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.
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