Glas

Glas ist ein Schmelzprodukt aus Quarzsand, Natron und Kalk sowie weiteren Stoffen, die sowohl die Färbung als auch die besonderen Eigenschaften von Glas beeinflussen können. Es zeichnet sich durch seine amorphe Molekularstruktur aus, durch die Solarstrahlung mit einer Wellenlänge von 315 – 2.500 nm (sichtbarer Bereich: 380 – 780 nm) hindurch gelangen kann. Die heute am meisten verwendete Glasart ist Floatglas. Sie besteht aus Siliciumoxid, Calciumoxid, Natriumoxid, Magnesiumoxid und Aluminiumoxid. Der Hauptanteil der Glasschmelze basiert auf Siliciumoxid und gibt daher dem Bauglas auch seinen Namen: Silikatglas.

Gallerie

Seit 1959 wird Flachglas industriell im Floatverfahren hergestellt. Dabei fließt die Glasschmelze über ein flüssiges Zinnbad und bildet ein Glasband mit annähernd planer Oberfläche. Mit diesem Verfahren lassen sich Glasdicken von 2 bis 25 mm herstellen; die üblichen Dicken betragen 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15 und 19 mm. Die maximalen Abmessungen sind abhängig von der weiteren Verarbeitung der Floatglasscheiben. Einscheibenglas kann in einer Größe von bis zu 3,21 x 6,00 m hergestellt werden. Durch die Reduktion von Eisenoxidanteilen im Glas kann die typische grünliche Färbung von Flachglas abgemindert werden. Es entsteht das sogenannte Weißglas.

Glasarten
Neben Floatglas werden u.a. Gussglas, Profilbauglas und Glassteine in Fassadenkonstruktionen eingesetzt. Gussglas wird in Dicken zwischen 3 und 10 mm mit und ohne Drahteinlage hergestellt. Es besitzt auf einer oder auf beiden Seiten eine strukturierte Oberfläche und ist dadurch transluzent. Seine physikalischen Eigenschaften entsprechen denen von Floatglas und ebenso wie dieses kann es u.a. zu ESG oder VSG weiter verarbeitet werden. Eine spezielle Art des Gussglases ist Profilbauglas (auch Profilglas genannt), das in Form von U-Profilen aus 6 bis 7 mm dickem Gussglas hergestellt wird. Es ist sowohl mit klaren als auch strukturierten Oberflächen erhältlich. Seine Abmessungen betragen je nach Hersteller zwischen 230 und 500 mm in der Breite und 1,00 bis 7,00 m in der Länge. Profilbaugläser können zu ein- und zweischaligen Wandkonstruktionen sprossenlos verbunden werden. Aufgrund der statisch günstigen U-Form lassen sich mit ihnen große Spannweiten überbrücken. Hohlglaskörper, die aus zwei aneinander geschmolzenen Glasschalen bestehen, werden als Glassteine bezeichnet. Ihre äußeren und inneren Flächen können glatt oder strukturiert ausgebildet sein. Glassteine sind transluzent, erlauben also keine klare Duchsicht und sind in verschiedenen Formaten und Einfärbungen erhältlich.

Isolierglas
Eine Isolierverglasung besteht aus zwei Flaotglasscheiben, die über einen Randverbund luftdicht zur Umgebung miteinander verbunden sind. Damit entsteht im Scheibenzwischenraum (SZR) eine Luftschicht als Dämmpolster, das bei einem Scheibenabstand von 15 mm Luft einen optimalen Dämmwert erzielt. Bei Füllung des Scheibenzwischenraums mit Edelgasen (Argon, Krypton, Xenon) wird die Wärmedämmeigenschaft einer Isolierverglasung gesteigert. Der Randverbund kann aus Edelstahl, Aluminium oder Kunststoff bestehen. Im Inneren ist der Abstandshalter mit hygroskopischen Materialien versehen, die die Feuchte der eindringenden und abgeschlossenen Luft absorbieren.

Vorgespanntes Glas
Um die Eigenschaften hinsichtlich Tragfähigkeit und Sicherheit zu verbessern, können Glasscheiben thermisch oder chemisch vorgespannt werden. Thermisch vorgespanntes Glas wird in vollvorgespanntes Glas (Einscheibensicherheitsglas ESG) und teilvorgespanntes Glas (TVG) unterschieden. Chemisch vorgespanntes Glas entsteht durch Austausch von Ionen an der Glasoberfläche in einem heißen Salzschmelze-Tauchbad. Anders als bei der thermischen Vorspannung können auch gekrümmte Flächen behandelt werden. Chemisch vorgespanntes Glas kann sehr dünn sein und wird vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt.

Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG)
ESG ist neben Verbund-Sicherheitsglas (VSG) ein in Deutschland zugelassenes Sicherheitsglas. Es entsteht durch thermische Vorspannung einer Floatglasscheibe. Die Glasscheibe wird einer speziellen Temperaturbehandlung (ca. 670° C) unterzogen und schlagartig abgekühlt. Die Oberflächen der Scheiben kühlen schneller ab als der Glaskern, wodurch in der Oberfläche zusätzliche Druckspannungen entstehen, die das Glas widerstandsfähiger machen. Die Temperaturwechselbeständigkeit und die Biegebruchspannung steigt gegenüber normalem Glas an. Bei ESG muss mit einer minimalen Unebenheit der Scheiben gerechnet werden.

Wird thermisch vorgespanntes Glas überbelastet, bricht es in kleine Glaskrümel; die Verletzungsgefahr durch herunterfallende Glasscheiben wird vermieden. An der Größe der Krümel kann der Grad der Vorspannung erkannt werden. Nachträglich kann ESG nicht bearbeitet werden (z.B. bohren, schneiden). Gläser mit sogenannten Soft-Coatings können nicht thermisch vorgespannt werden, da die Beschichtungen den Temperaturen nicht standhalten. Der Wärmedurchgangskoeffizient einer Einfachscheibe beträgt ca. 5,8 W/m² K. Erst durch Beschichtungen und einen mehrschichtigen Aufbau wird aus dem Einfachglas ein gut wärmedämmendes Bauelement.

Teilvorgespanntes Glas (TVG)

TVG entsteht durch thermische Vorspannung einer Floatglasscheibe. Die Glasscheibe wird einer speziellen Temperaturbehandlung unterzogen und in einer Luftdusche schnell abgkühlt. Die Oberflächen der Scheiben kühlen schneller ab als der Glaskern, wodurch in der Oberfläche zusätzliche Druckspannungen entstehen, die das Glas widerstandsfähiger machen. Die Temperaturwechselbeständigkeit und die Biegebruchspannung steigt gegenüber normalem Floatglas an. Da der Abkühlvorgang bei der Herstellung von TVG nicht so blitzartig erfolgt wie bei ESG, ist auch die Festigkeit geringer. TVG hat eine geringere optische Welligkeit als ESG, aufgrund seines Bruchbildes jedoch eine höhere Resttragfähigkeit bei Verwendung als Verbund-Sicherheitsglas. Im Gegensatz zu ESG kann bei TVG kein Spontanbruch durch Nickelsulfideinschlüsse entstehen und darum auch auf den Heißlagerungstest (Heat-Soak-Test) verzichtet werden. Anwendungen sind z.B. im Überkopfbereich und für Schrägfassaden.

Verbund-Sicherheitsglas (VSG)
VSG besteht aus mindestens zwei Glasscheiben (meistens Floatglas, TVG oder ESG) und einer Zwischenschicht aus hochreißfesten PVB-Folien (Polyvinylbutyral). Aufgrund seines Aufbaus halten die Glassplitter auch nach einem Bruch zusammen und können so den Aufprall eines Körpers halten (Resttragfähigkeit). Eine Verbundwirkung der Einzelgläser darf in der Berechnung nicht berücksichtigt werden. Einzelne Scheiben des Verbundes dürfen 12 mm nicht überschreiten. Toleranzen beim Glasversatz sind produktionsbedingt möglich. Anwendungen sind z.B. Absturzsicherungen, Dach- und Schrägverglasungen, Brüstungselemente, Passagenüberdachungen u.a.

Ausführliche Informationen rund um das Thema Glas stehen im Baunetz Wissen Glas (siehe Surftipps).

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