobei mittlerweile auch rahmenlose Konstruktionen existieren. Hier werden die Scheiben lediglich durch Silikonfugen getrennt. Die Glashalteleisten zur Befestigung der Brandschutzverglasung bestehen aus nicht brennbaren Werkstoffen entsprechend der Materialvielfalt der Rahmen. Sie werden in der Regel auf den Rahmen befestigt, wobei zwischen den Glashalteleisten und den Gläsern Dichtungsstreifen zur weichen Lagerung der Scheiben eingelegt werden müssen. Diese Dichtungsstreifen können auch brandschutztechnische Funktion haben, indem sie dämmschichtbildend wirken oder im Brandfall aufschäumen. Gläser In Brandschutzverglasungen eingebaute vorgefertigte Gläser sind meist rechteckig und eben, wobei auch andere Formen und gebogenes Glas verwendet werden können.

F-Verglasungen bestehen in der Regel aus mindestens zwei Floatglas oder ESGScheiben, die durch eine Brandschutzschicht getrennt sind (Abb. 1). Unter Hitzeeinwirkung zerspringt die dem Feuer zugewandte Scheibe. Das Gel, die Brandschutzschicht, schäumt auf und isoliert gegen das Feuer. Außerdem können auch Glasbausteine zum Einsatz kommen, die über eine entsprechende Stegdicke und Hohlkammern verfügen und mehrschichtig eingebaut werden. In G-Verglasungen werden spezielle Einfachgläser verwendet, die aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer thermischen Vorspannung als Bestandteil der Brandschutzverglasung in der Lage sind, dem Feuer genügend Widerstand entgegenzusetzen. Unter Hitzeeinwirkung zerspringen sie nicht, sondern verformen sich unter der Temperaturlast. Häufig kommt hierbei Drahtglas zum Einsatz. Außerdem kann ein Scheibensystem die Anforderungen einer G-Verglasung erfüllen, wenn es aus mindestens zwei Floatglas- oder ESG-Scheiben aufgebaut ist, die durch eine Brandschutzschicht oder durch eine Luft- bzw. Spezialgasschicht getrennt sind. Im Brandfall schäumen die Brandschutzschichten ebenfalls auf. Glasbausteine können unter Berücksichtigung konstruktiver Voraussetzungen wie Aufbau und Anordnung ebenfalls Verwendung finden.

1

2

3

4

Aufbau einer Brandschutzverglasung a Glas b Gel Brandschutzverglasung Klasse E (G) verhindert den Durchtritt von Flammen und Rauch, die Strahlungshitze geht jedoch hindurch. Brandschutzverglasung Klasse EI (F) verhindert den Durchtritt von Flammen, Rauch und Strahlungshitze. Brandschutzverglasung Klasse EW verhindert den Durchtritt von Flammen und Rauch, der Durchgang der Strahlungshitze wird reduziert.

27

Gläser für besondere Anforderungen Brandschutz

80°

a b

15° c

0°

Temperaturdifferenz Δϑ [K] 1000 500

90°

0 30 1

Einbaulagen und Ausführungsvarianten In Abhängigkeit vom Winkel gegen die Horizontale unterscheidet man bei Brandschutzverglasungen nach DIN 4102 Teil 13 die senkrechte, geneigte oder waagerechte Einbaulage (Abb. 2). Wandöffnungen und Wände entsprechend der senkrechten Einbaulage müssen unabhängig von der Brandrichtung die Brandschutzanforderungen gewährleisten. Für geneigte oder waagerechte Brandschutzverglasungen in Decken und Dächern sind die Brandschutzanforderungen bei Brandbeanspruchung von unten zu erfüllen. Brandschutzverglasungen sind als sogenannte Einlochverglasungen oder als Lichtbänder bzw. Trennwände verwendbar. In der Einlochverglasung wird eine Scheibe in einem Rahmen gefasst. Bei Lichtbändern oder Trennwänden handelt es sich um neben- und/oder übereinander angeordnete Gläser. Brandschutzprüfung Mithilfe der DIN EN 13501 werden Bau-

90

120

160 180 Zeit t [min]

2

3

produkte und Bauarten anhand der Ergebnisse der Brandversuche klassifiziert. Die Feuerwiderstandsprüfungen für nicht tragende und tragende Bauteile regeln DIN EN 1363 bis 1365. Der Nachweis erfolgt immer an den kompletten Brandschutzverglasungen, in der Regel in Originalgröße und gemäß Einbausituation. Nach Einbau der Brandschutzverglasung in die Prüfvorrichtung des Brandofens wird der Versuch nach einem vorgeschriebenen Ablauf anhand der EinheitsTemperaturzeitkurve (ETK) durchgeführt (Abb. 3). Die Beurteilung der Feuerwiderstandsdauer erfolgt nach dem ungünstigeren Ergebnis, das in zwei Brandprüfungen an Probekörpern der betreffenden Brandschutzverglasung erzielt wird.

wandten Seite angehaltener Wattebausch nicht selbst entzünden.

Eine E-Verglasung ist rauch- und flammendicht, sodass ein Flammendurchtritt wirksam vermieden wird. Es dürfen keine Spalte oder Öffnungen entstehen, die bestimmte Abmessungen übersteigen. Außerdem darf sich im Gegensatz zur G-Verglasung ein auf der brandabge-

T3: Anforderungen an Brandschutzverglasungen nach DIN EN 357 Kriterium, Kurzzeichen

Definition zur Beschreibung der Feuerwiderstandsfähigkeit

Tragfähigkeit R

... ist die Fähigkeit eines Bauteils, einer Brandbeanspruchung von einer oder mehreren Seiten für eine gewisse Zeit ohne Stabilitätsverlust zu widerstehen.

Raumabschluss E

... ist die Fähigkeit eines Bauteils mit raumabschließender Funktion, einer Brandbeanspruchung von nur einer Seite zu widerstehen. Eine Übertragung des Brandes zur feuerabgewandten Seite infolge eines Hindurchtretens von Flammen oder erheblicher Mengen heißer Gase, die eine Entzündung der feuerabgewandten Seite oder benachbarten Materials zur Folge haben könnte, wird verhindert.

Strahlungsminderung W

... ist die Fähigkeit eines Bauteils mit raumabschließender Funktion, einer Brandbeanspruchung von nur einer Seite so zu widerstehen, dass die auf der feuerabgewandten Seite gemessene Wärmestrahlung für einen gewissen Zeitraum unterhalb eines geforderten Wertes bleibt.

Wärmedämmung I

... ist die Fähigkeit eines Bauelements, einer Brandbeanspruchung von einer Seite ohne Brandübertragung infolge erheblicher Wärmeleitung von der Brandseite zur feuerabgewandten Seite zu widerstehen, was eine Entzündung der feuerabgewandten Seite oder der benachbarten Materialien zur Folge haben könnte. Damit verbunden ist die Fähigkeit für den betreffenden Klassifizierungszeitraum eine ausreichend starke Hitzebarriere zum Schutz von Menschen in der Nähe des Bauelements sicherzustellen.

Rauchschutz S

... ist die Fähigkeit eines Bauelements, den Durchtritt heißer oder kalter Gase oder von Rauch von einer Seite zur anderen einzuschränken.

Selbstschließend C

... ist die Fähigkeit eines Abschlusses, entweder nach jedem Öffnen oder beim Auftreten von Feuer oder Rauch eine Öffnung durch Schließmittel zu schließen.

28

60

Bei der EI-Verglasung, die zusätzlich thermisch isoliert, darf sich die Temperatur der Glasoberfläche auf der brandabgewandten Seite im Vergleich zur Raumtemperatur bei Prüfbeginn im Mittel um nicht mehr als 140 K und als Maximalwert um nicht mehr als 180 K erhöhen. Sofern die Tragfähigkeit bzw. der Raumabschluss nicht mehr gegeben sind, ist auch das Kriterium der Wärmedämmung nicht mehr erfüllt, unabhängig davon, ob die spezifischen Temperaturgrenzwerte eingehalten wurden. Beschichtete Brandschutzverglasungen (EW-Verglasungen) reduzieren im Besonderen den Durchgang von Wärmestrahlung (S. 27, Abb. 4). Dafür darf in einem Abstand von 1 m auf der Schutzseite die durch den Brand erzeugte Strahlung 15 kW/m2 nicht übersteigen. Tritt aufgrund einer Brandeinwirkung ein Versagen der Brandschutzverglasung durch Spalten und Öffnungen ein, kann sich der Brand auch auf der unbeflammten Seite ausbreiten. Der Raumabschluss und damit verbunden die Verminderung des Durchtritts von Wärmestrahlung ist dann nicht mehr gegeben. Die während der Brandschutzprüfung aufgezeichneten Ergebnisse sind grundsätzlich auch unter Berücksichtigung angrenzender Bauteile auszuwerten.

1 2

3 4

Verglasung in der Brandschutzprüfung Einbaulagen von Brandschutzverglasungen nach DIN 4102 Teil 13 a vertikale Verglasung, 80° bis 90° b geneigte Verglasung, >15° bis 80° c waagerechte Verglasung, 0° bis 15° Einheitstemperatur-Zeitkurve als Grundlage der Brandschutzprüfung Energie- und Tageslichtbilanz einer 4 mm dicken Glasscheibe bezogen auf den sichtbaren Spektralbereich

Gläser für besondere Anforderungen Wärme- und Sonnenschutz

gesamte Sonneneinstrahlung

Glas

direkte Transmission

Reflexion g-Wert Absorption

4

Wärme- und Sonnenschutz Gebäude oder Räume zum Aufenthalt von Personen müssen ausreichend vor Wärmeverlusten im Winter bzw. Überhitzung im Sommer geschützt werden, um behagliche wohnklimatische Verhältnisse zum Schutz der Gesundheit zu schaffen. Wärme- und Sonnenschutzmaßnahmen senken den Energieverbrauch für die Beheizung im Winter und die Kühlung im Sommer. Beim baulichen Wärmeschutz unterscheidet man in winterlichen und sommerlichen Wärmeschutz. Die wesentliche Aufgabe des winterlichen Wärmeschutzes besteht in der Begrenzung von Transmissionswärmeverlusten durch die Bauteile. DIN EN 673 erfasst diese durch den Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert). Dieser Wert beschreibt die Größe des Wärmeabflusses durch einen Quadratmeter ebene Bauteilfläche bei einem Kelvin Lufttemperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenbereich. Die Grenzwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten legt DIN 4108 fest. Solare Gewinne durch Glasflächen wirken sich während der Heizperiode positiv auf den Energiebedarf aus. Dagegen tragen sie während der Sommermonate maßgeblich zum Aufheizen der Innenräume bei. Zur Gewährleistung eines angenehmen Raumklimas kann man entweder die Einstrahlung beschränken oder gebäudetechnische Maßnahmen ergreifen, die jedoch zu einem erhöhten Energiebedarf führen können. Die Energiedurchlässigkeit einer Verglasung wird durch den Energiedurchlassgrad (g-Wert) angegeben, der das Verhältnis von auftreffender Strahlung zu der Strahlung beschreibt, die durch Transmission und sekundäre Wärmeabgabe nach innen gelangt (Abb. 4). Neben der Sonneneinstrahlung ist die Raumtemperatur unter anderem abhängig von: • Raumgröße • Ausrichtung und Größe der Fenster

• • • • •

Art der Verglasung Art des Sonnenschutzes Lüftungsverhalten der Nutzer internen Wärmequellen Speicherkapazität der Bauteile, insbesondere der Innenbauteile

In der Gebäudehülle wird in der Regel Mehrscheibenisolierglas nach DIN EN 1279 verwendet, das ein breites Spektrum von funktionellen und optischen Eigenschaften aufweisen kann. Der prinzipielle Aufbau dieses Veredelungsprodukts sowie mögliche Beschichtungen werden im Kapitel »Basisglas und Veredelungsprodukte« (S. 15) beschrieben. Physikalische Grundlagen Die Globalstrahlung unterscheidet man in drei für das Bauwesen relevante Spektralbereiche: in ultraviolette Strahlung im Wellenbereich von 280 bis 380 nm, in sichtbare von 380 bis 780 nm sowie in Wärmestrahlung des nahen Infrarotbereichs von 780 bis 2800 nm. Wesentliche Eigenschaften von Mehrscheibenisoliergläsern werden durch die strahlungsphysikalischen Größen Reflexionsgrad ρ, Transmissionsgrad τ und Absorptionsgrad α beschrieben. Abhängig vom Einfallswinkel und der Lage einer Beschichtung im Mehrscheibenisolierglas werden Strahlungsanteile an der Grenzfläche zwischen gasförmigem und festem Medium reflektiert oder durch das Glas transmittiert. Einen weiteren Teil absorbiert das Glas. Die Anteile von Absorption, Reflexion sowie Transmission ergeben aufsummiert 100 %. Zur Beurteilung der Tageslichtausbeute wird der Lichttransmissionsgrad τV verwendet, der in Prozent angibt, wie viel sichtbare Strahlungsanteile durch die Verglasung gelangt. Diese physikalischen Größen lassen sich über eine Färbung oder durch eine Beschichtung der Gläser beeinflussen. Sie werden durch Messung oder nach DIN EN 410

Sekundärabstrahlung und Konvektion

Sekundärabstrahlung und Konvektion

als Mittelwert bestimmt. Floatglas ist für Spektralbereiche unter 300 nm und über 2500 nm nicht mehr durchlässig und absorbiert diese Strahlung. Eine weitere das Glas kennzeichnende Größe ist die Emissivität ε, die die Fähigkeit eines Körpers beschreibt, Energie in Form von Strahlung abzugeben. Die Ermittlung erfolgt nach DIN EN 673. Zwar ist Glas für langwellige Strahlung nicht durchlässig, kann die absorbierte Strahlung Energie jedoch sehr gut als Wärme wieder abgeben. Es besitzt also ein hohes Emissionsvermögen. Mehrscheibenisolierglas und Wärmeschutzglas Grundlage des Wärmeschutzes sind allgemein der thermische Widerstand der eingesetzten Materialien sowie die Widerstände der Oberflächen. Glas ist prinzipiell ein guter Wärmeleiter. Durch mehrschichtige Glasaufbauten versucht man deshalb, die Wärmeverluste der Heizperiode durch puffernde Scheibenzwischenräume (SZR) zu minimieren. Man bezeichnet solche Produkte als Mehrscheibenisoliergläser. Edelgasgefüllte zweifache Mehrscheibenisoliergläser erreichen U-Werte von 1,0 bis etwa 2,2 W/m2K. Bei einem dreifachen Aufbau (2 SZR) und Edelgasfüllung sind U-Werte zwischen 0,5 und 0,8 W/m2K möglich. Etwa zwei Drittel der Wärmeverluste entstehen durch Wärmestrahlung von der warmen zur kalten Seite. Das restliche Drittel setzt sich zusammen aus Konvektionsverlusten sowie Wärmeleitungsverlusten über die Füllung des Scheibenzwischenraums und den als Wärmebrücke wirkenden Randverbund des Isolierglases (S. 30, Abb. 1). Der Ansatz zur Verbesserung der Wärmeschutzwirkung von Mehrscheibenisolierglas liegt demzufolge in der Verminderung der großen Wärmeverluste infolge Wärmestrahlung. Zu diesem Zweck werden dünne (0,01–1,0 mm) 29

Gläser für besondere Anforderungen Wärme- und Sonnenschutz

Wärmetransport über vier Wege:

Wärmestrahlung 67 %

Konvektion

1 2

33 %

4

Randverbund 1 kalt

Edelmetallschichten (Kupfer, Silber, Gold, Halbleiterschichten) aufgebracht oder im Online-Verfahren Halbleiterschichten (Zinnoxid) im Scheibenzwischenraum aufgesprüht (Abb. 3). Diese sogenannten Low-E-Schichten verbessern die Strahlungseigenschaften des Glases, indem sie die Emissivität der beschichteten Glasoberfläche senken. Von Wärmeschutzglas spricht man also, wenn mindestens eine Scheibe niedrig emittierend beschichtet ist. Da vor allem die offline – also unabhängig vom Floatglasprozess – hergestellten Beschichtungen nicht beständig gegenüber atmosphärischen und mechanischen Einwirkungen sind, werden sie grundsätzlich zum Scheibenzwischenraum hin angeordnet. Die wärmedämmenden Eigenschaften der Verglasung (U-Werte) hängen vom Aufbau des Isolierglases (zweifach, dreifach MIG) und dessen Füllung, von der Art und Anzahl der Beschichtungen sowie von der Emissivität der Verglasung ab. Ob unbeschichtetes oder wärmedämmbeschichtetes Mehrscheibenisolierglas verwendet wird, hängt im Wesentlichen vom Gebäudetyp und vom bauphysikalischen Konzept ab. In Deutschland werden aufgrund der strengen Energiesparvorgaben vorwiegend edelgasgefüllte (z. B. Argon) und beschichtete Mehrscheibenisoliergläser eingesetzt. Zu berücksichtigen ist, dass die Wärmedämmung eines Fensters immer im Zusammenhang mit der des Rahmens betrachtet werden muss. Online – also in Verbindung mit dem Floatglasprozess – hergestellte, abriebfeste Beschichtungen auf Einfachverglasungen sind möglich, werden jedoch im Allgemeinen nur zur Sanierung von Fenstern mit Einfachverglasung oder als Austausch in Verbundfenstern verwendet. Zur zusätzlichen solaren Energiegewinnung in der Heizperiode soll viel Sonnenenergie (hoher g-Wert) und Tageslicht 30

3

Wärmeleitung über Füllungen

warm

(hoher τv) durch die Verglasung gelangen. Da Beschichtungen Teile der Solarstrahlung absorbieren, führt eine Senkung des U-Werts gleichzeitig zu einer Verminderung des Gesamtenergiedurchlass- sowie Lichttransmissionsgrads. Ein Kompromiss zwischen Wärmeschutz und passiver Energiegewinnung liegt etwa bei einem g-Wert von 65 % bei gleichzeitiger Tageslichtausbeute τv von etwa 60 %. Durch die Anordnung einer infrarotreflektierenden Beschichtung auf der raumseitigen Scheibe zum Scheibenzwischenraum hin kann ein erhöhter Wärmeschutz bei maximalen solaren Gewinnen (g = 65 %) erzielt werden (Abb. 2, Schicht 3). Die Beschichtung verhindert gezielt die Wärmeabstrahlung von der raumseitigen zur äußeren Glasscheibe des Isolierglases, wobei die zurückgehaltene Wärme absorbiert und wieder an den Innenraum abgegeben wird. Eine Anordnung einer vergleichbaren Beschichtung auf der Außenscheibe zum Scheibenzwischenraum hin ergibt jedoch nur einen g-Wert von etwa 56 %. Die Wirksamkeit der Beschichtung ist also lageabhängig, weshalb die Seiten der Isolierverglasung werkseitig markiert werden müssen. Sonnenschutzglas Da der U-Wert einer Verglasung sehr stark reduziert werden kann, sind große wärmedämmende Verglasungsflächen in der Architektur möglich. Jedoch kann es im Sommer zu einer Überhitzung der Innenräume durch solare Gewinne kommen. Ziel des sommerlichen Wärmeschutzes ist es deshalb, den Gesamt-

2

außen bzw. oben

innen bzw. unten

energiedurchlassgrad (g-Wert) möglichst gering zu halten, was aber den Zielen des winterlichen Wärmeschutzes entgegenläuft. Deshalb sind gebäudebezogen bestmögliche Kompromisse zu finden. Die Minimierung der Energieeinstrahlung durch Sonnenschutzmaßnahmen wirkt sich dabei negativ auf die Tageslichtausbeute aus. Übliche Sonnenschutzgläser besitzen einen g-Wert von etwa 50 % bei einem Lichttransmissionsgrad von ca. 40 %, wobei entweder eingefärbte oder reflektierend beschichtete Gläser zum Einsatz kommen. Gefärbte Gläser absorbieren einen großen Strahlungsanteil, der zeitverzögert in Form von Wärme wieder an die Umgebung abgegeben wird. Die Wirkung ist abhängig vom Grad der Färbung und von der Dicke des Glases. Auf diese Weise kann der g-Wert auf bis zu 30 % gesenkt werden. Da Absorptionsgläser sich relativ stark erwärmen, sollten vorgespannte Gläser verwendet werden. Reflektierend beschichtete Sonnenschutzgläser bewirken, dass ein wesentlicher Teil der Sonneneinstrahlung von der beschichteten Oberfläche zurückgeworfen wird und damit nicht in den dahinter liegenden Raum gelangt. Dabei erwärmen sich die Gläser nur geringfügig. Diese Reflexionsschichten können sowohl im Online- als auch im Offline-Verfahren aufgebracht werden. Online hergestellt erzielen sie eine sehr gute Sonnenschutzwirkung, können jedoch nicht gleichzeitig das Wärmedämmverhalten der Verglasung verbessern. Diese Beschichtungen werden für Außenscheiben

T4: Abhängigkeit des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) vom Glasaufbau (Beispiele) Aufbau des Glases

Wärmedurchgangskoeffizient U-Wert [W/m2K]

6 mm Floatglas unbeschichtet

5,7

2≈ 6 mm Floatglas unbeschichtet, 12 mm Scheibenzwischenraum

2,8

2≈ 6 mm Floatglas beschichtet, 15 mm Scheibenzwischenraum (Luft)

1,4

2≈ 6 mm Floatglas beschichtet, 15 mm Scheibenzwischenraum (Argon)

1,2

Gläser für besondere Anforderungen Wärme- und Sonnenschutz

a

b

c

d

3

4

von Mehrscheibenisoliergläsern verwendet und mit einer wärmedämmbeschichteten Innenscheibe kombiniert. Im OfflineVerfahren können sogenannte SunbeltSchichten mit Doppelfunktion hergestellt werden (Abb. 4). Sie zeichnen sich durch ihre sonnenschützenden und wärmedämmenden Eigenschaften aus. Der Wärmeschutz wird durch eine Zwischenebene aus Silber erzielt, die die Emissivität des Glases herabsetzt. Über weitere, flächig aufgebrachte Metalloxide werden die Reflexionseigenschaften, also das Sonnenschutzvermögen, gesteuert. Diese Schichten sind allerdings weniger beständig und werden deshalb meist auf der zum SZR gerichteten Oberfläche der Außenscheibe der Isolierverglasung angeordnet. Außerdem kann der Sonnenschutz durch einen Siebdruck auf der Verglasung verbessert werden. Dabei wird die Glasoberfläche dem Muster entsprechend teilverschattet, was mit einer verminderten Strahlungstransmission einhergeht. Die Effektivität ist vom Verhältnis der transparenten zur nicht transparenten Fläche sowie von der Absorption abhängig. Im gleichen Maß verringert sich jedoch die Tageslichtausbeute.

lichtdurchlässig sind, wird jedoch der Einsatz von Kunstlicht zur Beleuchtung erforderlich, was wiederum die Energiebilanz beeinträchtigt. Außerdem können im Scheibenzwischenraum zusätzliche Elemente wie Rollos, Jalousien, aufgespannte Folien oder sogar Photovoltaikelemente angeordnet werden. Diese Maßnahmen erfordern wegen des Doppelscheibeneffekts einen ausreichend breiten Scheibenzwischenraum und einen möglichst vertikalen Einbau der Verglasung. Andernfalls kann die Berührung mit den Glasscheiben die Funktionstüchtigkeit einschränken. Integrierte Photovoltaikelemente werden meist mittels Gießharz auf ein Trägermaterial aufgebracht. Sie dienen einerseits der Verschattung, andererseits der Stromerzeugung. Fest aufgespannte, reflektierende Folien im SZR tragen zur Steigerung des Sonnenschutzes und zur Senkung des U-Werts bei, indem sie den Scheibenzwischenraum in zwei miteinander verbundene Kammern unterteilen. Besondere Einlagen (Glasgespinnste, Fliese, Lochbleche) zwischen Gläsern nehmen darüber hinaus positiven Einfluss auf die Sonnen- und Wärmeschutzwirkung der Verglasung. Innen liegende Sonnenschutzvorkehrungen wie Stores oder aufgeklebte Folien können die Sonneneinstrahlung lediglich reflektieren. Absorbierte Strahlungsanteile verbleiben als Wärme im Raum. Aufgrund dessen sind diese Maßnahmen eher als Blendschutz geeignet. Die absorbierte Strahlung, insbesondere bei zu geringem Abstand der Verschattung, kann zu einer starken thermischen Beanspruchung der Scheibe führen. Aus ungleichmäßiger Erwärmung zwischen Scheibe und teilverschatteten Scheibenrändern können große Zwangsspannungen resultieren. Unter Umständen werden deshalb thermisch vorgespannte Gläser erforderlich. Eine raumseitige Verschattung allein kann die Kühlleistung um maximal 30 % senken.

Zusätzlicher Sonnenschutz Für den Sonnenschutz kann die Verwendung einer Verglasung mit weiteren Maßnahmen gekoppelt werden. Man unterscheidet dabei in innen, außen und im SZR befindliche Sonnenschutzvorkehrungen. Außenseitig angebrachte Sonnenschutzeinrichtungen können einfallende Strahlungsenergie noch vor der Verglasung wirksam ableiten. Dazu zählen fest montierte oder nachführbare Verschattungen aus Metall, Holz, Kunststoff oder Glas. Sofern eine äußere mechanische Verschattung hoch reflektiv und gleichzeitig leicht ist, kann die erforderliche Kühlleistung im Sommer um bis zu 60 % gesenkt werden. Da sie in der Regel nicht

1 2

3 4

Wärmetransport im Mehrscheibenisolierglas In der Praxis verwendete Schichtenfolge im Mehrscheibenisolierglas; die Lage der Beschichtung wird von außen nach innen durch die Ziffern 1– 4 gekennzeichnet. mit der Glasoberfläche direkt verbundene, im Online-Verfahren hergestellte Schicht Offline-Beschichtung für Wärme- und Sonnenschutz a Schutzschicht (z. B. SnO2, ZnO) b wirksame Schicht (z. B. NiCr, TiO2) c wirksame Schicht (z. B. Ag) d Haftvermittlung zum Glas (z. B. SnO2, ZnO)

31

Entwerfen mit Glas

Glas übernimmt im Bauwesen vielfältige Aufgaben. Die wichtigsten bestehen sicherlich darin, Tageslicht in das Innere von Gebäuden gelangen zu lassen, Blickbeziehungen zu ermöglichen und gleichzeitig Schutz vor der Witterung zu bieten. Die heutige Architektur stellt zusätzliche Anforderungen an diesen beliebten Baustoff; der zunehmende Wunsch nach entmaterialisiert wirkenden Gebäudeteilen verlangt vor allem innovative konstruktive Lösungen, denn je mehr es opake Baumaterialien verdrängt, desto vielfältigere Anforderungen kommen auf das Glas selbst zu (S. 34, Abb. 4). Mit wachsenden Bauteilgrößen und neuen Anwendungsarten müssen verstärkt Aspekte berücksichtigt werden, die bei traditionellen Einsatzgebieten wie dem Fensterbau nur eine geringere Rolle spielen. Der großflächige Einsatz von Glas folgt häufig hohen architektonischen Ansprüchen. Ob ein Bauteil oder ein ganzes Gebäude in der menschlichen Wahrnehmung durchsichtig wirkt, hängt jedoch von vielen verschiedenen Faktoren ab. Im Folgenden werden daher die für den

Glasbau relevanten Zusammenhänge erläutert. Optik und Wahrnehmung Der Begriff »Optik« bezeichnet die Lehre vom sichtbaren Licht. Unter Licht versteht man im allgemeinen Sprachgebrauch den mit dem menschlichen Auge wahrnehmbaren, relativ schmalen Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums von etwa 380 bis 780 nm, das sogenannte Lichtspektrum. Trifft Licht auf einen Körper, so werden Strahlungsanteile in Abhängigkeit der Material- und Oberflächeneigenschaften, der jeweiligen Wellenlänge und des Einfallswinkels reflektiert (zurückgeworfen), absorbiert (aufgenommen) und transmittiert (hindurchgelassen). Nach dem Energieerhaltungssatz entspricht die Summe dieser drei Anteile dem Gesamtbetrag des einfallenden Lichts (siehe Kapitel »Glas für besondere Anforderungen«, S. 29, Abb. 4). Bei einer typischen 4 mm starken Floatglasscheibe aus Kalknatronsilikatglas und senkrecht zur Fläche einfallendem Licht werden ca. 8 % (4 % pro Oberfläche) reflektiert, 90 % transmittiert und 2 % absorbiert.

Transparenz

Bauteil

Materialeigenschaft

1

unterschiedlichen Bedeutungen des Begriffs »Transparenz«

Allgemein: • Synonym für Transmission Speziell: • Blick- und Bilddurchlässigkeit • Durchsichtigkeit 1

Gebäude

Wahrnehmung Abhängig von weiteren Faktoren: • Transmission • Absorption • Reflexion • Lichtstreuung • Helligkeitsadaption • Blendung

Gebäudeteil • Filigranität • Entmaterialisierung • hoher Glasanteil

Metapher Politik, Verwaltung: • Information • Offenheit • Kommunikation

33

Streuung Trübung

transluzent

Entwerfen mit Glas Optik und Wahrnehmung

transparent 1

2

Transmission, Opazität Die Transmission beschreibt die Durchlässigkeit eines Materials für elektromagnetische Strahlung. Lichtdurchlässige Materialien weisen in der Regel unterschiedliche Transmissionsgrade für verschiedene Wellenlängen auf. Innerhalb des sichtbaren Bereichs nimmt der Mensch dies als farbige Tönung wahr. Floatglas mit einem mittleren Eisenoxidanteil von 0,1 % beispielsweise absorbiert überwiegend Licht im roten Wellenlängenbereich – das Glas erscheint daher grünlich, was besonders an den Schnittkanten deutlich wird. Der Transmissionsgrad sagt nur etwas über den quantitativen Strahlendurchgang aus, nicht jedoch über den qualitativen. Unberücksichtigt bleibt also beispielsweise die Lichtstreuung. Die Opazität wird ebenfalls als Begriff verwendet, um die Lichtdurchlässigkeit eines Materials zu beschreiben. Ein opakes Material ist lichtundurchlässig. Reflexion und Lichtbrechung Einige optische Effekte treten unmittelbar an der Oberfläche von lichtdurchlässigen Materialien auf. Wenn Licht auf eine Grenzfläche zweier schwach absorbierender Medien unterschiedlicher optischer Dichte (z. B. Luft und Glas) trifft, wird es zerlegt: Ein Teil wird reflektiert während ein

Gestalt

Ästhetik • Architektur • Erscheinungsbild der Verglasung

4

34

• Toleranzen • Verfügbarkeit der Bauteile • Bauzustände • Bausicherheit • Bauablauf • Abbruch • Austausch

Absorption Tönung

Opak

3

anderer Teil bei schräg einfallender Strahlung unter Richtungsänderung in das andere Medium eintritt. Diese Richtungsänderung wird als Brechung bezeichnet. Bei Elementen mit planparallelen Oberflächen findet beim Wiederaustritt eine Korrektur der Strahlung in die Ursprungsrichtung statt, sodass insgesamt lediglich eine geringe Parallelverschiebung des Lichts erfolgt, die sich meistens nur im direkten Vergleich mit unverglasten Flächen, etwa bei geöffnetem Fenster, zeigt. Nach dem Reflexionsgesetz entspricht der Einfallswinkel, unter dem Strahlung auf eine Oberfläche trifft, dem Ausfallswinkel. Ist die Oberfläche im Verhältnis zu den Wellenlängen des sichtbaren Lichts glatt, so wird diese Reflexion als spiegelnde Reflexion wahrgenommen: Das Spiegelbild erscheint klar und scharf (Abb. 5a). Eine diffuse, matte Reflexion entsteht dann, wenn die entsprechende Grenzfläche Unebenheiten aufweist: Die Lichtstrahlen werden in unterschiedliche Richtungen gestreut zurückgeworfen (Abb. 5b). Ein unscharfes, verschwommenes Bild ist die Folge. Beim Wiederaustritt von Licht aus einer Glasscheibe kommt es ab einem bestimmten Winkel zu einer vollständigen Reflexion, der soge-

nannten Totalreflexion. Dieser Winkel beträgt gemessen von der Flächennormalen bei Glas etwa 42°. [1] Transparenz, Transluzenz, Semitransparenz Glas wird im Allgemeinen als transparentes Material bezeichnet; je nach Fachdisziplin wird der Transparenzbegriff allerdings in unterschiedlichen Bedeutungen verwendet. In der Physik beispielsweise steht er als Synonym für die Transmission. Die Transparenz gibt hier an, für welche Wellenlängen ein Material in welchem Umfang durchlässig ist. Das sagt aber nichts über die Qualität des Strahlendurchgangs aus, also ob das Licht diffus gestreut oder direkt transmittiert wird. Transparenz ist daher im physikalischen Sinn eine Material- bzw. Bauteileigenschaft, die nicht von äußeren Faktoren abhängig ist. Im Gegensatz dazu spricht man in der Architektur von Transparenz, wenn ein Material oder Bauteil nicht nur lichtdurchlässig, sondern zusätzlich blick- oder bilddurchlässig – also durchsichtig – ist. Das ist der Fall, wenn es neben einem hohen nicht diffusen Strahlungsdurchgang einen relativ geringen Reflexionsgrad aufweist. Bei einem hohen Absorptionsgrad, aber ansonsten nicht diffusem Strahlendurch-

Funktion

Bau und Abbruch

Semitransparent

Tragwerk

Gebäudebetrieb • Wetterbeständigkeit • Zugänglichkeit • Wartung und Austausch • Vandalismus • Dauerhaftigkeit • Nutzung • Wirtschaftlichkeit

Gebäudephysik • • • • • • •

Belichtung Wärmegewinn Wärmeverlust Behaglichkeit Feuchte, Kondensation Schallschutz Nachhaltigkeit

Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit • • • • •

statische Lasten Anpralllasten Verformungen Bruchverhalten Zwängungen

Sicherheitsanforderungen • Einbruchhemmung • Durchschusshemmung • Sprengwirkungshemmung • Brandschutz

Entwerfen mit Glas Optik und Wahrnehmung

gang spricht man von Tönung. Materialien, die zwar Licht transmittieren, es aber entweder an ihren Oberflächen oder innerhalb ihrer Querschnittsfläche streuen, sind nicht mehr durchsichtig, sondern trüb und durchscheinend, also transluzent. Die Verwendung des Begriffs der Semitransparenz ist nicht eindeutig. Er bezeichnet meist alle getrübten oder getönten Materialien, die halbdurchsichtig oder halbdurchscheinend sind. Die Übergänge zwischen Transparenz, Transluzenz und Tönung bzw. Trübung sind fließend (Abb. 3). Licht und Sehen Verschiedene physikalische, physiologische und psychologische Effekte führen dazu, dass ein – im architektonischen Sinn – transparentes Objekt nicht immer als im Wortsinn durchsichtig empfunden wird, obwohl sich die Transparenz als Materialeigenschaft nicht ändert. Sieht man beispielsweise bei Tageslicht und aus einiger Entfernung von außen auf die geschlossenen Fenster einer Lochfassade, so erscheinen diese oft dunkelgrau, obwohl sich innerhalb des Gebäudes Menschen aufhalten, die ihrerseits das Gefühl haben, sich in einer hellen Umgebung zu befinden und den ungetrübten Ausblick aus dem Fenster genießen. Helle Gegenstände oder Flächen in Fensternähe bleiben von außen erkennbar (Abb. 8); Objekte, die sich weiter hinten im Raum befinden, jedoch nicht. Neben den rein physikalischen Bauteileigenschaften kommt es daher auch auf die visuelle Wahrnehmung des Menschen in Bezug zu seiner Umgebung an. Von den verschiedenen Größen und Einheiten, die in der Lichttechnik existieren, stellt die Leuchtdichte als Basis für die Helligkeitswahrnehmung neben der spektralen Zusammensetzung des Lichts als Grundlage für die Farbwirkung einen der

wichtigsten Faktoren der visuellen Wahrnehmung dar. Sie ist definiert als das Verhältnis von Lichtstärke pro Flächeneinheit. Das menschliche Auge ist in der Lage, sich an extrem große Leuchtdichteunterschiede von mehr als sechs Zehnerpotenzen anzupassen. Dieser Vorgang heißt Helligkeitsadaption. Kontrastwahrnehmung Obwohl das Sehen grundsätzlich über sehr große Bereiche absoluter Beleuchtungsunterschiede möglich ist, können innerhalb einer Szenerie nur vergleichsweise eng begrenzte relative Leuchtdichteunterschiede verarbeitet werden. In einer hellen Umgebung erscheint ein Bereich mittlerer Leuchtdichte heller als in dunkler Umgebung (Abb. 6). Das Helligkeitsempfinden hängt also eng mit der Helligkeitsadaption des Auges zusammen. Darüber hinaus wird der Kontrast zweier benachbarter Flächen unterschiedlicher Leuchtdichte im Grenzbereich verstärkt (Abb. 7). [2]

b diffuse Reflexion

a spiegelnde Reflexion 5

b a 6

7

1, 2 unterschiedliche Transparenzwahrnehmung in Abhängigkeit der vorhandenen Leuchtdichten, Burda Media Hochhaus, Offenburg (D) 1998, Ingenhoven, Overdiek und Partner 3 Begriffsbestimmungen: Transparenz, Transluzenz und Opazität im Zusammenhang mit ihren Übergangserscheinungen 4 Entwurfs- und Planungskriterien im Glasbau 5 schematische Darstellung von Reflexionsarten in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit 6 Relativität des Helligkeitsempfindens in Abhängigkeit von der Umgebung. Tatsächlich weisen die Felder a und b denselben Grauwert auf. 7 Wahrnehmung der Kontrastverstärkung anhand der sogenannten Mach’schen Streifen: Obwohl jedes einzelne Feld gleichmäßig eingefärbt ist, erscheint es am linken Rand heller als am rechten. 8 Spiel mit der visuellen Wirkungsweise des Glases: Physisch besteht das konstruktive Raster nicht aus Rauten, sondern aus Dreiecken und Trapezen. Optisch treten jedoch die hinter der Außenhaut befindlichen, hell lackierten Diagonalen hervor. Verwaltungsgebäude 30 St Mary Axe, London (GB) 2004, Foster + Partners 8

35

Entwerfen mit Glas Optik und Wahrnehmung

1

1

2

3

4 5

6

36

Hoher Transparenzgrad einer Ganzglasfassade: Die Verglasung erscheint als zarte, entmaterialisierte Haut, Sainsbury Centre for Visual Arts, Norwich (GB) 1978, Foster Associates Konstruktiv hochaufgelöste Fassaden können aus bestimmten Blickwinkeln und unter besonderen Lichtbedingungen die Durchsicht beeinträchtigen, Stadttor Düsseldorf (D) 1998, Overdiek, Petzinka und Partner (Wettbewerb, Entwurfsplanung, Genehmigungsplanung), Petzinka Pink und Partner (Ausführung und Realisierung) Starke Leuchtdichtekontraste zwischen Außenwand und Rauminnerem sowie Reflexblendungen lassen die Verglasung am Tag grau und undurchsichtig erscheinen. Bei Nacht ist die Verglasung in Umkehrung zur Tagsituation durchsichtig. Schematische Darstellung der Blendung an einer Glasscheibe am Tage: Die Reflexionen auf der Außenseite einer Verglasung (Rh) überblenden optische Informationen aus dem Innenraum (Td). Mehrscheibenisolierglas verstärkt diesen Effekt zusätzlich. Gebaute Metapher: Die Verwendung von transparenten Bauteilen in Parlaments- und Verwaltungsgebäuden soll Offenheit und Bürgernähe symbolisieren. Innenaufnahme vom Plenarsaal des Sächsischen Landtages in Dresden (D)1997, Peter Kulka

2

Blendung Neben Helligkeit und Kontrast spielen insbesondere im Glasbau verschiedene Formen der Blendung eine große Rolle. Eine Absolutblendung tritt dann auf, wenn Leuchtdichten im Sichtbereich, dem sogenannten Gesichtsfeld, so groß sind, dass sie das Adaptionsmaximum des Auges überschreiten und Schutzreflexe einsetzen wie z. B. bei dem direkten Blick in die Sonne. Zur Adaptionsblendung kommt es bei einer plötzlichen, hohen Leuchtdichteänderung innerhalb des Blickfelds nach vorheriger längerer Adaptionszeit des Auges an eine abweichende Beleuchtungsumgebung. Das ist beispielsweise der Fall, wenn man aus einem dunklen Raum ins helle Tageslicht tritt. Eine Direktblendung wird von einer relativ hohen, flächig begrenzten Leuchtdichte im Gesichtsfeld wie sonnenbeschienene Flächen oder Lampen verursacht. Die Reflexblendung wird durch das Spiegelbild von Lichtquellen augelöst. Darüber hinaus hängt der Blendungsgrad auch vom Informationsgehalt der betrachteten Fläche ab: Eine interessante Aussicht wird selbst bei hohen Leuchtdichtekontrasten zu benachbarten Raumwänden als weniger blendend empfunden als die Leuchtdichte einer entsprechend diffus transluzenten Fläche. [3] Transparenz eines Gebäudeteils So wie die Wahrnehmung der Transparenz eines Bauteils stark von den Lichtverhältnissen seiner Umgebung abhängt, kann der Transparenzgrad eines Gebäudeteils oder speziell einer Fassade nicht unabhängig von seiner Konstruktion bewertet werden. Wie bereits erläutert, können die Helligkeitsadaption und die Kontrastverstärkung durch das Auge beispielsweise dazu führen, dass selbst die sonst leicht grünlich getönt wirkenden Schnittkanten von Glasschwertern im Gegenlicht als dunkle Linien erscheinen (Abb. 1).

Der Transparenzgrad einer Fassade lässt sich als Quotient aus tatsächlich durchsichtigen und stark absorbierenden oder opaken Flächenanteilen beschreiben. Abgesehen von diesem Verhältnis beeinflussen Anzahl, Anordnung und Größe nicht transparenter Fassadenelemente den Transparenzeindruck. Eine stark aufgelöste, filigrane Konstruktion kann die Durchsicht stören und daher wesentlich weniger transparent wirken als eine vergleichbare Konstruktion mit weniger, dafür jedoch im Querschnitt größeren Fassadenelementen (Abb. 2). Andererseits kann eine kleinteilige Tragkonstruktion eine Fassade gliedern und ihr Tiefe und Ausdruck verleihen. [4] Maßnahmen zur Verstärkung des Transparenzeindrucks Eine Veränderung der physikalisch-optischen Materialeigenschaften kann die Transparenz einer verglasten Konstruktion auf Bauteilebene erhöhen, sei es durch Reduzierung des absoluten Reflexionsgrads mithilfe geeigneter Entspiegelungsverfahren oder des Absorptionsgrads durch Verwendung von eisenoxidarmem Weißglas. Auf gestalterischer Ebene lässt sich mittels präzise geplanter Lichttechnik oder durch Positionierung heller Flächen hinter eine Fassade der Transparenzeindruck erhöhen. Um störende Reflexe zu vermeiden, kann die gesamte Fassade auch in Richtung einer dunklen Decke oder eines dunklen Bodens geneigt werden. Häufig angewendet wird dieses Prinzip bei Fassaden von Autohäusern oder Flughafentowern. Starke Leuchtdichtekontraste innerhalb des Gesichtsfelds sollten vermieden werden. Transparenz als Metapher Häufig wird der Begriff der Transparenz in übertragener Bedeutung dazu verwendet, der besonderen Offenheit einer Verwaltung oder einer politischen Institution

Entwerfen mit Glas Optische Beeinträchtigungen von Glasprodukten

Ih

Id

Th Td Tagsituation 3

4

architektonischen Ausdruck zu verleihen. Die entsprechende Bauweise soll Passanten und Besuchern einen großzügigen Einblick in die entsprechenden Gebäude und Arbeitsabläufe gewähren (Abb. 6).

erwünscht, lassen sich aber im Prinzip nicht beseitigen, da sie oftmals physikalischer Natur sind. So stellen sie in der Regel keinen Mangel im baurechtlichen Sinn dar.

Optische Beeinträchtigungen von Glasprodukten Im Glasbau lassen sich einige optische Eigenschaften von Glasprodukten bewusst steuern. Dazu gehören zum Beispiel die Ein- oder Entfärbung über die chemische Zusammensetzung der Ausgangsschmelze oder nachträgliche Oberflächenbehandlungsverfahren wie Sandstrahlen oder Ätzen. Zusätzlich können optische Phänomene auftreten, die gerade im Glasbau besonders auffallen, da bereits minimale geometrische Abweichungen von einer ideal ebenen Fassadenfläche Spiegelbilder und Durchsicht verzerren. Sie sind zwar häufig un-

Doppelscheibeneffekt Ein sehr häufig zu beobachtendes optisches Phänomen tritt im Zusammenhang mit der Verwendung von Isolierglasscheiben auf. Da die Einzelscheiben einer Isolierverglasung luftdicht miteinander verbunden sind, führen Druckunterschiede zwischen der Umgebungsluft und den Gasen innerhalb des Scheibenzwischenraums zu Volumenänderungen. Daraus resultieren konvexe oder konkave kissenförmige Verformungen der Glasscheiben (S. 38, Abb. 1 und 2). Das Ausmaß der Volumenänderung wir bestimmt durch: • meteorologisch bedingte Atmosphären-

Rd

Rh

Nachtsituation 5 hell

Glas

dunkel

druckveränderungen • Temperaturschwankungen • Druck- und Temperaturunterschiede zwischen Herstellungs- und Einbauort. Neben den optisch wahrnehmbaren Erscheinungen führen klimatische Veränderungen zu einer Belastung der Einzelscheiben, der sogenannten Klimalast. Grundsätzlich gilt: Je größer das Format und je geringer die Dicke der Scheiben, desto geringer fällt die resultierende Klimalast aus – doch umso größer sind die Auswirkungen auf die optische Qualität. Anisotropie und Doppelbrechung Homogenes, gleichmäßig gekühltes Spiegelglas ist optisch isotrop, d. h. es weist in alle Richtungen die gleichen optischen Eigenschaften auf. Insbesondere beim thermischen Vorspannprozess jedoch kühlen die Luftdüsen selbst bei engem

6

37

Entwerfen mit Glas Tragwerkskonzepte

Pi

< Pa =

Pi

= Pa
20 N/mm2 und Bruchdehnung > 250 %, farbige Folien möglich; verwendbare Glaserzeugnisse: Basisglasprodukte aus Kalk-Natronsilikatglas nach DIN EN 572 (Ausnahme bildet Profilbauglas) sowie ESG und ESG-H. Bei beschichtetem und emailliertem Glas sollte sich die oberflächenveredelte Seite auf der von der PVB-Folie abgewandten Seite befinden.

Verbundglas (VG)

geregelt nach DIN EN 14449

verwendbare Glaserzeugnisse: Basisglasprodukte aus Kalk-Natronsilikatglas nach DIN EN 572 (Ausnahme bildet Profilbauglas) sowie ESG, ESG-H, VSG und beschichtetes Glas

Mehrscheibenisolierglas (MIG)

geregelt nach DIN EN 1279

verwendbare Glaserzeugnisse: Basisglasprodukte aus Kalk-Natronsilikatglas nach DIN EN 572 (Ausnahme bildet Profilbauglas) sowie ESG, ESG-H, VSG, VG und beschichtetes Glas; Einbauten im Zwischenraum und Gasfüllungen möglich

Borosilikatglas

Bauprodukt mit CE-Kennzeichnung nach harmonisierter Norm DIN EN 1748-1; nach technischen Baubestimmungen nicht geregelt

Verwendung nach technischen Baubestimmungen möglich, wenn das Bauprodukt eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für den jeweiligen Anwendungsfall besitzt; Ausführung gefloatet, gezogen, gewalzt oder gegossen sowie klar oder gefärbt

Erdalkali-Silikatglas

Bauprodukt mit CE-Kennzeichnung nach harmonisierter Norm DIN EN 14178; nach technischen Baubestimmungen nicht geregelt

Verwendung nach technischen Baubestimmungen möglich, wenn das Bauprodukt eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für den jeweiligen Anwendungsfall besitzt; Herstellung als klares oder gefärbtes Floatglas

ESG aus Borosilikatglas oder Erdalkali-Silikatglas

Bauprodukte mit CE-Kennzeichnung nach harmonisierten Normen DIN EN 13024 und DIN EN 14321; nach technischen Baubestimmungen nicht geregelt.

Verwendung nach technischen Baubestimmungen möglich, wenn das Bauprodukt eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für den jeweiligen Anwendungsfall besitzt; Verwendung von beschichtetem und emailliertem Glas möglich

Glaskeramik

Bauprodukt mit CE-Kennzeichnung nach harmonisierter Norm DIN EN 1748-2; nach technischen Baubestimmungen nicht geregelt

Verwendung nach technischen Baubestimmungen möglich, wenn das Bauprodukt eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für den jeweiligen Anwendungsfall besitzt; Ausführung gefloatet, gezogen, gewalzt oder gegossen, transparent oder transluzent sowie klar oder gefärbt

beschichtetes Glas

geregelt nach DIN EN 1096

Gläser mit dünnen, festen Beschichtungen aus anorganischen Materialien, Beispiele: Wärmeschutzglas, entspiegeltes Glas, selbstreinigendes Glas, dichroitisches Glas; umfasst keine Emaillierungen; Weiterverarbeitung zu ESG, ESG-H, VSG, VG und MIG möglich

emailliertes Glas

Verwendete Gläser müssen geregelt sein.

ganzflächige oder teilflächige Emaillierung (Siebbedruckung) möglich; zulässige Biegezugfestigkeit des Glases muss bei Bemessung für emaillierte Seite reduziert werden.

mattiertes Glas

Verwendete Gläser müssen geregelt sein; Kontaktaufnahme zur zuständigen Baubehörde empfohlen.

Mattierung durch Ätzen oder Sandstrahlen (vor allem Sandstrahlen stellt einen Eingriff in die Glasoberfläche dar.); eventuelle Auflagen sind mit zuständiger Bauaufsichtsbehörde abzuklären

gebogenes Glas

nicht geregelt

Anwendung erfordert bis auf wenige Ausnahmen eine Zustimmung im Einzelfall; gebogenes Glas sollte nach Biegeprozess und eventueller Lamination keine Eigenspannungen besitzen.

Glassteine/Betongläser

geregelt nach DIN 18175 und DIN 4243

Nachfolgedokument liegt für beide Bauprodukte bereits vor (DIN EN 1051, Teile 1 und 2), bisher jedoch noch nicht bauaufsichtlich eingeführt

vorgefertigte absturzsichernde Verglasung

geregelt nach TRAV, mit Ausnahme der Abschnitte 6.2 und 6.3.2 b und c

vorgefertigte absturzsichernde Verglasung nach TRAV, deren Tragfähigkeit unter stoßartigen Einwirkungen bereits nachgewiesen wurde oder rechnerisch nachweisbar ist

75

Baurechtliche Regelungen Bauarten mit Glas

1

Bauarten mit Glas Bauarten, die nach Musterbauordnung als »das Zusammenfügen von Bauprodukten zu baulichen Anlagen oder Teilen von baulichen Anlagen« definiert sind, werden nur in geregelte und nicht geregelte unterschieden. Die technischen Baubestimmungen beschreiben die geregelten Bauarten und legen deren Randbedingungen fest. Momentan ist der Regelungsstand für den konstruktiven Glasbau jedoch noch unbefriedigend, da die eingeführten Regelwerke nur einen Bruchteil der konstruktiven Möglichkeiten mit Glas erfassen (Tabelle T1). Um den eingeschränkten Anwendungsbereich zu erweitern, wird seit 2003 eine neue Normenreihe für den konstruktiven Glasbau erarbeitet. DIN 18 008 – Glas im Bauwesen – in den Teilen 1 bis 7 soll zukünftig auch Glaskonstruktionen erfassen, die heute als ungeregelte Bauarten gelten und daher einen zusätzlichen Anwendbarkeitsnachweis erfordern. Der genaue Einführungstermin der Normenreihe steht allerdings noch nicht fest. Tabelle T6 stellt Bauarten aus Glas mit ihrem Regelungsstand dar und erläutert wichtige Rahmenbedingungen der Konstruktion. Dabei sind auch bei den geregelten Bauarten Einschränkungen – zum Teil in großem Maße – zu beachten. Weicht eine Konstruktion wesentlich von

den Vorgaben der technischen Baubestimmungen ab, so gilt sie als ungeregelte Bauart. Die Details der Ausführung als geregelte Bauart können den genannten Regelwerken entnommen werden. Die Technischen Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen (TRLV) finden Anwendung bei Verglasungen, die an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten durchgehend linienförmig gelagert sind. Dabei werden sowohl Vertikal- als auch Überkopfverglasungen behandelt (Tabelle T6). Für Vertikalverglasungen, deren Oberkante nicht mehr als 4 m über einer Verkehrsfläche liegt, müssen die TRLV nicht angewendet werden. Allerdings benötigen auch sie einen Standsicherheitsnachweis, der dem Stand der Technik entsprechen muss. Zu beachten ist zudem, dass sie in öffentlichen Verkehrsbereichen wie beispielsweise Arbeits- und Versammlungsstätten, Kindergärten oder Schulen aus Sicherheitsglas (ESG oder VSG) bestehen müssen. Überkopfverglasungen, die infolge Reinigungs-, Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten durch Personenlasten beansprucht werden können (bedingt betretbare Verglasungen), benötigen zusätzlich den Nachweis der Betretbarkeit und sind nicht vollumfänglich in den TRLV geregelt. Dieser Nachweis muss versuchstechnisch erbracht werden und erfolgt in

der Regel in Anlehnung an die Grundsätze für die Prüfung und Zertifizierung von betretbaren oder bedingt betretbaren Bauteilen (GS-BAU-18). Da dieser Nachweis im Rahmen einer Zustimmung im Einzelfall geführt wird (siehe S. 80), kann die oberste Bauaufsichtsbehörde jedoch auch von der GS-BAU-18 abweichende Versuche fordern. Eine Ausnahme bildet Bayern: Dort gelten betretbare Verglasungen als geregelte Bauart, wenn sie TRLV und DIN 4426 entsprechen und der versuchstechnische Nachweis nach GSBAU-18 erbracht wird. Planmäßig begehbare Verglasungen gelten als Teile von Verkehrsflächen und werden somit in deutlich höherem Maße als die betretbaren Verglasungen durch Personenlasten beansprucht. Sie werden durch die TRLV nur in eingeschränktem Umfang geregelt und benötigen bei Überschreitung dieses Umfangs ebenfalls einen Anwendbarkeitsnachweis (Abb. 1). Vertikalverglasungen, die zusätzlich gegen seitlichen Absturz sichern, werden in den Technischen Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen (TRAV) geregelt. Diese fordern zusätzlich den Nachweis der Tragfähigkeit unter stoßartigen Einwirkungen. Prinzipiell sind experimentelle Versuche nicht nötig, wenn eine der zwei Varianten greift, die in den Richtlinien zur Verfügung stehen.

T5: Auszug aus der Bauregelliste B Teil 1, Ausgabe 2008/1 (Bauprodukte im Geltungsbereich harmonisierter Normen nach der Bauproduktenrichtlinie) Lfd. Nr.

Bauprodukt Bezeichnung

1

76

Beispiel für eine Ganzglasbrücke, die als begehbare Verglasung wegen abweichender Konstruktion und Bauteilabmessung außerhalb des Regelungsumfangs der TRLV liegt, Schwäbisch Hall (D) 2004, Kraft + Kraft Architekten

Norm

In Abhängigkeit vom Verwendungszweck erforderliche Stufen und Klassen

1

2

3

4

1.11.5

Teilvorgespanntes Kalk-Natronglas

EN 1863-2:2004-10 in Deutschland umgesetzt durch DIN EN 1863-2:2005-01

Anlage 011

1

In Anlage 01 wird hinsichtlich der Verwendungsbedingungen auf die Landesbauordnungen verwiesen.

Baurechtliche Regelungen Bauarten mit Glas

T6: Regelungsstand von Bauarten aus Glas Bauart

Regelungsstand

Erläuterungen

linienförmig gelagerte Vertikalverglasung

geregelt nach TRLV

Nicht geregelt sind geklebt linienförmig gelagerte Vertikalverglasungen sowie Verglasungen, die planmäßig zur Aussteifung herangezogen werden. Einfachverglasungen aus Basiserzeugnissen aus Kalk-Natronsilikatglas oder aus Verbundglas müssen allseitig linienförmig gelagert sein. Ab einer Einbauhöhe von 4 m muss anstelle von monolithischem ESG heißgelagertes ESG (ESG-H) verwendet werden. Dies gilt auch für Außenscheiben von Mehrscheibenisolierverglasungen (MIG). Bei Vertikalverglasungen, die gegen Absturz sichern, sind zusätzliche Anforderungen zu beachten.

linienförmig gelagerte Überkopfverglasung

geregelt nach TRLV

Nicht geregelt sind geklebt linienförmig gelagerte Überkopfverglasungen, gekrümmte Überkopfverglasungen sowie Verglasungen, die planmäßig zur Aussteifung herangezogen werden. Einfachverglasungen sind aus Drahtglas (Hauptstützweite maximal 0,7 m) oder VSG aus Floatglas oder TVG nach Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung herzustellen. Das VSG darf bis zu einer Stützweite von 1,2 m zweiseitig linienförmig gelagert werden, darüber hinaus ist eine allseitige linienförmige Lagerung notwendig. Das Seitenverhältnis darf dann jedoch 3:1 nicht überschreiten. Abweichungen von den Anwendungsbedingungen ohne zusätzlichen Verwendbarkeitsnachweis sind möglich, wenn durch geeignete Maßnahmen (z. B. Auffangnetze) das Herabfallen größerer Glasteile auf Verkehrsflächen verhindert wird. Bei begehbaren und bedingt betretbaren Verglasungen sind zusätzliche Anforderungen zu beachten.

linienförmig gelagerte begehbare Verglasung

geregelt nach TRLV

Geregelt sind nur allseitig, durchgehend linienförmig gelagerte Verglasungen, die als Treppenstufen oder Podestelemente verwendet werden. Die Abmessungen sind auf eine maximale Länge von 1,5 m und eine maximale Breite von 0,4 m beschränkt. Bei Abweichungen von der Rechteckform gelten diese Maße für das die Verglasung umschreibende Rechteck. Verwendet werden darf nur VSG aus mindestens drei Scheiben, wobei die oberste Scheibe (aus ESG oder TVG) mindestens 10 mm, die beiden darunter mindestens 12 mm stark sein müssen. Die Verglasungen dürfen nicht befahren werden sowie hohen Dauerlasten oder einer erhöhten Stoßgefahr ausgesetzt sein.

linienförmig gelagerte bedingt betretbare Verglasung

nicht geregelt (Ausnahme in Bayern: Nachweis nach TRLV und DIN 4426)

Überkopfverglasungen, die nicht planmäßig begangen werden, sondern nur zu Reinigungs-, Wartungs-, oder Instandhaltungszwecken. Für die Scheiben eines MIG ist ESG oder VSG zu verwenden, Einfachverglasungen sind in VSG aus Floatglas oder TVG nach Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung auszuführen. Zustimmung im Einzelfall erforderlich.

linienförmig gelagerte Vertikalverglasung mit absturzsichernder Funktion

geregelt nach TRAV

Linienförmig gelagerte Vertikalverglasungen im Sinne der TRLV, die zusätzlich gegen seitlichen Absturz sichern. Verwendbare Glasprodukte sind den Abschnitten 6.3 und 6.4 der TRAV zu entnehmen.

tragende Glasbrüstungen mit durchgehendem Handlauf und absturzsichernder Funktion

geregelt nach TRAV

Glasbrüstungen, die am unteren Rand in einer Klemmkonstruktion linienförmig gelagert sind; die einzelnen Scheiben müssen durch einen aufgesteckten durchgehenden Handlauf verbunden sein und aus VSG bestehen.

Geländerausfachungen aus Glas mit absturzsichernder Funktion

geregelt nach TRAV

Die Geländerausfachungen müssen an mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten linien- und/oder punktförmig gelagert sein. Verwendet werden können je nach Anwendungsfall ESG (bei allseitiger Lagerung), VSG oder MIG.

punktförmig gelagerte Vertikal- und Überkopfverglasungen

geregelt nach TRPV

Geregelt sind nur Verglasungen mit den maximalen Abmessungen von 2,5 ≈ 3,0 m, deren Oberkante maximal 20 m über Gelände liegt. Verwendbare Glasprodukte sind VSG aus ESG und ESG-H sowie aus TVG nach Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung und MIG für die Anwendung mit Randklemmhaltern. Jede Scheibe muss durch mindestens drei Punkthaltern gelagert sein und darf keine aussteifende Funktion übernehmen. Bei Vertikalverglasungen, die gegen Absturz sichern, sowie begehbaren und bedingt betretbaren Verglasungen sind zusätzliche Anforderungen zu berücksichtigen.

punktförmig gelagerte Vertikalverglasung mit absturzsichernder Funktion

nicht geregelt

Ausnahme: Punktförmig gelagerte Geländerausfachungen im Innenbereich sind nach TRAV geregelt. Anderweitige Konstruktionen benötigen eine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall.

punktförmig gelagerte begehbare Verglasung

nicht geregelt

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall notwendig

punktförmig gelagerte bedingt betretbare Verglasung

nicht geregelt

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall notwendig

hinterlüftete Außenwandbekleidungen aus ESG-H

geregelt nach DIN 18516-4

Linien- oder punktförmige Befestigungen (ohne Durchbohrung) sind möglich. Die Glasscheiben müssen durch die Befestigung in gesamter Dicke umfasst oder erfasst werden.

geklebte Glaskonstruktionen

nicht geregelt

Europäische Technische Zulassung (ETZ), Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall erforderlich

Tragwerkselemente aus Glas, wie Balken, Stützen, Schwerter oder Schubfelder

nicht geregelt

Zustimmung im Einzelfall erforderlich

TRLV: TRAV: TRPV: ESG: ESG-H: MIG: VSG: TVG: ETZ:

Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen Technische Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen Technische Regeln für die Bemessung und Ausführung von punktförmig gelagerten Verglasungen Einscheibensicherheitsglas heißgelagertes Einscheibensicherheitsglas Mehrscheibenisolierglas Verbundsicherheitsglas teilvorgespanntes Glas Europäische Technische Zulassung

77

Baurechtliche Regelungen Ungeregelte Bauprodukte und Bauarten

1 a ≤ 0,5 mm

b

c

d

e

≥ 12 mm  ≥ 50 mm 2

≥ 25 mm

3

a

b

c

Zum einen sind in den TRAV Verglasungen mit versuchstechnisch nachgewiesener Stoßsicherheit in Tabellenform aufgeführt, die ohne einen zusätzlichen Nachweis mit absturzsichernder Funktion eingesetzt werden können. Zum anderen besteht die Möglichkeit des Nachweises mittels Spannungstabellen, die ebenfalls in den TRAV zu finden sind. Dies beschränkt sich jedoch auf bestimmte Glasabmessungen und Glasdicken mit genau vorgegebenen Lagerungsbedingungen. Daher läuft der Nachweis der Stoßsicherheit bei vielen absturzsichernden Konstruktionen doch auf einen experimentellen Versuch hinaus, der zeitlich und finanziell in den Planungsprozess einzukalkulieren ist (siehe S. 80ff.). Die Technischen Regeln für die Bemessung und Ausführung von punktförmig gelagerten Verglasungen (TRPV) gelten für Vertikal- und Überkopfverglasungen, bei denen alle Glasscheiben ausschließlich durch mechanische Halterungen punktförmig formschlüssig gelagert sind. Bei den Halterungen kann es sich um Tellerhalter, die über einen Bolzen durch eine zylindrische Glasbohrung gehalten werden, oder um Randklemmhalter, die den Randbereich einer Verglasung u-förmig umschließen, handeln (Abb. 2 und 3). Absturzsichernde, betretbare und be-

gehbare punktförmig gelagerte Verglasungen sowie anderweitige Punkthalterungen sind in den TRPV nicht berücksichtigt. DIN 18516 Teil 4 »Außenwandbekleidungen, hinterlüftet, Einscheiben-Sicherheitsglas; Anforderungen, Bemessung, Prüfung« behandelt aus heißgelagertem Einscheibensicherheitsglas (ESG-H) hergestellte Außenwandbekleidungen. Hier werden sowohl zwei-, drei- und vierseitig linienförmige als auch punktförmig geklemmte Lagerungen ohne Durchbohrung der Glasscheibe ermöglicht (Abb. 1). Dabei sind genau definierte Konstruktionsregeln einzuhalten. Wichtig für den Anwender ist zudem das Wissen, dass der Einbau punktgestützter, hinterlüfteter Wandbekleidungen aus ESG-H in einer Höhe von mehr als 8 m über Gelände von einer anerkannten Überwachungsstelle beaufsichtigt werden muss. Ungeregelte Bauprodukte und Bauarten Bauprodukte aus Glas, die nicht in Bauregelliste (BRL) A Teil 1 geführt werden und somit als nicht geregelte Bauprodukte gelten, sind von der Verwendung im konstruktiven Glasbau nicht ausgeschlossen. Dasselbe gilt für nicht geregelte Bauarten. Für diese Fälle sind Genehmigungs-

T7: Auszug aus der Bauregelliste A Teil 2, Ausgabe 2008/1 (ungeregelte Bauprodukte, die nach allgemein anerkannten Prüfverfahren beurteilt werden können) Lfd. Nr. 1

2

3

78

hinterlüftete, punktgehaltene ESG-Außenwandbekleidung nach DIN 18516 Teil 4, Jüdisches Gemeinde- und Kulturzentrum Würzburg (D) 2006, Grellmann Kriebel Teichmann Architekten Prinzipskizze Tellerhalter nach TRPV a Bolzen b Hülse (dWand ≥ 3 mm) c Klemmteller d elastische Zwischenschicht (z. B. EPDM) e VSG mit mindestens 0,76 mm PVB-Folie Prinzipskizze Randklemmhalter nach TRPV a Randklemmhalter b elastische Zwischenschicht (z. B. EPDM) c VSG mit mindestens 0,76 mm PVB-Folie

Bauprodukt

Verwendbarkeitsnachweis

anerkanntes Prüfverfahren nach

Übereinstimmungsnachweis

1

2

3

4

5

2.43

Vorgefertigte absturzsichernde Verglasung nach TRAV, deren Tragfähigkeit unter stoßartigen Einwirkungen experimentell nachgewiesen werden soll

P

ÜH Technische Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen (TRAV), Fassung 2003-01, Abschnitte 6.2 und 6.3.2 b und c

P: Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis ÜH: Übereinstimmungserklärung des Herstellers Anmerkiung Autor: Eine vorgefertigte absturzsichernde Verglasung bezeichnet werkseitig vormontierte Glashaltekonstruktionen inklusive Verglasung und gilt als Bauprodukt.

Baurechtliche Regelungen Ungeregelte Bauprodukte und Bauarten

4 5

begehbare Verglasung mit Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (SGG Lite Floor) SSG-Fassade, Hamilton House im BroadgateViertel, London (GB) 2004, Skidmore, Owings and Merrill

instrumente entwickelt worden, die trotz der nicht vorhanden Regelung einen Einsatz in der Baupraxis ermöglichen und somit auch innovativen und besonderen Konstruktionen den Weg ebnen. Der sogenannte Verwendbarkeitsnachweis für Bauprodukte bzw. Anwendbarkeitsnachweis für Bauarten kann folgendermaßen erbracht werden: • Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (AbP) • Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (AbZ) • Zustimmung im Einzelfall (ZiE) • Europäische Technische Zulassung (ETZ) als zusätzliches Instrument auf europäischer Ebene Lediglich für die in Liste C der BRL geführten ungeregelten Bauprodukte sind weder Verwendbarkeits- noch Übereinstimmungsnachweise notwendig. Sie haben für die Erfüllung bauordnungsrechtlicher Anforderungen nur eine untergeordnete Bedeutung und dürfen kein Ü-Zeichen tragen. Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (AbP) Ein AbP kann für Bauprodukte oder Bauarten erteilt werden, die nach allgemein anerkannten Prüfverfahren beurteilt werden können und deren Verwendung nicht

4

5

der Erfüllung erheblicher Anforderungen an die Sicherheit baulicher Anlagen dient. Diese werden in der Bauregelliste A in den Teilen 2 (Bauprodukte) und 3 (Bauarten) geführt (Tabelle T7). Für sie existieren keine technischen Baubestimmungen oder allgemein anerkannte Regeln der Technik. Bauaufsichtlich anerkannte Prüfstellen (PÜZ-Stellen) erteilen die AbP. Diese sind in der Regel fünf Jahre gültig. Als Beispiel im konstruktiven Glasbau sind absturzsichernde Verglasungen zu nennen, die einen experimentellen Nachweis der Stoßsicherheit benötigen, aber nicht wesentlich von den konstruktiven Vorgaben der TRAV abweichen. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (AbZ) Für die Erteilung einer AbZ ist das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) zuständig. Sie ist notwendig für Bauprodukte und Bauarten, für die allgemein anerkannte Regeln der Technik nicht existieren oder für solche, die von diesen wesentlich abweichen und für die ein AbP nicht möglich ist. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen existieren in vielen Fällen für häufig verwendete Glasprodukte wie z. B. für teilvorgespanntes Glas, Verbundsicherheitsglas aus TVG oder für VSG mit speziellen Folien, deren Eigenschaften von denen der PVB-Folie abweichen. Daneben bestehen auch für nicht geregelte

Bauarten, die oft baugleich eingesetzt werden, Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen. Typische Beispiele sind Vordachsysteme in verschiedenen Variationen, punktförmig gelagerte Verglasungen, bei denen bestimmte Vorgaben bezüglich Abmessungen und Lagerungsbedingungen einzuhalten sind oder auch begehbare Verglasungen (Abb. 4). Die Erlangung einer AbZ ist ein relativ aufwendiges Verfahren und daher für eine bestimmte Bauart nur dann sinnvoll, wenn es sich um eine häufig in gleicher Art und Weise wiederholende Anwendung handelt. Sie gilt nur für das System des Antragstellers und nicht für baugleiche Kopien eines anderen Herstellers. Sie beschreibt den Zulassungsgegenstand mit seinen Komponenten sowie den Anwendungsbereich und regelt Bemessung, Ausführung und Montage. Ihre Gültigkeit, sowohl für Bauprodukte als auch Bauarten, beträgt in der Regel ebenfalls fünf Jahre. Europäische Technische Zulassung (ETZ) Neben dem Instrument der AbZ auf nationaler Ebene existiert auch eine europaweite Alternative, die Europäische Technische Zulassung. Für einige Bauprodukte oder Bauarten gibt es Leitlinien (European Technical Approval Guideline, kurz ETAG), die das Zulassungsverfahren erleichtern. Hierzu zählen im konstruktiven

T8: Nationale Nachweise der Verwendbarkeit Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis nach § 19 Musterbauordnung (MBO)

Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung nach § 18 Musterbauordnung (MBO)

Zustimmung im Einzelfall nach § 20 Musterbauordnung (MBO)

zuständige Behörde

Bauaufsichtlich anerkannte Prüfstelle nach § 25 MBO

Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt)

Oberste Bauaufsichtsbehörde

Antragsgegenstand

nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten, deren Verwendung nicht der Erfüllung erheblicher Anforderungen an die Sicherheit baulicher Anlagen dient oder die nach allgemein anerkannten Prüfverfahren beurteilt werden können

nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten

nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten

Gültigkeitsdauer

in der Regel fünf Jahre

in der Regel fünf Jahre

einmalig für beantragtes Bauprodukt / Bauart

79

Baurechtliche Regelungen Ungeregelte Bauprodukte und Bauarten

1

3

2

Glasbau die geklebten Glaskonstruktionen, d. h. das sogenannte StructuralSealant-Glazing (SSG; S. 79, Abb. 5). Verschiedene europäische Mitgliedsstaaten erteilten bereits Ende der 1980erJahre erste nationale Zulassungen. Seit geraumer Zeit besteht nun über die Zulassungsleitlinie für geklebte Glaskonstruktionen (ETAG 002) die Möglichkeit eine ETZ zu erwirken. In Deutschland ist wie auch bei der AbZ das Deutsche Institut für Bautechnik die zuständige Stelle. Die ETAG 002 gibt die Anforderungen vor, die geklebte Glaskonstruktionen erfüllen müssen. Diese sind vom Antragsteller gegenüber der Zulassungsstelle nachzuweisen. Die Leitlinie beschränkt sich dabei auf Verklebungen, bei denen das Glas, das auch beschichtet sein kann, mittels eines zweikomponentigen Silikonklebstoffs im Werk mit einem metallischen Trägerrahmen verklebt wird. Das so entstandene Fassadenelement wird dann an einer klassischen Pfosten-Riegel-Konstruktion befestigt, deren Struktur von außen kaum oder gar nicht sichtbar ist. Im Gegensatz zu einer AbZ beschränkt sich der Inhalt der ETZ aber nur auf die Spezifikation des Produkts. Bestimmungen zu Verwendung und Bemessung sind nicht enthalten und liegen in der Verantwortung des jeweiligen Mitgliedstaates, in dem das Bauvorhaben realisiert wird. In Deutschland wird in den Anwendungsregelungen die Beschränkung auf bestimmte Ausführungsarten auch in Abhängigkeit von der Einbauhöhe festgelegt. Zudem benötigt der verwendete Silikonklebstoff selbst eine AbZ für die Verwendung in dieser Bauart. Die ETZ ist in der gesamten EU und in den Vertragsstaaten des Europäischen Wirtschaftsraums (EWR) in der Regel für einen Zeitraum von fünf Jahren gültig. Geklebte Glaskonstruktionen können aber auch weiterhin über eine AbZ oder eine ZiE realisiert werden. 80

Zustimmung im Einzelfall (ZiE) Wenn für nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten oder solche mit wesentlichen Abweichungen von den technischen Baubestimmungen keine Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Europäische Technische Zulassung des DIBt oder kein Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis einer bauaufsichtlich anerkannten Prüfstelle vorliegen, so ist für deren Verwendung bzw. Anwendung eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich. Die ZiE wird von der Obersten Bauaufsichtsbehörde des jeweiligen Bundeslandes erteilt und gilt ausschließlich für ein konkretes Bauvorhaben. Sie ist nicht auf andere Projekte übertragbar, auch wenn diese ähnlich oder sogar fast identisch sind. Allerdings können die Unterlagen, die für eine bereits erteilte ZiE verwendet wurden, eventuell zur Vorlage für eine neue ZiE herangezogen werden und so das Verfahren erleichtern. Der Inhalt des Antrags wird von der Obersten Bauaufsichtsbehörde festgelegt, ebenso sind das Versuchsprogramm für die experimentellen Untersuchungen sowie die Prüfstelle, bei der diese durchgeführt werden, vorher abzustimmen (Abb. 1 und 2). Auch das Einverständnis bei Benennung eines Sachverständigen für eventuell erforderliche Gutachten ist dort vorab einzuholen. Prinzipiell sollte sich der Planer bereits frühzeitig mit der zuständigen Obersten Bauaufsichtsbehörde in Verbindung setzen, um die Vorgehensweise, die einzuschaltenden Institutionen und den Umfang der Nachweise, Bescheinigungen und Bauteilprüfungen abzustimmen. Dabei kann auch geklärt werden, ob eventuelle konstruktive Veränderungen möglich sind, die bestimmte Untersuchungen überflüssig machen, oder ob für gewisse Bauarten Erleichterungen der Nachweise im Zustimmungsverfahren bestehen. Je besser die Ab-

stimmung mit der Behörde, umso mehr kann der zeitliche Rahmen für das Genehmigungsverfahren in Grenzen gehalten werden. Die Kosten des Verfahrens trägt der Antragsteller. Neben experimentellen Untersuchungen und Gutachten, die als zusätzliche Kosten einzukalkulieren sind, kann zudem im Rahmen der Zustimmung auch eine Einbauüberwachung gefordert werden. Nach Vorlage aller erforderlichen Unterlagen und einer positiven Beurteilung durch die Oberste Bauaufsichtsbehörde kann in der Regel die Zustimmung für den speziellen Anwendungsfall erteilt werden. Eine ZiE ersetzt jedoch nicht die auch weiterhin erforderliche Baugenehmigung. 1

2

3

4

5

Tragfähigkeitsversuche im Rahmen einer ZiE mit dreifacher charakteristischer Last an einem Tonnenstreifen für die nachträgliche Überdachung des Innenhofs des Reichspräsidentenpalais in Berlin. Die Stahlunterkonstruktion ist speziell für den Versuchsaufbau stärker dimensioniert worden, als es in der eigentlichen Ausführung der Fall sein wird, um die Lasten, mit denen das Glas beaufschlagt werden muss, abzutragen. Im Rahmen einer ZiE werden oft speziell auf das Bauprojekt abgestimmte Versuche gefordert. Im Fall der Überdachung des Innenhofs des Reichspräsidentenpalais auch Beulversuche an den in Abb. 1 dargestellten und unter flächiger Belastung stehenden Scheiben. Zu überprüfen ist, welche Verformungen dabei entstehen und bei welcher über die Scheibenränder eingeleiteten Druckkraft die Scheibe versagt. Im Bild ist der Moment des vollständigen Versagens der Isolierglaseinheit aus 8 mm ESG und VSG, bestehend aus 8 mm TVG und 19 mm ESG, zu erkennen. Kugelfallversuch nach DIN 52338 für die Prüfung von Verbundglas zur Qualitätssicherung mit der nach Norm vorgegebenen Halteeinrichtung für die Glasprobe. Bei Anwendung des Kugelfallversuchs für die Prüfung der bedingten Betretbarkeit müssen Größe des Glases sowie die Ausführung der Unterkonstruktion jedoch der tatsächlichen Konstruktion ausreichend genau entsprechen. Die Stahlkugel wird aus einer definierten Höhe fallen gelassen, um die Zerstörung der Scheibe herbeizuführen, die danach noch bestimmte Lasten abtragen muss. Schematische Darstellung des Pendelschlagversuchs. Die Fallhöhe von 900 mm wird für absturzsichernde Verglasungen der Kategorie A, 700 mm für absturzsichernde Verglasungen der Kategorie B und 450 mm für absturzsichernde Verglasungen der Kategorie C angewendet. Stoßkörper für den Pendelschlagversuch

450

700

900

Baurechtliche Regelungen Experimentelle Versuche

4

Experimentelle Versuche im konstruktiven Glasbau Die Anforderungen der Bauaufsichtsbehörden der einzelnen Bundesländer im Rahmen der Zustimmungsverfahren können unterschiedlich ausfallen, bei einigen Glaskonstruktionen werden jedoch immer vergleichbare Versuche gefordert. Diese müssen grundsätzlich an Versuchskörpern durchgeführt werden, die mit den Originalbauteilen im Hinblick auf Glasaufbau, Lagerung und weitere Randbedingungen ausreichend genau übereinstimmen. Die Anzahl der Prüfkörper legt die Oberste Bauaufsichtsbehörde fest. Pendelschlagversuche für den experimentellen Nachweis der Stoßsicherheit von absturzsichernden Verglasungen werden an mindestens zwei Verglasungskonstruktionen, die die Originalkonstruktion hinreichend genau abbilden, durchgeführt. Als Pendelkörper wird ein Zwillingsreifen mit einer Masse von 50 kg verwendet, der je nach Ausführung der absturzsichernden Konstruktion aus einer Höhe von 450, 700 oder 900 mm auf die Verglasung pendelt und somit den Anprall eines Menschen als weichen Stoß simuliert (Abb. 4 und 5). Dabei darf der Stoßkörper die Verglasung weder durchschlagen noch aus den Verankerungen reißen. VSG-Verglasungen dürfen keine Risse mit Öffnungsweiten von mehr als 76 mm aufweisen und es dürfen keine Bruchstücke herabfallen, die Verkehrsflächen gefährden könnten. Die absturzsichernde Verglasung erhält bei bestandenem Nachweis nach TRAV in der Regel ein Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis. Verglasungen, die konstruktiv wesentlich von den TRAV abweichen, müssen jedoch im Rahmen einer Allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung oder einer Zustimmung im Einzelfall den experimentellen Nachweis der Tragfähigkeit unter stoßartigen Einwirkungen mittels Pendelschlagversuch erbringen.

5

Überkopfverglasungen, die außerhalb der Regelungen der TRLV liegen (Tabelle T6), müssen im Rahmen der experimentellen Untersuchungen ihre Resttragfähigkeit nachweisen. Dazu wird die unter einer Flächenlast stehende Verglasung so angeschlagen, dass ein Bruch beider Glasscheiben des Verbundsicherheitsglases (VSG) mit ungünstigem Rissverlauf entsteht. Anschließend muss die so zerstörte Verglasung die Belastung über eine vom Gefährdungspotenzial abhängige Standzeit, mindestens aber 24 Stunden, tragen, ohne vollständig zu versagen und ohne dass Bruchstücke herabfallen, die Verkehrsflächen gefährden könnten. Die flächige Belastung erfolgt beispielsweise über Sandsäcke, die eine Schneebelastung der Glasscheibe simulieren sollen. Die Standzeit stellt den Zeitraum dar, der bis zur vollständigen Räumung und Sicherung der Gefahrenstelle notwendig ist. Bei bedingt betretbaren Verglasungen wird im Rahmen der Bauteilversuche überprüft, ob das zu betretende Glasbauteil in der Lage ist, die planmäßigen Betretungslasten bei stoßbedingtem Ausfall der obersten Verglasungsschicht abzutragen. Dies kann auftreten, wenn die zur Reinigung oder Wartung auf der Scheibe befindliche Person ein schweres Werkzeug fallen lässt. Außerdem soll das Verhalten der Konstruktion bei Stoßeinwirkung durch den Sturz einer Person untersucht werden. Die Prüfung erfolgt in den meisten Fällen nach GS-BAU-18. Dabei wird die Glasscheibe mit einem Gewicht von 100 kg auf einer Fläche von 20 ≈ 20 cm beaufschlagt, das die Personenlast darstellen soll. Die oberste Glasschicht der unter dieser Belastung stehenden Glasscheibe wird anschließend zerstört. Das Gewicht muss die zerstörte Scheibe nun 15 Minuten belasten. Danach wird es entfernt und ein Stoßkörper aus einer Höhe von minde-

stens 1,2 m auf die Scheibe abgeworfen, der den Sturz einer Person simuliert. Bei dem Stoßkörper handelt es sich um einen mit kleinen Glaskugeln gefüllten Leinensack mit einem Gewicht von 50 kg. Nach dem Abwurf wird der Stoßkörper wieder gegen die Personenersatzlast ausgetauscht und diese wird weitere 15 Minuten auf der Scheibe belassen. Die Verglasung darf während dieses Versuchs weder aus ihrer Halterung rutschen noch vom Stoßkörper durchschlagen werden und es dürfen keine Bruchstücke herabfallen, die Verkehrsflächen gefährden könnten. In einigen Fällen, je nach Bundesland, muss der Nachweis der bedingten Betretbarkeit auch unter Anwendung eines Kugelfallversuchs erbracht werden (Abb. 3). Zukünftige Regelungen im Rahmen der Normenreihe DIN 18 008 sehen vor, den Abwurf des Glaskugelsacks durch einen Pendelschlag, vergleichbar mit dem bei den absturzsichernden Verglasungen, zu ersetzen. Begehbare Verglasungen müssen ebenfalls eine ausreichende Stoßsicherheit sowie Tragverhalten bei Glasbruch, also Resttragfähigkeit aufweisen. In diesem Fall erfolgt ein harter Stoß mittels eines 40 kg schweren Stahlkörpers, der im oberen Bereich zylindrisch und im unteren Bereich kegelförmig geformt ist. Dieser wird aus einer Höhe von 800 mm auf die unter der halben planmäßigen Verkehrslast stehenden Scheibe so fallen gelassen, dass er maximale Glas- und Halterschädigungen hervorruft. Die Verkehrslast besteht aus dem Gewicht mehrerer Personen (jeweils 100 kg auf 20 ≈ 20 cm) in ungünstigster Laststellung. Nach bestandenen Versuchen wird an der zerstörten Verglasung die Resttragfähigkeit getestet. Eine Standzeit von mindestens 30 Minuten muss erreicht werden und es dürfen keine Bruchstücke herabfallen, die Verkehrsflächen gefährden könnten. 81

Ausführungsbeispiele konstruktiver Glasbau

84

Museum in Kansas City Steven Holl Architects, New York

86

Museum Abtei Liesborn Baumewerd Architekten, Münster

88

Geschäfts- und Wohnhaus in Aarau Burkard, Meyer. Architekten, Baden

90

Produktionshalle in Hettenshausen Peter Heilmaier, München

92

Glasmuseum in Toledo SANAA, Tokio

94

Überkopfverglasung Mensa und Rektorat der TU Dresden Maedebach, Redeleit & Partner Architekten, Dresden

96

Konzertpavillion »Schubert Club Band Shell« in Minnesota James Carpenter Design Associates, New York

98

Glastreppe in Paris Kevin Roche, John Dinkeloo and Associates, Hamden, Connecticut

100

Niederländische Botschaft in Berlin OMA, Office for Metropolitan Architecture, Rem Koolhaas, Rotterdam

83

Museum in Kansas City

Architekten:

Steven Holl Architects, New York Steven Holl, Chris McVoy

Ausführende Architekten:

Berkebile Nelson Immenschuh McDowell Architects, Kansas City Tragwerksplaner: Guy Nordenson & Associates, New York Berater Glas: R.A. Heintges & Associates, New York Baujahr: 2007

aa

Schnitt • Grundriss Maßstab 1:1500 1 2 3

Museumscafé obere Eingangshalle Luftraum

a

a 1

2

3

Die lang gestreckten Architekturlandschaft des rund 16 000 m2 großen Erweiterungsbaus des Nelson Atkins Museums ist größtenteil unter Rasenflächen verborgen. Von außen wirkt der Neubau mit seinen fünf hoch aufragenden Glaskuben wie eine Komposition unabhängiger Einzelbaukörper inmitten des Skulpturenparks. Das Innere präsentiert sich hingegen als durchgängige, der Topografie des Geländes folgende Einheit. Schnell wird im Inneren klar, dass die vom Architekten als optische Linsen bezeichneten, nach oben abgerundeten, T-förmigen Wandelemente nicht etwa nur Lüftungsleitungen oder 84

das Stahltragwerk der Dachkonstruktion aufnehmen. Vielmehr wird mit deren Hilfe das Tageslicht eingefangen und an die dunkleren Innenräume weitergegeben. Die entsprechenden Glasfassaden bestehen dabei jeweils aus einer äußeren Schicht mit transluzentem Profilglas und einer inneren Einfachverglasung, wobei der zweischalige Aufbau nicht nur günstige bauphysikalische Eigenschaften, sondern auch einen umfassenden Schutz vor schädlicher UV-Strahlung bietet. Direktes Sonnenlicht wird durch sandgestrahlte, geätzte oder mit Texturen versehene Gläser je nach Tageszeit und Lage

gestreut, umgelenkt, reflektiert, gebrochen oder absorbiert. Erscheint Profilglas üblicherweise grünlich, so wurde der für diese Färbung verantwortliche Eisenoxidanteil beim Nelson Atkins Museum stark reduziert. Ergebnis ist eine strahlend weiße Glashülle, die tagsüber vor allem in den an der Außenfassade liegenden Erschließungsbereichen zu einer geradezu übernatürlich mystischen Lichtstimmung führt. Eine ähnliche Wirkung entsteht umgekehrt, wenn die als »Instrumente des Lichts« konzipierten Glaskörper nach Einbruch der Dämmerung wie abstrakte Skulpturen zu leuchten beginnen.

Ausführungsbeispiele Museum in Kansas City

Horizontalschnitt • Vertikalschnitt Maßstab 1:20 4 5

5

6 7

4

8 6 cc

Stahlrost verzinkt 25 mm, Stahlrohr | 100/100 mm Profilbauglas außen 57/400/10 mm Textur geätzt, reduzierter Eisenoxidanteil Kapillareinlage PMMA, beschichtet 24 mm Luftschicht 27 mm, Profilbauglas innen sandgestrahlt, reduzierter Eisenoxidanteil 57/400/6 mm in Aluminiumrahmen 110 mm Verglasung VSG 2≈ 9,5 mm, innen geätzt Aluminiumblech 0,8 mm Abdichtung, OSB-Platte 13 mm Dämmung Hartschaum 2-lagig 75 mm Trapezblech Stahl 75 mm, Stahlprofil } 65 mm Gipskartonplatte gestrichen 12,5 mm Sperrholzplatte 12,5 mm Gipskartonplatte 12,5 mm Ständer Stahlprofil fi 92 mm, Dampfbremse Dämmung Glasfaser 92 mm Gipskartonplatte 16 mm 7

5

6

c

4

c

8

85

Museum Abtei Liesborn

Architekt: Tragwerksplanung: Baujahr:

Baumewerd Architekten, Münster Gantert und Wiemeler Ingenieurplanung, Münster 2004

Eine mittelalterliche Kirche und eine ehemalige Benediktinerabtei aus dem 18. Jahrhundert sollten um einen Neubau ergänzt werden. Wo sich einst das Refektorium des Klosters befand, bildet der rechteckige, zweigeschossige Baukörper nun zusammen mit dem Gemeindezentrum einen neuen städtbaulichen Raum. Eine gläserne Brücke verbindet in beiden Geschossen die bestehenden Ausstellungsräume der Abtei mit dem monolithischen Neubau, sodass ein Rundgang durch alle Räume möglich ist. Während die Fläche im Erdgeschoss für Wechselausstellungen genutzt wird, ist im Obergeschoss dauerhaft eine Sammlung moderner Kunst untergebracht. Im Untergeschoss befinden sich Magazine, das Archiv und die Technikräume. Um nicht mit der Kunst in Konkurrenz zu treten, sind die Räume ruhig und klar gestaltet. Bei Bedarf können Zwischenwände eingestellt und so unterschiedliche Raumgrößen realisiert werden. Wenige, fast wie Schießscharten anmutende, schmale, raumhohe Fenster lassen akzentuiert Tageslicht einfallen und gliedern den langen Raum optisch. Sowohl die Decken aus Stahlbeton als auch die Wände aus Mauerwerk sind mit einer Bauteiltemperierung ausgestattet. So werden – unterstützt von der Speichermasse der massiven Außenwände – möglichst gleichbleibende klimatische Bedingungen gewährleistet. Die grünlich schimmernde Außenhaut aus Glaskeramikplatten, die das Museum vollständig überzieht, ist eine Hommage an die Patina des Kupferdachs des Kirchturms und die Farbigkeit der Fenstereinfassungen der Abteil. Die 18 mm starken, transluzenten Scheiben bestehen fast zu 100 % aus recyceltem, gemahlenem Glasgranulat. Nach dem Schmelzen erstarrt es zu einer kristallinen Struktur mit dreidimensionaler Optik, auf deren Oberfläche kleine Einschlüsse und Blasen erkennbar sind. 86

Schnitt Grundrisse Maßstab 1:400 1 2 3 4 5

Ausstellung Brücke Archiv Technik Magazin

1

1

5 aa

2 a

1

a EG

3

5 4

UG

5

5

Ausführungsbeispiele Museum Abtei Liesborn

1 2 3

Horizontalschnitt Vertikalschnitt Maßstab 1:20

1

2

3

1 4 5

4

6

5

7 8

Glaskeramik aus recyceltem Glas18 mm Aluminiumunterkonstruktion Kalksandstein 360 mm Installationsraum 135 mm Kalksandstein 115 mm Innenputz 15 mm Aluminiumblech lackiert 3 mm Isolierverglasung aus: VSG 8 mm + SZR 16 mm + ESG 8 mm Dachaufbau: Profiltafeln Aluminium 50/429/1 mm auf gekantetem Hutprofil Stahl 1,5 mm befestigt Dämmung Mineralfaser 18 – 26 mm Dampfsperre Stahlbeton 250 mm Lichtleisten umlaufend Aluminiumblech mit Zuluftbohrungen 3 mm

bb

6

1

2 7 3

b

b

8

87

Geschäfts- und Wohnhaus in Aarau

Architekten:

Burkard, Meyer. Architekten, Baden Urs Burkard, Adrian Meyer Tragwerksplaner: MWV Bauingenieure, Baden Fassadenplaner: Ernst Schweizer AG, Hedingen Baujahr: 2005

aa

Zwischen Bahnhof und Altstadt entstand für die AZ Medien Gruppe ein neues Medienhaus, das Wohnen und Arbeiten unter einem Dach vereint. Mit seinen präzise geformten Umrissen fügt sich der sechsgeschossige Baukörper nahtlos in die vorhandene Bebauungsstruktur ein und wirkt durch seine gläserne Fassade überraschend leicht. Eine Aufweitung auf der Ostseite und ein gebäudehoher Fassadenrücksprung auf der gegenüberliegenden Seite markieren eine Passage. Weitere Einschnitte in das kompakte Volumen bilden zwei Lichthöfe, die für die Belichtung der innen liegenden Bereiche sorgen. Markantes Merkmal ist die gläserne Hülle, welche die äußere Schicht einer Doppelfassade bildet und sich in geschosshohe horizontale Bänder gliedert. Die dahinter liegende Ebene – eine mit rotbraun lasierten Holzwerkstoffplatten verkleidete Lochfassade – erscheint je nach Lichteinfall klar und deutlich oder durch Spiegelungen der Nachbargebäude irritierend verschleiert. Die besondere Wirkung der Glashülle wurde durch das seitliche Abknicken der Gläser erreicht. Dazu wurden die fertigen Verbundglasscheiben erhitzt, bei 600 °C über eine Form gezogen und anschließend auf gebogene Rechteckprofile geklebt. 88

bb

Schnitte • Grundrisse Maßstab 1:750

1 2 3 4 5 6 7 8

Buchladen Zugang Wohnungen Passage Zugang Büros Restaurant Lichthof Wohnung Loggia

7

7

7

8

8

8

6

6

7

7

7

7

8

5. OG

a

3 2 b

1

EG

a

4 5

b

Ausführungsbeispiele Geschäfts- und Wohnhaus in Aarau

deckend rotbraun lasiert 14 Abdeckung Heizung Stahlblech, abgekantet, perforiert, lackiert 15 Heiz-/Elektrokanal 16 Stahlbetonfertigteil mit Flüssig9 Edelstahlprofil | 40/40 mm abdichtung PUR und Quarzsand10 VSG aus 2≈ ESG 8 mm, bestreuung thermisch abgekantet 17 Isolierglas aus: ESG 8 mm + 11 Öffnungsflügel Holzspanplatte SZR 16 mm + ESG 8 mm zementgebunden, deckend rot18 Regalbrett Holzwerkstoff lackiert braun lasiert 12 Holzspanplatte zementgebunden, 19 Bodenaufbau: fugenloser mineralischer Belag deckend rotbraun lasiert 20 mm 5 mm Hinterlüftung Zementestrich 90 mm Dämmung Mineralwolle 160 m Trennlage Betonelement vorgefertigt 200 mm Hartschaumplatten XPS 100 mm Innenputz 10 mm Bodenplatte Stahlbeton 13 Holzspanplatte zementgebunden, Horizontalschnitt Vertikalschnitt Maßstab 1:20

13

10

c

c

11 12

9

14

10

13 cc

15

9

16

17

18

19

89

Produktionshalle in Hettenshausen

Architekt: Peter Heilmaier, München Tragwerksplaner: CIP Ingenieure, München Fassadenplaner: Glas und Metall Diemer, Hettenshausen Baujahr: 2000

Die neue Produktionshalle am Ortsrand von Hettenshausen, 5 km südlich von Pfaffenhofen, sollte das Aufgabenfeld des Unternehmens – Herstellung und Montage von Glasfassaden, Metallbau und Innenausbau – sichtbar machen und eine möglichst große Eigenleistung des Bauherrn zulassen. Unter diesen Vorgaben entwarf der Architekt eine zweigeschossige, flach gedeckte Halle in Stahlskelettbauweise mit einem Stahlbetonkern zur Aussteifung. Eine zweischalige Stahlbetonwand im Westen dient ebenfalls der Aussteifung des Gebäudes und fungiert gleichzeitig als Speichermasse. Die Halle ist auf drei Seiten raumhoch verglast und signalisiert auf diese Weise Offenheit und Transparenz. Die Produktion findet von außen einsehbar im Erdgeschoss statt, die Büros und der Empfang sind entlang der Südfassade in einer eingezogenen Zwischenebene angeordnet. Eine Glastrennwand zur Halle ermöglicht direkten Sichtkontakt und visuelle Kommunikation zwischen Planungsabteilung und Fertigung. Ein modulares Raster aus liegenden Formaten prägt das äußere Erscheinungsbild. Im Sinne der Kostenreduktion besteht die Fassade aus einem Standardfassadensystem, wobei auf Fassadenpfosten verzichtet wird. Die Fassadenriegel aus Stahlprofilen U140 hängen an Stahlzugstäben. Diese Zugstäbe sind mit Fassadenschwertern verschweißt, welche die Last in das Randprofil der Dachkonstruktion abgeben. Die Außenhaut aus Isolierverglasung 1,70 ≈ 1,09 m wird nur im Bereich der Fassadenriegel mit eloxierten Aluminiumpressleisten gehalten. Die senkrechten Fugen sind versiegelt. Der Eingang im Osten ist dieser Fassadenstruktur angepasst: In quadratischem Querschnitt nimmt er die Höhe von zwei Glasfeldern auf und ist mittig zwischen den beiden südlichen Fassadenfeldern platziert. 90

Schnitt • Grundrisse Maßstab 1:500 1 Montagehalle 2 Werkstatt 3 Personalraum mit Umkleide und WC 4 Lager 5 Foyer 6 Luftraum über Halle 7 Büro 8 Empfang 9 Flur 10 Besprechung 11 Luftraum über Foyer

aa

6

9 7

10 11

8

1

3 a

a 2

4

5

Ausführungsbeispiele Produktionshalle in Hettenshausen

Horizontalschnitt Fassade und Tür Vertikalschnitt Fassade Maßstab 1:20

12 13 14 15 16

17 18 19 20

Stahlrohr | 60/60 mm Aluminiumblech 3 mm Glasschiebetür Isolierverglasung U = 1,1 W/m2K Dachaufbau: Kiesschüttung 50 mm Abdichtung Dämmung Mineralwolle 120 mm Dampfsperre Trapezblech 150 mm Fassadenabhängung Stahlstab Ø 16 mm Stahlprofil HEA 400 Stahlrohr Ø 219/4,5 mm Stahlprofil fi 140 mm

14 12

15

13

bb

16

17

18

19 20

b

b

91

Glasmuseum in Toledo

Architekten:

SANAA, Tokio Kazuyo Sejima + Ryue Nishizawa

Ausführende Architekten:

Kendall Heaton Associates, Houston Tragwerksplaner: SAPS – Sasaki & Partners, Tokio Guy Nordenson & Associates, New York Fassadenplaner: Front. Inc., New York Baujahr: 2006

Transparenz wird mit der durchgängig verglasten Hülle des neu errichteten Glasmuseums in Toledo zelebriert. Der pavillonartige Bau, gelegen auf dem Museumcampus »Toledo Museum of Art« im US-Bundesstaat Ohio, ist mit hochrangigen Exponaten bestückt, darunter eine der größten Glassammlungen der Welt. Der Neubau umfasst neben den Ausstellungsräumen ein Glasbläseratelier, einen Veranstaltungssaal sowie eine Cafeteria. Um den Glaspavillon in den Park mit altem Baumbestand möglichst behutsam zu integrieren, entschieden sich die Architekten für einen flachen, eingeschossigen Baukörper; Durchblicke und Spiegelungen schaffen eine enge Verbindung von Landschaft und Raum. Drei verglaste Innenhöfe durchbrechen und belichten das 57 ≈ 62 m große, annähernd quadratische Gebäude. Hinter der gläsernen Außenhaut reihen sich entlang der breiten Promenade organische Raumeinheiten mit Glaswänden aneinander. Ohne Ecken und Kanten fließen die Räume, über denen die Decke zu schweben scheint, ineinander. Minimal dimensionierte Stützen aus weiß lackiertem Stahl und die massiven Wandelemente einiger Raumkapseln tragen das Dach – ein Eindruck von Schwerelosigkeit entsteht. Jedes Glaselement wurde in einem aufwendigen Arbeitsprozess entsprechend den Konstruktionsvorgaben geschnitten, gerundet und verklebt. Bündig in den Boden und in die Decke eingelassene Stahlprofile mit Dichtungsbändern aus Teflon fixieren die nebeneinander gesetzten Glaswände und vermeiden Zwangsbeanspruchungen am Glas. Der Glaszwischenraum funktioniert als Temperaturpufferzone; das im Deckenhohlraum integrierte Klimasystem reguliert Raumtemperatur und Luftfeuchte. Zarte, weiß-transparente Vorhänge dämpfen den direkten Lichteinfall und erzeugen eine entrückte Raumstimmung.

92

Trägerlage Dach Maßstab 1:1500 Schnitt • Grundriss Maßstab 1:750

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Foyer Café Promenade Ausstellung Sammlung Innenhof Hauptausstellung Ruheraum Lager Veranstaltungssaal Glasbläserei Toiletten Garderobe Glaswerkstatt

aa

6

a

8

7

9 6

6

a

5

1 5

1

3 11 12

4

4

10 13

1

2

5

10

Ausführungsbeispiele Glasmuseum in Toledo

17 Stahlprofil ∑ 190/80/12 mm 18 thermische Trennung XPS 280/60 mm in Stahlblech 19 Heizstrahler 20 Stahlprofil ∑ 110/80/10 mm an Kopfplatte 200/10 mm 21 VSG 2≈ 10 mm Stöße vertikal geklebt 22 VSG 2≈ 13 mm 23 Akustikplatte Gipskarton weiß 12 mm 24 Bodenaufbau Zementestrich poliert 76 mm mit Fußbodenheizung Trennlage 2 mm Bodenplatte Stahlbeton 25 Blechabdeckung 2 mm Randabschluss Stahlprofil ∑ 250/50/10 mm

Vertikalschnitt Maßstab 1:20 14 Dachaufbau: Abdichtung 3 mm Dämmung XPS 110 –125 mm Dampfsperre 2 mm Trapezblech 50/50/2 mm Stahlprofil IPE 255 15 Stahlprofil HEB 330 16 Aluminiumblech eloxiert 5 mm Metallhalterung 30 mm Dichtungsbahn 3 mm Holzwerkstoff 15 mm befestigt an Blechpaneel gedämmt 40 mm Dampfsperre 2 mm Randabschluss Stahlprofil fi 300/80/20 mm

14

16 18

17

19 20

15 23

22

21

24

25

93

Überkopfverglasung Mensa und Rektorat der TU Dresden

1 a

1

Architekten: Tragwerksplaner: Baujahr:

Maedebach, Redeleit & Partner Architekten, Dresden Leonhardt, Andrä und Partner, Dresden 2007

In den letzten 80 Jahren entwickelte sich auf dem Campus der TU Dresden eine heterogen Struktur von Gebäuden unterschiedlichster Stile und Nutzugen. Im Rahmen einer grundlegenden Modernisierung des Komplexes lag es nahe, auch den Mensabetrieb räumlich und organisatorisch zu optimieren. Der von vier Speisesälen mit insgesamt drei Ausgaben umgrenzte Innenhof bot sich als eine Art Marktplatz für eine neue Nutzung an. Ein leicht geneigtes Glasdach spannt sich um von den Außenwänden der umstehenden Gebäude über 5,8 m bis zum Flachdach der neuen zentralen Ausgabe. Um eine völlige Transparenz zu erreichen entwarfen die Architekten in enger Zusammenarbeit mit Ingenieuren auch die Tragstruktur aus Verbundsicherheitsglas, die in einem Belastungstest sowie einem 12-stündigen Resttragfähigkeitsversuch die Zustimmung im Einzelfall (ZiE) erhielt. Im Abstand von 1,45 m bilden die Querträger Leitern mit den Hauptträgern. So wird verhindert, dass die Module kippen oder im Schadensfall angrenzende Felder in Mittleidenschaft gezogen werden. Aus optischen und wirtschaftlichen Gründen sind alle Träger 0,35 m hoch und mittels Knoten aus verzinktem Stahl miteinander verbunden. Wichtig war bei der Entwicklung dieser Verbindungspunkte eine einfache Montage und möglichst geringe Abmessungen, um den transparenten Gesamteindruck nicht zu stören. Quadratische Scheiben aus Sonnenschutzglas sind linear gelagert und bilden eine ebene Dachfläche. Aufgrund einer Mindestdachneigung von 6° kann das Wasser zwischen den Pressleisten, die zur Sicherung gegen Windsog lediglich in Fallrichtung angebracht sind, ungehindert abfließen und sorgt so für einen Selbstreinigunseffekt des Dachs. Dessen Gesamtkosten liegen im Bereich einer herkömmlichen Stahl-Glas-Konstruktion. 94

2

3

1

a Lageplan Maßstab 1:2000 Schnitt Maßstab 1:400 1 2 3 4

1

Speisesaal Essensausgabe Glasdach Küche 3

1

4 aa

3

2

1

Ausführungsbeispiele Überkopfverglasung Mensa und Rektorat der TU Dresden

Horizontalschnitt Vertikalschnitt Maßstab 1:20

cc

5 Sonnenschutzverglasung: Neigung 6 %, VSG aus: 2≈ 12 mm ESG + SZR 16 mm + 2≈ 12 mm TVG, g-Wert 36 %, Lichtdurchlässigkeit 63 %, U-Wert 1,1 W/m²K 6 Knoten Edelstahlblech 8 mm 7 Nebenträger, VSG aus 4≈ ESG 12 mm 8 Stahlprofil HEA 160 9 Blechverkleidung Zink mit Doppelstehfalz Trennschicht Schalung Holz 24 mm

Luftschicht 50 mm Abdichtung PE-Folie diffusionsoffen Dämmung Mineralfaser 240 mm Dampfsperre 10 Dachaufbau: Kies Abdichtung Bitumen Dämmung im Gefälle Hartschaum 180 – 360 mm Dampfsperre Stahlbeton Bestand 250 mm

11 12 13 14 15 16

Akustikpaneel 25 mm RWA-Klappe Gipskartonplatten 2≈ 12,5 mm Lüftungsgitter Aluminium Zuluftkasten Terrassenplatten Betonwerkstein 40 mm, im Kiesbett Abdichtung Bitumen Dämmung Hartschaum 220 mm Dampfsperre Stahlbeton 350 mm

5

6 7

c

c

8

8

9 12

11 16 10

13

14 15

95

Konzertpavillion »Schubert Club Band Shell« in Minnesota

Architekt: Tragwerksplanung:

Baujahr:

James Carpenter Design Associates, New York Skidmore, Owings & Merrill Engineering, Chicago Schlaich Bergermann & Partners, New York 2002

Als neues Wahrzeichen der Stadt St. Paul erhebt sich die Freiluftbühne als Edelstahl-Glas-Bogen auf einer Insel mitten im Mississippi und bildet so den visuellen und akustischen Rahmen für Aufführungen. Durch seine gegensinnig gekrümmte Form und die glatte Glashaut wird am Tag das Sonnenlicht in verschiedene Richtungen reflektiert oder es dringt diffus durch die auf der Innenseite geätzten Scheiben. Nachts bekommt die Bühne durch entsprechende Beleutung einen skulpturalen Charakter. Die im Norden der USA auftretenden hohen Schneelasten bestimmen die Dimensionierung der Schalenkonstruktion. Jahreszeitliche Überschwemmungen erfordern eine offene Form und ein stabiles Fundament mit Pfahlgründung. Die hierauf gelagerte vorgefertigte Stahlbetonstützwand leitet die Horizontalkräfte des Bogens in das Erdreich ein, wo drei Querträger zwischen den Fundamenten den Querschub der Stahlkonstruktion sowie die Lasten der Bühne aufnehmen. Die Stützwand folgt der gebogenen Form des Dachs. Den seitlichen Abschluss bilden rechteckige Randträger. Dazwischen spannen gebogene Edelstahlrohre in zwei Ebenen in Längs- und Querrichtung ein dreidimensionales Gitter auf, dessen einzelne Scheiben die Maße 61 ≈ 76 cm haben. Zwischen den beiden Lagen verlaufen diagonale Zugstäbe. Die Breite der Schale beträgt 7,6 m, die Spannweite 15,2 m. Die äußere Geometrie der Schale folgt Kreissegmentbögen mit einheiltlichen Krümmungsradien. Daher können standardisierte Anschlussdetails rationell eingesetzt werden. Außerdem beschränkt sie zugleich die Anzahl der unterschiedlichen viereckigen ebenen Glaspaneele. Die Scheiben werden an den Ecken durch Klemmhalter aus Aluminium punktförmig gelagert und durch Abstandshalter von 1,9 cm Länge mit der Edelstahlkonstruktion verbunden. 96

Lageplan Maßstab 1:4000 Schnitte • Grundriss Maßstab 1:200

aa

bb a

b

b d

a

d

Ausführungsbeispiele Konzertpavillion »Schubert Club Band Shell« in Minnesota

2

1

3 4

5 cc Detail Knoten Maßstab 1:5 Vertikalschnitt Maßstab 1:50 1 vorgespannte Weißglaspaneele aus: Float 6 + PVB-Folie 1,6 + Float 6 mm, Oberfläche außen klar, innen säuregeätzt 2 Klemmhalter punktförmig Aluminium 3 Edelstahlrohr längslaufend Ø 48,3 mm 4 Edelstahlstab Ø 8,4 mm 5 Edelstahlrohr querlaufend Ø 48,3 mm 6 Grundplatte Edelstahl fortlaufend in Stahlbeton eingelassen 12,7 mm 7 Stützwand Stahlbetonfertigteil 8 Sitzbank Holzplanken auf Stahlunterkonstruktion 9 Bühnenboden Holzplanken 10 Holzträger 2≈ 50/300 mm 11 Holzträger 50/200 mm 12 Einbaustrahler Ø 230 mm 13 Querträger Stahlbeton 14 Stütze Stahlbeton 300/300 mm 15 Fundament Stahlbeton mit Pfahlgründung Ø 324 mm

c

c

3 5

6 8

7

9 10 11

12

13

14

15

dd

97

Glastreppe in Paris

4

1

6 a

Architekten: in Zusammenarbeit mit: Fachplaner:

Baujahr:

Kevin Roche, John Dinkeloo and Associates, Hamden, Connecticut SRA Architects, Chatillon und RFR, Paris RFR Ingenieure, Stuttgart (Tragwerks-, Entwurfs-, Ausführungsplanung) 2006

Die neue Zentrale eines Bau- und Telekommunikationskonzerns liegt in unmittelbarer Nachbarschaft zum Arc de Triomphe. Die gebogene, vollständig aus Glas konstruierte Treppe ist Bestandteil eines großzügigen Atriums und verbindet einen nicht öffentlichen Bereich im Erdgeschoss mit den Sitzungssälen im ersten Obergeschoss. Auf der äußeren Seite werden die Stufen von einer halbhohen Glasbrüstung getragen, auf der inneren Seite von einer geschosshohen Glaswand. Diese 4,5 m hohe Wand aus gebogenen VSG-Scheiben, deren Fußpunkte und obere Eckpunkte unverschieblich auf den Stahlbe-

98

a

3 5 2

tondecken gelagert sind, bildet das Rückgrat des statischen Systems. Die mäßigen Temperaturverformungen werden durch Auswölbungen und durch die Rotationsmöglichkeit an den Auflagern aufgenommen. Die Einzelscheiben sind im oberen Bereich der Konstruktion über punktuelle Kontaktstöße in den Fugen und durch ein vorgespanntes 6 mm starkes Edelstahlseil zu einem Schalentragwerk verbunden. Minimal dimensionierte Halterungen verstärken den transparenten Charakter der Treppe. Die Brüstung ist der geschosshohen Glaswand statisch untergeordnet und durch die Stufen sowie durch in den Fu-

gen mit Klemmtellern gehaltene Edelstahlrohre mit dieser verbunden. Eine weitere Besonderheit neben der Tragstruktur stellt die Lagerung der Stufen dar. Die Architekten verzichteten auf Bohrungen und legten die Stufen stattdessen auf die nur 15 mm schmale Kante der treppenförmig ausgeschnittenen inneren Scheibe des Dreifachverbundglases. Da diese monolithische Glas-Stahl-Verbundbauweise hier erstmals angewendet wurde, musste sie mit einer Reihe von Versuchen in einem Verfahren, vergleichbar mit der in Deutschland üblichen Zustimmung im Einzelfall, geprüft werden.

Ausführungsbeispiele Glastreppe in Paris

Grundriss Maßstab 1:100 Schnitt Maßstab 1:20 Detail Maßstab 1:5 1 2 3 4 5

nicht öffentlich zugänglicher Bereich Atrium Trennwand Glas Brüstung VSG gebogen aus 3≈ Floatglas 15 mm geschosshohe Glaswand VSG gebogen aus 3≈ Floatglas 15 mm Geländerpfosten ¡ 60/35 mm Handlauf Edelstahlrohr Ø 48 mm Trittstufe VSG 8 mm + 2≈ 15 mm + 8 mm, Oberfläche sandgestrahlt als Rutschsicherung, Fugen zur Lagesicherung mit Silikon gefüllt Punkthalter Edelstahl Rückverankerung Edelstahlrohr Ø 34 mm Naturstein poliert 20 mm, Mörtelbett 20 mm Estrich 45 mm, Trennlage Trittschalldämmung 15 mm Stahlbeton 300 mm Silikonfuge Abdeckung Edelstahlschiene Glashalteprofil linear fi 70/32 mm Auflagerplatte punktuell 200/246/15 mm

6 7 8

9 10 11

12 13 14 15

4

7

9

8 b

9 4 7 6 10

8

12

10

b

14 13

14 15

11

aa

bb

99

Niederländische Botschaft Schnitt • Grundrisse Maßstab 1:500

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Architekten:

OMA, Office for Metropolitan Architecture; Rem Koolhaas, Rotterdam Projektpartner: Ellen van Loon, Erik Schotte Tragwerksplaner: Royal Haskoning, Rotterdam Arup, Berlin Fassadenplaner: Rache und Willms, Aachen Inside-Outside, Amsterdam Baujahr: 2003

Für ihre Botschaft in Berlin haben die Niederländer ein Umfeld an der Spree mit Blick auf Lastkähne und Uferpromenaden gewählt, das ihnen von den heimatlichen Grachten her vertraut ist. Zur Stadt hin schließt die neue Bebauung den Berliner Block mit einem L-förmigen Gebäude, in dem Dienstwohnungen und Teile der Erschließung liegen. Mit diesem »dienenden« Gebäudeteil ist das eigentliche Botschaftsgebäude über Brücken und Rampen verbunden. Durchschusshemmendes Glas wurde nur im Erdgeschoss verwendet. Die Büros der Obergeschosse sind mit einer elementierten Kastenfassade versehen, die die Abluft über die gesamte Gebäudehöhe nach oben führt. Zur besseren Aussteifung der Elemente an den Gebäudeecken wurden dort die Gläser als statisch wirksame Scheibe in die Rahmen geklebt. Die innen liegende VSGVerglasung kann zur Reinigung geöffnet werden, schmale opake Öffnungsflügel zur Entrauchung befinden sich zwischen jedem zweiten Feld und können zur natürlichen Lüftung genutzt werden. Bei den Büros der Südfassade sind als Sonnen-, Blend- und Sichtschutz Streckmetallbleche in die äußere VSG-Scheibe eingelegt, die der Verglasung metallischen Glanz verleihen. Statt eines Treppenhauses windet sich ein Gang labyrinthartig durch den ganzen Baukörper, der mal als Rampe mal als Treppe hinauf zur Kantine führt. Er dient zudem als Zuluftkanal für das gesamte Gebäude. Im unteren Teil stülpt sich die Fassade dort, wo dieses sogenannte Trajekt entlang der Außenwand verläuft, zu einer Glasrampe mit grünem Glasboden nach außen. Auf Höhe des transparenten Fitnessraumes bildet sich der Weg als 40 cm tiefer Rücksprung in der Gebäudehülle ab. Die Isolierverglasung verlagert sich auf die innere Ebene der umgebenden Doppelfassade, anstelle der seitlichen Paneele übernehmen Glasschwerter die Aussteifung. 100

7 bb 3

1

5

aa

9

8 7

7

4 6

4. OG

1 4 a

2 a 3

1. OG

5

Garage Haupteingang Foyer »Trajekt« Veranstaltungssaal Büro Besprechungsräume Luftraum Dienstwohnung

Ausführungsbeispiele Niederländische Botschaft in Berlin

Detailschnitte Glasrampe Maßstab 1:20

10 äußere Scheibe Kastenelement: ESG 6 + SZR 12 Kryptonfüllung + ESG 6 mm, U = 1,1 W/m2K, g = 0,28 11 innere Scheibe Kastenelement: Absturzsicherung VSG 12 mm, mit Rahmen umlaufend verklebt, öffenbar zur Reinigung der Scheiben 12 Aluminiumblech geschliffen, silber eloxiert 13 absturzsichernde Verglasung Rampe: Float 8 + SZR 16 + VSG 16 mm aus 2≈ ESG, U = 1,1 W/m2K 14 Obergurt abgehängte Fassade Flachstahl ¡ 160/20 mm

15 16 17 18 19

Fassadenpfosten Flachstahl 20 mm Deckleiste Edelstahl 10 mm Wärmedämmung Hart-PVC 30 mm Untergurt Stahlfassade Stahl verzinkt Glasfußboden: Verschleißschicht ESG 8 mm gegen Rutschen, bedruckt mit Punktraster Durchbruchhemmung VSG 38 mm Luftraum 40 mm grüne Folie auf Isolierglas geklebt Float 8 + SZR 16 + VSG 16 mm 20 Silikon schwarz 21 Fassadenschlitz Abluft aus Büro 22 Einbauleuchte

20

13

15

15

cc 19 18

16 17

dd

11 21

10 12

14

15

13

22

c

c 19

d

16 17 18

d

bb

101

Anhang

Glossar Absturzsichernde Verglasung ∫ Vertikalverglasung, tragende Glasbrüstung sowie Geländerausfachung aus ∫ Glas, die Personen gegen seitlichen Absturz sichert. Adhäsion Haftungskräfte zwischen Oberflächen gleicher oder ungleicher Stoffe, die auf mechanischen Verklammerungen, physikalischen Wechselwirkungen und chemischen Bindungen beruhen. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (AbZ) ∫ Ver- bzw. ∫ Anwendbarkeitsnachweis für ungeregelte Bauprodukte bzw. Bauarten, der vom Deutschen Institut für Bautechnik erteilt wird. Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (AbP) ∫ Ver- bzw. ∫ Anwendbarkeitsnachweis, der alternativ zur ∫ AbZ angewandt wird, wenn es sich um ungeregelte Bauprodukte bzw. Bauarten handelt, die nach allgemein anerkannten Prüfverfahren beurteilt werden können und deren Verwendung nicht der Erfüllung erheblicher Anforderungen an die Sicherheit baulicher Anlagen dient (gelistet in Bauregelliste A Teil 2 und 3). Das AbP wird von einer anerkannten Prüstelle erteilt. Angriffhemmende Verglasung Erzeugnis auf ∫ Glas- und/oder Kunststoffbasis in ein- oder mehrschichtigem Aufbau mit über der gesamten Fläche einheitlichem Querschnitt der angriffhemmenden Schicht(en). Diese Verglasung ist in der Regel durchsichtig oder lichtdurchlässig und setzt einer gewaltsamen Einwirkung einen bestimmten Widerstand entgegen. Die verschiedenen Arten werden in Widerstandsklassen eingeteilt: ∫ durchwurfhemmende Verglasung, ∫ durchbruchhemmende Verglasung, ∫ durchschusshemmende Verglasung, ∫ sprengwirkungshemmende Verglasung. Anwendbarkeitsnachweis Zur Ausführung ungeregelter Bauarten notwendig. Als Anwendbarkeitsnachweis gilt eine ∫ AbZ / ∫ ETZ, ein ∫ AbP oder eine ∫ ZiE. Atmosphärenseite Die bei der Herstellung von ∫ Floatglas dem Zinnbad abgewandte Seite der Glasscheibe. Ätzen Abtragen von Glasoberfläche durch die Einwirkung von Säuren (in der Regel Flusssäure). Ziel ist üblicherweise das Mattieren des Glases (∫ Mattglas) sowie die dekorative Gestaltung oder die ∫ Rutschhemmung. Badseite Die bei der Herstellung von ∫ Floatglas dem Zinnbad zugewandte Seite der Glasscheibe. Bandmaß Aus der Floatglasherstellung folgende maximale Breite des ∫ Floatglases von 3,21 m, üblicherweise kombiniert mit einer Länge von 4,50 m, 5,10 m oder 6,0 m. Bauregelliste (BRL) Dient der Veröffentlichung der technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt). Die BRL setzt sich aus der BRL A, BRL B und Liste C zusammen. (BRL A Teil 1: geregelte Bauprodukte, BRL A Teil 2 und Teil 3: Bauprodukte (Teil 2) und -arten (Teil 3), für die ein ∫ AbP notwendig ist, BRL B: Bauprodukte, die nach europäischen Vorschriften in den Verkehr gebracht und gehandelt werden dürfen, Liste C: Bauprodukte, für die kein ∫ Verwendbarkeitsnachweis notwendig ist). Bedingt betretbare Verglasung ∫ Überkopfverglasung, die zusätzlich infolge Reinigungs-, Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten betreten wird und daher besonderen Bestimmungen unterliegt. Begehbare Verglasung Öffentlich zugängliche und planmäßig als Verkehrsfläche genutzte ∫ Horizontalverglasung. Beschichtung Verfahren zum Auftrag einer gleichmäßig dicken Schicht auf ein Glaserzeugnis zur Veränderung der Glaseigenschaften. Bleiglas ∫ Silikatglas mit einem Anteil an Bleioxid von mehr als 10 %. Bleiglas findet unter anderem Anwendung in der Optik und als Strahlenschutzglas.

Borosilikatglas ∫ Silikatglas, das 7–15 % Boroxid enthält. Im Bauwesen findet es Anwendung als Brandschutzglas. Brandschutzverglasung Bauteil mit einem oder mehreren lichtdurchlässigen Elementen, die in einem Rahmen sowie mit Halterungen und vom Hersteller vorgeschriebenen Dichtungen und Befestigungsmitteln eingebaut sind und die Anforderungen nach DIN 4102-13, Abschnitt 6 erfüllen. Die Gesamtheit dieser Konstruktionselemente einschließlich aller vorgegebenen Maße und Maßtoleranzen stellt die Brandschutzverglasung dar. CE-Kennzeichnung Im Bauwesen Nachweis der Konformität für Bauprodukte, die nach europäischen Vorschriften in den Verkehr gebracht und gehandelt werden dürfen. Chemisch vorgespanntes Glas Durch ein im Tauchbad vorgenommenes Ionenaustauschverfahren vorgespanntes Glaserzeugnis (∫ chemische Vorspannung). Chemische Vorspannung Verfahren, bei dem durch den Austausch von Ionen in der Oberflächenschicht des Glases durch solche mit größerem Atomradius eine Druckspannung in der Oberfläche erzeugt wird. Aus Gründen des Kräftegleichgewichts steht diese mit einer Zugspannung im Glasinneren im Gleichgewicht. Der Ionenaustausch erfolgt in einem Tauchbad. Dichroitisches Glas (auch Farbeffektglas) Glaserzeugnis mit einem Auftrag aus dünnen Oxidschichten unterschiedlicher Brechzahlen, die ein System aus Interferenzschichten bilden, so dass das Licht in die Spektralfarben zerlegt wird. Die Farbeffekte wechseln je nach Sonneinstrahlung, Betrachtungswinkel und Hintergrund. Doppelscheibeneffekt Optischer Effekt, der bei ∫ MIG durch konvexe und konkave Durchbiegungen der Einzelscheiben hervorgerufen wird. Ursache ist die relative Luftdruckänderung des ∫ SZR gegenüber der Umgebung. Der Doppelscheibeneffekt wird besonders an ∫ Reflexionen sichtbar. Drahtglas/Drahtornamentglas Planes, durchscheinendes, klares oder gefärbtes ∫ Flachglas, das durch kontinuierliches Gießen und Walzen hergestellt wird und in das während der Herstellung ein an allen Kreuzungspunkten verschweißtes Stahl-Drahtnetz eingelegt wird. Die Oberflächen dürfen ornamentiert oder glattgewalzt (Drahtglas) sein. Durchbruchhemmende Verglasung ∫ Verglasung, die das Herstellen einer Öffnung zeitlich verzögert (ein- und ausbruchhemmend). Durchschusshemmende Verglasung ∫ Verglasung, die das Durchdringen von Geschossen behindert. Durchwurfhemmende Verglasung ∫ Verglasung, die das Durchdringen von geworfenen oder geschleuderten Gegenständen behindert. Einfachverglasung ∫ Verglasung, die nur aus einer ∫ Flachglasscheibe (auch ∫ Verbundglasscheibe) besteht. Einscheibensicherheitsglas (ESG) Durch Temperaturbehandlung mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und thermische Spannungen versehenes Flachglas, das bei Bruch in viele kleine stumpfkantige Krümel zerfällt. Emaillierung Keramischer Farbauftrag auf ein Glaserzeugnis, der im Vorspannprozess dauerhaft eingebrannt wird. Kann vollflächig oder teilflächig (∫ Siebdruck) erfolgen. Entspiegeltes Glas Glaserzeugnis mit vermindertem Reflexionsgrad zur Verbesserung der Durchsicht und Vermeidung störender ∫ Reflexionen. Europäische Technische Zulassung (ETZ) ∫ Ver- bzw. ∫ Anwendbarkeitsnachweis für ungeregelte Bauprodukte bzw. Bauarten auf europäischer Ebene.

ETAG European Technical Approval Guideline (Leitlinie für die Erteilung einer ∫ ETZ). Farbglas Glasarten, die im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts unterschiedlich spektrale Verteilung der ∫ Transmission bzw. der Remission aufweisen. Fenster Tageslichtöffnung in einer seitlichen Begrenzungsfläche des Innenraums gegen den Außenraum Flachglas Oberbegriff für alle ebenen und gebogenen Scheiben mit im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Oberflächen und relativ geringer Dicke. Floatglas Planes, durchsichtiges, klares oder gefärbtes ∫ Flachglas mit parallelen und feuerpolierten Oberflächen, hergestellt durch kontinuierliches Aufgießen und Fließen über ein Metallbad. Freie Kante Üblicherweise Bezeichnung für eine sichtbare, nicht gelagerte und konstruktiv ungeschützte Glaskante. Formschluss Fügeverfahren, bei dem die Kraftübertragung durch das Ineinandergreifen der Fügepartner erfolgt. Fusingglas Zum Verschmelzen geeignete, in ihrer Ausdehnung aufeinander abgestimmte farbige ∫ Flachgläser, die im Ofen bei ca. 790 bis 900 °C verschmolzen werden. Geneigte Verglasung ∫ Überkopfverglasung mit einer Neigung von mehr als 10° zur Waagrechten. Gezogenes Flachglas Planes, durchsichtiges, klares oder gefärbtes ∫ Flachglas, das im kontinuierlichen, anfangs vertikalen Ziehverfahren mit beidseitig feuerpolierten Oberflächen hergestellt wird. Gießharz Klares Zwischenmaterial für ∫ Verbundglas, das flüssig zwischen die beiden zu verbindenden Scheiben gegossen wird und anschließend durch Temperatur- oder UV-Einwirkung aushärtet. Glas Anorganisches nichtmetallisches Material, das durch völliges Aufschmelzen einer Mischung von Rohmaterialien bei hohen Temperaturen erhalten wird, wobei eine homogene Flüssigkeit entsteht, die dann bis zum festen Zustand abgekühlt wird, üblicherweise ohne Kristallisation. Glaseinstand Einbindetiefe einer Glasscheibe in einen Rahmen, bestimmt durch den Abstand zwischen der eingebundenen Scheibenkante und dem statisch wirksamen Element des Rahmens oder beispielsweise der ∫ Glashalteleiste. Glasfalz Rahmenkonstruktion zur Aufnahme von Glasscheibe, ∫ Klotzung und Abdichtung. Glashalteleiste Demontierbares Halteprofil für die Glasscheibe als Bestandteil des Verglasungssystems. Glaskeramik Wird nach glastechnischen Verfahren hergestellt und erstarrt beim Abkühlen zunächst zu ∫ Glas. Eine anschließende Wärmebehandlung wandelt es in einen überwiegend kristallinen Werkstoff um. Glaskeramik verfügt über Eigenschaften, die von denen des Glases abweichen, aus dem die Umwandlung erfolgte. Glasstein (früher: Glasbaustein) Ein im Pressverfahren hergestelltes Glaserzeugnis, das aus mehreren durch Verschmelzen fest verbundenen Teilen gefertigt und luftdicht verschlossen ist. Glasveredelung Oberbegriff für alle Weiterverarbeitungsverfahren der Basisglasprodukte. Dies umfasst mechanische Bearbeitung (Schleifen, Bohren), thermische Behandlung (Biegen, ∫ Vorspannen), Oberflächenveränderung, ∫ chemische Vorspannung und die Verarbeitung zu ∫ Verbundglas, ∫ Verbund-Sicherheitsglas oder ∫ Mehrscheiben-Isolierglas.

103

Anhang

Gussglas ∫ Ornamentglas Heat-Soak-Test Heißlagerung an ∫ ESG, um Scheiben mit Nickelsulfid-Einschlüssen durch zerstörende Prüfung auszusondern. Heißgelagertes Einscheibensicherheitsglas (ESG-H) Durch den ∫ Heat-Soak-Test geprüftes ∫ ESG mit stark verringerter Gefahr eines ∫ Nickelsulfidbruchs. Helligkeit Subjektiv empfundene Leuchtdichte Hinterschnittanker ∫ Punkthalter, der durch einseitige, die Scheibe nicht durchdringende Bohrung, die Scheibe punktförmig lagert. Horizontalverglasung Übliche Bezeichnung für ∫ Überkopfverglasung mit einer geringeren Neigung als 10° zur Waagrechten. Interferenzfarben Optische Erscheinung, die durch die Überlagerung elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen in einem Punkt entsteht und als in die Spektralfarben zerlegtes Licht auftritt. Sie entsteht im Glasbau vornehmlich an mehreren planparall hintereinander befindlichen ∫ Floatglasscheiben. Isolierglaseffekt ∫ Doppelscheibeneffekt Kalknatronglas (Kalk-Natronsilikatglas) Ein Alkali-Kalksilikatglas, welches neben einem hohen Gehalt an Siliciumdioxid geringere Anteile von Natriumoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid und Aluminiumoxid enthält. Hauptsächlich verwendete Glasart im Bauwesen. Kaltverformung Im Glasbau dauerhaft elastische Verformung von Glaserzeugnissen bei Raum- oder leicht erhöhter Temperatur mittels externer Vorspannung. Meist einachsiges Biegeverfahren von ∫ Flachglasscheiben zur Herstellung größerer Biegeradien. Siehe auch ∫ Warmverformung. Kantenbearbeitung Auf den Zuschnitt folgende Verbesserung der Kantenqualität hinsichtlich Optik, Maßhaltigkeit und Festigkeit durch Säumen, Schleifen und Polieren. Kantenschutz Konstruktive Maßnahme zum Schutz von Glaskanten gegen mechanische Beschädigungen mit dem Zweck, das Versagensrisiko der betreffenden Scheibe zu reduzieren. Kohäsion Innere Festigkeit eines Stoffs, die durch das Zusammenwirken von Anziehungskräften zwischen seinen Atomen beziehungsweise Molekülen entsteht. Kieselglas (Quarzglas) Farbloses durchsichtiges und hochtemperaturbeständiges Einkomponentenglas mit einem Massenanteil an SiO2 von > 99,5 %. Kleben Stoffschlüssiges Fügeverfahren, bei denen die Fügepartner auf Grundlage von ∫ Adhäsion und ∫ Kohäsion nicht demontierbar miteinander verbunden werden. Klemmhalter Punkt- oder linienförmiger Halter, der den Glasrand U-förmig umschließt und somit die Glasscheibe ohne Durchdringung über ∫ Kraft- und ∫ Formschluss lagert. Klotzung Konstruktive Maßnahme zur Lagesicherung und Kraftübertragung der Glasscheibe in einem Rahmen, der über Klötze aus Kunststoff oder anderen geeigneten Materialien erfolgt. Je nach Funktion unterscheidet man in Trag- und Distanzklötze Kraftschluss Fügeverfahren, bei dem das Aufbringen einer Kraft den Zusammenhalt einer Verbindung gewährleistet. Hierzu zählen Press-, Klemm- und Schraubverbindungen.

104

Läuterung Entfernung vorhandener Blasen und gelöster Gase aus der Glasschmelze und Homogenisierung während des Schmelzprozesses. Linienförmige Lagerung Durchgängig linienförmig verlaufende Lagerung, die ein-, zwei, drei- und vierseitig beziehungsweise auch in Kombination mit einer punktförmigen Lagerung ausgeführt werden kann. Alternative zur ∫ punktförmigen Lagerung. Liste der Technischen Baubestimmungen (LTB) Die LTB enthält technische Regeln für die Planung, Bemessung und Konstruktion baulicher Anlagen und ihrer Teile und wird in jedem Bundesland aufbauend auf der Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen umgesetzt. Mattglas Glaserzeugnis mit einer gleichmäßig aufgerauten Oberfläche, die das Licht diffus streut. Das Aufrauen erfolgt durch ∫ Ätzen (Säurematt) oder durch ∫ Sandstrahlen (Sandmatt), in Ausnahmefällen auch durch Schleifen. Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) Verglasungseinheit, hergestellt aus mindestens zwei Glasscheiben, die durch mindestens einen luft- bzw. gasgefüllten ∫ Scheibenzwischenraum voneinander getrennt sind. An den Rändern sind die Scheiben luft- bzw. gas- und feuchtigkeitsdicht durch organische Dichtungsmassen verbunden (∫ Randverbund). Musterbauordnung (MBO) Bestandteil des Bauordnungsrechts. Wird in den einzelnen Bundesländern als Landesbauordnung (LBO) umgesetzt. Nassversiegelung Luft- und wasserundurchlässiger Verschluss von Fugen zwischen gleichen oder ungleichen Baustoffen mit Hilfe von Dichtstoffen. Nickelsulfidbruch Bei ∫ ESG auftretender Bruch, der durch Volumenvergrößerung von im Glas eingeschlossenem Nickelsulfid ausgelöst wird. Offline-Beschichtung Beschichtungsverfahren, das im Anschluss an die ∫ Flachglasherstellung, vorwiegend ∫ Floatglasherstellung, erfolgt. Online-Beschichtung Beschichtungsverfahren, das während der ∫ Floatglasherstellung auf dem heißen Glasband erfolgt. Opazität Bezeichnung für die Lichtundurchlässigkeit von Stoffen. Der ∫ Transmissionsgrad eines opaken Materials ist Null. Ornamentglas Planes, durchscheinendes, klares oder gefärbtes ∫ Flachglas, hergestellt durch kontinuierliches Gießen und Walzen. Pressglas Glaserzeugnis, das durch einen glatten Stempel in eine in der Regel gemusterte Pressform hineingedrückt wird. Alternativ kann auch Pressluft verwendet werden. Beispiel hierfür sind ∫ Glassteine. Pressleiste Profil zur vorwiegend ∫ linienförmigen Lagerung, das die Glasscheibe mittels Anpressdrucks mit der Unterkonstruktion verbindet. Profilbauglas Durch kontinuierliches Gießen und Walzen hergestelltes durchscheinendes, klares oder gefärbtes ∫ Kalk-Natronsilikatglas, mit oder ohne Drahteinlage, das während der Herstellung in U-Form gebogen wird. Punktförmige Lagerung Lagerung der Glasscheibe in einzelnen Punkten entweder am Scheibenrand durch Klemmung oder in der Scheibenfläche über Bohrungen im Glas. Alternative zur ∫ linienförmigen Lagerung. Punkthalter Oberbegriff für punktförmige Glashalterungen, die das Glas formschlüssig entweder am Scheibenrand U-förmig umschließen (∫ Klemmhalter) oder das Glas über Bohrungen lagern wie beispielweise ∫ Tellerhalter, ∫ Hinterschnittanker und ∫ Senkkopfhalter.

PVB-Folie (Polyvinylbutyral-Folie) Zähelastische Folie, die als Zwischenschicht bei der Herstellung von ∫ VSG verwendet wird, um im Falle eines Bruchs Glasbruchstücke zurückzuhalten, die Größe einer eventuell enstandenen Öffnung zu begrenzen, eine Restfestigkeit zu bieten und das Risiko von Schnitt- und Stichverletzungen zu verringern. Quarzglas ∫ Kieselglas Randverbund Umlaufende, abdichtende, linienförmige Verbindung zweier Scheiben in einem ∫ MehrscheibenIsolierglas. Redundanz Prinzip, die Funktionssicherheit eines Systems durch den Einsatz zusätzlicher Teile oder Tragreserven zu erhöhen, die im Normalfall nicht benötigt werden. Ein Tragsystem ist redundant, wenn beim Ausfall eines Systemtragelementes andere Elemente die Lasten aufnehmen. Reflexion Die Reflexion bezeichnet in der Optik das Zurückwerfen des Lichts an den Grenzflächen zweier benachbarter Medien. Einfallswinkel, Oberflächenbeschaffenheit, Wellenlänge, Polarisation und die Materialeigenschaft beeinflussen Größe und Art der Reflexion. Reststandsicherheit Eigenschaft eines Glaselements, im gebrochenen Zustand in Position zu bleiben und nicht herabzufallen. Resttragfähigkeit Eigenschaft eines Glaselements, im gebrochenen Zustand noch gewisse Lasten abtragen zu können. Rutschhemmung Eigenschaft eines Bodenbelags (auch einer ∫ begehbaren Verglasung), einem Ausrutschen entgegenzuwirken. Sandstrahlen Subtraktive Glasoberflächenveredlung, die zum Mattieren (∫ Mattglas), Kennzeichnen und zur Gestaltung dient. Schallschutzfolie Folie in ∫ Verbundgläsern, die auf Grund ihrer chemischen, auf bestimmte Frequenzbereiche abgestimmten Zusammensetzung, in der Lage ist, die Schalldämmung zu verbessern. Schallschutzglas ∫ Mehrscheiben-Isolierglas, bestehend aus zwei oder mehreren Glasscheiben sinnvoll abgestimmter Dicken und Zwischenräumen, welche mit Luft oder Spezialgasgemischen gefüllt sind. Es kann auch ∫ Verbundglas mit organischer Zwischenschicht verwendet werden. Scheibenzwischenraum (SZR) 1.) Hermetisch versiegeltes Volumen zwischen zwei Scheiben eines ∫ Mehrscheiben-Isolierglases. 2.) Abstand der Scheiben des ∫ MIG zueinander. Selbstreinigendes Glas Glaserzeugnis mit einer schmutzabweisenden Schicht, die bewirkt, dass Ablagerungen sich nur schwer auf der Oberfläche festsetzen können und die das Regenwasser weitestgehend abwäscht. Senkhalter ∫ Punkthalter, der die Glasscheibe mittels durchdringender Bohrung hält. Die Bohrung ist dabei abschnittsweise zylindrisch und teils konisch hergestellt. Siebdruck Teilflächiger keramischer Farbauftrag auf ein Glaserzeugnis, der im Vorspannprozess dauerhaft eingebrannt wird. Durch Schablonen entstehen Muster und Bilder. Sicherheitsglas ∫ Flachglas, das z. B. die Verletzungsgefahr bei Bruch reduziert, gegen Absturz sichert oder Schutz vor Angriff bietet. Nach ihrem Aufbau und der Sicherheitswirkung werden thermisch vorgespanntes ∫ Einscheibensicherheitsglas und ∫ VerbundSicherheitsglas unterschieden. Silikatglas ∫ Glas, bei dem Siliciumdioxid die Hauptkomponente darstellt. Nimmt den weitaus größten Anteil

Anhang

in der Glasproduktion ein und umfasst ∫ Bleiglas, ∫ Borosilikatglas und ∫ Kalknatronglas. Sonnenschutzglas ∫ Flachglas oder Flachglaskombination, die aufgrund ihrer Absorptions- und ∫ Reflexionseigenschaften Schutz gegen Sonnenstrahlung bietet (Glas mit erhöhter Wärmestrahlen- und Lichtabsorption und/oder -Reflexion). Spiegelglas 1) Veraltetes Synonym für ∫ Floatglas. 2) Bis zur Verbreitung des Floatglasprozesses üblicher Begriff für hochwertiges, relativ verzerrungsfreies und durchsichtiges Flachglas, das durch Auswalzen oder Ziehen eines Glasbandes und nachträglichem Schleifen und Polieren entstand. Splitterbindung Notwendige Eigenschaft von ∫ Verbund-Sicherheitsglas: Bei Bruch der Scheibe werden die Bruchstücke des Glases von der ∫ PVB-Folie zusammengehalten. Sprengwirkungshemmende Verglasung ∫ Verglasung, die dem Druck und Impuls einer bestimmten Stoßwelle widersteht. Sprödbruch Schlagartig auftretendes Materialversagen ohne oder nur mit geringer plastischer Verformung. Stoffschluss Unlösbares Verbinden von Fügepartnern, die durch atomare und molekulare Kräfte bestehend aus ∫ Adhäsion und ∫ Kohäsion zusammengehalten werden. Stoffschlüssige Fügeverfahren sind das Schweißen, Löten oder ∫ Kleben. Stoßfuge Fuge, die entsteht, wenn zwei Glasscheiben plan oder in einem Winkel zueinander verklebt werden. Die Kante der einen Scheibe steht dabei gegenüber der Kante oder der Fläche der anderen Scheibe. Structural Sealant Glazing Fassadenbauart, bei der die Gläser über eine lastabtragende Klebung aus Silikon mit der Unterkonstruktion dauerhaft tragend und dichtend verbunden sind und eine glatte Fassadenoberfläche ohne Profile erzeugen. Teilvorgespanntes Glas (TVG) Durch Temperaturbehandlung mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und thermische Spannungen versehenes Glas, das jedoch nicht die Festigkeitswerte von ∫ ESG erreicht und ein Bruchbild ähnlich dem des ∫ Floatglases aufweist. Tellerhalter Bauteil zur ∫ punktförmigen Lagerung von Glasscheiben, das aus zwei Metallscheiben und einem Bolzen besteht, der in einer durchgehenden zylindrischen Glasbohrung geführt wird und beide Teller miteinander verbindet. Die Kraftübertragung erfolgt über ∫ Kraft- und ∫ Formschluss. Thermische Vorspannung Erwärmen eines Glaserzeugnisses auf eine Temperatur von etwa 650 °C und anschließendes schlagartiges Abkühlen, so dass infolge der schneller abkühlenden Glasoberflächen und des langsamer abkühlenden Glaskerns Druckspannungen an den Oberflächen entstehen, die mit Zugspannungen im Glasinneren im Gleichgewicht stehen. Tönung Optisch wirksame Eigenschaft von ∫ Glas mit relativ hohem selektiven Absorptionsgrad und nichtdiffuser Lichtransmission. Die Durchsicht erscheint eingefärbt (∫ Farbglas) aber scharf. Siehe auch ∫ Trübung. Transluzenz Optische Eigenschaft diffus-transmittierender Stoffe: Der Lichtstrahlendurchgang wird an der rauen – und daher matt wirkenden – Oberfläche und/oder innerhalb des getrübten Material gestreut. Die Durchsicht erscheint unklar und verschwommen. Der ∫ Transmissionsgrad muss bei transluzenten Materialien nicht niedriger sein als bei transparenten. Transmission Bezeichnung für die Durchlässigkeit eines Mediums für elektromagnetische Wellen. Das Verhältnis von einfallenden und durchgelassenen Anteilen

heißt Transmissionsgrad. Im Glasbau sind die Transmissionsgrade für Strahlung im Wellenlängenspektrum zwischen Infrarot und Ultraviolett von besonderer Bedeutung. Transparenz Der Begriff der Transparenz wird abhängig vom Kontext unterschiedlich gebraucht. Im Bauwesen spricht man dann von einem transparenten Bauteil, wenn es bei nicht-diffusem Strahlendurchgang einen sehr hohen Transmissionsgrad aufweist: Die Durchsicht erscheint klar und scharf. Trockenversiegelung Abdichtung von Fenstern und Fassaden gegen Wasser und Luft durch vorgefertigte elastische Dichtprofile. Trübglas In der Masse getrübtes ∫ Glas entsteht durch die Zugabe von Fluorverbindungen, Phosphaten oder Zinnoxid zur Glasschmelze. Als Milchglas, Opakglas oder Opalglas wird es auch farbig hergestellt. Trübung ∫ Transmission mit diffusem Strahlendurchgang. Die Durchsicht erscheint unscharf und verschwommen. Siehe auch ∫ Transluzenz. Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen) Kennzeichen für Bauprodukte nach BRL A Teil 1, die nicht oder nicht wesentlich von den technischen Regeln abweichen (geregelte Bauprodukte). Überfangglas ∫ Glas, welches aus einem Grundglas (Trägerglas) und einem dünneren Überzug aus beispielsweise ∫ Farbglas oder ∫ Trübglas besteht. Überkopfverglasung ∫ Verglasung, die mehr als 10° zur Vertikalen geneigt ist. Dieses Einbaulage erfordert besondere Sicherheitsmaßnahmen. Verbundglas (VG) Ein Aufbau aus mindestens zwei Scheiben aus ∫ Glas, die durch mindestens eine Zwischenschicht aus Kunststoff miteinander verbunden sind. Alternativ kann auch Verglasungsmaterial aus Kunststoff verwendet werden. Verbund-Sicherheitsglas (VSG) ∫ Verbundglas, bei dem im Fall eines Bruchs die Zwischenschicht Glasbruchstücke zurückhält, die Größe einer eventuell entstandenen Öffnung begrenzt, eine Restfestigkeit bietet und das Risiko von Schnitt- und Stichverletzungen verringert. Verglasung Oberbegriff für die Gesamtheit aus Glasscheibe, Glashalterung, Abdichtung und weiteren Zubehörteilen. Vertikalverglasung ∫ Verglasung, die bis zu 10° zur Vertikalen geneigt ist. Verwendbarkeitsnachweis Bei der Verwendung ungeregelter Bauprodukte notwendig. Als Verwendbarkeitsnachweis gilt eine ∫ AbZ, ein ∫ AbP oder eine ∫ ZiE. Vorgespanntes Glas Glaserzeugnis mit künstlich erzeugten Druckspannungszonen an den Glasoberflächen und einer Zugspannungszone im Glaskern. Die Vorspannung wird durch Abschrecken von Temperaturen des zähelastischen Bereichs (∫ thermische Vorspannung) oder durch Ionenaustausch (∫ chemische Vorspannung) erzielt. Wärmeschutzglas ∫ Flachglas oder Flachglaskombination, die aufgrund ihrer selektiven Absorptions- und ∫ Reflexionseigenschaften einen verminderten Wärmeübergang und eine reduzierte Wärmeabstrahlung sicherstellen. Warmverformung Im Glasbau: plastisches Umformverfahren bei Temperaturen oberhalb des Transformationsbereiches von üblicherweise ca. 600 ˚C. Weißglas Besonders eisenoxidarmes ∫ Glas, das den sonst üblichen Grünstich nicht aufweist. Zustimmung im Einzelfall (ZiE) Einmaliger ∫ Ver- bzw. ∫ Anwendbarkeitsnachweis für ein ungeregeltes Bauprodukte bzw. eine ungeregelte Bauart, der von der zuständigen obersten Bauaufsichtsbehörde erteilt wird.

105

Anhang

Normen, Richtlinien, Verordnungen und Empfehlungen (Auswahl) Anforderungen an begehbare Verglasungen; Empfehlungen für das Zustimmungsverfahren, Fassung März 2000. In: Mitteilungen DIBt 2/2001, S. 60 – 62 Arbeitsstätten Richtlinie (ASR) 7/1: Sichtverbindung nach außen. 6/1998 Arbeitsstätten Richtlinie (ASR) 8/4: Lichtdurchlässige Wände. 2/1977 Bauregelliste A, Bauregelliste B und Liste C. Ausgabe: 2008/1. DIBt Mitteilungen, Sonderheft Nr. 36, Ernst & Sohn, Berlin 2008 BGR 181 (Berufsgenossenschaftliche Regeln für die Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit): Fußböden in Arbeitsräumen und Arbeitsbereichen mit Rutschgefahr. Aktualisierte Fassung Oktober 2003 E DIN 18008 Glas im Bauwesen – Bemessungs- und Konstruktionsregeln, Teile 1 bis 7 (Entwurf) E DIN 51131 Prüfung von Bodenbelägen – Bestimmung der rutschhemmenden Eigenschaft – Verfahren zur Messung des Gleitreibungskoeffizienten. 6/2008 (Entwurf) ETAG 002 Leitlinie für die Europäische Technische Zulassung für Geklebte Glaskonstruktionen, Teile 1 bis 3 DIN 4102 Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen, Teile 1, 4 und 13 DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden DIN 4109 Schallschutz im Hochbau – Anforderungen und Nachweise DIN 4426 Einrichtungen zur Instandhaltung baulicher Anlagen – Sicherheitstechnische Anforderungen an Arbeitsplätze und Verkehrswege. Planung und Ausführung. 9/2001 DIN 4243 Betongläser – Anforderungen, Prüfung. 03/1978 DIN 5031-3 Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik – Teil 3: Größen, Formelzeichen und Einheiten der Lichttechnik. 03/1982 DIN 5034 Tageslicht in Innenräumen, Teile 1 und 2 DIN 18175 Glasbausteine – Anforderungen, Prüfung. 05/1977 DIN 18516-4 Außenwandbekleidungen, hinterlüftet; Einscheiben-Sicherheitsglas; Anforderungen Bemessung, Prüfung. 02/1990 DIN 51130 Prüfung von Bodenbelägen – Bestimmung der rutschhemmenden Eigenschaft – Arbeitsräume und Arbeitsbereiche mit Rutschgefahr, Begehungsverfahren – Schiefe Ebene. 6/2004 DIN EN 356 Glas im Bauwesen – Sicherheitssonderverglasung – Prüfverfahren und Klasseneinteilung des Widerstandes gegen manuellen Angriff. 02/2000 DIN EN 357 Glas im Bauwesen – Brandschutzverglasungen aus durchsichtigen oder durchscheinenden Glasprodukten - Klassifizierung des Feuerwiderstandes. 09/2007 DIN EN 410 Glas im Bauwesen – Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen. 12/1998 DIN EN 572 Glas im Bauwesen – Basiserzeugnisse aus Kalk-Natronsilicatglas, Teile 1 bis 9 DIN EN 673 Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Berechnungsverfahren. 06/2003 DIN EN 1051-1 Glas im Bauwesen – Glassteine und Betongläser, Teile 1 und 2 DIN EN 1063 Glas im Bauwesen – Sicherheitssonderverglasung – Prüfverfahren und Klasseneinteilung für den Widerstand gegen Beschuß. 01/2000 DIN EN 1096 Glas im Bauwesen – Beschichtetes Glas, Teile 1 bis 4 DIN EN 1279 Glas im Bauwesen – Mehrscheiben-Isolierglas, Teile 1 bis 6 DIN EN 1363-1 Feuerwiderstandsprüfungen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen. 10/1999 DIN EN 1364-1 Feuerwiderstandsprüfungen für nichttragende Bauteile – Teil 1: Wände. 10/1999 DIN EN 1365-1 Feuerwiderstandsprüfungen für tragende Bauteile – Teil 1: Wände. 10/1999 DIN EN 1748-1 Glas im Bauwesen – Spezielle Basiserzeugnisse – Borosilicatgläser, Teile 1-1 und 1-2 DIN EN 1748-2 Glas im Bauwesen – Spezielle Basiserzeugnisse – Glaskeramik – Teile 2-1 und 2-2 DIN EN 1863 Glas im Bauwesen – Teilvorgespanntes Kalknatronglas, Teile 1 und 2

106

DIN EN 12150 Glas im Bauwesen – Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheibensicherheitsglas, Teile 1 und 2 DIN EN 12337 Glas im Bauwesen – Chemisch vorgespanntes Kalknatronglas, Teil 1 und 2 DIN EN 12354-3 Bauakustik – Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften – Teil 3: Luftschalldämmung gegen Außenlärm. 09/2000 DIN EN 13024 Glas im Bauwesen – Thermisch vorgespanntes Borosilicat-Einscheibensicherheitsglas, Teile 1 und 2 DIN EN 13031-1 Gewächshäuser – Bemessung und Konstruktion – Teil 1: Kulturgewächshäuser. 09/2003 DIN EN 13124 Fenster, Türen und Abschlüsse – Sprengwirkungshemmung; Prüfverfahren, Teile 1 und 2 DIN EN 13501 Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten, Teile 1 und 2 DIN EN 13541 Glas im Bauwesen – Sicherheitssonderverglasung - Prüfverfahren und Klasseneinteilung des Widerstandes gegen Sprengwirkung. 02/2001 DIN EN 14178 Glas im Bauwesen – Basiserzeugnisse aus Erdalkali-Silicatglas, Teile 1 und 2 DIN EN 14321 Glas im Bauwesen – Thermisch vorgespanntes Erdalkali-Silicat-Einscheibensicherheitsglas, Teile 1 und 2 DIN EN 14449 Glas im Bauwesen – Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas – Konformitätsbewertung/ Produktnorm. 07/2005 DIN EN 20140 Akustik – Messung der Schalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen, Teile 2 und 10 DIN EN ISO 140-1 Akustik – Messung der Schalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen, Teile 1, 3 und 5 DIN EN ISO 717-1 Akustik – Bewertung der Luftschalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen – Teil 1: Luftschalldämmung. 11/2006 DIN V 11535-1 Gewächshäuser, Teile 1 und 2 GS-BAU-18 Grundsätze für die Prüfung und Zertifizierung der bedingten Betretbarkeit oder Durchsturzsicherheit von Bauteilen bei Bau- oder Instandhaltungsarbeiten. Ausgabe 02/2001 GUV-SI 8027 Mehr Sicherheit bei Glasbruch. GUVInformationen Sicherheit bei Bau und Einrichtung. Herausgegeben vom Bundesverband der Unfallkassen, München, 9/2001 Musterbauordnung (MBO). Fassung November 2002, Informationssystem Bauministerkonferenz, Berlin 2002 Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen (MLTB), Fassung Februar 2008, Informationssystem Bauministerkonferenz, Berlin 2008. Technische Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen (TRAV); Fassung 01/2003 Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen (TRLV); Fassung 08/2006 Technische Regeln für die Bemessung und Ausführung von punktförmig gelagerten Verglasungen (TRPV); Fassung 08/2006 Technische Richtlinien des Glaserhandwerks, Nr. 1 bis 20, 8. Auflage, Verlagsanstalt Handwerk GmbH, Düsseldorf 2004 Überkopfverglasungen im Rahmen von Zustimmungen im Einzelfall. Merkblatt der Landesstelle für Bautechnik Baden-Württemberg. 4/2008 Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg (Hrsg.): Bauen mit Glas. Informationen für Bauherren, Architekten und Ingenieure. Stuttgart 2002

Anhang

Literatur: Fachbücher und Fachaufsätze Baum, M.: Ulice na konci světa. O architektuře a jiných věcech – Straße am Ende der Welt. Über Architektur und andere Dinge. Akademie výtvarných umění – Akademie der Bildenden Künste / Kant, Karel Kerlický. Prag 2007 Bolze, M.: Brandschutz im Glasbau. In: Weller, B. (Hrsg.): glasbau2004. Tagungsband, Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2004, S. 39 – 49 Bos, F., Louter, C., Veer, F.: Challenging Glass. Conference on Architectural and Structural Applications of Glass. Faculty of Architecture, Delft University of Technology. IOS Press BV, Amsterdam 2008 Bos, F., Veer, F.: Consequence-based safety requirements for structural glass members. In: Glass Performance Days Tamglass Ltd. Oy: Glass Performance Days. 10th International Conference on Architectural and Automotive Glass. Glass Performance Days Ltd. Oy, Tampere 2007, S. 57– 61 Bucak, Ö.: Glas im Konstruktiven Ingenieurbau. In: Kuhlmann, U. (Hrsg.): Stahlbaukalender 1999. Ernst & Sohn, Berlin 1999, Kapitel 6, S. 515 – 643 DuBois, M.: Glass bearing walls – a case study. In: Glass Performance Days Tamglass Ltd. Oy: Glass Performance Days. 10th International Conference on Architectural and Automotive Glass. Glass Performance Days Ltd. Oy, Tampere 2007, S. 179 –183 Engel, H.: Tragsysteme. Structure Systems; 3. Auflage. Hatje Cantz Verlag, Ostfildern 2007 Fröhler, A.: Lexikon für Glas und Glasprodukte. Verlag Hofmann, Schorndorf 2005 Ganslandt, R., Hofmann, H.: Handbuch der Lichtplanung. ERCO Leuchten GmbH Lüdenscheid, Vieweg & Sohn, Braunschweig/Wiesbaden 1992 Glocker, W.: Glastechnik. C. H. Beck’sche Verlagsbuchhandlung, München 1992 Gregory, R. L.: Auge und Gehirn. Psychologie des Sehens. Rowohlt Taschenbuch Verlag, Reinbek 2001 Hagl, A.: Kleben im Glasbau. In: Kuhlmann, U. (Hrsg.): Stahlbaukalender 2005. Ernst & Sohn, Berlin 2005, Kapitel 8, S. 819 – 861 Hecht. E.: Optik; 4. Auflage. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München 2005 Herzog, T., Krippner, R., Lang, W.: Fassaden Atlas; 1. Auflage. Institut für Internationale ArchitekturDokumentation, München 2004 Weller, B., Nicklisch, F., Thieme, S., Weimar, T.: Glasbau-Praxis in Beispielen. Berechnung und Konstruktion. Bauwerk Verlag GmbH, Berlin 2008 Hoegner, H.: Glasbemessung. Bauaufsichtliche Regelungen. In: Weller, B. (Hrsg.): glasbau2008; Tagungsband. Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2008, S. 35 – 54 Knaack, U.: Konstruktiver Glasbau. Rudolf Müller Verlag, Köln 1998 Knaack, U., Führer, W., Wurm, J.: Konstruktiver Glasbau 2. Neue Möglichkeiten und Techniken. Rudolf Müller Verlag, Köln 2000 Kohlmaier, G., v. Sartory, B.: Das Glashaus. Ein Bautypus des 19. Jahrhunderts. Prestel-Verlag, München 1988 Krewinkel, H.: Glasarchitektur. Material, Konstruktion und Detail. Birkhäuser, Basel 1998 Lam, W. M. C.: Perception and lighting as formgivers for architecture. McGraw-Hill Inc, o. O. 1977 Landesstelle für Bautechnik Baden-Württemberg: Überkopfverglasungen im Rahmen von Zustimmungen im Einzelfall. Merkblatt G1; Fassung 15.04.2008. Regierungspräsidium Tübingen 2008 Löffler, V., Kutzer, C.: Bauaufsichtliche Regelung bei der Verwendung/Anwendung von ungeregelten Bauprodukten bzw. Bauarten im Einzelfall nach Sächsischer Bauordnung. In: Weller, B. (Hrsg.): glasbau2004; Tagungsband. Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2004, S. 19 – 37 Loudon, J. C.: An Encyclopaedia Of Cottage, Farm, And Villa Architecture And Furniture... Longman, Rees, Orme, Brown, Green, & Longman u. a., London 1833 Luible, A.: Stabilität von Tragelementen aus Glas. Dissertation. Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, 2004

McKean, J.: Joseph Paxton. Crystal Palace. London 1851. In: McKean, J., Parissien, S., Durant, S.: Lost Masterpieces. Joseph Paxton, Crystal Palace; Ferdinand Dutert, Palais Des Machines; McKim, Mead and White, Pennsylvania Station (Architectures 3s). Phaidon Press, London 1999 Meyer, A. G.: Eisenbauten. Ihre Geschichte und Ästhetik; Nachdruck der Ausgabe Paul Neff Verlag, Esslingen 1907. Gebrüder Mann Verlag, Berlin 1997 Nijsse, R.: Tragendes Glas. Elemente Konzepte Entwürfe. Birkhäuser, Basel 2003 O’Callaghan, J., Coult, G.: An all glass cube in New York City. In: Glass Performance Days Tamglass Ltd. Oy: Glass Performance Days. 10th International Conference on Architectural and Automotive Glass. Glass Performance Days Ltd. Oy, Tampere 2007, S. 98 –101 Petzold, A., Marusch, H., Schramm, B.: Der Baustoff Glas. Verlag für Bauwesen, Berlin 1990 Pottgiesser, U.: Fassadenschichtungen – Glas. Mehrschalige Glaskonstruktionen. Typologie, Energie, Konstruktionen, Projektbeispiele. Bauwerk. Berlin 2004 Rice, P., Dutton H.: Transparente Architektur. Glasfassaden mit Structural Glazing, Birkhäuser, Basel 1995 Richards, B.: New Glass Architecture. Laurence King Publishing Ltd, London 2006 Reidt, A.: Erläuterungen zur Leitlinie für die europäische technische Zulassung für geklebte Glaskonstruktionen. In: VDI (Hrsg.): VDI Berichte 1527. Bauen mit Glas. VDI Verlag GmbH, Düsseldorf 2000, S. 19 – 37 Reidt, A.: Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen im Glasbau. In: Weller, B. (Hrsg.): glasbau2004; Tagungsband, Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2004, S. 7–18 Reidt, A.: Europäische Technische Zulassungen. In: Weller, B. (Hrsg.): glasbau2005; Tagungsband, Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2005, S. 5 – 22 Rowe, C., Slutzky, R.: Transparenz; 3. Auflage. Birkhäuser, Basel 1989 Schadow, T.: Beanspruchungsgerechtes Konstruieren von Klebverbindungen in Glastragwerken. Dissertation. Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2006 Schittich, C. et al.: Glasbau Atlas; 2. Auflage. Institut für Internationale Architektur-Dokumentation, München 2006 Sedlacek, G., Blank, K., Laufs, W., Güsgen, J.: Glas im Konstruktiven Ingenieurbau. Ernst & Sohn, Berlin 1999 Schneider, J., Siegele K.: Glasecken. Konstruktion, Gestaltung, Beispiele. Deutsche Verlags-Anstalt, München 2005 Schreiner, H., Nordhues, H.-W.: Fassaden; In: Bergmeister, K., Wörner, J.-D.: BetonKalender 2003. Hochhäuser und Geschossbauten. Ernst & Sohn, Berlin 2003, S. 207– 302 Siebert, G.: Entwurf und Bemessung von tragenden Bauteilen aus Glas. Ernst & Sohn, Berlin 2001 Siebert, G., Herrmann, T., Haese, A.: Konstruktiver Glasbau. Grundlagen und Bemessung. In: Kuhlmann, U. (Hrsg.): Stahlbaukalender 2007; Ernst & Sohn, Berlin 2007, Kapitel 7, S. 499 – 568 Stark, J., Wicht, B.: Geschichte der Baustoffe. In: Schriften der Hochschule für Architektur und Bauwesen Weimar Nr. 99. Fakultät Bauingenieurwesen, Lehrstuhl für Baustoffe, Weimar 1995, S. 151–164 Tasche, S.: Strahlungshärtende Acrylate im Konstruktiven Glasbau. Dissertation. Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2008 The Institution of Structural Engineers: Structural use of glass in buildings. Structural Engineers Trading Organisation Limited, London 1999 Timm, G.: Bautechnische Prüfung und Überwachung der Bauausführung von Glaskonstruktionen. In: VDI (Hrsg.): VDI Berichte 1527. Bauen mit Glas; VDI Verlag GmbH, Düsseldorf 2000, S. 235 – 243. VDMA, Messe Düsseldorf GmbH (Hrsg.): GLAS(S). Edition II. Woeste, Essen 2002 Wachsmann, K.: Wendepunkt im Bauen. Krausskopf-

Verlag, Wiesbaden 1959 Weimar, T.: Hybride Tragwerke. In: Weller, B. (Hrsg.): glasbau2008; Tagungsband, Institut für Baukonstruktion der Technischen Universität Dresden, Dresden 2008, S. 127–137 Weller, B., Nicklisch, F., Thieme, S., Weimar, T.: Glasbau Praxis. Konstruktion, Berechnung, Ausführung. Bauwerk, Berlin 2008 Weller, B.; Pottgiesser, U.; Tasche, S.: Kleben im Bauwesen. Glasbau; Teil 1: Anwendungen. In: Detail; Heft 10/2004, S. 1166 –1170 Weller, B.; Pottgiesser, U.; Tasche, S.: Kleben im Bauwesen. Glasbau; Teil 2: Grundlagen. In: Detail; Heft 12/2004, S. 1488 –1494 Weller, B.; Reich, S.; Wünsch, J.: Glasbau. In: Wendehorst Beispiele aus der Baupraxis. Herausgegeben von O. W. Wetzell. B. G. Teubner, Stuttgart/Leipzig/ Wiesbaden 2007, S. 211– 241 Weller, B.; Tasche, S.; Weimar, T.: Glasbau. In: Holschemacher, K. (Hrsg.): Entwurfs- und Berechnungstafeln für Architekten; Bauwerk-Verlag, Berlin 2007, S. 2.83 – 2.112 Weller, B., Härth, K., Wünsch, J.: Regelwerke, Prüfungen und Überwachungen im Konstruktiven Glasbau. In: Der Prüfingenieur; Heft 31. Berlin 2007, S. 127-–137 Weller, B.; Tasche, S.: Glasbau. In: Wetzell, O. W.: Wendehorst Bautechnische Zahlentafeln; B. G. Teubner, Stuttgart/Leipzig/Wiesbaden 2007, S. 883 – 914 Wigginton, M.: Glas in der Architektur. Deutsche Verlags-Anstalt GmbH, Stuttgart 1996 Wörner, J.-D., Schneider, J., Fink, A.: Glasbau. Grundlagen, Berechnung, Konstruktion. SpringerVerlag, Berlin 2001 Wörner, J.-D., Schneider, J.: DIN 18008 – Glas im Bauwesen. Bemessungs- und Konstruktionsregeln. Stahlbau Spezial – Konstruktiver Glasbau. Ernst & Sohn, Berlin 2008, S. 3 – 9 Woods, M., Warren, A.: Glass Houses. A History of Greenhouses, Orangeries and Conservatories. Rizzoli International Publications, Inc. 1988 Wurm, J.: Gläserne Spannweiten. Strukturformen von Dachtragwerken aus Flachglas. Dissertation. Aachen 2005 Wurm, J.: Glas als Tragwerk. Entwurf und Konstruktion selbsttragender Hüllen. Birkhäuser, Basel 2007

107

Anhang

Hersteller, Firmen und Verbände (Auswahl) Bauglasindustrie GmbH (Pilkington) www.pilkington.de

Inoutic / Deceuninck GmbH www.inoutic.com

Technical Glass Products www.tgpamerica.com/surfacing/neoparies

BGT Bischoff Glastechnik AG www.bgt-bretten.de

INTERPANE GLAS INDUSTRIE AG www.interpane.de

Thiele AG www.thiele-ag.de

BLUHM & PLATE www.bluhm.de

KL-megla GmbH www.kl-megla.de

Tremco illbruck GmbH & Co. KG www.tremco-illbruck.com

COLT www.coltinfo.ch

Mayer’sche Hofkunstanstalt www.mayersche-hofkunst.de

Tuchschmid Constructa AG www.tuchschmid.ch

DELO Industrie Klebstoffe www.delo.de

Mermet S.A. www.sunscreen-mermet.com

DORMA-Glas GmbH www.dorma-glas.de

Mero – TSK International GmbH & Co. KG www.mero.de

Dorma GmbH & Co. KG www.dorma.de

M-Systems www.m-systems.at

Dow Corning GmbH www.dowcorning.de

OKALUX GmbH www.okalux.de

ECKEL Edelstahlverarbeitung & Metallbau www.eckel-edelstahl.de

Pilkington Deutschland AG www.pilkington.com

Eckelt Glas GmbH www.eckelt.at

Roschmann Konstruktionen www.roschmann.de

F.A. Firman Ltd. www.firmanglass.com

Rosenheimer Glastechnik GmbH www.rosenheimer-glastechnik.de

Flachglas MarkenKreis GmbH www.flachglas-markenkreis.de

SAINT-GOBAIN Glass Deutschland GmbH www.saint-gobain-glass.de

Frener + Reifer Metallbau GmbH www.frener-reifer.com

Sanco Beratung www.sanco.de

FRERICHS GLAS GMBH www.frerichs-glas.de

Schindler GmbH & Co. KG www.schindler-roding.de

Josef Gartner GmbH www.josef-gartner.de

Schmidlin Ltd. White Lion Court www.lindner-schmidlin.com

GLAS KEIL GmbH & Co. KG Würzburg www.glaskeil.de Glas Marte GmbH & Co KG www.glasmarte.at Glas Schuler GmbH & Co. KG www.isolette.com Glas Trösch Beratungs-GmbH www.glastroesch.de Glasbau Hahn GmbH & Co. KG www.glasbau-hahn.de Glasbau Seele GmbH www.glas-seele.de Glasid AG www.glasid.com Glassline GmbH www.glassline.de Glaswerke Arnold GmbH + Co. KG www.glaswerke-arnold.de Guardian Europe S.à r.l. www.guardian-europe.com Hunsrücker Glasveredelung Wagener GmbH & Co. KG www.glaswagener.de indupart – Glaskeramik, www.structuran.de INGLAS www.inglas.de

108

Schollglas Holding- u. Geschäftsführungs GmbH www.schollglas.com SCHOTT AG www.schott.com Schüco International KG www.schueco.de Ernst Schweizer AG Metallbau www.schweizer-metallbau.ch seele GmbH & Co KG www.seele-online.de SEKISUI S-LEC BV www.s-lec.nl Semcoglas Holding GmbH www.semcoglas.com Sika Deutschland GmbH www.sika.de Solaris Glasbausteine www.sevesglassblock.com Joh. Sprinz GmbH & Co. KG www.sprinz.eu Sprinz UK www.sprinz-uk.com stebler glashaus ag www.stebler.de Tambest Oy www.tambest.fi/de

Anhang

Sachregister Abdichtung 18f., 58, 60, 91, 93, 97 Absorption 12, 18, 29, 31, 33 Abstandhalter 18f. absturzsichernde Verglasung 63, 75, 78, 81, 103 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (AbZ) 53, 79 Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis (AbP) 23, 74, 78ff. allseitige Lagerung 48, 61f., 66 amorph 10 angriffhemmende Verglasung 24, 25 Anisotropie 37f. Antikglas 14 Anwendbarkeitsnachweis 76, 79 Atmosphärenseite 13 Ätzen 12, 16, 37, 54, 75 Aufbau einer Brandschutzverglasung 27 Auflager 41, 57, 67 Außenwandbekleidung 78 Aussteifung 42, 45, 49, 77, 92, 102 Autoklav 18, 51 Badseite 13 Balken 42, 77 Bandmaß 14 Basisprodukt 40 Bauart 27, 49, 74, 76f., 79f. Bauaufsichtsbehörde 74, 76, 78, 80f. Baugenehmigung 80 baulicher Schallschutz 21 baulicher Wärmeschutz 29 Bauprodukt 74f., 76, 78f. Baurecht 69, 73 Bauregelliste (BRL) 73f., 78 Baustoffe - nicht brennbar 26 - normal entflammbar 26 - schwer entflammbar 26 Bauteile - feuerbeständig 26 - feuerhemmend 26 - hochfeuerhemmend 26 Bauteilversuch 63, 81 bedingt betretbare Verglasung 54 Bedruckung 53f. begehbare Verglasung 76f., 79 Bemessung 13, 19, 53, 57, 60f., 64ff., 73, 75, 77ff. beschichtetes Glas 16, 75 Beschichtungen 15, 21, 24, 29f., 38, 69, 75 betretbare Verglasung 54 Betretbarkeit 54, 76, 80f. Betretungslast 81 bewertetes Schalldämm-Maß Rw 21ff. Biegezugfestigkeit 13f., 16f., 26, 42, 51, 75 Bleiglas 11 Blendung 33, 36 Bohren 17, 57 Bohrloch 65f. - zylindrisch durchgebohrt 65, 78 - zylindrokonisch durchgebohrt 65 - zylindrokonisch hinterschnitten 65 Bohrlochrand 15 Bohrung 65, 67 Bolzen 63, 65, 76, 78 Borosilikatglas 11, 63 Brandschutz 18, 21, 26f., 34 Brandschutzprüfung 28 Brandschutzverglasung 11, 18, 26ff. Brandschutzverglasung Klasse E(G) 27 Brandschutzverglasung Klasse EI(F) 27 Brandschutzverglasung Klasse EW 27 Brandverhalten von Glas 26 Brechung 34 Bruch 12, 17f., 46f., 70, 81 Bruchbild 17f. Bruchdehnung 12, 64, 75 Brüstung 47, 100f. CE-Zeichen charakteristische Biegezugfestigkeit chemisch vorgespanntes Glas chemische Beständigkeit Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt) dichroitische Beschichtung

74 13f., 17 17f., 75 11f. 79 15

Dickfilmbeschichtung 15 Distanzklotz 58 Doppelbrechung 37f. Doppelscheibeneffekt 23, 37, 39 Drahteinlage 14, 16, 75 Drahtglas 13, 16, 27, 50, 61, 74f., 77 Drahtornamentglas 13, 16, 61, 74f. dreiseitige linienförmige Lagerung 61 Druckdifferenzen 19 Druckfestigkeit 12 Dünnfilmschichten 15 durchbruchhemmende Verglasung 24f. durchschusshemmende Verglasung 24f., 102 durchwurfhemmende Verglasung 24f. 19, 29f. 14 16f. 67, 80 30, 47, 50, 61, 84 14, 18, 24 17, 24, 47, 50, 61, 64, 75 einseitig linienförmige Lagerung 62 Eisenoxid 14 emailliertes Glas 15f., 75 Emaillierung 15f., 75 Emissivität 29ff. entspiegeltes Glas 75 Erdalkali-Silikatglas 75 ETAG 68ff., 79f. Ethylen-Vinylacetat-Folie (EVA-Folie) 18 Europäische Technische Zulassung (ETZ) 70, 77, 79 explosionshemmende Verglasung 18 Edelgas Eigenfarbe Eigenspannungszustand Einbauüberwachung Einfachverglasung Einfärbung Einscheibensicherheitsglas (ESG)

Faltwerk 42 Falzgrund 58 Fassadenbekleidung 19 Fassadenelement 8, 80 Fassadensysteme 44f. Flächenlast 81 Flachglas 8, 12ff., 18, 40f., 54, 74f. Flachglasveredlung 14ff. Floatglas 13ff., 24, 27, 29, 30, 34, 41, 51, 54, 61, 74f., 77, 101 Floatglasanlage 14 Floatkammer 13 Floatprozess/Floatverfahren 13f. Flusssäure 12, 16, 54 Formbarkeit 12 Formschliff 14 formschlüssig 78 freie Kante 47 Fuge 60, 71 Fusingglas 19, 74 Ganzglasfassade Ganzglassysteme Gasverlust gebogenes Glas gefärbtes Glas geklebte Glaskonstruktion Geländerausfachung gelenkig gelenkige Lagerung geregelte Bauart Gesamtenergiedurchlassgrad geschliffene Kante Gewächshäuser gezogenes Flachglas Glasbad Glasband Glasbeschichtung Glasbrüstung Glasdicke Glaserzeugung Glasfalzeinlagen Glasfalzraum Glashaltekonstruktion Glaskante Glaskeramik Glaskugelsack Glasschwert Glassteine Glasträger

36, 45 51 19 16, 18, 27, 75 30 69, 80 48 51, 64 65 76 30 15 9, 73f. 14, 74f. 13 13f. 69 39, 46f., 100 15, 62, 65, 67 13 58 69 60, 74 14f., 47, 67 19, 75, 87 81 36, 45, 71, 102 19, 41, 75 51, 71

Gleichgewichtsdicke Globalstrahlung Grundglas Gussglas Handlauf harmonisierte europäische Norm harter Stoß Heat-Soak-Test heißgelagertes ESG (ESG-H) Heißlagerung Helligkeitsadaption hierarchisches System hinterlüftete Außenwandbekleidung Hinterschnittanker Holmhöhe homogen Homogenität Horizontalverglasung Hybridkonstruktion

13 28, 29 19 8, 12ff., 51, 61, 74 46f., 77, 101 74 81 17 17, 61, 77 17 33, 35f. 39f. 63 65, 68f. 47f. 12f., 16, 37, 49 13 43 42

Ideal-elastisch 12 Integralprofile 60 Interferenzerscheinungen 38 Ionenaustausch 17 Isolierverglasung 30f., 37, 51, 61, 63, 86f., 91ff. isotrop 12, 37 Kalk 8, 11, 17, 26, 74f., 77 Kalknatronglas/Kalk-Natronsilikatglas 11, 17, 33 Kaltverformung 41 Kante 14f., 47, 49, 62, 100 Kantenbearbeitung 14, 17, 40, 57 Kerben 12 Kleben 57f., 69f. Klemmen 57 Klemmfläche 63 Klemmkonstruktion 77 Klemmschiene 59 Klemmteller 59, 63, 78 Klotzbrücke 58 Klotzung 47, 58ff. Kondensation 19, 34 konisch 16f. Kontrastwahrnehmung 35 Konvektion 29 Korrekturfaktoren C und Ctr 22 Korrosion 12, 66 Korrosionsfestigkeit 12 kraftschlüssig 67 Kristallisation 11 Kühlkammer 13 Lackieren 16 Lagerungsarten 7, 57, 59 Lamination 18, 75 Landesbauordnung 55 lastabtragende Klebung 68 Läuterung 13 Lichtdecke 19 Lichtdurchlässigkeit 13, 16, 34, 53, 97 Lichttransmission 14f. Lichttransmissionsgrad 29f. linienförmig 18, 46ff., 53, 59ff. 73ff. linienförmig geklemmte Scheibenlagerung 63 linienförmig geklotzte Glasscheibe 60 linienförmig gelagerte Verglasung 48 Liste der Technischen Baubestimmungen (LTB) 73 Low-E-Coating 69 12 14 16 53, 55, 75 16, 18, 21, 23, 29ff., 61, 63f., 67.f, 75 Mikrofestigkeit 12 Milchglas 14 Mindestglaseinstand 53, 61 Musterbauordnung (MBO) 26, 47, 73, 74, 79 Muster-Liste der Technischen Baubestimmungen (MLTB) 73 Makrofestigkeit maßgeschliffen Mattglas Mattierung Mehrscheibenisolierglas (MIG)

Nachbearbeitung Nachweis der Konformität (CE-Zeichen)

13ff. 74

109

Anhang

Nassversiegelung Naturstein-Glas-Verbund Neuantik-Flachglas Nickelsulfideinschluss

58f. 18 14, 75 17

8, 12ff.,18, 24, 26, 30f., 33f., 69, 75, 86, 99, 101 Oberflächendefekt 12 Oberflächendruckspannung 16f. Oberflächenhärte 12 Oberflächenschädigung 12 Oberflächenveredelung 15 Offline-Verfahren 15, 30f. Öffnungsweite 81 Online-Verfahren 15, 30f. opak 15, 18f. Opazität 34f. Optik 18, 33ff., 86 Ornamentglas 13, 61, 74f. Oberfläche

Pendelschlagprüfung/Pendelschlagversuch 24 Personenlast 81 Pfosten 40f., 44, 47f., 61, 69, 80 Pfosten-Fassade 44 Pfosten-Riegel-Fassade/-Konstruktion 41, 44, 69, 80 Photovoltaikmodul 18 plastisch 8f., 13 Platte 41, 49, 85 Podestelement 52 Polieren 13, 15 poliert 14, 95, 101 poliertes Drahtglas 13, 74f. Polyvinylbutyral-Folie (PVB-Folie) 18 Pressglas 19, 41 Pressleiste 60f., 63 Primärstruktur 39 Profilbauglas 14f., 74f. Prüfstelle (PÜZ-Stelle) 79f. Prüfung 23, 25, 53, 69, 73, 76, 78, 81 Prüfverfahren 25, 53, 69, 74, 77ff., 81 punktförmig 44f., 48, 59ff., 63ff., 73, 77ff., 98f. punktförmig geklemmte Scheibenlagerung 63 punktförmig geklotzte Glasscheibe 60 punktförmig gelagert 45, 48, 73, 77ff., 61, 64, 67, 98 punktförmig gelagerte Verglasung 64 Punkthalter 64ff. Punkthaltersysteme 64 Quarz- oder Kieselglas Quarzsand

11 11

Randklemmhalter 78, 62f. Randverbund 19, 29, 68, 71 Reaktionsharz 18 Redundanz 39, 42, 47, 71 Reflexion 12, 15, 29, 33f. Reflexionsschicht 30 Reibverbindung 59 Reißfestigkeit 23, 64, 75 Reststandsicherheit 61, 65 Resttragfähigkeit 18, 24, 39, 42, 50, 65, 71, 81, 96 Riegel-Fassade 18, 24, 39, 42, 50f., 64f., 71, 81 Riss 12, 38, 53, 71, 81 Rissverlauf 81 Risswachstum 12 Rollenbiegeanlage 16 Rutschhemmung 15, 53 Sandstrahlen 16, 37, 54, 75 Säumen 14, 64 Schale 41, 98 Schalldämm-Maß R 21ff. Schallschutz 21, 23, 34 Schallschutzfolie 22f. Schallschutzgläser 18f. schaltbare elektrochrome Beschichtung 15 Scheibe 14ff., 23, 27f., 30f., 41, 47, 49, 50, 53, 58, 61, 63ff., 71, 77, 80f., 100, 102f. Scheibenzwischenraum 8, 18, 19, 22f., 30f., 39, 69 Schlagfestigkeit 16, 38 Schleifen 13 Schmelzen 8, 11ff., 86 Schmelzpunkt 12 Schmelztemperatur 7, 11 Schmelzwanne 13f.

110

Schneiden 14, 17 Schubfeld 41 Schwerkraftbiegeverfahren 16 Seilfassade 44f. Sekundärdichtstoff 19 Sekundärstruktur 39f., 44, 51 selbstreinigendes Glas 15, 75 Shore-Härte 58 Sicherheit 18, 24ff., 38f., 55, 73, 79 Sicherheitsglas 24, 73, 76, 78 Sicherheitsverglasung 21, 25 Siebdruck 15f., 31 Silikatgläser 11 Silikonklebstoff 70, 80 Silikonklebung 69 Soda 8, 11 solare Gewinne 29f. sommerlicher Wärmeschutz 28, 30 Sonnenschutz 15, 21, 29ff. Sonnenschutzglas 30, 96 sonstige Bauprodukte 74 Spannungsspitzen 12, 38, 64, 66, 57, 59 Spiegelglas 13, 37, 50, 53, 74 Spontanbruch 17 sprengwirkungshemmende Verglasung 25 Sprödbruch 57 Sprödbruchverhalten 38 spröde 8, 12f., 16 SSG-Fassade 44f., 69, 71, 79 Stabilität 42 Standardabmessung 13 Standzeit 81 starre Lagerung 65 Steifigkeit 42, 71 stoffschlüssig 45, 47 stoßartige Belastung 24 Stoßeinwirkung 81 Stoßfuge 44, 59 Stoßkörper 80f. Stoßsicherheit 62f., 78f., 81 Strahlenschutzglas 11 strahlungsphysikalische Größen 29 Structural-Sealant-Glazing (SSG) 44, 68, 80 Stütze 41, 90, 99 Stützweite 61f., 65, 77 Sunbelt-Schichten 31 Technische Regeln technische Baubestimmung Teilvorgespanntes Glas (TVG)

73f., 77f. 73 17, 25, 61, 64, 75, 77, 79 Tellerhalter 65, 68, 78 Tellerpunkthalter 64ff. Temperaturwechselbeständigkeit 12, 16f. Tertiärstruktur 39f., 45 thermisch verfestigtes Glas 61, 63 thermisch vorgespanntes Glas 15ff., 31, 38, 53 thermischer Ausdehnungskoeffizient 11, 17, 26, 68 Thermo Plast Spacer (TPS) 19 Tönung 34f., 42, 55 Top Roller 13 Tragfähigkeit 17, 28, 34, 38, 46f., 53, 71, 75f., 78, 81 Tragklotz 58 Transformationstemperatur 16 transluzent 15, 18f., 35, 75 Transluzenz 34f. Transmission 29, 33f. Transmissionswärmeverluste 29 Transparenz 9, 21, 33ff., 53, 55, 92, 94, 96 TRAV 25, 46ff., 60, 62f., 73ff. Treppenstufen 53, 61, 77 TRLV 41, 43, 47f., 49f., 53, 60f., 63f., 73f., 76f., 81 Trockenversiegelung 58f. Trocknungsmittel 18f. TRPV 61, 63ff., 73, 77ff. Trübglas 14, 19 Trübung 12, 35 Übereinstimmungsnachweis (Ü-Zeichen) 74, 78 Überfangglas 19 Überfangschicht 19 Übergangsbereich 13 Überkopfverglasung 43, 49, 54, 64, 77, 94 Überwachungsstelle 67, 79 ungeregelte Bauart 74, 76

ungeregeltes Bauprodukt U-Profil UV-Beständigkeit UV-Licht

74, 78f. 14, 46f. 19, 70 12

Verbindungstechnik 57f., 71 Verbundglas (VG) 18, 22f., 58, 61, 66, 75, 77, 80 Verbundsicherheitsglas (VSG) 16ff., 22ff., 41, 47, 50f., 58, 61, 64, 75, 77, 79, 96 Veredelung 8, 14, 42 Verglasung 9, 11, 14, 18, 21ff., 37, 38, 39, 41, 43ff., 58ff., 71, 74, 76, 78f., 81, 84, 92, 102 Verkehrsfläche 43, 46f., 50, 54f., 76, 81 Verletzungsgefahr 16, 25, 39, 63 versenkter Punkthalter 65 Verspiegelung 15 Versuchsprogramm 80 Vertikalverglasung 24, 43, 46ff., 58, 60ff., 64, 76 Verwendbarkeitsnachweis 74, 79 viskoelastisch 12 viskose Schmelze 12 voll vorgespanntes Glas 17 Vordach 79 vorgefertigte absturzsichernde Verglasung 74 vorgespanntes Glas 16ff., 24, 61, 64 Vorspannprozess 17f., 37f. Vorspannung 15ff., 27, 41f. Vorverbund 18 Walzen Wärmedurchgangskoeffizient Wärmeleitungsverlust Wärmeschutz Wärmeschutzglas Wärmestrahlung Wasserdampfdiffusion weicher Stoß Weißglas Weiterverarbeitung Windsogsicherung winterlicher Wärmeschutz

9, 13ff., 18 18, 29 29 14, 24, 29ff., 39 15, 19, 29f. 28f. 19 81 14, 37 12ff., 17, 19 63 29f.

Ziehglasverfahren/Ziehverfahren 9, 12, 14 Zinnbad 13 Zugfestigkeit 12ff., 26, 42, 51, 56 Zulassungsleitlinie 68, 80 Zuschnitt 13f. Zustimmung im Einzelfall (ZiE) 23, 53, 67, 70, 77ff., 96, 100 zweiseitige linienförmige Lagerung 64 Zwillingsreifen 81 Zwischenmaterial 58f. Zwischenschicht 18, 24, 27, 59, 65f. zylindrisch 8, 15f., 65, 78, 81

Anhang

Bildnachweis Allen, die durch Überlassung ihrer Bildvorlagen, durch Erteilung von Reproduktionserlaubnis und durch Auskünfte am Zustandekommen des Buches mitgeholfen haben, sagen die Autoren und der Verlag aufrichtigen Dank. Sämtliche Zeichnungen in diesem Werk sind eigens angefertigt. Nicht nachgewiesene Fotos stammen aus dem Archiv der Architekten oder aus dem Archiv der Zeitschrift Detail. Trotz intensivem Bemühen konnten wir einige Urheber der Fotos und Abbildungen nicht ermitteln, die Urheberrechte sind aber gewahrt. Wir bitten um dementsprechende Nachricht.

Seite 44 oben, 101 oben rechts: Christian Richters/artur, Essen Seite 44 Mitte: Bernhard Kroll, Großhansdorf Seite 44 unten, 51 links oben, 51 unten: seele, GSSG Holding GmbH & Co. KG, Gersthofen Seite 45: Frank Oudeman, New York Seite 46: GOP Architekten, Münster

Seite 8: Giles Breton, London Seite 9 links: Michael Wurzbach, Hamburg Seite 9 Mitte: ZSW, Stuttgart Seite 9 rechts, 16 Mitte, 19 rechts, 42 unten, 101 unten: Christian Schittich, München Seite 13 rechts, 15 rechts, 24 links, 38 rechts, 40 rechts, 50 links, 62, 63, 64, 67, 70, 71 rechts, 81: Stefan Unnewehr, Dresden Seite 15 links, 68: Jan Wurm, London Seite 16 links: Angelo Kaunat, A-Bürmoos Seite 16 rechts: Margherita Spiluttini, Wien Seite 17: Nigel Young/Foster + Partners, London Seite 18: Lothar Sprenger, Dresden Seite 19 links: Schott AG, Grünenplan Seite 24 rechts: Regierungspräsidium Tübingen, Beschussamt Ulm Seite 25: Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-MachInstitut, EMI, Freiburg Seite 28: Schott Jenaer Glas GmbH Seite 34: H.G. Esch, Hennef Seite 35: Nigel Young, London Seite 37: Jörg Schöner, Dresden Seite 40 links, 49 oben rechts: Octatube, Delft Seite 42 oben: Luuk Kramer, Amsterdam Seite 42 Mitte: Luke Lowings, London Seite 43 links: Marios C. Phocas, Nicosia Seite 43 rechts: HI-TEC-GLAS GmbH, Grünenplan

Seite 49 links oben: Hans-Chistian Schink, Leipzig Seite 49 unten: Gabriela Metzger, Stuttgart Seite 50: Maier-Glas GmbH, Heidenheim Seite 51 rechts oben: Heinz W. Krewinkel, Böblingen Seite 52, 54 Mitte: Courtesy of Apple Seite 53: Hufton+Crow/View/artur, Essen Seite 54 unten: Ed Reeve, London

Rubrikeinführende Fotos Seite 6: Kibble Palace (Crystal Palace), Glasgow (GB) 1872, John Kibble, Graeme Phanco, GB-Duntocher Seite 10: Hearst Tower, New York City, New York (USA) 2006, Foster + Partners, James Carpenter Design Associates, Andreas Keller/artur, Essen Seite 20: Fassade IAC Building, New York City, New York (USA) 2007, Frank O. Gehry, Dominique Roski, New York Seite 32: Klein Residence, Santa Fe, New Mexico (USA) 2004, Ohlhausen DuBois Architects, Frank Oudeman, New York Seite 56: Musée d’Art, Strasbourg (F) 1996, Adrien Fainsilber, seele, GSSG Holding GmbH & Co. KG, Gersthofen Seite 72: glasstec 2006, seele, GSSG Holding GmbH & Co. KG, Gersthofen Seite 82: Mahnmal für Terroropfer, Madrid (E) 2007, Estudio FAM, Esaú Acosta Pérez, Madrid Seite 102: Landeszentralbank, Meiningen 2000, Hans Kohlhoff und Helga Zimmermann, Schott AG, Mainz

Seite 55: Isolar-Glas-Beratung GmbH, Kirchberg Seite 76: Martin Romstedt, Schwäbisch Hall Seite 78: Gerhard Hagen, Bamberg Seite 79 links: Saint Gobain, Aachen Seite 80 links, Mitte: Stefan Reich, Dresden Seite 80 rechts: Ulrich van Stipriaan, Dresden Seite 84, 85: Courtesy of Andy Ryan/The Nelson Atkins Museum of Art, 2007 Seite 86, 87: Olaf Mahlstedt/archenova, Düsseldorf Seite 88, 89: Roger Frei, Zürich Seite 91, 92: Florian Holzherr, München Seite 93, 94, 101 links unten: Christian Richters, Münster Seite 95, 96: Werner Huthmacher/artur, Essen Seite 98, 99 rechts: Antoine Duhamel, Paris Seite 99 links: Yves Chanoit, Paris Seite 100: José Hevia, Barcelona

111

Autoren und Verlag danken dem Fachverband Konstruktiver Glasbau e. V. für die großzügige Förderung der Publikation.

112