Verglasung

Verglasung der modernen Generation

Im Bereich Bauwesen und Fenstertechnik wird heute überwiegend das sogenannte Floatglas verwendet. Zur industriellen Herstellung wird es seit den 1960er Jahren angewandt und hat seitdem die meisten anderen Methoden zur Flachglasherstellung verdrängt. Inzwischen werden 95% des gesamten Flachglases mittels Floatprozess hergestellt. Qualitativ hat es sich in den letzten Jahren aufgrund seiner extrem glatten Oberfläche bewährt. Die Herstellung beinhaltet einen kontinuierlichen Prozess. Die heiße, leicht zähflüssige Glasschmelze wird fortlaufend von einer Seite auf ein längliches Bad aus flüssigem Zinn geleitet. Das zu ca. zwei Drittel leichtere Glasmaterial schwimmt auf der Zinnoberfläche und breitet sich gleichmäßig wie ein Film aus. Durch die Oberflächenspannung des Zinns entstehen sehr glatte Oberflächen. Am kühleren Ende des Beckens wird das noch ca. 600° warme Glas fortlaufend herausgezogen und durchläuft einen Kühlofen. Die endgültige Stärke des Glases, welche beim Floatglas zwischen 1mm bis 24mm liegt, ist abhängig von der Viskosität und der Ziehgeschwindigkeit bei der Herstellung.

Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG)

Hierbei wird das Glas bei der Herstellung thermisch vorgespannt. Dieser Prozess beinhaltet, dass die Scheibe erhitzt wird um sie dann mit kalter Luft rasch abzukühlen. Der Kern bleibt durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Materials länger warm als die Oberfläche, weshalb außen Druckspannungen und im Glasvolumen Zugspannungen entstehen. Diese sorgen für ein erschwertes Risswachstum und machen die Scheibe auch bei hohen und häufigen Temperaturschwankungen besonders robust. Sollten Risse zu tief werden, kann Einscheibensicherheitsglas nicht nachträglich mechanisch behandelt werden. Sobald die „eingefrorene“ Spannung freigesetzt wurde zerfällt das Glas in kleine Krümel. Zu den Anwendungsbereichen zählen Autoseitenscheiben, Duschabtrennungen, Ganzglastüren, Fassadengläser sowie Alarmgläser.

Verbund-Sicherheitsglas (VSG)

Abwechselnde Schichten von Glas und reißfester Kunststofffolie gewährleisten beim zu Bruch gehen das Haften der Glassplitter oder –scherben an der Folie. Dadurch wird die Verletzungsgefahr deutlich verringert und die Scheibe wirkt durchschlaghemmend (Einbruchschutz). Weiterhin weist es eine deutlich höhere Schalldämmung gegenüber einer einfachen Flachglasscheibe auf. Die einzelnen Schichten werden während des Herstellungsprozesses mit Druck und Hitze dauerhaft miteinander verbunden. Ab 25 mm Glasdicke spricht man von Panzerglas, welches beispielsweise Anwendung im Bereich Schaufenster, Vitrinen und Autofenster findet.

Mehrscheiben-Isolierglas (MIG)

Häufig wird bei diesem Typ auch von Wärmedämmverglasung oder Isolierverglasung gesprochen. Aber auch Begriffe wie Sonnen-, Sicht- und Schallschutzglas bezeichnen in der Regel ein Mehrscheiben-Isolierglas. Es ist ein aus mindestens zwei Glasscheiben zusammengesetztes Bauelement für Fenster, welches sich dadurch auszeichnet, dass sich zwischen den Scheiben ein Hohlraum befindet, der luftdicht verschlossen ist und wärmedämmend wirkt. Der Randverbund gewährleistet den Scheibenzwischenraum (SZR) und trägt zur Energieeffizienz bei. Innerhalb des SZR werden heute Edelgase wie Argon und Krypton verwendet. Diese weisen eine höhere Wärmedämmung auf als die früher verwendete getrocknete Luft.

Verbundglas (VG)

Verbundglas besteht aus mindestens zwei Scheiben und einer klebefähigen Zwischenschicht aus Kunststoff, wie z.B. Gießharz oder hochreißfeste, zähelastische, thermoplastische Verbundfolie. Die häufigsten Anwendungsgebiete umfassen den Flug- und Straßenverkehr (Frontscheiben von Flugzeugen, Schienen- und Straßenfahrzeugen) und das Baugewerbe als absturzsichernde Verglasung. Des Weiteren werden sie in Kombination mit LED-Technik (z.B. leuchtende Glastreppen) oder auch im Bereich der intelligenten Verglasung eingesetzt.

Intelligentes Glas

Elektrische Spannungen oder andere Auslöser, wie Sonneneinstrahlung oder Erwärmung, ermöglichen die Veränderung der Lichtdurchlässigkeit der Scheibe. Drei primäre, unterschiedliche Techniken kommen hier zum Einsatz:

  • Elektrochromes Glas für UV-Schutz und zur Temperaturregulierung

    Mit Hilfe einer geringen Spannung von 3 Volt wird eine bläuliche Färbung erreicht. Bei Abgabe von elektrischen Ladungen an eine mikroskopisch dünne Beschichtung wird diese optisch aktiv und ändert ihre Farbe. Dieser Vorgang kann von wenigen Sekunden bis hin zu mehreren Minuten dauern. Das Entfernen der Spannung oder die Veränderung ihrer Polarität lässt das Glas wieder durchsichtiger werden. Dies kann manuell oder automatisch durch Sensoren geschehen, welche die Helligkeit messen. Strom wird nur während der Einfärbungsphase oder beim Herstellen vollständiger Transparenz benötigt.

  • Thermochromes Glas als Sonnenschutz

    Bei dieser Technik wird kein Strom benötigt. Thermochrome Materialien haben die Eigenschaft, ihre Lichtabsorption in Abhängigkeit von der Temperatur zu ändern. Erwärmt sich die Scheibe durch Sonneneinstrahlung, färbt sie sich ein, so dass das Rauminnere vor Sonnenlicht geschützt ist. Lässt die Einstrahlung nach, kühlt sich das Glas wieder ab und wird transparent.

  • LC-Glas (liquid crystal) als Sichtschutz

    Ein Polymer-Flüssigkristallfilm ist zwischen zwei Flachglasscheiben eingebettet und mit einer Stromquelle verbunden. Solange kein Strom fließt, sind die Flüssigkristalle willkürlich angeordnet und die Scheibe ist opak. Wird eine Spannung angelegt, ordnen sich die Kristalle in einer Vorzugsrichtung an und das Glas wird transparent. Diese Technik findet beispielsweise in ICE´s Verwendung und dient als Sichtschutz zwischen Führerkabine und den Reisenden.

Glas mit selbstreinigenden Eigenschaften > Lotoseffekt

Die Oberflächenstruktur des Flachglases wird durch unterschiedliche Techniken so verändert, dass sich Schmutz weniger gut festsetzen kann und bei Regen größtenteils weggewaschen wird. Für diesen Effekt gibt es drei gängige Verfahren:

  • Die mittels Titandioxid pyrolytisch beschichtete Außenseite des Glases besitzt eine herabgesetzte Oberflächenspannung (hydrophil) und verhindert so die Tröpfchenbildung. Das Wasser verteilt sich als dünner Film und spült Verunreinigungen herunter. Des Weiteren wird die selbstreinigende Fähigkeit durch einen photokatalytischen Effekt unterstützt. Dieser entsteht durch die UV-Absorption der Titanidioxidschicht, wodurch aktiver Sauerstoff erzeugt wird. Dabei werden organische Verschmutzungen zersetzt und die Haftung des Schmutzes auf der Oberfläche wird reduziert.

  • Siliziumpartikel verbinden sich chemisch mit der Glasoberfläche und sorgen für eine hydrophobe Eigenschaft, ohne dabei die anderen Eigenschaften zu verändern. Die Kontaktfläche wird reduziert, so dass sich Schmutz nicht festsetzen kann und Regenwassertropfen abperlen.

  • Eine Nanobeschichtung sorgt für einen hydrophoben und schmutzabweisenden Effekt. Sie besteht aus mindestens zwei Schichten: die Erste verbindet die ursprüngliche Oberfläche physikalisch mit der zweiten, nanostrukturierten Schicht. Die Nanopartikel bestehen aus Verbünden von einigen wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen. Diese sind, wie es der Name vermuten lässt, sehr klein und gerade mal 1 Millionstel Millimeter groß.

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