Thema des Monats August

Moderne Glasarchitektur: Zukunftsweisend (Teil 2)

Wie biegt man beschichtetes Glas?

Einer der Schlüsselfaktoren, verantwortlich für die häufigere Verwendung von Glas, ist die Entwicklung der Beschichtungstechniken. Diese haben geholfen, Glaseigenschaften zu erschaffen, die einen großen Einfluss auf die Anwendungsmöglichkeiten haben, Beispiele schließen verbesserte Wärmeeigenschaften und Schutz gegen Sonneneinstrahlung ein. Flammhemmendes oder sogenanntes hardcoat Glas können beinahe wie gewöhnliches Glas gebogen und gehärtet werden.

Weich beschichtete Glasarten bieten normalerweise eine bessere thermische Isolierung und haben bessere vor Sonnenschutzeigenschaften als hart beschichtete Gläser. Das Problem bei diesen Beschichtungen ist allerdings ihre Empfindlichkeit während der Bearbeitung und ihr niedriger Hitzewiderstand. Weich beschichtete Glasarten können nicht den Temperaturen unterworfen werden, die während des Biegens und Härtens erforderlich sind und deshalb müssen sie bereits vor der Beschichtung verformt werden. Bei geradem Glas gibt es keine Probleme, da es hier unzählige Lieferanten gibt, die Flachglasbeschichtungsmaschinen haben.

Es gibt allerdings derzeit noch keine Maschinen, die in der Lage wären, gebogenes Bauglas zu beschichten. Das bedeutet, dass herkömmliches weich beschichtetes Glas in gebogener Form nicht erhältlich ist. In Deutschland erfordert die

Wärmeschutzverordnung z.B. einen K-Wert von 1,1 W/m²K für Glasfassaden, ein Wert, der nur mit weich beschichtetem Glas zu erreichen ist. Wenn trotzdem gebogenes Glas in der Fassade eingeplant wird, bleiben nur zwei Möglichkeiten: entweder müssen Kompromisse eingegangen werden - bezüglich der Farbe, der Eigenschaften von Licht- und Hitzedurchlässigkeit oder Sonnenschutzeigenschaften von gebogenem Glas, hinsichtlich der Struktur und dem Lichteinfall in das Gebäude, oder aber die gebogenen Scheiben müssen durch gerade Scheiben ersetzt werden.

In Anbetracht der Schwierigkeiten die mit der Behandlung und besonders mit der Nachbearbeitung von weich beschichtetem Glas verbunden sind, haben die führenden Glashersteller in den letzten Jahren verstärkt daran gearbeitet, widerstandsfähigere Glasarten herzustellen, die ebenfalls über ausreichende thermische und hitzeabweisende Eigenschaften verfügen. Es gibt zwei Hauptrichtungen und es gibt Bestrebungen, die aufgeführten Methoden weiterzuentwickeln:
 Neue pyrolytische Methoden (z.B. chemisches Bedampfen) wie z.B. Sunergy und Sungate von PPG, die bereits bessere Eigenschaften als dasjenige normalen pyrolytischen Glases aufweisen und
 Weiche Beschichtungen die den Temperaturen während des Biegens und Temperns wiederstehen, z.B. Sunguard von Guardian.
 Diese Anstrengungen leistungsstarke beschichtete Gläser herzustellen, die gehärtet und gebogen werden können, öffnen mit Sicherheit erhebliche neue Märkte für gebogenes Glas.

Gebogenes Glas bietet tragende Eigenschaften

Für gebogenes Glas werden üblicherweise die gleichen Eckdaten angewendet, wie für gerade Scheiben. Das bedeutet, dass die tragenden Eigenschaften, die durch die gebogene Form sich geradezu aufdrängen, nicht mit berücksichtigt werden, was wiederum im Gegenzug bedeutet, dass die endgültige Struktur schwerer und teurer ist, als eigentlich nötig wäre.

Die gebogene Form hat allerdings einige bedeutsame Vorteile, vorausgesetzt, dass die Berechnungen richtig sind: Die Dicke des Glases kann erheblich reduziert werden, wodurch logischerweise das Gesamtgewicht der Fassade reduziert wird und kostenreduzierend wirkt. Das leichtere Gewicht des Glases spiegelt sich direkt im Design der tragenden Konstruktion wieder – wodurch wiederum Kosten eingespart werden.
Ein gutes Beispiel hierfür liefert der Hannover EXPO Skywalk. Das hier verwendete Material ist 2*6 mm laminiertes Flachglas mit Scheibenmaß 2*2,25 m. Wenn statische Berechnungen für Flachglas angewendet worden wären, hätte die Konstruktion aus 2*12 mm laminiertem hitzeverstärkten Glas gebaut werden müssen. Die andere Seite der Medaille jedoch war, dass diese Konstruktion einer besonderen Genehmigung bedurfte, da die benötigten Berechnungen nicht entsprechend der Norm durchgeführt werden konnten. (Quelle: Tambest Oy, Finnland).
Die zusätzliche Steifigkeit gebogenen Glases erlaubt eine größere Freiheit bei architekturellem Design von Gebäuden, besonders hinsichtlich der Größe der Glasflächen. Dies ist ein bedeutender Vorteil speziell bei dem Entwurf von Oberlichtern. In Anbetracht des leichteren Gewichts der Konstruktion und Rahmen werden auch die Materialkosten reduziert.

Hier liegt der Schlüsselfaktor in der Typisierung der Verfahren für Design, Abnahme und Genehmigung, letztendlich müssen wir den teuren und zeitaufwendigen Prozess der Einzelgenehmigungen loswerden.

Standardisierung und Bauvorschriften für gebogenes Glas

Es gibt keine übergreifenden Normen für den Einsatz von gebogenem Glas, seine Eigenschaften und Testmethoden.
Die jetzt gültigen Bauvorschriften gelten gleichermaßen für Flachglas und gebogenes Glas. Bezüglich der Vorbehandlung von Glas (Schnitttoleranzen, Anordnung von Bohrungen und Nuten, Formen usw.) gelten die für Flachglas aufgestellten Normen, sofern sie angewendet werden können. Einzelne Hersteller dürfen ihre eigenen Empfehlungen bezüglich z.B. der Bohrungsanordnung anwenden.

Für gehärtetes Glas werden die Normen für Flachglas angewendet, soweit dies irgend möglich ist. Zum Beispiel kann die Definition des Härtungsgrades (Körnung, Menge, Form) als solche angewendet werden. Die Testmethoden unterscheiden sich jedoch. Brucheigenschaften unter Einwirkung eines spitzen Gegenstandes können entsprechend der Norm getestet werden. Die Schlagzähigkeit jedoch kann nicht geprüft werden, da die Methoden und Ausrüstungen nur für das Testen von geradem Glas entwickelt worden sind. Deshalb wird oftmals die entsprechende flache Konstruktion getestet oder ein spezielles Testverfahren je Anwendungsfall entwickelt.

Bezüglich der Sonderformen gebogenen Glases (schlagfest, einbruchhemmend, kugelfest) werden die Normen für diese speziellen Kategorien angewendet. Die Konstruktionen werden mit geraden Scheiben getestet und als solche für gebogenes Glas angenommen.

Probleme tauchen typischerweise immer dann auf, wenn die Normen für Flachglas als solche nicht für gebogenes Glas angewendet werden können. Hierzu gehören:

a) die zur Verfügung stehenden Testmethoden (z.B. Test der Tragfähigkeit oder Schlagfestigkeit) sind speziell für Flachglas entworfen und können normalerweise als solche nicht für gebogenes Glas angewendet werden. Dies bedeutet üblicherweise, dass Konstruktionen speziell genehmigt werden müssen, was einen zusätzlichen Kostenfaktor darstellt.

b) Qualitätskritierien, wie z.B. Formgenauigkeit und optische Eigenschaften. Aufgrund des Fehlens internationaler Standards werden entweder die Maßstäbe eines Herstellers angewendet oder solche, die speziell für diesen besonderen Anwendungsfall entworfen werden, was zu Streitigkeiten bei der Auslegung führen kann.

c) Design-Grundsätze und statische Berechnung. Solange es keine Normen für die statische Berechnung gibt, müssen Konstruktionen aus gebogenem Glas je nach Anwendungsfall speziell entworfen werden. Eine Standardisierung würde auch den Vorteil bieten, dass die zusätzliche Steifigkeit, die sich aus der gebogenen Form ergibt einfacher berücksichtigt werden kann, ohne dass man auf Einzelfallberechnungen zurückgreifen und spezielle Genehmigungsverfahren durchlaufen muss.

Eine übergreifende Norm würde sicherlich den Einsatz von gebogenem Glas für Bauten und Konstruktion stützen und verstärken. Dies durch gezielte Informationen über die Anwendung, die Eigenschaften und Testverfahren, durch die Harmonisierung der Verfahren und Verringerung des Bedarfs für teure, separate Kontrollen. Die ASTM-Norm für gebogenes Glas aus den USA ist ein wichtiger Schritt in die richtige Richtung, aber sie behandelt noch nicht alle angesprochenen Probleme.

Quelle : Glassrobots OY- www.glassrobots.fi/
OGIS GmbH www.glassglobal.com