Konstruktives Glass - Skript

8/18/2019 Konstruktives Glass - Skript

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Zürich



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Herausgeber: Dr. Falk Wittel

Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere dieder Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen,der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und derSpeicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung,vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch imEinzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlun-

gen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.

Institut für Baustoffe,

ETH Zürich, Zürich, 2012

1. korrigierte Auflage

Titelbild: Apple Store, Boston, USA, Quelle: Seele Glasbau



3

Vorwort: Glas ein besonderer Werkstoff

Glas spielt im Bauwesen eine zunehmend wichtigere Rolle und unterschiedlichste Produkte

dringen in immer neue Anwendungen vor. Dabei ist die Einführung von Glas in die Welt deskonstruktiven Ingenieurbaus erst wenige Jahrzehnte alt. Vielleicht ist es der Traum vom trans-parenten Gebäude, dass die Trennung zwischen Umwelt und Gebäude aufhebt. Sicher ist je-doch, dass immer bessere Glasprodukte dabei helfen unseren CO2 Ausstoß zu reduzieren, sei esdurch intelligente Gebäudehüllen oder durch hochdämmende Faserglasprodukte. Die industri-elle, kostengünstige Herstellung und einfache Formbarkeit, verbunden mit ausreichender Fes-tigkeit und einem guten Korrosionswiderstand, eröffnen den Baugläsern ein weites Anwen-dungsfeld bis hin zur Verwendung von Glasbauteilen als konstruktive Bauelemente. Zur Grup-pe der Baugläser zählen Flachgläser, Pressgläser, Faser- und Schaumgläser. Bauglas ist also einmoderner Werkstoff mit hohem Innovationspotential zur Realisierung moderner Energie- undKonstruktionskonzepte. Der vermehrte konstruktive Einsatz von Glas als Strukturelement stellt jedoch neue Anforderungen an Ingenieure in Bezug auf Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, Nachhal-

tigkeit oder Brandschutz. Um mit Glas gut konstruieren zu können, muss man den Werkstoffverstehen und die Möglichkeiten zur Herstellung, Formgebung und Bearbeitung kennen.

In der Vorlesung werden die Grundlagen von Gläsern erarbeitet. Dafür befassen wir uns zu-nächst mit Glaschemie und Glasphysik. Ziel ist es Mikrostruktur-Eigenschaftsbeziehungen inglasartigen Werkstoffen zu verstehen und ein Gefühl für die Auswirkungen technologischerModifikationen auf die mechanischen und optischen Eigenschaften des Materials Glas zu ent-wickeln. Ein großer Teil des Glasphysikkapitels befasst sich mit der, für Bauingenieure wichtigeVorhersage spröden Materialversagens. Nach der ausführlichen Darstellung der Glasgrundla-gen wenden wir uns der technologischen Dimension der Glasherstellung, Formgebung undWeiterverarbeitung zu. Dabei stehen die üblichsten Verfahren zur Herstellung von Baugläsernim Vordergrund. Abgerundet wird dies durch eine Zusammenfassung der üblichsten Baupro-

dukte aus Glas. Zuletzt wird die Auslegung von Glasprodukten thematisiert. Dieses Kapitel solleinen Überblick über den aktuellen Stand der Normung bieten und in Kombination mit An-wendungsbeispielen die kritischen Punkte für Konstruktionen mit Glas besprechen.



4

Inhaltsverzeichnis

Vorwort: Glas ein besonderer Werkstoff ................................................................................................................. 3

Inhaltsverzeichnis .............................................................................................................................................................. 4

1.

Die Erfindung des Fensters .................................................................................................................................. 7

2. Glaschemie ............................................................................................................................................................... 18

2.1. Was ist Glas eigentlich? ........................................................................................................................ 18

2.2. Natürliche Gläser ..................................................................................................................................... 19

2.2.1. Gesteinsgläser.......................................................................................................................................... 20

2.2.2. Impaktgläser und Tektite ................................................................................................................ 21

2.2.3. Andere natürliche Gläser .................... ..................... ..................... .................... ..................... .......... 22

2.3.

Synthetische Gläser ................................................................................................................................ 22

2.3.1.

Strukturtheorien zur Glasbildung ................................................................................................... 24

2.3.2. Glaswandler .......................................................................................................................................... 25

2.3.3. Stabilisatoren und Zwischenoxide .................. .................... .................... ..................... ............... 27

2.3.4. Glasrezepte ............................................................................................................................................ 27

2.4. Rohstoffe für silicatische-Gläser ...................................................................................................... 30

2.4.1. Rohstoffe in der Antike und im Mittelalter ................................................................................. 30

2.4.2. Rohstoffe für moderne Gläser .................. ..................... ..................... .................... .................... ... 32

2.5. Glasbeständigkeit ................................................................................................................................... 34

2.5.1.

Glaskorrosion ............................................................................................................................................ 34

2.5.2. Entglasung ............................................................................................................................................. 37

3.

Glasphysik ................................................................................................................................................................ 39

3.1. Thermische Eigenschaften ................................................................................................................. 39

3.1.1. Das V-T-Diagramm ................................................................................................................................ 39

3.1.2. Das -T-Diagramm ................................................................................................................................ 42

3.1.3. Der Glaszustand ...................................................................................................................................... 44

3.1.4. Thermische Eigenspannungen ......................................................................................................... 44

3.2.

Mikrostrukturbeziehungen ................................................................................................................ 45

3.3. Mechanische Eigenschaften .............................................................................................................. 45

3.3.1. Bruchzähigkeit ......................................................................................................................................... 48

3.3.2.

Risswachstum und Lebensdauer ................................................................................................. 53

3.3.3.

Dynamisches Risswachstum ........................................................................................................ 54

3.3.4. Unterkritisches Risswachstum ..................................................................................................... 55

3.3.5. Festigkeit ............................................................................................................................................... 56

3.4. Optische Eigenschaften .......................................................................................................................60

3.4.1.

Lichtbrechung und Reflektionsvermögen..................................................................................... 61



5

3.4.2. Dispersion und Abbezahl................................................................................................................ 66

3.4.3. Transmissivität ................................................................................................................................... 67

3.4.4. Physiologischer Farbeindruck ....................................................................................................... 70

3.5. Eigenschaftsabschätzung .................................................................................................................... 75

4.

Glasformgebung ................................................................................................................................................... 79

4.1. Walz- und Ziehglas ................................................................................................................................ 79

4.2. Floatverfahren .......................................................................................................................................... 82

4.3.

Hohlglasherstellung .............................................................................................................................. 84

4.4. Schaumglas ............................................................................................................................................... 86

4.5. Glasbiegeverfahren ............................................................................................................................... 87

5. Glasverarbeitung ................................................................................................................................................... 88

5.1. Glastempern und Abkühlen ............................................................................................................... 88

5.2.

Glasschneiden .......................................................................................................................................... 93

5.3. Schleifen und Polieren .......................................................................................................................... 95

5.3.1. Kantenbearbeitung ............................................................................................................................... 96

5.3.2. Bohren .................................................................................................................................................... 96

5.4. Oberflächenbearbeitung ..................................................................................................................... 97

5.4.1. Materialabtrag ......................................................................................................................................... 97

5.4.2.

Chemisches Vorpannen .................................................................................................................. 98

5.4.3. Stoffauftrag .......................................................................................................................................... 98

6.

Glasprodukte .......................................................................................................................................................... 101

6.1. Monolithische Flachgläser ................................................................................................................. 101

6.1.1. Spiegelglas ................................................................................................................................................ 101

6.1.2. Schutzglas ............................................................................................................................................ 101

6.1.3. Vorgespannte Gläser ...................................................................................................................... 102

6.1.4. Beschichtete Gläser ........................................................................................................................ 104

6.1.5. Wärme- und Sonnenschutzgläser ............................................................................................ 105

6.1.6. Selbstreinigende Gläser ................................................................................................................ 106

6.1.7.

Entspiegelte Gläser ......................................................................................................................... 107

6.1.8.

Prüfung von Glasprodukten ........................................................................................................ 107

6.2. Glaslaminate .......................................................................................................................................... 109

6.2.1. Verbundsicherheitsglas ................................................................................................................ 109

6.2.2. Verbundglas ......................................................................................................................................... 111

6.3. Isoliergläser ............................................................................................................................................... 112

6.3.1. Sonnenschutzglas ............................................................................................................................ 114

6.3.2. Wärmeschutzglas ............................................................................................................................. 114

6.3.3.

Schallschutzglas ................................................................................................................................. 115



6

6.3.4. Brandschutzglas ................................................................................................................................ 116

6.3.5. Adaptive Isoliergläser ...................................................................................................................... 116

6.4. Walzgläser ................................................................................................................................................ 119

6.5. Betonglas .................................................................................................................................................. 119

6.6.

Schaum- und Blähglas ........................................................................................................................ 120

6.7. Faserglas ..................................................................................................................................................... 121

6.7.1. Textilglasfasern .................................................................................................................................. 121

6.7.2.

Isolierglasfasern ................................................................................................................................ 122

7. Glasauslegung ....................................................................................................................................................... 123

7.1. Lagerungs- und Verbindungsarten ..................... .................... .................... .................... ............... 123

7.1.1. Formschlüssige Verbindungen ..................... .................... .................... .................... ...................... . 125

7.1.2. Kraftschlüssige Verbindungen ........................................................................................................ 127

7.1.3.

Stoffschlüssige Verbindungen ..................... ..................... ..................... .................... ...................... 128

7.2. Verglasungsarten ................................................................................................................................. 130

7.2.1. Vertikalverglasung ................................................................................................................................. 131

7.2.2. Horizontalverglasung ..................................................................................................................... 133

7.2.3. Absturzsichernde Verglasung ..................................................................................................... 135

7.2.4. Begehbare Verglasung ................................................................................................................... 137

8.

Abbildungsverzeichnis ....................................................................................................................................... 138

9. Anhänge ...................................................................................................................................................................144

A Diagramme und Tabellen .................................................................................................................................144

A1 Periodensystem der Elemente ..................................................................................................................144

B Rechenbeispiele .................................................................................................................................................... 149

B1 Hinterlüftete Vertikalverglasung ............................................................................................................ 149

B2 Überkopfverglasung ...................................................................................................................................... 151

B3 Vertikalverglasung aus Isolierglas .......................................................................................................... 153

C Normenübersicht .................................................................................................................................................. 156

D Quellen ...................................................................................................................................................................... 163

10.

Index .................................................................................................................................................................... 166



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Wärmedämmglas 24.3km 2 1’017.9Mio€Herstellung von Glasfasern 2009 BRD 673kt 844.4Mio€ Textile Glasfasern und -wolle-Dämmstoffe 237.7kt 486.3Mio€ Steinwolle-Dämmstoffe 435.4kt 459.5Mio€Gebrauchs- und Spezialglas 2009 BRD 321kt 1’105Mio€ Bausteine und anderes Bauglas 11.6kt 18.3Mio€

Tabelle 1 Glasprodukte für das Bauwesen. Quelle Statistisches Bundesamt, Bundesverband Glas.

Typische Glasprodukte für das Bauwesen mit Produktionsmengen und Umsätzen sind in Tabel-le 1 aufgelistet. Allein deutsche Anlagen produzieren derzeit ca. 1.7 Mio. t Flachglas/Jahr, was bei4mm Glasdicke und der üblichen Breite von 3.21m einem Glasband von 52000km Länge, dasalso 1.3-mal um die Erde reicht, entspricht. Ein Großteil wird zu Fensterglas verarbeitet, das

grossen Einfluss auf die moderne Architektur hat. Im Folgenden wollen wir uns ansehen, wiedie Fähigkeit zur Herstellung von Fensterglas, bis hin zu den heute möglichen Scheibengrössen,die Architektur massgeblich geprägt hat.

Gehen wir zurück in eine Zeit ohne Fenster. Wandöffnungen waren meist klein, um Wärmever-luste gering zu halten, und die Räume waren dunkel und stickig. Man kannte Klapp- oderSchiebeläden, Matten zum Aufrollen, Gitter aus undurchsichtigen Stoffen oder von Natur ausdurchscheinende Materialien wie dünn geschliffene Alabaster- oder Marmorplatten; Marien-glas oder Fraueneis (durchsichtiger Gips, der sich in dünne Blätter spalten lässt) sowie russi-sches Glas (Muskovit (Glimmerart), ein Kalium Aluminium Silikat). Alternativ konnten tierischeHäute, Fischblasen, Rindermägen, Pergament (dünn geschabte Tierhaut mit einer Lösung ausGummiarabikum, Eiweiß und Honig aufgeweicht und feucht in einen Rahmen gespannt undmit Firnis (Klarlack) bestrichen) verwendet werden. Das Wort „Fenster“ kommt aus dem Latei-nischen (Fenestra) und wurde in Zuge der römischen Eroberung Germaniens in den germani-schen Wortschatz übernommen. Die altgermanische Bezeichnung für Fenster war hingegennäher bei „Window“ (Windauge), also ein zugiges Loch in der Wand und nicht ein winddichterGlasverschluss.

Glasfenster sind somit eine Erfindung des römischen Reiches. Älteste Funde aus dem 1. Jhd.n.Chr. sind meist trübe, bläuliche oder grünliche Scheiben. Flachglas etablierte sich als völligneues Produkt aus Glas zu einem Zeitpunkt da bereits gute Kenntnisse in der Hohlglasherstel-lung vorhanden waren. Zwar hatten die Scheiben schlechte optische Eigenschaften, dennochfanden sie als Statussymbol in wichtigen Gebäuden in Rom, Luxusvillen auf Herculaneum undPompeij sowie in kaiserlichen und öffentlichen Gebäuden und römischen Thermen Anwen-dung (45 cm × 44 cm bzw. 80 cm × 80 cm Scheibengrösse) (s. Abb.Abbildung 2). Der römische

Philosoph und Erzieher Kaiser Neros, Lucius Annaeus Seneca (+65 n.Chr.) beklagt sich in seinen„Briefen an Lucilius“ über die Verweichlichung der römischen Jugend, die Bäder mit Glasfens-tern bevorzuge. Nördlich der Alpen war Fensterglas aufgrund des raueren Klimas deutlich mehrals ein Statussymbol. Es finden sich Bruchstücke von Fensterglas in den Limeskastellen, insbe-sondere in den Wachtürmen. Leider wurden bei Grabungen bis ins 18. Jahrhundert Fensterglas-reste nicht beachtet, da man glaubte, dass die Scheiben nicht so alt sein können.



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15

1902 liess sich der Belgier Fourcault ein Ziehverfahren patentieren, das er 1904 erstmals tech-nisch umsetzen konnte. Dazu hatte er ein Grundproblem bei Ziehverfahren gelöst, das so beiZylinderziehglas nicht auftritt, da ein geschlossener Ring gezogen wird. Ein Glasband jedochzieht sich beim Abziehen aus einer Schmelze infolge der Oberflächenspannung zu einem Glas-faden zusammen. Fourcault gelang es, das Glasband durch einen Schamottbalken zu stabilisie-ren, der in die Glasschmelze eingedrückt wird und dessen mittlere Öffnung unter der Glasbad-oberfläche ist. Folglich quillt Glasschmelze aus dem Schlitz der Ziehdüse und es bildet sich diesogenannte Zwiebel, in der sich die zähflüssige Glasmasse egalisiert. Um den Prozess zu star-ten wird mit einem Fangeisen die Zwiebel erfasst und in den Ziehschacht nach oben gezogen.Durch Kühlrohre wird der Rand des Bandes so stark abgekühlt, dass es sich nicht zusammen-ziehen kann. Über Transportwalzen wird das Band über mehrere Stockwerke nach oben gezo-gen, wo es weiter abkühlt. Im obersten Stockwerk wird das endlose Glasband dann von Arbei-tern zu Glastafeln geschnitten (vgl. Abbildung 8). Gezogenes Flachglas wird auch als Maschi-nenglas bezeichnet.

Fourcault erlebte den Siegeszug seines Verfahrens nicht mehr. 1910 musste er die Patentrechteverkaufen. Vier Jahre später ging in Belgien die erste industrielle Anlage mit 8 Ziehmaschinenin Betrieb, wurde aber im selben Jahr wegen des 1. Weltkriegs stillgelegt. 1916 vereinbarte Four-

cault mit der deutschen Besatzungsmacht die Wiederaufnahme des Betriebs, was ihm nachKriegsende den Ruf eines Kollaborateurs einbrachte. 1919 starb Fourcault seelisch gebrochen. Inden 20iger Jahren setzte sich sein Verfahren weltweit durch, ausser in Deutschland, dem imVersailler Vertrag für 5 Jahre verboten wurde Flachglas nach dem Fourcault-Verfahren herzu-stellen. In Witten und Torgau wurde dann ab 1925 bis 1990 auf diese Weise Glas produziert.Heute wird es noch für Spezialflachgläser und überfangene Gläser (mit 2. überzogener Glas-schicht) verwendet. In Entwicklungs- und Schwellenländern finden sich ebenfalls noch Four-cault Anlagen, da diese kostengünstig zu betreiben sind und ohne grosse Umrüstung unter-schiedlich dicke Gläser hergestellt werden können.

Zwar ist die Oberfläche von Ziehglas nach dem Fourcault-Verfahren feuerpoliert, da das zäh-flüssige Glas ja nur mit Luft in Berührung kommt, allerdings hat es Kontakt mit einem Scha-

mottstein, was zu Einlagerungen führen kann. Prinzipiell lässt sich das Problem durch Führun-gen aus Platin (Schmelztemperatur >1770°C) lösen. Deutliche günstiger geht es allerdings mitzwei anderen Verfahren, dem Libby-Owens und dem Pittsburgh-Verfahren. Der AmerikanerIrving Colburn entwickelte 1904 das Libbey-Owens Verfahren, auch Colburn-Verfahren ge-nannt. Dabei wird ein Glasbande ohne Düse senkrecht nach oben gezogen. Führungsrollenhalten das Band in der gewünschten Breite, wo es in ca. 1m Höhe über eine wassergekühlte,hochpolierte Edelstahlwalze in die horizontale umgelenkt wird. Danach geht es über Walzen inden Kühlkanal. In dem Verfahren sind Scheibendicken von 0.8-20mm möglich (vgl. Abbildung8). Das Verfahren wurde viel in Amerika angewandt wo Firmen wie Libbey-Owens-Ford mitdem stark gestiegenen Bedarf an Autoglas für geschlossene Fahrzeuge schnell wuchsen. Beim1925 entwickelten Pittsburgh-Verfahren wird das Glas wie beim Fourcault-Verfahren senkrechtnach oben gezogen, aber nicht mit einer Ziehdüse, sondern mit einem Balken aus feuerfestem

Material unterhalb der Glasoberfläche der die Glasströmung an der Abzugsstelle des Glasban-des stabilisiert. Da die Glasoberfläche nicht mit dem Schamottmaterial einer Ziehdüse in Be-rührung kommt, ist die optische Qualität von Colburn- oder Pittsburgh-Scheiben etwas besserals die von Fourcault-Glas. Mit den Ziehverfahren wurden Scheibengrössen möglich, die zwarleicht schlierig sind, aber dennoch eine akzeptable Planarität aufweisen. Große Scheiben er-möglichten neue Baustile, bei denen teilweise die Außenwand völlig aufgelöst wurde, z.B. beiBauhausgebäuden wie dem Schulgebäude von Walter Gropius in Dessau oder den in Amerikaentstandenen Wolkenkratzern wie dem Crysler Building in New York (1928-1930). All dieseScheiben wurden über Ziehverfahren hergestellt.

Ein relativ moderndes Ziehverfahren ist das Corning-Down-Draw-Verfahren zur Herstellungdünnen Flachglases für TFT Displays und andere elektronische Geräte. Das Verfahren wurde1964 vom Amerikaner S.M. Dockerty von Corning Glass Works patentiert. Man lässt Glas zu bei-den Seiten aus einer Platinrinne aus- und nach unten laufen. Unten verbinden sich die beiden



16

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20

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Am häufigsten finden sich natürliche Gesteinsgläser als amorphe Erstarrungsproduktevulkanischer Schmelzen.

Hohe Temperaturen können auch bei Meteoriteneinschlägen entstehen, woraus sichImpaktgläser oder Tektite bilden können.

Die freigesetzte Energie bei Blitzeinschlägen reicht ebenfalls zur Verflüssigung vonQuarz, wodurch sogenannte Fulgurite (Blitzröhren) entstehen können.

Durch Schockwellen bei Meteoriteneinschlägen oder bei unterirdischen Atombomben-explosionen können diaplektische Gläser entstehen.

2.2.1. Gesteinsgläser

Als Vulkanglas oder Gesteinsglas wird ein vulkanisches Gestein bezeichnet, das im amorphenZustand als Glas vorliegt und nicht aus kristallinen Mineralien besteht. Es ist keine eigene Ge-

steinsart, sondern ein bestimmtes Gesteinsgefüge, das durch schnelle Abkühlung oder Ab-schreckung einer Lava oder eines Magmas entsteht. Die nötige rasche Abkühlungsgeschwin-digkeit wird meist durch den Kontakt von Lava mit Wasser oder Gletschereis erreicht. KleinereLavapartikel können durch die Luft abgeschreckt werden. Ein solches Gestein kann vollständig(hyalin) oder nur teilweise (hypokristallin) aus Glas bestehen (glasfrei = holokristallin). Im Kon-taktbereich mit Kühlmedien kann sich eine glasige Abschreckungszone entwickeln, währenddas Innere mehr oder weniger kristallisiert vorliegt. Bimsstein und Obsidian sind die bekanntes-ten Formen von Vulkanglas.

Bims (Bimsstein) ist ein blasenreiches, sehr poröses schaumiges Glas, welches bei explosivenVulkanausbrüchen aus gasreichem Magma entsteht. Die poröse Struktur entsteht durch dieAusdehnung in zähflüssiger Lava eingeschlossener Gase, wenn diese an die Erdoberfläche ge-

langt, dabei der Druck plötzlich abfällt, die Lava "aufkocht" und sehr schnell erstarrt. Alle Artenvon Magma (Basalt, Andesit, Dacit, Rhyolit) formen sich zu Bimsstein. Da es aus einem Netz-werk von Gasblasen inmitten von zerbrechlichem vulkanischem Glas und Mineralien besteht,ähnelt es einem Schwamm mit einem Porenvolumen von bis zu 85%, der mit einer Dichte vonρ=0.3kg/dm3 auf Wasser schwimmt. Bimsstein dient als Baustoff, als Füllmittel (Bimskies), zurHohlblocksteinherstellung, als Dämm-Material, Isolierplatten etc.. Als Bimsmehl wird er alsSchleif- und Poliermittel, Seifenzusatz, Körperpflege- und Drogerieartikel zur Hornhautentfer-nung, Katzenstreu, Zahnpasta, und für vieles mehr verwendet.

Obsidian ist ein kompaktes, vulkanisches Gesteinsglas mit geringen Gasresten und weniger als1% Massenanteil an Wasser. Es entsteht bei rascher Abkühlung von siliciumreicher Lava. Beihöheren Gehalten an flüchtigen Stoffen (neben Wasser hauptsächlich CO2) würde sich das

Gestein zu Bimsstein aufblähen. Bei langsamer Abkühlung entsteht Pechstein. Die Bildung vul-kanischer Gläser ist in hohem Maße von der Zähflüssigkeit und deshalb vom Kieselsäuregehaltder Lava abhängig (je höher, desto zähflüssiger). Die Farbe von Obsidian variiert stark, abhängigvon Verunreinigungen und deren Oxidationszuständen. Trotz der meist hohen Gehalte an Kie-selsäure (zum Vergleich: Granite sind normalerweise helle Gesteine) ist Obsidian meistschwarz, dunkelgrün, dunkelgrau bis -braun gefärbt, gelegentlich auch braun oder rötlich. DerGrund sind feinst verteilte Hämatit- oder Magnetitminerale im Gestein. Ihr Name leitet sichvon dem Römer Obsidius ab, der in der Antike den ersten Obsidian von Äthiopien nach Romgebracht haben soll. Man findet es in Gebieten mit Vulkanismus, bei denen kieselsaure Lavenausgeflossen sind, vor allem in Italien (Lipari), Griechenland, auf Teneriffa, auf Island und inMexiko. Bereits Steinzeitmenschen machten sich Obsidian für Werkzeuge zu Nutze. Ausserdemsind zahlreiche Beispiele kultischer Verwendungen oder als Schmuck bekannt. Indianervölker

(u.a. Azteken und Maya) stellten sich aus Obsidianglas scharfe Messerklingen und Pfeilspitzen



21

her. In der heutigen Zeit wird schwarzer Obsidian größtenteils als Schmuckstein verarbeitetund verkauft.

2.2.2. Impaktgläser und Tektite

Wie Obsidiane wurden auch Gläser, die von Meteoriteneinschlägen stammen, bereits vor meh-

reren Jahrtausenden für Gebrauchsgegenstände, als Schmuck und für kultische Zwecke ver-wendet. Man unterscheidet Impaktgläser und Tektite. Impaktglas entsteht durch das Auf-schmelzen des Gesteins am Ort des Einschlags. Diese Schmelze erstarrt danach zu einem natür-lichen Glas, das Spuren des Impaktors sowie Einschlüsse von Hochdruckmineralenwie Coesit enthält. Folglich wird es im jeweiligen Krater oder dessen näherer Umgebung ge-funden. Tektite entstehen ebenfalls beim Einschlag großer Meteorite, werden jedoch bis zueinige hundert Kilometer vom Einschlagsort weggeschleudert und sind weitgehend frei vonEinschlüssen.

Impaktgläser

Libysches Wüstenglas, kurz auch LDG (Libyan Desert Glass) oder LDS(G) (Libyan Desert Silica(Glass)), wird im Gebiet des grossen Sandsees im ägyptisch-libyschen Grenzgebiet, der Liby-schen Wüste, gefunden. Das hellgelb, honiggelb, grüngelb, milchig weiss bis schwarzgrauschimmernde Impaktglas mit hoher Transparenz aufgrund eines hohen Quarzanteils von 98%,entstand mit hoher Wahrscheinlichkeit durch einen Meteoriteneinschlag in der östlichen Zent-ralsahara vor ca. 28 bis 30 Millionen Jahren. Bei hohem Druck und Temperaturen wurde derdamals oberflächlich anstehende Sandstein aufgeschmolzen, fortgeschleudert und rasch abge-kühlt. Durch Wüstensand wurde an der Erdoberfläche gefundenes Wüstenglas poliert, in derErde steckendes hingegen sieht zerfressen und matt aus. Bei den Ägyptern galt es als sehrwertvoll und findet sich an zahlreichen Kultgegenständen, wie dem Skarabäus, Sinnbild desSonnengottes, auf dem Tutanchamun-Amulett. LDSG besteht zu 98% aus Lechatelierit, einemnatürlichen Quarzglas. Es konnten Einschlüsse von Baddeleyit, der bei Temperaturen von über

1700°C aus Zirkonsand entsteht, sowie Spuren des Meteoriten (bis zu 0,5%) nachgewiesen wer-den. (Chemische Zusammensetzung: 97,53 % SiO2; 1,37 % Al2O3; 0,02 % K2O; 0,37 % FeO; 0,21 %CaO; 0,26 % Na2O3; 0,19 % TiO2; 0,05 % MgO)

Tektite

Tektite (gr. tektos=geschmolzen) sind bis zu einige Zentimeter grosse Glasobjekte, die schwarzoder grünlich durchsichtig sind. Ihre Form variiert von aerodynamisch rundlich, scheiben-, trop-fen- oder hantelförmig bis unregelmäßig. Ihre Bezeichnung ist meist mit den jeweiligen Im-paktkratern und Fundorten assoziiert, die mehrere hundert Kilometer vom Einschlagort ent-fernt sein können. Beim schrägen Einschlag eines Meteoriten in der sogenannten Jetting Pha-se, dem Moment des ersten Kontakts des Meteoriten mit der Erdoberfläche, entsteht ein Strahl

aus extrem heissem Gesteinsdampf eventuell sogar Plasma. Die herauskatapultierten Glas-schmelzen werden viele Kilometer hoch, wahrscheinlich sogar aus der Erdatmosphäre herausgeschleudert, wo sie kondensieren und abkühlen. Folglich ist es nicht verwunderlich, dass ihrWasseranteil von nur 0.005% im Vergleich zu anderen Gesteinen extrem gering ist. Das in derAtmosphäre erkaltete und erhärtete Material regnet in den Streufeldern nieder. Tektite entste-hen nur bei bestimmter Grösse und Einschlagswinkel des Meteoriten, weshalb die wenigstenMeteoriten Tektite hervorbringen.

Moldavite sind Tektite, die beim Einschlag eines grossen Meteoriten im Nördlinger Ries im heu-tigen Bayern vor 14.2 Millionen Jahren entstanden. Das entsprechende zentraleuropäischeStreufeld des Meteoriten erstreckt sich ins Gebiet der Tschechischen Republik, daher habenMoldavite ihre Bezeichnung von Fundorten am Oberlauf der Moldau in Südböhmen. Es sind

grünlich transparente Gläser mit kleinen Gaseinschlüssen, unverkennbaren Fliessstrukturen imInneren sowie einer typisch muscheligen Oberflächenstrukturierung. Bereits in der Steinzeit



22

wurden Moldavite als Grabbeigaben verwendet, was auf ihren Wert schliessen lässt. Da dieGegend der Fundstellen ein traditionelles Glashüttengebiet ist, wurde lange Zeit Moldavit alsAbfallprodukt der Glasherstellung verkannt. Erst 1961 konnte in einer Probe nachgewiesen wer-den, dass sie eine Hochdruckmodifikation von Quarz enthält, welche nur bei Meteoritenkraternentsteht. Der fälschlich als Vulkan angenommene Nördlinger Ries wurde als Meteoritenkratererkannt und in Verbindung mit den Moldaviten gebracht. (Chemische Zusammensetzung:80 % SiO2; 10 % Al2O3; 3 % K2O; 2 % FeO; 2 % MgO; 1,5 % CaO; 0,5 % Na 2O3; 0,5 % TiO2)

Andere bekannte Tektite bzw. Streufelder sind: Australasiatisches Streufeld (obwohl diesesStreufeld eindeutig das größte ist und rund 10% der Erdoberfläche bedeckt, ist der Krater unbe-kannt.): Australite (Australien, dunkel, meist schwarz); Indochinite (Südostasien, dunkel, meistschwarz); Chinite (China, schwarz); Nordamerikanisches Streufeld (Chesapeake-Bay-Krater,USA): Bediasite (USA, Texas, schwarz); Georgiaite (USA, Georgia, grünlich); Elfenbeinküste(Lake Bosumtwi-Krater, Ghana): Ivorite (Elfenbeinküste, schwarz).

2.2.3. Andere natürliche Gläser

Fulgurite

Fulgurite (lat. fulgur=Blitz) sind hohle Röhren, die in der extremen Hitze eines Blitzeinschlagsvon mindestens 1800°C durch Blitzverglasung/-sinterung in sandigen Böden innerhalb einerSekunde entstehen. Andere Bezeichnungen sind "gefrorene Blitze" oder Blitzrohre, die Durch-messer bis zu mehreren Zentimetern und Längen von bis zu 5 Metern mit Gabelungen errei-chen können. Ihre Farbe und chemische Zusammensetzung hängt stark von der Zusammenset-zung der Böden ab und reicht von schwarz über grün bis weiss. Das Innere ist für gewöhnlichsehr glatt mit feinen Blasen, während das Äussere von rauen Sandkörnern gebildet wird. Wirdein Fels getroffen, können Felsfulgurite gebildet werden, während bei der Anwesenheit organi-scher Stoffe sogar Fullerene (C60und C70) gebildet werden können.

Diaplektisches GlasDie Glasbildung in der Natur muss nicht über die Unterkühlung einer Schmelze erfolgen. Sowird beim diaplektischen Glas die Gitterstruktur eines Kristalls durch äussere Krafteinwirkungin Form von Schockwellen zerstört, ohne dass die flüssige Phase durchlaufen wird. Resultat istebenfalls ein amorpher Körper, der jedoch nicht durch Schmelzen und Erstarrung entstandenist. Solch extrem starke Schockwellen können durch Meteoriteneinschläge entstehen, aberauch unterirdische Atombombenversuche können künstliches diaplektisches Glas erzeugen. InMeteoriten wird oft Maskelynit gefunden. Maskelynit ist ein diaplektisches Glas mit der Zu-sammensetzung von Plagioklas, aus dem es auch durch Stosswellen-Metamorphose erzeugtwird. Es wurde nach dem britischen Mineralogen M. Maskelyne benannt, der als "Keeper ofMinerals" beim Britischen Museum als einer der ersten glasförmigen Feldspat in Meteoriten

beschrieb. Maskelynit findet sich in Meteoriten aber auch in Mondgesteinen. Besonders vielenthalten die shergottitischen Marsmeteoriten, in denen aller Plagioklas in Maskelynit umge-wandelt wurde.

2.3. Synthetische Gläser

Der Legende nach gelang die Entdeckung der Glasherstellung phönizischen Kaufleuten reinzufällig, als sie um 5000 v.Chr. am Strand im heutigen Libanon ein Lager machten. Der römi-sche Historiker Pliny (23-79 n.Chr.) beschreibt wie sie zum Kochen ein Feuer am Sandstrand mitnitrathaltigen Blöcken aus ihrer Handelsware eingrenzten und einen Kochtopf darauf stellten.Durch die hohen Temperaturen verflüssigten sich zur Überraschung der Kaufleute die Blöcke

mit dem Sand zu einer opaken, glasartigen Substanz. Ob die Legende wahr ist, lässt sich nichtbelegen, sicher ist jedoch, dass die ersten künstlich hergestellten Gläser nicht transparent wa-



23

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25

Koordinationszahl des Kations muss klein sein (3 oder 4).

Netzwerkbildner sind vornehmlich saure Oxide mit Radienverhältnis Kation zu Anion0.2-0.4.

Anion darf nicht an mehr als 2 Kationen gebunden sein.

Summe der Elektronen in p-Orbitalen geteilt durch Anzahl der Atome muss grösser als 2sein (Wintersche Regel).

Elemente der Gruppen III, IV,V,VI haben 1, 2, 3, 4, 5 p-Protonen. Für SiO 2 bedeutet dies(1*2+2*4)/3=3.33>2 (vgl. Periodensystem der Elemente im Anhang) und in der Tat beobachtetman eine sehr starke Tendenz zur Glasbildung. Diese letzte Regel weist darauf hin, das bei derGlasbildung nicht die kugelsymmetrischen Elektronenschalen sondern die anderen (p,d,f) be-sonders wichtig sind. Diese gerichteten oder kovalenten Bindungen sind Elektronenpaarbin-dungen, die durch Überlappung von Suborbitalen entstehen. Im Gegensatz zu zentralsymmet-rischen Couloub-Kräften, bei denen sich Vorzugsrichtungen nur aufgrund geometrische Aspek-te und der Elektroneutralitätsbedingung ergeben, bestimmen kovalente Bindungen unmittel-bar die Nahordnung der Struktur und verkürzen die Ionenabstände durch Überlappung derOrbitale.

Die Bedingung der Elektroneutralität führt damit dazu, dass die Regeln nur von Stöchiometrien(M2X3, MX 2, M 2X5 ) erfüllt werden können. Eine Darstellung für Glasbildner, die Einkomponen-tenglas bilden können ist in Tabelle 2 gegeben. Die meisten Glassorten bestehen allerdings ausmehreren Komponenten, bei denen Fremdionen in die Netzwerkstruktur eingelagert werden.

Tabelle 2 Glasbildner für Einkomponentenglas.

M2X3 MX2 M2X5 Elektronen-summe

Siliciumdioxid SiO2 x 3.33

Bortrioxid B2O3 x 2.8Phosphorpentoxid P2O5 x 3.71

Germanium GeO2 x 3.3

Arsenik / Diarsentrioxid As2O3 x 3.6

Antimon Sb2O5 x 3.71

2.3.2. Glaswandler

Da Glas kein Gefüge hat, müssen die Eigenschaften über die Chemie der Bindungen beeinflusstwerden. Man manipuliert das Netzwerk über Fremdionen und damit die mechanischen undchemischen Eigenschaften der Gläser. Fremdionen können als Netzwerkwandler oder Zwi-schenoxide auftreten. Netzwerkwandler spalten das Netzwerk auf und verringern die Zahl derVerknüpfungsstellen und damit die Viskosität. Die Schmelze tritt folglich bei geringeren Tem-peraturen ein.



26

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27

2.3.3. Stabilisatoren und Zwischenoxide

Zwischenoxide wie Aluminiumoxid und Bleioxid können als Netzwerkwandler und –bildnerfungieren, sind allerdings alleine nicht zur Glasbildung fähig. Für silicatische Gläser kommenfolgende Oxide zum Einsatz:

Mangan(II)-oxid (MnO) Glas wird länger Aluminiumoxid (Al2O3) Glas wird länger, mech. Festigkeit ↑, chem. Resistenz ↑

Bleioxid (PbO) Tg ↓, Brechzahl↑, el. Widerstand ↑, Absorption v. Röntgenstrahlen

Titandioxid (TiO2) Brechzahl ↑, Säureresistenz ↑

Zirconium(IV)-oxid(ZrO2) chemische Resistenz ↑, Trübmittel für Emails

Zinkoxid ZnO Härte ↑

Ploniumoxid (PoO) Zinn(II)-oxid (SnO) Cadmiumoxid (CdO) Berylliumoxid(BeO)Thoriumoxid (ThO2) Selen(IV)-oxid (SeO2) Eisen(II)-oxid (FeO) Eisen(III)-Oxid(Fe2O3)Nickel(II)-oxid (NiO) Cobalt(II)-oxid (CoO)

2.3.4. GlasrezepteWährend der Regentschaft von Kaiser Tiberius (14-37 n.Chr.) soll ein römischer Glasmacher einbemerkenswertes Glas demonstriert haben. Im Gegensatz zu gewöhnlichem Glas zerbrach esnicht. Die Geschichtsschreiber Pliny und Petronus nannten es „vitrum flexile“. Der Glasmacherdemonstrierte dem Imperator eine transparente Vase, die er vor dessen Augen auf den Bodenschleuderte. Nach der Legende zerbrach es nicht, verbog sich aber und wurde vom Glasmachermit einem Hammer ausgebeult. Tiberius fragte, ob er das Geheimnis des flexiblen Glases mit jemand geteilt hatte. Als der Glasmacher verneinte, wurde er auf der Stelle umgebracht undseine Glaswerkstatt zerstört, da der Imperator fürchtete, dass das neue Material den Wert sei-ner wertvollen römischen Glaswaren mindern würde.

Bis heute existiert kein schockresistentes Glas, das plastische Verformungen wie die beschrie-

benen zulassen würde. Diese Geschichte ist wahrscheinlich nicht wahr, vielleicht ist sie aberauch nur stark übertrieben und der Glasmacher war über eine primitive Art von schockresisten-tem Borosilicatglas gestolpert. Nur ein paar Prozent Boroxid kann die Glasstruktur stark verän-dern und zu resistenten Gläsern führen. Borax war in Rom bekannt und wurde von Gold-schmieden als Flussmittel verwendet. Auf jeden Fall sind aus der Antike viele Glasrezepturenüberliefert, die über die Versuchs-und Irrtumsmethode gefunden wurden. Erst während derIndustrialisierung fanden systematische Untersuchungen statt, die eine grosse Anzahl vonSondergläsern mit speziellen Eigenschaften hervorbrachten. Glas hat ja oft keine definiertechemische Zusammensetzung, es ist vielmehr eine Mischung aus Metalloxiden und anderenchemischen Elementen und Verbindungen mit den Bausteinen Si, B, Al, Mg, Ca, Ba, Pb, Zk, Li,Na, K, die in Form von Oxiden vorliegen. Die chemische Analyse bezeichnet Anteile eines Ele-ments in Form dessen Oxids.

Dietzel schlug einen pragmatischen Weg vor, um die Rolle einzelner Oxidkomponenten in ei-nem Glas zu beschreiben. Er ging von der Coulomb-Wechselwirkung mit Zentralsymmetrie fürIonen aus:

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In der Formel ist 0 die elektrische Feldkonstante oder Permittivität des Vakuums, e die Elektro-nenladung, z die Anzahl Anionen und Kationen und a der charakteristische Abstand der Anio-nen. Da die Kationen-Anionen-Abstände experimentell aus verschiedenen Mineralien be-

stimmt wurden, wird der kovalente Anteil der Bindung implizit mitberücksichtigt. Wenn mandie Formel betrachtet, sieht man, dass die Wechselwirkung in der Umgebung eines gemeinsa-



28

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29

Flussmittel (Zinkoxid, Thallium): Verminderung des Schmelzpunktes, Beschleunigungder Läuterung, Verminderung der Entglasung .

Veränderung der Brechzahl (Bariumoxid, Blei für Röntgenschutz).

Absorption von Infrarotstrahlung (Cer).

Veränderung der thermischen und elektrischen Eigenschaften (Boroxid).

Erhöhung der Bruchfestigkeit (Aluminiumoxid).

Unterschiedlichste Oxide zur Glasfärbung (s. Kap. Optische Eigenschaften).

Trübungsmittel (Zinndioxid, Calciumphosphat, Fluorid, Zirkoniumdioxid).

Es weist eine geringe Erweichungstemperatur auf und hat eine geringere chemische Bestän-digkeit als z.B. Kieselglas sowie einen deutlich höheren Wärmeausdehnungskoeffizient. AlsMassenglas wird es für Fenster-, Guss- und als Verpackungsglas eingesetzt.

Alumosilicatglas hat hohe Anteile Al 2O3 (15-25%). Hohe Transformations- und Erweichungstem-peraturen zeichnen diese Gläser aus, weshalb sie auch für Hochtemperaturanwendungen ein-gesetzt werden wie Halogenlampen, Verbrennungsröhren oder den Brandschutz.

Alkali-Blei-Silicatgläser haben typischerweise Bleioxidgehalte von mehr als 10% bis zu 30%.Große Bedeutung kommt diesen Gläsern als Strahlenschutzglas zu.

Borosilicatgläser enthalten wesentliche Anteile von SiO 2 und Borsäure B 2O3 als Glasbildner, sindalso Gemische aus zwei Glasbildnern mit weiteren Zusätzen: Na2O-B2O3-SiO2. Bessere Schmelz-barkeit, hohe chemische Beständigkeit und niedrige Ausdehnungskoeffizienten führen zu ho-her Temperaturwechselbeständigkeit und thermischer Belastbarkeit. Dies sind ideale Eigen-schaften für Laborgläser aber auch monolithische Brandschutzverglasungen. Eine Übersichtüber genaue Zusammensetzungen und Eigenschaften findet sich im Anhang.

Farbiges Glas faszinierte seit jeher die Menschen. Prinzipiell gibt es zwei unterschiedliche ArtenGlas zu färben: Die kolloidale Färbung und die Ionenfärbung. Beimischung von Metallen inForm von Nanopartikeln in der Schmelze (Silber / Gold in Korngrössen <10nm, Form wichtig)

nennt man kolloidale Färbung. Die zugemischten Metalloxide als Zusätze für Farbe, Bre-chungsindex, Trübung sind nicht an der Reaktion beteiligte. Eine Übersicht gibt Tabelle 3. Be-reits die Ägypter benutzten Antimon zur Entfärbung, konnten also farbloses, durchsichtigesGlas herstellen.

Tabelle 3 Oxide für die Ionenfärbung von Kalk-Natron-Glas.

Oxide Farbe

Kupferoxid (einwertig) CuO Rot (Kupferrubinglas)

Kupferoxid (zweiwertig) Cu2O Blau

Kobaltoxid Co2O3 DunkelblauChromoxid Cr2O3 Grün

Eisenoxide Fe2O3 Gelb /grün-blaugrün je nach Wertigkeit

Uranoxid UrO Gelb-/Grünfärbung (Annagelb mit grüner Fluoreszenz)

Nickeloxid NiO Violett, rötlich, bräunlich (Entfärbung)

Manganoxid (Braunstein) MnO Glasmacherseife

Selenoxide SeO/SeO2 Rosa (Rosalin) und rot (Selenrubin)

Silber Feines Silbergelb

Gold Rubinrot (in Königswasser aufgelöst)



30

Indiumoxid In2O3 Gelb bis bernsteinorange

Neodym NdO Rosa bis purpur, lila

Praseodym PrO Grün

Samarium SmO Gelb

Europium EuO Intensives rosa

2.4. Rohstoffe für silicatische-Gläser

Die Verfügbarkeit von Rohstoffen hat zu jeder Zeit die Möglichkeiten der Glasherstellung ein-geschränkt. Zwar ist SiO2 ein Hauptbestandteil der Erdkruste, an dem es eigentlich nirgendwomangeln sollte, doch Netzwerkwandler und Stabilisatoren waren und sind deutlich selteneroder aufwändiger zu beschaffen. Man kann 3 Hauptressourcen der Glasproduktion identifizie-ren: Rohstoffe, Energie und Anlagen. Anlagen erfordern Investitionen in Schmelzaggregate,Wärmetauscher und periphere Anlagen wie Einlegemaschinen, Brenner, Abgasreinigungsanla-

gen, Gemengevorwärmer etc.. Energie kommt aus fossilen (Gas, Schweröl, Leichtöl) syntheti-schen Brennstoffen oder in Form von Elektrizität. Bei Rohstoffen wird zwischen primären undsekundären Rohstoffen (Eigenscherben, Recycling-Scherben) unterschieden. Primäre unter-scheiden sich in mineralische (Sand, Feldspat, Kalkstein, Dolomit,….)und synthetische(Soda,Sulfat, Farboxide). Weiter unterscheidet man in Hauptrohstoffe, die für die Grundglaszusam-mensetzung wichtig sind und Neben-Rohstoffe wie Läutermittel, Farboxide, redoxaktive Zusät-ze.

2.4.1. Rohstoffe in der Antike und im Mittelalter

Gemäß dem ältesten, bekannten Glasrezept des assyrischen König Assubanipal (7. Jh.v. Chr.)waren Sand, Asche aus Meerespflanzen und Kreide die Zutaten für Glas. So wurde Quarzge-

stein zerkleinert, mit sodahaltiger Meerpflanzenasche vermengt, in einen Krug gefüllt und beivielleicht 800°C zu einer Fritte geschmolzen. Die Fritte wurde mechanisch zerkleinert und ineiner weiteren Schmelze bei 900 - 1100°C zu einem 8-10 cm hohen Barren mit ca. 12 cm Durch-messer geschmolzen. Gefärbt wurde das Glas durch Beimischen von Metall-Oxiden schwarz,violett, blau, grün, rot, gelb oder weiß und an weiterverarbeitende Werkstätten geliefert. Derniedrige Anteil SiO2 der damaligen Mischungen (Glassatz) lässt darauf schließen, dass mankeine hohen Schmelztemperaturen erreichte. Geschmolzen wurde das Glas in muldenförmigenTonpfannen, die in einfachen Grubenöfen erhitzt wurden – also ein Erdloch mit einem Steinbo-den unter dem Feuer gemacht wurde. So erreichte man Temperaturen von 600-700°C, alsogerade genug um Glas zu einer teigartigen Masse zu schmelzen. Transparentes Glas war aufdiese Weise nicht zu erreichen.

Zur Römerzeit wurde Glas mit Flusssand und Natron aus Ägypten geschmolzen. ÄgyptischesNatron kam vom Wadi Natrun, einem natürlichen Natronsee in Nord-Ägypten und enthieltmehr als 40 % Natriumoxid und bis zu 4 % Kalk. Die Glasproduktion war immer noch in Pri-mär- und Sekundärwerkstätten gegliedert. Primärwerkstätten stellten Rohglas her, das dannan die Sekundärwerkstätten geliefert und verarbeitet wurde. In Bet Eli’ezer im heutigen Israelwurde eine Primärwerkstatt mit 17 Glasschmelzwannen freigelegt, die jeweils beeindruckende2m × 4m groß sind, was 8-9t Glas entspricht. Nachdem das Gemenge in die Wanne eingelegtworden war, wurde der Ofen zugemauert und 10 bis 15 Tage lang befeuert. Nach dem Feue-rungsstopp und dem Abkühlen wurde das Gewölbe des Ofens abgetragen, der Glasblock her-ausgestemmt und das Rohglas zur weiteren Verarbeitung versandt.

Tabelle 4 Entwicklung der Zusammensetzung von Alkali-Erdalkali-Silicatglas.



31

Ägypten 15. Jhd.v.Chr.

Rom1.Jhd.n.Chr.

Europa13.Jhd. n.Chr.

Syrien 14.Jhd.n.Chr.

Heute

SiO2 65 68 53 70 73

Soda, Na2O 20 16 3 12 16Pottasche,K2O

2 0.5 17 2 0.5

Kalkstein,CaO

4 8 12 10 5

Magnesium,MgO

4 0.5 7 3 3

Gemenge Pflanzenasche,Quarz

Natron,Sand

Holzasche,Sand/Quarz

Holzasche,Sand/Quarz

SynthetischeKomponenten

Durch das zerfallende römische Reich wurden die Länder nördlich der Alpen vom ägyptischenNatron und römischen Glas abgeschnitten und mussten auf eigene Rohstoffe zurückgreifen.Den italienischen Glashütten standen weiterhin ideale Rohstoffe zur Verfügung. Rohstoffe wieMarmor und Soda gab es in Altare und in Mailand aber nicht nördlich der Alpen. Das „crystal-lo“, ein Soda-Kalk-Glas, das mit Manganoxid entfärbt war, begründete den Weltruhm des ve-nezianischen Glases. Die Soda wurde aus Alexandria importiert, ausgelaugt und versiedet, bisein reines Salz entstand. Als Sand wurde ein reiner Glassand aus dem Ticino oder gebrannterMarmor verwendet. So konnte venezianisches Glas in einer Qualität produziert werden, dieweit über der des Waldglases lag.

Waldglas bezeichnet durch Eisenoxide grünlich gefärbtes Glas, welches vom Mittelalter bis zur

frühen Neuzeit (etwa 12.-17. Jahrhundert) nördlich der Alpen in Waldglashütten hergestelltwurde. Glasbildner war Sand, der möglichst leicht zu schmelzen war und den man möglichst inder Nähe der Hütte abbauen konnte, z. B. in Bachbetten. Mit dem Sand kamen Eisenoxide insGemenge, welche das Glas selbst in Mengen von weniger als 0,1 % grün färben. Als Schmelz-mittel wurde aus Pflanzenasche gewonnenes Kaliumcarbonat (K2CO3) verwendet. Eiche, Bucheoder Fichte sind ideale Pottascheträger, aber auch Farnkraut, Melasse oder Meerespflanzenwurden verwendet. So enthält Buchenholzasche etwa 18% K2O. Die Bezeichnung Pottaschekommt von der Herstellung im Verbrennungstopf, in dem die Pflanzen eingedampft und aus-gelaugt wurden. Die Pflanzenasche lieferte auch einen Teil des Kalks, der für die Herstellungguten Glases nötig war. Typische Standorte waren Böhmischer, Bayrischer, Thüringer Wald,Spessart, Sollingen oder das Fichtelgebirge, also alles Waldgegenden. War der günstig gelegeneWald abgeholzt, so wanderten die Glasmacher in ein anderes waldreiches Gebiet, wo sie neue

Öfen bauten.Die Holzbefeuerung und Pottascheherstellung (Kaliumkarbonat; K2CO3) verschlang unglaubli-che Holzmengen. So benötigte man für 0.43 m3 Pottasche ca. 1000 m 3 Holz. Für die Herstellungvon 1 kg Glas wurde etwa ein Raummeter Holz benötigt, was zu einem Holzbedarf einer einzi-gen Glashütte von jährlich 2.000 bis 3.000 Festmeter Holz (2.800 bis 5.200 Raummeter, etwa20-30 ha Wald) führte. 80 bis 85 % des Holzes wurde für die Pottaschegewinnung veräschert.Für Landherren war eine Glashütte die lukrativste Art, ihren Wald auszunutzen. In den verlas-senen Wohnstätten konnten Ackerbauern und Viehzüchter angesiedelt werden, die auf denabgeholzten Flächen wiederum Nahrung produzierten und das Wachstum so weiter förderten.In einigen Gegenden wurde das Befeuern der Glasöfen mit Holz schon im 17. Jahrhundert ver-boten (England 1615, Böhmen 1650), was zum Ende der Waldglashütten führte.



32

2.4.2. Rohstoffe für moderne Gläser

Der Preis eines Rohstoffs wird durch Qualität und Verfügbarkeit bestimmt. Kriterien der Quali-tätsbeurteilung sind:

• Chemische Zusammensetzung: Hauptkomponenten, Verunreinigungen (z.B. Fe-Gehalt),

Feuchte, etc.• Phasenbestand: Hauptphasen, Kritische Phasen.• Kornhabitus und –grössenverteilung.• Konstanz der Qualität.

Für die Verfügbarkeit sind Marktgrössen, Transportdistanzen und Zuverlässigkeit wichtige Fra-gen.

Rohstoffe werden sinnvollerweise als Träger bestimmter Steuer-Oxide geordnet. So enthält einFeldspat nur 17-20% Al2O3, wird aber als Trägerrohstoff für Al2O3 eingesetzt. Wie man in Tabelle5 sieht gibt es für fast jedes Oxid in der Glaszusammensetzung mehrere Optionen an Träger-rohstoffen.

Tabelle 5 Rohstoffe für Glas.

Ele-ment

Oxid Rohmaterial

Si SiO2 Sand Bruchglas

Ti TiO2 Illmenit, FeTiO 3 TiO 2

Zr ZrO2 Zirkon, ZrSi0 4 ZrO 2

Al Al2O3 Feldspat(Ba,Ca,Na,K,NH4)(Al,B,Si)4O8

Nephelinit Hochofen-schlacke

Klingstein Kaolinit

Al(OH)3 Al 2O3

B B2O3 Borax H 3BO3 B2O3 Colemanit Tinkal

Fe Fe2O3 Rotes Eisenoxid FeS FeS 2

Cr Cr2O3 Cr 2O3 K 2Cr2O7

Na Na2O Natriumcarbonat Na2CO3 NaOH

K K2O Pottasche, K2CO3

Ca CaO Kalkstein, Dolomit

Mn MnO MnO2 MnCO 3

S SO3 Na 2So4 K2SO4 CaSo4 Gips BaSO4

Pb PbO PbO Pb3O4

Mg MgO Dolomit, CaMg(CO3) 2 MgCO 3

Durch gezielte Rohstoffauswahl kann die grüne Eigenfarbe von Kalknatronglas nahezu aufge-hoben werden. Bei Quarzsand ist der Eisenanteil die kritische Grösse. Akzeptable Werte sind0.001% für optisches Glas, 0.01% für Kristallglas, 0.03% für Floatglas und 0.2% für Farbglas.

Soda wird als Netzwerkwandler in grossen Mengen benötigt. Es gibt nur wenige Fundstellenfür Natursoda und der Import ist schwierig. Durch einen wachsenden Bedarf an Glas, musste



33

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34

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35

• Angriff durch wässrige Säuren• Angriff durch Basen

• Aber auch Kombinationen wie Angriff durch Wasser & kombinierter Säu-re/Basenangriff

Angriff durch Flusssäure

Fluorwasserstoffsäure ist eine der aggressivsten Säuren und löst das Siliciumdioxid auf, indemes SiO2 zu SiF umwandelt. In wässriger Lösung reagiert es weiter zu Hexafluorokieselsäure:

SiO2 + HF SiF 4 + H 2O; SiF4 + 2HF H 2(SiF6).

Siliziumhexafluorid (SiF6) ist leicht löslich und wird abgewaschen. Flusssäure wird zum geziel-ten Ätzen von Glas (Mattglas) genutzt. In der Viktorianischen Zeit wurde Glas mit Wachs be-schichtet und ein Muster mit einem scharfen Gegenstand in die Wachsschicht gekratzt. Dasfreiliegende Glass wurde danach mit Flusssäure angelöst. Der Prozess ist sehr Zeitaufwändigund gefährlich. Heute wird Flusssäure für Feinätzungen zur Reflektionsminderung oder zumMattieren von Scheiben verwendet. Beim Einsatz fluorhaltiger Holzschutzmittel ist Glas vor-beugend zu schützen. Auch in sauren Fassadenreinigern ist meistens Flusssäure enthalten, daszu Schäden an der Glasoberfläche führen kann, die nur aufwändig herauspolierbar sind.

Angriff durch wässrige Säure

Bei Kontakt von Glas mit wässriger Säure werden in Ionenaustauschreaktionen Kationen desGlases durch Protonen der Säure ersetzt. Die Auslagerungsreaktion ist

-Si-O-Na + + H + -Si-OH + Na +

Durch die Reaktion verarmt die Säure an Protonen und der pH-Wert steigt. Auf diese Weiseentsteht eine Silicatgelschicht, die mit Protonen gesättigt ist und als Diffusionsbarriere den

weiteren Angriff hemmt. Die Glasoberfläche wird folglich passiviert. Bei verwitterten Fassadenkommen oftmals Steinverfestiger zum Einsatz, die sehr häufig aus Kieselsäureestern beste-hen.

Angriff durch Basen

Der Angriff von Basen erfolgt auf den brückenbildenden Sauerstoff des Kieselsäuregerüstes.Die vollständige Auflösung des Netzwerks ist die Folge. SiO2 Moleküle gehen in Lösung undbleiben dort als Polysilicate:

≡Si-O-Si≡ + OH - ≡Si-OH + -O-Si ≡ ≡Si-O- + H 2O≡Si-OH + OH-

Es entstehen immer neue Oberflächen und eine Schutzschicht kann nicht aufgebaut werden.Die Stärke des Laugenangriffs nimmt in der Reihenfolge ab: NaOH, KOH, LiOH, NH 3. BasischeLösungen (Kalkwasser, Mörtelwasser) greifen das Netzwerk an.

Das kann zum Beispiel von Regenwasser hervorgerufen werden, das eine Betonfassade herab-läuft. Kalkmilch greift die im Glas enthaltenen Bestandteile Alkali und Kalk an und führt somitzu einer Oberflächenbeschädigung, die oftmals durch weissliche Rückstände sichtbar ist undzum Erblinden der Scheibe führen kann. Oberflächenverätzungen entstehen meist dann, wennoberhalb oder unterhalb (Regenspritzer) der Glasflächen Betonteile angeordnet sind, die ausSicht-, Struktur-, Waschbeton oder Zementfaserplatten bestehen. Die Trübung kann durcharbeitsintensives schleifen und polieren wieder entfernt werden. Auch Glasfaserbewehrungenin Beton sind von Korrosion betroffen, weshalb hier nur alkalibeständige Glassorten mit hohenAnteilen ZrO2 zum Einsatz kommen sollten.



36

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37

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38

Übergang zur thermodynamisch stabileren Kristallstruktur ausgehend von Keimen. Gläser ausdem Präkambrium sind heute schlichtweg vollkommen rekristallisiert. Der Kristallisationspro-zess lässt sich bei Schneeflockenobsidian beobachten, bei dem SiO2 zu Cristobalit kristallisiert.

Auskristallisation unterhalb des Transformationsbereichs ist auch in technischen Gläsern mög-lich und wird sogar technologisch genutzt, wie bei Reaumurschem Porzellan, das eigentlich ein

entglastes Glas ist. Quarzglas ist dabei besonders gefährdet. Durch hohe Temperaturen nahedem Schmelzpunkt und langsames Abkühlen kann sich eine Entglasungsschicht bilden, die indas Material wächst (ß-Cristobalit). Die Ausscheidung kristalliner Kieselsäure in Form feldspat-artiger Kristalle geht mit einem Festigkeitsverlust, lokalem Härtegewinn und Erblinden einher.Das sich bildende Hochcristobalit hat nahezu dieselbe Dichte wie Quarzglas und lässt sich aufder Oberfläche nicht erkennen. Beim Herabkühlen auf unter 275°C findet jedoch ein strukturel-ler Übergang von einer kubischen in eine tetragonale Kristallstruktur statt, was mit einer star-ken Abnahme der Dichte einhergeht. Dies kann letztlich zu Rissbildung und Abplatzungen füh-ren. Brechungsindexunterschiede, die sich aus der doppelbrechenden tetragonalen Kristall-struktur ergeben, lassen die Entglasungsstellen nun weiß erscheinen. Bei älteren Hallogenlam-pen kann man Entglasung direkt beobachten.



39

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ch zunächsht aus um

en Einsatzischen Bela Brand den

on genann einen Stof gesehen hals 0.06%

urbelastba

w. die Dicchselwirkuchen Gleicckungsdic

05, rcp=0.6eiter, allerdsigkeit. Anhlung verl

it sich brinnicht mehrenommen

n aufgrundammensetinheiten füatur wird ast in etwa

t Kristallkeiden Kristall

von Pro-stungen

ken.

, einmalder so-

ben, einerunrei-

keit und

te, neh-ngen ab.gewichtte in ei-

37), gehtings miters ver-ngsamtt. Steigterreicht

. Mit an-der stei-ung der

r die Vis-ls Trans-über das

me, aberisations-



40

prozesslen eigdem gekoeffizite Flüssten Teläuft. Sbachtetmetrisc

Wederde hänGleichgWird laschafteschiedeDilatatisind die

tur verdDichteMoleküdies zusche Gl

Abbildunmale, 2 la

Die Wä

den. Zuchen (tkühlt. DBestimist die iwird eidem Phsam auMessun nichtrenz zw

peratursich ein

abzuschliene Fernordstricheltennt in diese

igkeit einfriperatur be erhält ma

e Wärmedhen Potenti

ie Glasübeen vielme

ewichtszusngsam abgn. Trägt mane AbkühlonskurvenKurven ide

ichtet siches Netzwele keine Zeieinem dichser hingeg

g 25 Glasbildungsame, 3 sch

rmedehnun

r dilatometpischerweiie eigentlic

ung des tn Abbildune Glasstru

änomen thfgeheizt wigen verfälals Steigunischen den

differenz 2fach in Vo

ssen. Folglinung überBereich dem Transforert. Die Abobachtetn eine einhnung imale, sonder

rgangstemr davon aand einzu

ekühlt, sinkn die Tempgeschwindiühren (s Antisch, bei

also, d.h. dirks kann d sich in ihreren Netz

en benötig

ng bei untersnelle Abkühlu

g kann zur

rischen Bese 5 x 5 x 5he Messunhermischen

25 dargestur mit ein

ermischer Srd, relaxierchen wür

g, d.h. als eLängen bei

– 300°C olumenausd

h bleibt esdas gesam unterkühl

ationsberahme deran, dass diefrorene, uTransforma auch eine

peratur noc, wie vielehmen, de

t die Glasüeraturdehngkeiten abildung 25)bweichend

e innere Stdurch verrie Gleichgeerk. Für Fen über 100

chiedlichen Ang, 3’ normal

Bestimmun

timmungmm) wird

erfolgt mi Ausdehnuellte Pfadaer etwas nipannunge das Glas ie (s. Abbil

rste Ableituzwei zu be

er 20 – 40ehnungsko

bei der krie Netzweren Schmel

eich nimmtichte ist al

e Dichteabnterkühltetionsbereic

n Anteil du

h die Dichteit der Sc

r dem minibergangsteung über ds der Sc. Wird genaen Raten je

uktur desngert werdichtslagesterglas si

0K/min.

bkühlgeschwis Aufwärme

g der Glast

on TG sollt zuerst von5 K/min. D

ngskoeffizibhängigkeiedrigerenzu tun ha

in der Nähdung 26).ng der Dila

nennenden

°C. Die linffizienten

tallinen Nk bleibt ausze oder Flü kontinuierllerdings niahme in etFlüssigkeith hat nunch Änderu

e des Glasemelze gel

malen (krismperatur uer Temperamelze auuso schnelldoch wird z

lases ändeen, dass mu beweged Abkühlr

ndigkeiten (2.

emperatur

e man DINTG + 30 K bie gleiche Pnten na des Glasüichte eing. Wenn ein von TG in

In der pratationskurTemperatu

aren Ausdv umrech

hordnung. Das entssigkeit. De

lich ab, wähht beliebigwa parallel– ein amoricht nur d

gen der Ne

s sind Matssen wirdtallinen) and das Glatur auf, erk verschiedaufgewär.B. die Kurv

rt sich mitn schnelle. Kühlt maten von 1K/

1, 3>1). 0 Glei

im Dilatom

-52334 bef is TG – 150robenvorbeh ISO-7991

bergangs. Bfroren, wa

e rasch abgeinen dichtischen Gle bestimmren. Bewäh

hnungskoen. Zur ex

und die dericht im Dir Wärmederend die u. Ab einer bl zu der desphes Glas.en Anteil dtzwerkstru

rialkonstaneinen met

nächstens hat andeennt man,enen Temt wie abge

e flacher - d

er Temperr abkühlt. Sn langsammin üblich,

ichgewichtsku

eter gemes

lgen: Einmit 2 K/m

handlung ierforderlicei hohen K

s absolut niekühlte Proteren Zustastechnolot, sondernrt hat sich

ffizientenakten Best

Kristal-agrammhnungs-terkühl-estimm-Kristalls

Die beo-r asym-tur.

ten. Bei-stabilenkommt.e Eigen-ass ver-

peratur-kühlt, soie Struk-

atur. Dieo habenb, führtmetalli-

rve, 1 nor-

sen wer-

lasstäb-in abge-t für die. Grund

ühlratenchts mitbe lang-nd, wasie wirdls Diffe-ie Tem-

L lassenimmung



41

der Lagfolge

stellt.

Abbildun

Die linreich vo darstdes Gla

Tabelle 6

Stellterhältdie hohfalls solbau nüt

des dilatoL/L der M

g 26 Dilatome

aren Ausdn nahezu 0llen. Deres (Schmelze:

Typische Tem

an die Tean das Die TG und hche, die niezlich wäre.

metrischensspunkte u

trische Besti

hnungsko bis 35·10-6 ärmedehn

:Glas ≈ 3:1)

peraturdehun

Glastyp

SiO2-Ti

Quarzg

Jenagla

Kalk-N

Bleigla

peraturdegramm inhe L verei

drige hohe

Erweichunnd bestim

mung der Tra

ffizientenK-1 (Tabelle

ngskoeffiziber alle Gla

gskoeffizient

2 Glas

las

s

tron Glas

nungen sAbbildungnen, was füTG mit klein

gspunktest deren N

nsformations

norganisc). Es lasse

ient der Scssorten hin

n von Gläser

L in

0.0

0.54

3.3

9.4

7

mtlicher G27. Man err Glas-Meten L verei

D bildet mulldurchga

temperatur.

er Gläsersich sogar

melze ist iweg.

.

10-6 K-1

läser in eiennt, dassll-Verbinden, was fü

n am bestg wie in A

eichen übSiO2-TiO2 G etwa drei

em Diagrasich nur scngen wich

r Laborgläs

n eine Diff bbildung 2

r einen wläser mit n

al so gros

mm zusamhwer Gläsetig wäre, ur und im A

renzen-6 darge-

iten Be-egativen

wie der

men, sor finden,d eben-

pparate-



42

Abbildun

Glas scschen S15–20 Zdynami

1. 2. 3.

Wesentterkühlder Zähdie maTemperZähigkten.

Abbildun

g 27 Gegenüb

3.1.2.

Dasmilzt nich

chmelz- unehnerpotenschen Zust

Bereich derBereich derEingefrorenonstemper

lich für dieen Schmeligkeit. Fürgebliche Ei

atur bei deitsbereiche

g 28 Logarith

rstellung unt

-T-Diagra plötzlich

d Zimmertzen und unnden:

Schmelze –unterkühlte Schmelztur).

Glasbildune (2). Man

die Herstellgenschaft.glasigen E

n für wicht

ischer Viskos

erschiedlicher

mmondern hatmperaturterliegen i

oberhalb Lin Schmelz – „Glasbe

g ist die Abbeobachtetung von GlDer prinzipirstarrung eiige Verarbe

itätsverlauf u

Gläser im -T

einen grourchlaufennerhalb di

quidustem – zwischeeich“, unte

wesenheitin allen Te

läsern ist delle Verlauiner Schmeitungstech

d Arbeitspun

G-Plot.

sen Erweic Gläser einses Bereic

peratur.n Liquidus-rhalb Einfri

eglicher Krmperaturbie Tempera der Abhän

lze ist in Abiken und d

kte bei Gläser

hungstemn Zähigkeies drei ver

und Einfrieertemperat

istallisationreichen eiturabhängigigkeit derbildung 28er Lage von

n.

eraturberetsbereich vchiedenen

rtemperatuur (~ Trans

im Bereice stetige Ägkeit der VZähigkeit dargestellt, Zähigkeits

ich. Zwi-n bis zuthermo-

r.formati-

der un-nderungiskositätvon dermit den

fixpunk-



43

Die Zähigkeitsfixpunkte sind für die Verarbeitung von Glas von grosser Wichtigkeit (ISO 7884).Man bezeichnet die einem Viskositätsfixpunkt entsprechenden Temperaturen mit hochgestell-ter Viskosität T:

Der Verarbeitungspunkt T4 (Working Point) kennzeichnet die Temperaturlage mit Vis-kosität 104 dPa·s, die für maschinelle Glasverarbeitung eingehalten werden sollte.

Der Fliesspunkt T5 (Flow Point) ist für manuelle Herstellungsverfahren wie Blasen dierichtige Temperatur.

Ab der Temperatur T7.6 des Erweichungspunkts (Softening Point) ist manuelle Formge-bung möglich. Glasartikel verformen sich unter ihrem Eigengewicht und Glaspulverwerden gesintert

Die Zähigkeit wird zunehmend zeitabhängig aufgrund der Verzögerung bei der Einstel-lung mikrostruktureller Gleichgewichte. Der untere Erweichungspunkt (DeformationPoint, TD=T11.3) wird über das Dilatometer wie oben beschrieben bestimmt und kenn-zeichnet die Temperatur bei der die Viskosität 11.3dPa·s beträgt.

Die Verzögerung bei der Einstellung struktureller Gleichgewichte wird so gross, dass abdem obere Kühlpunkt (Annealing Point) die Glasstruktur als erstarrt oder eingefrorengilt. Dies ist die T13 Temperatur, also die Glastemperatur T G. Die Viskosität ist jedochnoch so klein, dass innerhalb von Minuten innere Spannungen ausgeglichen werdenkönnen. Die Änderung des Anstiegs des Längenausdehnungskoeffizienten kann zur Be-stimmung der Transformationstemperatur TG nach ISO 7884-8 verwendet werden. Beieiner auf diese Weise bestimmten Temperatur weisen die meisten Gläser Viskosität imBereich von 1012 bis 1013,5 dPa·s auf. Ab T G ist die Formstabilität für viele Zwecke ausrei-chend und das Sprödbruchverhalten nahezu voll ausgebildet.

Ab dem unteren Kühlpunkt (Strain Point) ist die Zähigkeit des Glases bei 10 14,5 dPa·s an-gekommen und der Abbau von Eigenspannungen dauert mehrere Stunden. Ab dieser

Temperatur kann schneller abgekühlt werden, ohne das neue Eigenspannungen einge-froren werden. Folglich ist der untere Kühlpunkt auch der Maximalwert für kurzzeitigeTemperaturbelastung. T14,5 ist in etwa 30-40K unter T 13.

Über die Vogel-Fulcher-Tamman (VFT) Gleichung lässt sich die Abhängigkeit der Viskosität derGlasschmelze von der Temperatur beschreiben. Es ist eine rein empirische Gleichung die nuroberhalb der Glastemperatur gilt (T>TG):

0

log . B

AT T

T 0 , A und B sind Konstanten, die nur von der Glaszusammensetzung abhängen. Man beachte,

dass für sehr hohe Temperaturen die Viskosität gegen A geht, obwohl eigentlich irgendwanndie Siedetemperatur erreicht ist.

Die T Kurve von Gläsern ist eine stetige Kurve, die 16-18 Grössenordnungen umspannt. Dakeine Messmethode einen solchen Viskositätsbereich abdecken kann, sind unterschiedlicheMethoden erforderlich, angefangen von Balkenbiegung 1013,5dPas, Fadenziehen oder Kugel-Penetration hin zu Torsions- und Rotationsviskosimetern für kleine Viskosität bis zu 1dPas.

Abhängig von der Glaszusammensetzung lässt sich der Viskositätsverlauf eines Glases für spe-zifische Anwendungen einstellen. Beim Mundblasen benötigt man z.B. Schmelzen, deren Vis-kosität sich nicht so stark über einen grösseren Temperaturbereich hinweg ändert. Man nenntdiese «lange Gläser». Bei maschineller Herstellung hingegen ist eine schnelle Viskositätsände-rung erforderlich, um Taktzeiten zu senken, was man als «kurze Gläser» bezeichnet. Alternativ

wird auch der Begriff harte und weiche Gläser genannt, wobei dies nichts mit der Oberflächen-



44

härte vdes Te(große

Abbildun4/5 BleikrAngell-Di

A. Angerezipronanderdie als

sind. FrSiO2 füh

EDG

Bei derständere die GTropfen

chen“,können"SchwäAbkühlOberfläDrucksdemonspannu

UngleiczientenWärmel

haltigedenen s

n Gläsernperaturintemperatur

g 29 Viskositäistall 21/58%agramm (rech

ll hatte dieen, reduziFallen wasragil bzw.

gile Glasbiren zu steil

3.1.3. Der

3.1.4. The

Besichtiguom Boden

efahr, dassoder „Bolo

ie hergestmit einem

nzchen" abn ("Abschr

che entladannungentriert. Da B

ngen ausge

hmässiges-Temperatuleitung von

Gläser bistarke Span

zu tun hat.rvalls zwis

differenz, g

tsverlauf fürbO; 6/7 Borts).

Idee, dierten Tempwie man instark bezei

ldner sinden Kurven.

laszusta

rmische E

g von Glaaufzuhebediese schlagneser Trä

llt werden, Hammerekniffencken") eno

en könnenwie die Trorüche in Gllöst werde

Abkühlen f r und ViskGlasschme

inimal 0,6ungen res

Einige Beischen 103 uneringe Kurv

nterschiedlicsilika

tglas 21/2

iskositätsveratur aufzAbbildunghnet werd

.B. organis

d

igenspan

hütten, wi, auch wen

gartig explnen“ zeige

indem mabearbeitetird, so exp

rme Eigens, wenn dipfen, wirdäsern fast i, sind Abkü

ührt unweisitäts-Tem

lzen nicht s

W/(m·K)),ltieren. Fü

piele sind id 107 dPa·senneigung

he Gläser: 1 Q

%B2O

3;; 8/9/1

rläufe nicutragen. M29 erkennten. Grund

he Gläser

nungen

rd den Besn sie noch

odieren kö. Es sind G

n flüssigewerden, olodieren diannungen

ese unterdie grossemmer vonhlvorgäng

gerlich zuperatur Beehr hoch (t

as unweigr Vergleich

n Abbildununterscheid und „kurz

uarzglas; 2 Q Aluminosilic

t über deran hatte gnicht der F

ist, dass Gl

it flachen

chern oftso schön sinen. Das lälastropfen

lasschmelne dass e

e Tränen.auf, die sicZugspann

Festigkeit vder Oberflä viel gefähr

igenspanniehungenpisch 0,9–

erlich zu Te unterschie

29 dargeset man alsn“ Gläsern.

arzglas/B2O

3 (

tglas 5.6/14.

Temperatuhofft, das

all ist. Mansbildner u

Kurven, sta

ingeschärf d. Der Grusst sich aumit ausgez

e ins Wasswas passilas baut n

h beim geringen stehn Glas au

che ausgelicher als ra

ungen, daichtlinear,2 W/(m·K)

mperaturgdlicher Glä

tellt. Je na zwischen

3%); 3 Natron/20.5%AL

2O

3

r, sondernalle Kurv

findet zweinterschiedl

rke Glasbil

t, keine Glnd, erklärth bei Princogenem „S

er tropfenrt. Wenn

ämlich beingsten Anrit. Steht s Druck einen und du

sche Erhitz

usdehnunind. Zudebei 90 °C,

radienten f ern dient d

h Größelangen“

Kalk-Glas;links) und

über dern aufei- Klassench stark

ner wie

sgegen-an, wä-

e Rupertchwänz-

lässt. Sieber das

raschemtzen dere unterrücklich

rch Zug-ng.

gskoeffi- ist die

ochblei-

hrt, auser Stoff-



45

kennwfen Gla

Selbstvauch diwas der

Abbildunbei unter

Eigenspmachtnungendoch ihFür Glästanz g

100 bis

3.2.

EDG

3.3.

Die maben. Da

aus deSiO2 ist

rt, der diestück für ei

1

T E

rständliche Netzwerk Inkompres

g 30 Entwicklschiedlichen G

annungenan sie sic

erzeugt,re Eigenspser höchst

wisser Gla

200 °C beg

Mikrostr

Mechan

imal erreizu schätze

Elementeder Quotie

aximal zunen örtlich

;

1

E

ändern sicstruktur änsibilitätsbe

ng der Temläsern.

sind jedoch Zunutze,as festigknnungenr Formtreuseigenscha

enzt sein.

ukturbez

ische Eig

hbare Fest wir die F

beträgt 9t aus mola

erwartendn Tempera

0.9 MPaK

h die elastidert (s. Abingung ein

eraturdehnun

h nicht nuindem maitssteigern

it merklice (z.B. Endten könne

iehunge

nschaft

igkeit einesstigkeit de

08 kJ/molrer Masse (

, thermiscturuntersc

Stoffwert

schen Konildung 30)er Flüssigk

g, der Steifig

r negativ,durch Abs wirkt. Ther Geschaße) sowi

die maxi

n

Stoffes wi ≡Si-O-Si≡

zw. 1.5×10-60.084 g/

induziertied von 1 K

ür Kalk-Nat

tanten bei. Oberhalbit entspric

keit und Quer

beim therchrecken ermisch voindigkeit be bei extrealen Gebr

rd über seiBindung a

18 J je Si-Aol) und Di

Spannungangibt:

ron-Glas.

m GlasübeTD ist diet.

kontraktionsz

ischen Vone Oberflägespannteereits 200men Fordeuchstemp

e atomare. Die Bildu

om. Das mhte (2.2 g/

in einem b

rgang, dauerkontra

ahl mit der T

rspannenche mit DrGläser verl300K unte

rungen anraturen be

n Bindungngswärme

olare Volum3). Das e

iegestei-

ich hiertion 0.5,

mperatur

on Glasckspan-

ieren je-rhalb TG.die Kon-reits auf

n gege-von SiO2

en vontspricht



46

27.3 cmSchätzhoch usen Fespanz daTat err1000 mkeitenteres Zlierten)etwa 12makrosten vonchenfe

Abbildun

Zudemliegt, da

kehrt läscharfe

OberfläunbesceinemgeringeschwinGrundgeschligleichh

/mol bzw.ert für died widerspriigkeiten v

mit erklärbchnet sichal höher alurchaus vegfestigkeitoder säurebzw. 3 nm)

kopisch besGlasprodulern zurüc

g 31 Abhängig

weist diess bei Gläs

sst sich dieKratzer ent

chenfehlerädigte Oberkzeug

n Einflussen könneafür, weshhtet werderten oder

4.5×10-29 m3

Festigkeit,cht unseren 20MPa,

ar sein, dashierfür die erlaubt. I

rifizieren uen von 10polierten O. Glas im nchädigtesten in derführen (s.

keit der Zugfe

estigkeit vrn die Zug

Festigkeit eernt werd

entstehenrfläche, abusammentauf die Fes. Erst nac

alb Glasfasn und zwisärteren M

je Si-Atom.it der das

n Alltagserf lso mehr

s Bauglas ja theoretiscn Experime

d industriPa. Grösseberfläche ermalen Einlas verliertnwendun

bbildung 31

stigkeiten vo

n Gläsernestigkeit v

infach stein.

chon bei der die ersterifft. Im nitigkeit, da

der Erstarn gleich nhen Scheiterialien ve

. Der QuotiSi gebundahrungenls 1500ma im Allgem

he Festigkenten mit kll hergestee Glasobjerreichen 5satz (10 μ seine Festi ist somit h).

wirksamen R

eine relatir allem vo

ern, indem

er Glashersn Fehler enderviskosesie zum T

rrung entsach dem Zen Pulverrhindert.

nt aus Enen ist, von 3it dem We

l weniger eeinen weniit zu nur nrzen Glasf

llte Endlos-kte mit ein0 bzw. 10-Defekte) egkeit vollkoauptsächli

isslängen.

grosse St Zustand

die Oberflä

tellung. Fetstehen dan Bereichil durch Flehen bleibiehen mit eestäubt wi

rgie und V.5 GPa. Die

rkstoff Glasrlaubt. Nuner stark ve

och 20 GPsern lasselasfasern

r frisch pro0 MPa (Ra

rreicht wenmmen. Dieh auf die E

euung auf er Oberflä

che geätzt

erpolierteswo das Glaaben diesiessen desende Fehleinem Kunsd. So wird

lumen ergiser Wert is. So sind im könnte dirnetzt ist u, aber im sich solch

erreichen oduzierten (uhigkeitswiger als 50geringen Fistenz von

, was wiedhe abhäng

wird, wodu

Glas hat ns das ersteFehler no

Glases wir. Das iststoff-Schutirekter Ko

bt einenextremBauwe- Diskre-d in derer noch

e Festig-hne wei-euerpo-

erte vonMPa. Einestigkei-Oberflä-

r daran. Umge-

rch auch

och eineMal mith einender ver-uch einzmanteltakt mit



47

Abbildun

Glasobsamme

Rolle,Oberfläbald ei jektes v

Tabelle 7

Fluktu

Wellig

Rauig

Oberfl

Das RaAbbilduwelcheihr Waces auchwürde.Festigksen wir

g 32 Rasterkra

rflächen kngefasst si

ohl aber dche nicht razelne Defe

iel kritische

Oberflächenf

ation der E

keit

eit

ächenprofil

terkraftming 32). WiGrösse exishstum betr grosse ObGlasfasernit kein bra.

ftmikroskopis

nnen unted. Für die

ie Rauigkeiuer als 10 nkte im Berer sind als di

hler bei Float

enheit

roskop bie man erketierender Rachtet werrflächenfe

erreichen hchbarer M

che Messung

rschiedlichsFestigkeit

. Allerdingm (feuerpoich von 10

Rauigkeit.

lasscheiben.

et hochaunt ist dieisse noch aen muss. J

hler im Bauohe Festigk

terialkenn

einer Glasobe

te Oberfläpielen Feh

s ist eine aliert). Durcm ein, die

We

2-3

We

0.1-

Ra

De

bis

lösende Aberflächels ungefähr grösser diteil zu habeiten, da ih

ert für Gl

rfläche.

henfehlerler der Ebe

uch nur d alltäglichfür die pra

llenlänge

m

llenlänge

1mm

a. 1-10nm

ekttiefen

10m

fnahmenvon Rissenlich angese Oberflächn, was zu

re Oberfläcser, obwoh

ufweisen,nheit und

rchschnittln Gebrauctische Fest

Ob

bei

Küh

kon

Feu

Kra

nor

er Oberflädurchzogehen werde ist, destoeringerene sehr klei

l im Bauw

die in Tabie Welligk

ich gut pro stellen sicigkeit eines

rflächenw

Floatproz

lriffel bei

takt

erpolitur

zer durch

males Han

hentopogr. Die Fragn darf und

ahrscheinFestigkeiten ist. Folglisen danac

lle 7 zu-it keine

duzierteh jedochGlasob-

llen

ess

Form-

ling

aphie (s.ist alsob wann

licher istn führenh ist diebemes-



48

Abbildun

Im Folgvon Gläkeit, deBeziehuFestigkBedeut

Zunächteils inBruchmlängs aFügendass eigrösserren Qu

Abbildun

Die Spa

Spannuden (s.Tangensigemsich zu

g 33 Entwurfsr

enden wollsern näherr Vorhersang zwischit und Verng.

3.3.1. Brucst wollenVerbindunechanik. Bseinanderir jedochLoch ents

als die Sparschnittsflä

g 34 Kerbwirk

nnungskon

ngslinien albbildung 3ialspannuug. Die ma

,maxt

Bruchzä

elevante mec

n wir uns, der Bruche des Wacn Risswachagenswah

zähigkeitir der Frag gebrachttrachten

chneiden oie auseina

teht, ändernnung diechen und a

ng.

zentration

ls Gummifä5). Kolosovg an elliptiximale Tan

1 2 a

b

higkeit

hanische Eige

den wichtizähigkeit, ahstums besstumsratescheinlichk

nachgehe

werden kair zunächs

hne die Spndergesägtt sich alles.us einer ei

ngelegte ä

am Loch k

den vorstellieferte 190schen Löchgentialspa

1 2 a

Entwurfs

RisswachsLebensd

Statisch

nschaften.

en entwurlso der Beztehenderund Belasteit. Kriech

n, wie dienn. Dies is eine Streinnung, diee Probe so. Die Spannnfachen Ressere Kräft

ann man s

lt, die in de9 eine allgern in einenung mit

Kreia

relevanteEigenschaft

tum/uer

Dynam

srelevanteiehung zwiisse und dng und let

n ist bei B

efektgröss eine derenprobe u das Materimit zwei zung um d

chnung übe errechnet

ich leicht v

r Umgebunmeine elas

r unendlichdem Krüm

3 .loch

echanischen

Festigk

isch

mechanischen Defemit der Leztlich derugläsern v

e mit der Frundfrage

ter Zug. Wal ertragenusätzlichens Loch istr die makrwird.

orstellen, i

g des Lochische Lösugrossen Scungsradiu

it

chen Eigentgrösse un

bensdauereziehung

on unterge

estigkeit ein der tecir könnenmuss zu ve Teilen zus

plötzlich siskopisch v

ndem man

s konzentrg für die

heibe untes a=b2/a e

Kriechen

schaftend Festig-über diewischenordneter

nes Bau-nischenie Proberändern.ammen,nifikant

erfügba-

sich die

iert wer-aximaleeinach-

rrechnet



49

Stellenwir zusuchtunendliDie Spawir, dasden sch

Der Ker

Abbildun

ÄhnlichFür einziehunMan sihungenSpannuäußeremm0.5.

ir uns nuinem scharurde. Die Sch gross, wnnungsübs grösse, scarfen Riss g

,maxt

bfaktor wir

g 36 Von der L

wie bei Ken Griffith-en von Weht die 1/r D findet sichngsfeldes i Belastun

Abbild

vor, wie b fen Riss, depannungssenn der Rarhöhung kharfe Risseilt a>> a

1 2a

a

definiert a

ochprobe zu

rbfaktoren,iss (2D, ei

stergaardivergenz all der Spannn der Nähe

und von

ung 35 Spann

immer kleir Griffith Riitzen sindius gegennn über d

zu einer gr

2 a

ls ,t

t K

Griffith-Riss.

können diseitig angnd Sneddoer Spannunungsintensi

der Rissspider Bauteil

ngsverlauf in

er wird unss genanntumgekehrt0 geht. Imen Kerbfaksseren Erh

.a

ax2 a

Spannunrissene, han in Polarkgskompontätsfaktor (tze. Er hängeometrie

der gelochte

d letztlichwird, da erproportionKristall wäror Kt ausghung führ

a und ist i

sfelder umlbunendlicordinatennten an d

SIF) K . K istgt von derab. Die Ein

Probe.

anz gegenvon Alan Al zum Ker

e der Radiudrückt wen als klein

Abbildung

einen Risse Zugprobhergeleitetr Rissspitzeein Maß füGeometrieheit des SI

0 geht. Sornold Griffiradius, wers der Atomrden. Dara abgestum

36 dargest

berechnet) wurden(vgl. Abbil (r=0). In dr die Intendes Risses,

IF ist Nmm

ommenh unter-den alsoabstand.s sehen

pfte. Für

ellt.

werden.iese Be-ung 37).n Bezie-ität desvon der

-3/2=MPa



50

Abbildun

Der allg

a bezeiturtermmetriender Brueines ei

Modu

Modu

Modu

Der MoWichtig

BruchsFestigk

g 37 Griffith-R

emeine Spa

I K

hnet die Ri für Geom muss Y I nchmechaninmal vorha

I symmder Ri

II AbgleiRissrinen S

III Abgleizurnicht

dus I, bei dste für spr

annung unit des Glas

iss mit Spann

nnungsint

. I

aY

w

sslänge, w itrie (Lageumerischk spröderndenen Ob

etrischessufer

ten der Rhtung (dhub)

ten der RisRissrichtunbenen Sch

em Zugspde Materi

ter Belastus.

ngsfeld in Pol

nsitätsfakt

st eine cha Form / Grder experiaterialienrflächende

Abheben

issufer inrch ebe-

ufer quer(durchub)

nnungen slien wie G

ngsart I wi

larkoordinate

or (Mode I)

rakteristiscösse). Für d

entell beswerden vofektes beh

I yy

K

II yx

K

III yz K

enkrecht zlas und w

d mit Ic o

(Westergaar

ist definier

e Bauteilaen Griffith-timmt werr allem drendelt:

I

a a Y

w

II

a a Y

III a Y

um Defektird im Folg

er Ic bezei

d-Gleichunge

als

messungRiss ist Y I=en. In den

i verschied

auftreten, inden beh

chnet. Sie i

n).

nd Y I ist ei , für belieb Standard-ene Belast

st mit Absndelt. Die

st synonym

Korrek-ige Geo-heorienngsfälle

and derkritische

mit der



51

Instabiles sprödes Risswachstum setzt ein, wenn K I einen kritischen Wert die “Bruchzähigkeit”K Ic übersteigt.

I IC K K

K Ic gibt an, wie gut ein spezifisches Material unter Spannung fähig ist, der Risserweiterung zu

widerstehen. Je höher K Ic ist desto schwieriger ist Rissfortschritt, je geringer desto höher dieSprödbruchgefahr. Die Geometrie der Risse im System geht über den Y -Faktor ein, der wie be-schrieben die Intensität und Spannungsverteilung um einen Defekt aufgrund äußerer Lastenbeschreibt. K IC ist ein experimentell bestimmbarer Werkstoffkennwert, der von Temperatur,Belastungsgeschwindigkeit und Spannungszustand abhängt. Damit erhalten wir den erstenZusammenhang zwischen Grösse eines Oberflächendefekts und der Festigkeit:

. IC c

I

K

aaY

w

Tabelle 8 K IC

Werte für typische Werkstoffe.

Material KIc (MPa-m1 / 2) Material KIc (MPa-m1 / 2)

Aluminiumlegierung 24 Kalk-Natrium Glas 0.7-0.8

Stahl 50 Beton 0.2-1.4

Al2O3-Keramik 3-5 PMMA 0.7-1.6

In Tabelle 8 K IC Werte für typische Werkstoffe. sind typische Werte für den kritischen SIF aufge-listet. Die Erklärung für die niedrigen Werte für Glas im Gegensatz zu Metall liegt in der Fähig-keit von Metallen, über plastische Versetzungen, Spannungsspitzen wie die Singularität an derRissspitze, abzubauen. Bei Glas hingegen können Spannungsspitzen an Defekten nicht plas-

tisch abgebaut werden und es versagt praktisch ohne plastische Verformung.Prinzipiell können Zugversuche, Biegeversuche und Indentationsversuche verwendet werden,um die Risszähigkeit von spröden Materialien zu bestimmen. Zugversuche erfordern jedochgenaueste Probenherstellung und sehr viel Sorgfalt bei deren Einspannungen, weshalb sie inder Regel nicht für spröde Werkstoffe eingesetzt werden. Biegebruchversuche können als 3oder 4-Punktlagerung durchgeführt werden. Die Proben unterscheiden sich hauptsächlich inder Form der Kerbe (Chevron Kerbe, durchgängige Kerbe oder Oberflächenriss). Die Kerbe wirdmit 0.1mm dicken Diamantschneidern erzeugt. Die Risszähigkeit einer Chevron-Notched BeamProbe wird bestimmt über:

2max 1 20 0 2

(3.08 5 8.33 ) 1 0.007 . IC

F S S K a a

W B W

Man kann jedoch auch an ganz kleinen Ausschnitten Risszähigkeiten bestimmen. Dazu werdendie Risse, die sich an den Spitzen von Vickerseindrücken bilden zur Auswertung herangezogen(s. Abbildung 38). Die Länge und der Eindruck gibt ein Mass für die Zähigkeit. Es gibt Abschät-zungen mit Korrekturfaktoren für unterschiedliche Materialien. Wichtig sind ideale Oberflä-chen ohne Eigenspannungen und Defekte.



52

Abbildun

Über Vi

Was inwerden

Die Grudie Rissdie Enezwisch

Energieder vonLast diegeschaf

Abbildun

Für dieper der

1. 2.

3. 4.

g 38 Bestimm

kershärtee

0.102( H

einem zwekann:

0.03 IC

K

ndidee vonpropagatiorgie, die min mechani

besteht au außen auf mechanisfen werden

g 39 Herleitun

unterschieDicke t :

Freie EnergEnergie im

FreigesetztEnergie zu

ng der Risszä

indrücke ka

2 sin(136F

iten Schritt

E H a

H

Griffith wa freigeset der Bildunscher Ene

s der im Kögebrachtenhe Energie, erhöhen d

g der Energie

lichen Kom

ie in AbwesVolumen V

e elastisch Bildung vo

higkeit mit 3-

nn man zu

2/ 2))

Ind

d

mit unters

1 1

2 2

.c

a

r es, die Enten elastisg eines neugie und O

rper elastis Kraft. Beiab und fö

ie Oberfläc

reisetzungsra

ponenten

enheit äuss

0 durch Anl

Energie imn 2 neuen

unkt Biegepr

ächst die

{1.891

entorgeometrie

F

chiedlichen

rgie zur Bilhen Energien Risses iberflächen

h gespeichiner Vergrdert so daenenergie

te.

er Energie

erer Spanngen einer

entlasteteberflächen

oben (links) o

ärte H best

2 ,

Ansätzen

ung neuere in Bezieh Verbindunergie un

erten Energößerung de Risswachswas die Ris

in Abbildu

ungen.usseren Sp

n Gebiet de der Grösse

er Indentatio

immen:

ur K IC -Absc

Rissoberfläung zu setzg gebrachterschieden

ie und ders Risses nitum. Die Oausbreitun

g 39 erhält

annung.

r Grösse a2

2·a·t.

nsversuchen (

hätzung ve

chen mit den. Betrach werden ka. Die mec

potentiellemt bei koberflächen,g behinder

man für ei

·t.

rechts).

rwendet

r durchtet mannn, wirdanische

Energienstanterdie neu.

nen Kör-





54

für sprö

In derspitzeniert w

Bei den

Auch hiterialkeLast unbei derErhöhu

Die obenicht wund diegegebeSchallgelastisc(E, G, Kund Kodie Obe

schwindigkeitlungen)

Abbildun

Abbildu10 cm bStahlkuBeschle(StillstaAus derca. 1500

de Material

ealität trittin mixed–rden. Somi

1

ges I

ges EVZ

G G

G

gerichtete

er lässt sicnngrösse is

Riss/Körpgegebeneng der aufg

3.3.3. Dy

n dargestelie schnell e kinetischen wie schnschwindig

hen Moduls), werden s

pressionsrflächenwe

igkeit v R mn noch nic zusätzlich

g 41 Impakt ei

ng 41 zeigtreite, 3 cmgel ausgesunigungspnd, Weiterlobigen Bild m/s besti

lien ist I G

ein reinerode Zusta gilt

2 2

II III

I II

G G

K K

Spannung

ein kritisct und, imrgeometriRisslänge:brachten

amische

lten Beziehr dann wäcEnergie bell sich eineeit v in ei M und derich auch di

ellen untllengeschw

it der sicht beobacht

Energie dis

ner Stahlkuge

die experiicke Glaspltzt. Ein Risase statt,

aufen, etc.)serie lässtmen, was

2

mit'

I K E

E

Bruchmodund. Die EF

21;

2 III K

G

sintensitäts

er Wert füegensatz z ist. Ein Ris

GI>GIC . Somast wächst.

Risswac

ungen lasshst. DazurücksichtigDeformatiem elastisDichte ale entsprecrschiedlichindigkeit, d

ein Riss auet, da bei Gipieren.

l d=30mm auf

entelle Belatte wird ss breitet sier qualitatfolgen, auich die höctwa 1/2 bis

' (ESZ E

s nur sehrder unter

ges ESZ

G

faktoren is

r die Energiur Risszähis wächst,it lässt sich

stum

n zwar erküssten inwerden.

n in einemchen Medi v 2 = (M/ ).

hend zugeschnell ausie Rayleigh

breiten kölas ab 0.36

eine Glasplat

timmungnkrecht auh nicht gl

iv ganz un deren Na

hste auftre 1/3 der Ray

und E'=E/

selten auf.chiedliche

2

21 I K

E

dies so dir

efreisetzungkeit, unabenn die kri auch rech

nnen, aber Energieie maxima elastischeum, berech Da es versrdneten elbreiten. RisWellenges

nte. AllerdvR bei Glas

te. Rissausbre

er Rissausfgestellt uichmäßigerschiedlicur hier nicende Rissa

leigh-Welle

21- ) (EV

Meistens h Moden k

2 1

2 II K

kt nicht m

gsrate defihängig vonische EFR ken, wie w

ann ein Risilanz der E

le Geschwi Körper for

net sich auhiedene elstischen Le sind Obehwindigkei

ings wurdeissspitzeni

itungsgeschw

reitungsgd dem Auf us. Es find

he Phasenht eingegausbreitungngeschwin

Z).

errscht annnen supe

2 . III K

öglich.

ieren, derder aufge

leiner ist alit ein Riss

s instabilinfluss derndigkeit isttpflanzens der Wurstische Mo

ongitudinalrflächen, foit die maxi

n solche Gnstabilitäte

indigkeit ca. 1

schwindigprall einer f et eine anf der Rissausngen werdgeschwind

digkeit ents

der Riss-rpositio-

ine Ma-rachten

s die EFRbei einer

ird, aberTrägheitdarüberann. Dieel einesduli gibt-, Scher-lglich ist

ale Ge-

schwin-n (Gabe-

456m/s.

eit. Eineallendenänglichebreitungn kann.

igkeit zupricht.



55

Ein Risswachstsie belastanter

Abbildun

Die Wadie Umbeeinflhöher,Bereich

Rissspitfreie Pr(Laugen

Abbildun

Da beiTranspermögliPhasen

1. Dersch

3.3.4. Un

kann abem, da er w

stet sind, aLast solang

g 42 Unterkrit

hstumsratgebung diesst, mussenn die U

1. Die Riss

ze ablaufenotonen bildangriff), w

g 43 Spannun

einem Rissrtmechanichen den Tdes Risswa

Massentraindigkeit.

erkritisch

auch sehrächst, obwber nur sehe zu, bis K Ic

isches Risswa

e hängt nic Rissgeschn der Riss

mgebungsleschwindi

. Wasser aen, die das zur Span

skorrosion a

die Rissöf men wie vransport vhstums, di

nsport vonZugspannu

es Risswa

langsamhl die Riss

r langsamrreicht ist (

hstum für Kal

ht nur alleiindigkeit.

spitze etwauft währen

keit wird

us der Luftn mittelsungskorro

der Rissspitz

nung in Riiskoser Man Wasserin Abbildu

Wasser anngen erhö

chstum

achsen.ähigkeit nit der Wa

s. Abbildun

lk-Natron-Gla

e vom K I Da auch dis Chemiscd der Messlso durch

kann aufguslagerunion führt (

in Glas.

chtung Risssenfluss,n die Risssng 42 darg

die Risssen die Riss

an redet dch nicht erhstumsratg 42).

s.

ert ab. Wi Umgebunes passier

ung feuchtchemische

und der besreaktion

. Abbildun

sspitze abniffusion upitze. Diesstellt sind:

itze überöffnung w

ann von ueicht ist. Ri da/dt=f(K I

man erkengsluft dien. Die Rissr ist. Das

Prozesse g

reits erwähas Netzw

43).

immt, tretd aktivierte bestimm

iffusion bs den Tran

nterkritischsse wachse ). K I nimmt

nt beeinfluRissgeschwgeschwindiilt insbesosteuert, di

nten Autork direkt a

en untersc Diffusion

en untersc

stimmt disport besc

m Riss-n sobaldbei kon-

sst auchndigkeitgkeit istdere im

e an der

rotolysengreifen

iedlicheauf undiedliche

Rissge-leunigt.



56

DerFürve F

2. Dieher

3. Dieegal

Zum Enfekte hVerforstimmtZahl istten ausdern folfür eine

Wennstreuenliegt inpulatiokritischDie Festion. DiMateria

Abbildun

Stellenschen Baller Mlichkeitten:

1.

2.

starke GesKalk-Natroeuchte. Daeingeschräd konstant

Rissausbreil und die G

de dieser Bben, die zungen Risdie Grösseund bei spr sprödemgen einer F Defektpop

3.3.5.

Fesan die Fe

, obwohl mDefekten, d, der Grössn Spannuigkeit eine

ese allein ilausschnitt

g 44 Defektpo

ir uns voredingungessungen adichtefunk

Fläche unte

Integral zw

schen diese

hwindigkei-Glas sind

Diffusion tnkte Mobilier Geschwi

ungsgeschschwindig

etrachtung Spannune abstumvon Defek

öden Werkaterial ve

estigkeitsvulation bes

igkeitstigkeit einan sich alleie jedem Be und Positgsintensit Probe ist f t jedoch ni gibt, die z

pulation in ei

, dass wir en durchfüh

der Probetion genan

r der Kurve

ischen 2 W

n Werten li

tsanstieg isdie Werte n

mperaturatät der reandigkeit.

windigkeiteit nimmt

en wollenserhöhungfen, was ien die Festtoffen keinsagen nichrteilung, fohrieben w

er GlasproMühe geguteil eigen

ion des vertsfakor, alslglich sch

cht massgar belastet

er Probe.

ine grosseren und traauf. Wir er

nt. Die Vert

ist 1:0

( f

erten ents

egt (s. Abbil

t über ein P=81/21, A=

bhängig istktiven Stof

erreicht deu, bis K IC er

ir noch eien führen.

sprödenigkeit. Daren Materiat beim einlglich mussrden, was i

e misst, sben hat, d sind. Folglsagensreleo der Spaner vorhersbend, da e sind aber n

nzahl Versgen wir unhalten prineilungsdich

) 1.cd

richt der

ldung 45):

otenzgeset.98/-0.46 f sind es diee führt zu

Wert fürreicht ist u

nmal festhIn duktilen

aterialienn sieht m

lkennwertm reprodu die Festigkm Folgend

ellt man f ss die Prob

ich hängt danten Def

nung, die dgbar und

s eine grosicht zum V

uche mit ids die Verteizipiell eintefunktion

ahrscheinli

z da/dt=f(K Iür Wasser

e Materialeinem Plat

akuum, did Spontan

lten, dassMaterialienicht mögln, dass diearstellt. Idezierbaren Feit mit statn dargestel

st, dass dien identiscie Festigkeikts (s. Abbias Materiaorreliert mie Zahl kleirsagen füh

entischenlungsdichtistogramm( c ) hat 3

chkeit, das

)=AK In besc

zw. Luft 20konstanteneauwert m

Umgebunruch eintri

alle Materi können p

lich ist. Fol Festigkeitntische Koestigkeitswistischen Mllt wird.

e Werte sh waren. Dt von der Dildung 44)l am Defekt der Defekner Defektren.

roben unt der Festig, auch Waichtige Eig

s die Festig

reibbar.% relati-auch.it annä-

ist alsot.

lien De-lastische

lich be-nur eine

ponen-ert, son-ethoden

hr starkr Grund

efektpo-nd demhat ab.

tpopula- in dem

r identi-keit f( c ) rschein-

enschaf-

keit zwi-



57

3.

Umgek

Abbildun

Wie obnerhalbliegt eb

Abbildun

Die Prowir nun

Bauteillen, dasschnittfür das

Dies istwir nunben: S P

(P

Wahrschei

hrt ist die

g 45 Festigkei

n dargeste des Bauteienfalls eine

g 46 Verteilun

be ist alsoan, dass di

als Aneinan jeweils diefür sich verÜberleben

( )S

P Kette

die Grundi zwei Volu

1)V V P

1c c

lichkeit, da

ahrschein

sverteilung.

llt, wird dils bestimmr Grössenv

gsdichte von

ur so stare Defekte si

derreihungÜberlebenagen kanner Kette vo

1

.Glieder N

Si

i

P

dee der Wina V und

1( ) ( )

S V P V

2

1

2 ) (c

c

f

ss die Festi

lichkeit, da

Festigkeit. Dieser istrteilung, di

ax. Fehler &

wie es derch nicht ge

von Materiwahrscheiund dann zn Materiala

akest-Link- V1, die bei. Die Ableit

) .c cd

keit <c ist

s die Festi

über den g jedoch nice auch nor

Festigkeit.

grösste, vgenseitig b

ial mit je einlichkeit (Eum Gesamusschnitte

heorie, die mit der

ung bei ko

lautet: (P

keit > c is

rössten, sct in allen Biert ist (s.

rsagensreleeinflussen

nem Defekttremereig

tversagen f

auf die Wahrschein

stantem V1

)c

F

P( > c )=1-

ädigungsrauteilen glbbildung 4

vante Defe. Folglich k

einer gewiis) P Si hat.

ührt, ist die

ibullverteillichkeit Ps(führt auf:

0

) (c

c f

F( c ).

levanten Fich, sonde

6).

kt zulässt.nnen wir u

ssen Grössa jedoch j

Wahrschei

ung führt.) und Ps(V1

) .c c

d

ehler in-n unter-

Nehmenns unser

vorstel-der Aus-nlichkeit

Nehmen) überle-



58

Teilen

Mit dergung PwahrscBeziehuWeibull

erhält

Die Vercharaktwähnt,fektvert

eine St

AbbildunStark uModulfür die

Die Westellt. Dergibt,

1(S dP V V

dV

ir dies dur

1

1

(

( )

S

S

dP V V

dV P V V

Konstante(0)=1 erhäleinlichkeit

ng, die aufvorgeschla

0

1

( )c V

an die Bru

( ) 1F

P V

eilung hateristische ohaben bereeilung. Ist

fenfunktio

g 47 Weibullvgeordneteuf. Beimtreuung d

ibullparamazu wird eieren Lage

1ln(ln(

1F

y

P

( )S dP V

dV

h die erste

( )

( )

S

S

dP V

dV P V

c, die nurt man PS(nimmt alsunterschie

genen emp

0

0

m

u

hwahrsch

0

exp V

V

3 Parameteder mittleits 2/3 alleas Weibull

n (s. Abbild

rteilung undWerkstoff eibullmod

r Festigkeit

ter können doppellourch ln( 0 )

)) lnm x

m

1( ).

S P V

Gleichung

ln(d dV

von der Sp)=e-cV, bzw.o mit demdlichste Pririschen An

für

für

inlichkeit n

0

.

m

u

r, das Weibe Festigkei Komponemodul 1 er

ng 47). Es

-modul.weisen ei

ul sprichtswerte ist.

aus Versuarithmischbestimmt i

lnc

C

m

rhalten wi

1( ))

S V V

annung ab die BruchVolumen zbleme ang

satz für c:

u

u

ach Weibul

ullmodul mt o. Wennten versagält man ei

eschreibt a

geringes,an auch v

chen bestier Auftragst:

:

ln( (S

d PdV

hängt. Inteahrschein

u. Allerdingewandt we

l oder auch

, den Schw man diet. Diese Parne Expone

lso die Brei

spröde, hon Zuverläs

mt werdegemacht, d

)) ,c

rieren wirlichkeit PF(s ist dies eirden kann.

Weibullver

llwert fürharakterist

ameter kortialverteilu

e der Verte

ogene hinigkeit, da

n, wie in Ar eine Ger

mit der Ra)=1-e-cV. Di

ine sehr allErst durch

eilung gen

ersagen

ische Festirelieren ming, ist es u

ilung.

gegen einer Modul

bbildung 4ade mit Ste

dbedin-e Bruch-

emeineden von

annt:

und diekeit er-

der De-nendlich

n hohesin Mass

8 darge-igung m



59

Im log-lwerdenVersageintrag

Abbildun

Um trotätssichlastverf gesondÜberlaskeine

Abbildun

log Plot istzunächst answahrschn und die

g 48 Bestimm

z grosser Serung nacahren oderrten Teile

tprüfung eleibullvertei

g 49 Proof-Tes

0 das derlle Versucheinlichkeiteradenglei

ung des Weib

reuungender Herst

Proof-Testiändert siciminiert allung mehr,

ting im Weib

Punkt wo l durchnuängt jetzt

chung übe

llmoduls aus

Bauteilsichllung eine

ng genann durch dieo das untesobald Pro

ll-Plot.

n(ln(1/(1-P f )meriert un

vom Ranklineare Re

Versuchsreih

rheit zu ger Mindestb. Die Weibses Verfahre Ende deen aussort

) = 0 ist. Zd nach steib. Dann wression be

n.

währleisteelastung aullverteilunren wie in

Festigkeitsiert werden

ur Bestimender Festrden die D

timmt.

, kann massetzen. D

g der verblAbbildungverteilung,.

ung der Pigkeit georaten ins Di

Bauteile zas wird auibenden ni49 dargesfolglich er

rameternet. Die

agramm

ur Quali-h Über-cht aus-ellt. Dieält man



60

Die v/Überlehierübeuntersc

also fol

In AbbilPunkt-das MaInstrumdurch e

Abbildun

3.4.

Die optwichtigsetzunwerdenherausf die fürKennzaund Ab

n Weibbenswahrsr der Einfluhiedlicher

1 expS P

t die Skalie

ldung 50 isund 3-Punkterial idententarium l

ine Weakes

g 50 Grössene

Optisch

ischen Eigsten. Trans des Glasekönnen. S

iltern oderie Anwen

hlen: Brechesche Zahl

ll vorgesheinlichkei

ss von Volrösse gilt:

1 1

0 0

m

V

V

rungsbezie

t dies fürbiegeversu

isch ist. Leässt sich s-Link-Situa

ffekte bei unt

Eigensc

nschaftenarenz, Far

s und denkann ma

as Reflektiung gewüungsindex(vgl. Abbil

chlageneten beinhamen/Ober

und

hung 1

2

rei unterscch. Wie miglich die

elbstverstätion wie z.B

erschiedlichen

aften

von Gläsere und DisProzessverl bestimmt

onsvermögschten Wen, Reflektiung 51), die

mathematltet das blächen, als

2 exS P

2

1

.

m

V

V

hiedlichen erkenntittlere Fes

ndlich auf. Oberfläch

Probengröss

n sind nebersion sindauf einface Wellenlän und die

rte einstellnsvermög

wir im Fol

ische Bestrachtete

o Grossene

2

0

m

lasprobensind die Sttigkeit istviele andeenfehler, g

n.

en den m Eigenscha für versc

ngenbereicufspaltunn. Bei Glasn und Duenden betr

chreibungolumen.

fekte bere

2

0,

gezeigt - Rigungen ierschoben.e Phänomkennzeichn

chanischenten, die duiedene Ane durch Ei von Lichtgibt es fü

rchlässigkeiachten wer

von Veolglich lashnen. Für

ingdruckveentisch, da

. Dieses staene anwenet sind.

Eigenscharch die Zus

endungenfärben den Grenzfläf wichtige

it sowie Diden.

rsagens-sen sich

Proben

such, 4- ja auchtistischeden, die

ften dieammen- variierts Glaseshen auf

optischespersion



61

Abbildun

Lichtunlässigeder Welsetzun

reflektiert Transm

Lichtbrschwinhin abg

Die Bre1.0, Luftstante,deutlickuum i

Abbildunper.

Der relzweierum wirWinkel,

Bre

g 51 Entwurfsr

3.4.1. Lic

durchlässigKörper tranlenlänge. R und V

absorbiert + tr issionsgrad

1

R A

chung erfoigkeit c i. Ei

elenkt, ents

0

1

sin

sin

c

c

hzahl n be 1.0003, Wasondern ab wird. Derden betref

g 52 Reflektio

tive Brechtoffe. Bei

d der Lichtsden der Au

chungsinde

elevante opti

tbrechun

e Körper resmittierenflektierterteilung

nsmittiert =1. B und dem

A

lgt beim Ün optisch dprechend d

1.n

ogen auf Vsser 1.333,

hängig vonabsolute Brfenden Sto

, Absorption

ungsindexÜbergang

trahl mit dsfallswinke

E

x

che Kennzahl

g und Ref

lektieren ues zusätzlicnd transmiverändert

zogen aufAbsorption

.

bergang inichteres Mem Snellius

akuum (c 0)las 1.5 bis 1

der Wellenechungsindf eintritt.

und Transmis

ist definier von einemem Einfallsl dabei an

ntwurfsrele

Reflektionvermöge

en.

lektionsv

nd absorbih (vgl. Abbittierte Ant

werden.

den Lichtstsgrad

ein Mediudium hat'schen Brec

ist dann c 0.9 und fürlänge des Liex wird ge

sion eines Lic

t als deroptisch di

winkel vnehmen ka

vante optis

s-

rmögen

ren auftreldung 52),ile könnenPrinzipiell

rom gilt

mit abwin kleinerehungsgese

c=n. Typisciamant 2.

chts, wie bmessen we

tstrahls an ei

uotient dhteren zum Einfallsl

nn ist 90°.

che Kennza

Durchlässi

fende Lichllerdings iin ihrer spe

gilt für

it dem Ref

ichender Li c i und dasz

e Werte fü17. Die Breci den Licht

nn ein Lich

nem teilweis

r absoluteinem optis

ot weggebiesen nen

hlen

keit

ströme, licmer abhä

ktralen Zusdie Lic

lektionsgra

chtausbrei Licht wird

r n sind fürhzahl ist kespektren instrahl aus

lichtdurchläs

n Brechunch dünnerrochen. Det man Gre

DispersAbbesch

htdurch-ngig vonammen-tströme

, dem

ungsge-zum Lot

Vakuumine Kon-Prismendem Va-

sigen Kör-

sindicesn Medi- grösstezwinkel

ion/Zahl



62

g, da f flächeEffektzunutzGlas. D

Stirnseier auf ddie desEintritt

Abbildunstrat (z.B.

Eine wGlasob

parenteDicke dStrahlevon /2der vonstark re

Der an

Der BrR=1/25=ne refleMehrfa

r > g Totawischen dacht man

. Die Lichtlrum hat es

e in den her anderenMantelglaseite in der

g 53 Durchga Kryolith, AlF6

itere Anwrflächen z

n Stoff (z.B.er Schichtan der Vo

haben un Luft undduziert wer

iner Glasfl

1

1

n R

n

chungsind4% führt.ktierte Anthreflektion

lreflektionn beidensich in der

eitfaser bes einen Man

ch-brecheSeite wiedes n=1.50Lichtfaser

g durch eineNa3, n=1.33, o

ndung istreduziere

Kryolith, Alerade 1/4der- und R sich gegelas liegen.

den. Durch

che reflekt

2

.

x von Glaer an derile bei Sch (s. Abbildu

an der Grenedien voll

Nachrichtteht aus eitel aus nied

den Kern eer austritt.eträgt, weotal reflekt

Platte (links)der TiO

2).

die /4-En können d

F6Na3, n=1.der Wellenckseite so

nseitig auslDer Reflek

mehrere Sc

ierte Anteil

s in Luftberfläche diben liege

ng 54).

zfläche auf ständig zun- und Konem dünnrig-breche

in, wird erWenn derrden Strahliert und we

und Anwend

spiegelunnne Schic

33) auf dielänge desreflektiert,löschen. Diionsgrad v

hichten läs

R berechne

beträgt 1.5,urchgelass jedoch be

tritt, d.h. eiückgeworf

munikatin Kern (5-1dem Glas.

urch die Torechungsien aus deitergeleitet.

ng bei

/4 E

(s. Abbildten von ei

Oberflächeuftreffendass sie ins Brechzahl

on üblichert sich der E

sich zu

was zu ene Anteili ca. 8%. Di

Lichtstrahn. Es gilt snstechnik00 m) auritt nun ei

talreflektiodex des Ke gesamte

tspiegelung.

ng 53). Uem niedri

aufgebrachn Lichtesesamt ein

des Substweise ca. 8fekt noch s

inem refle ist D=1-R= Diskrepan

l wird an din( g )=n1/nbei Lichtleits hoch-brecn Lichtstrah

n weitergelrnglases n Halbraum

Niedrigbrech

die Reflebrechende

t werden.eträgt, wen Gangunt

rats sollte% bei Glasteigern.

ktierten An 4n/(n+1)2. Gz erklärt si

r Grenz-. Diesenerfasernhendeml auf der

eitet, bis1.81 undvor der

ndes Sub-

ktion ann, trans-

enn dierden dieerschiedwischenkann so

teil vonemesse-h durch



63

Abbildun

Bei einetät desReihe boptischsind dieabsorbi

Trifft ngung preflekti

Setzt mvollstänrisierunglas bei

Abbildundes Einfal

Reflektiund Welichtundurchlä

g 54 Mehrfach

m Flachglainsgesamtstimmen.Kompone

s 92,3 %. Eiert.

n ein Lichrallel (s=surt:

sin(

sin(s R

an das Snedig verschg nennt maeinem Einf

g 55 Anteile dllswinkels .

onen undise wie einurchlässig

ssigen Körp

reflektion an

s reflektiertreflektierte

an beachnte) niemaln Teil des d

strahl nichrface) und

2

),) R

llius'sche Binden kan

n Brewsterallswinkel v

er senkrecht

ransmissioKörper Lichn Körpern

ern zusätzli

einer nicht ab

sowohl die bzw. trane: Auch eins 100 % Traurchgehen

t senkrechtenkrecht (

tan(

tan(

rechungsg: R p=0

inkel undon 56.3°.

p) und paral

nen könnet verteilt beentscheidech Einlager

sorbierenden

vordere almittierten100 % tra

nsmission,en Lichtst

auf eine S=perpendi

2

).)

setz ein, earctan(n2/ er liegt, wi

lel zur Oberfl

gerichtet,zeichnet m hierüber l

ungen mit

Glasscheibe.

auch die hLichtes lässsparentessondern nuahls wir be

cheibe, wircular) zur O

kennt man

1 ). Den Wi man in Ab

che (s) reflek

gestreut oan als dasdiglich diebweichen

intere Grent sich durc

aterial errr 100 % x 2i realen Glä

d die Partiberfläche u

, dass der skel für diesbildung 55

tierten Partial

der gemisctreuvermöOberflächen optisch

zfläche. Di eine geo

eicht als On/(n2 + 1). Fsern natürl

lwelle mitnterschiedl

enkrechtee vollständerkennt für

lwellen in Ab

ht erfolgenen des Kör

nstruktur,en Dichten.

Intensi-etrische jekt (alsr n = 1.5

ich noch

Schwin-ich stark

nteil R p ige Pola-Fenster-

ängigkeit

. Die Artpers. Beiei licht-



64

PrinzipihängtAllgem

Abbildun

Die Absren mömit steiZugabe

AbbildunNa2O-SiO

Doppel

DoppelMateriastrahltechungsigrund i

ches Meinen oAbhängbei eindet.

Abbildun

ell ist Lichton Dichte,inen nimm

g 56 Beziehun

chätzung dlich. Dies

gendem Alvon Zwisch

g 57 (links) Ab

2-Glas (20-80

rechung

rechunglien auf, din Lichts undex aufw

hres atoma

dium ein,rdentlichenigkeit vonm Lichtein

g 58 Doppelbr

brechungZusammet er mit Alk

g zwischen Br

er Brechzaeigt die Ab

kaligehaltenoxiden k

hängigkeit dew%) bei Au

urde 1669optisch ad unterscisen (s. Ab

ren Aufbau

ird es inund den aer Ausbreiall beobac

echung in ein

der -beugsetzung u

aligehalt u

echzahl und D

l ist mit eihängigkeiter Brechun

ann den Br

r Brechzahl vstausch von Si

von Erasmisotrop sin

hiedliche Pbildung 58)s, nicht in a

wei zueinaßerordentlungsrichtuten, der si

m optisch an

ung immed Herstelld Anteil vo

ichte für Silik

nem empirder Brechzgsindex eichungsind

om AlkaligehO durch gewi

us Bartholi, die also f

olarisations. Die Lichtgllen Richtu

nder senkrichen Strahng und Polh von der

iostropen Kris

frequenzang ab (Sc

n Zwischen

t- und Borosi

schen Systhl von deres binären

ex mehr od

lt für binärechtsmässige A

an Calcitür unterschrichtungeneschwindigngen gleich

cht polarisl. Ein unterrisation deptischen A

tall.

bhängig.lieren) (vglxiden zu (

ikatgläser.

m über oxZusammeAlkalisilikar weniger

läser und (mnteile andere

Kristalleniedliche Riceinen unt

keit in solc. Tritt ein Li

erte Teilbüchiedliche

s Lichts läschse des M

er Brechu. Abbildungl. Abbildu

idspezifiscsetzung. Sglases zu.tark erhöh

ittig und recr Oxide.

ntdeckt. Sihtungen derschiedlichen Medieichtstrahl i

ndel aufger Brechungt sich natüediums un

gsindex56). Im

ng 57).

e Fakto- nimmtuch dien.

ts) für ein

tritt ins einge-en Bre- ist auf- ein sol-

palten -index inrlich nurerschei-



65

Bei Krisäusserepelbrecmuss dsation u

Technoltive LacwichtigKonstrunungenformunchungpolarisigebrocGleichusamme 22 ). Die

werdenIsoklinenungst

Isochro

MonocQuantif chromadie IsocmatenRiss erk

Über Faund Hagen enBeispieleinem 1Spannudar, wedurchfü

Abbildun

Glas.

tallen kannEinflüsse

hung führen Effekt vonterschiedl

ogisch macke oder Repes Werkzeuktion mit. Die optisgen, die zuängt somitrter Lichtsen, was zu

ng mit dernhang zwis Phasenver

. Man mussn: Hauptspajektorien.

aten: Lini

romatischizierung istten enthalthromaten,enthalten.ennt man d

rbtafeln deuptspannusprechenist für Glä

cm dickenngsdifferenhalb man ihrt.

g 59 Spannun

man sichie mechan

n. Solchen Dichroisich stark a

ht man siclikationeng zum schomplizierthe Anisotr Gradiente von der Grrahl wird ieiner Phasspannung

chen der Phchiebung

zwischen Iannungsric

n gleicher

s Licht füh monochren. Dreht

nicht abern dem in

eutlich die

r Doppelbrgsdifferener Spannu

ser C=28.5las 10MPa,

z stellen fün Realität

gsoptisches B

das gut voische Span

aterialienus unters

sorbiert wi

Doppelbreon Bauteilellen findr Geometrpie entste in Brechu

össe der Sp den Haupnverschieboptischenasenverschann über 2

oklinen unhtungen f

auptspan

rt zu Streif matischesan die Pr

ie IsoklineAbbildungrösste Dic

echungsfaren herstell

ngsabhäng(nm/cm)/ während er ein normei Gläsern

ild um eine K

stellen, abnungen, elnennt maheiden, bei

rd.

chung in dn aus spann kritischeie, oder zuht durch Dingseigenscannungsditspannungung der beKonstanteiebung R uPolarisatio

d Isochromllen mit P

ungsdiffer

enbildern,Licht bessbe oder de. Bei zirkul59 dargestte an Isoch

ben ist derlbar (s. Abbigkeit derPa. Eine D

s bei einemles Spiegeloch mit o

erbe und Far

r auch beiktrische od photoela

dem Licht

r Spannunnungsoptisr Punkte inr Verifizieruchtegradiehaften fühferenz an erichtunge

iden Anteil C und Prd der Hausfilter als

aten untersolarisations

enz.

eisses Licr geeignet.n Polarisatir-polarisie

ellten spanromaten se

direkte Zuildung 59).spannungsoppelbrech 4mm dick

lglas bereittischen Ele

tafel der Dop

isotropener magnetitisch aktiv

in Abhängi

soptik zunch aktiveneinem Matng von Finten aufgr

ren. Die Stinem Punkt zu unters führt. Diebendicke t tspannungeugungsbil

cheiden:richtung z

t zu buntDarin sin

onsfilter, ätem Licht snungsoptisnkrecht zu

ammenhaDie untersc

ptischenung von 28n bereits 2 eine gefä

menten ein

pelbrechungs

Materialiensche Feldere Materialikeit von d

utze. SpanMaterialienerial oderite Elemennd elastisrke der Do im Materihiedlichenspannungs ist der dirsdifferenz:ld sichtbar

sammen

n Bildern.Isoklinen

ndern sichind nur diechen Bild f Rissausbre

g zwischehiedlichenonstanten5nm entspMPa wärerliche Sche Farbversc

farben für Ka

könnenzu Dop-

en. Manr Polari-

ungsak- sind einuf einer

te Rech-her Ver-ppelbre-l ab. Ein

Anteilenoptischeekte Zu-R=Ct( 11-emacht

Span-

Für eineund Iso-lediglichIsochro-

ür einenitung.

FarbenSteigun-C. Zum

richt bei. 10MPaächung

hiebung

lk-Natron-



66

Wie berab. Diesseine Fwendu

Fraunhren SpeLinien F

Abbildun

Die Disdenenminder

Der Kesche Za

also daist, dessonderDispers

Abbildun

Zur gronD undd.h. einGläser

nen hochungsi

3.4.2. Dis

eits angede Abhängirben auf,gen jedoc

fer’schen Lktrum desund C wird

m F n n

g 60 Frauenh

ersion maarben dieen Brechun

F rel

d

n

n

rwert ist dihl:

1

rel

dimensioo grösser i abhängig

ion wird du

g 61 Änderun

ben optischder Abbesc

kleine Abit einer h

hen Brechundex nD ü

ersion u

utet, hängtkeit wird ain Effekt,

fatal ist.

inien heranichts bezeials mittler

.C

fersche Linie

ht also eins beinhaltgsindex nd

.1

C

e nach de

1,d

F C

n

n

slose Verhst die Dispon der We

rch die che

der Abbesch

en Charakten Zahl. Gesche Zahlhen Dispe

ngsindex ber der Ab

d Abbeza

der Brechuls Dispersioer zu wunZur Kenn

gezogen, wchnen (s. A Dispersion

.

Aussage dt aufgebrowird als rel

deutsche

ältnis vonrsion. Halt

llenlänge dische Zusa

n Zahl aufgru

erisierungläser mit ei. Gläser mi

rsion Flintg

ei möglicheschen Za

hl

ngsindex en bezeichndervollen Feichnung

elche diebbildung 6 bezeichne

arüber, wihen wird.tive Dispe

Physiker

rechung zen wir fests Lichts.mmensetz

nd verschiede

ines Glasener hohen

einer kleiläser. Im Al

t kleinerl auf, erhä

ines Glaseset. Dispersiarben bei Pder Disper

ellenlänge). Die Diff

:

stark transDas Verhältsion bezeic

rnst Abbe

Dispersio: der Brechie Abhän

ung beeinfl

ner Glasbesta

genügt diarbstreuuen Dispers

lgemeinen

ispersion alt man das

von der Wen spaltet

rismen fühion werde

bestimmterenz der B

mittiertesnis von nF -hnet:

1840–1905)

. Je kleinengsindex iigkeit hei

usst (s. Abb

ndteile.

Kenntnisg haben eion nenntwerden Gl

ufweisen.Abbe Dia

llenlänge dlso weissert, für optin die soge

r Farben imrechungsin

icht in dieC zu dem

) bezeichne

r die Abbesst keine Kßt Dispersildung 61).

es Brechune hohe Di

an Kronglser gesuch

rägt manramm, in

es LichtsLicht inche An-

nannten

sichtba-ices der

erschie-m 1 ver-

e Abbe-

che Zahlnstante,ion. Die

gsindexpersion,ser und

t, die ei-

den Bre-as man



67

sämtlicdurch s

Abbildun

AufgruAberratstark gFarben.gieren.Zahlen

AbbildunLinse)

NebenverhaltGewisstransmimensch

Das SpZehner

kation,hochen

he Gläser eiine Zusam

g 62 Abbe Dia

d der Dision), da diebrochen wDiese AbwDies funktihaben, die i

g 63 Korrektu

3.4.3. Tra

er Reflektins die wic Wellenlänttiert werdliche Empfi

ktrum derotenzen. D

Mikrowelleergetischen

ntragen kamensetzun

gramm mit u

ersion erzverschiedeerden. Dasichung läs

oniert aben der Komb

r der chromat

nsmissivit

on ist die Etigste Mö

genbereichen. Bei Fennden im Vo

lektromagie Frequen

nstrahlung gamma-S

n (s. Abbilg bestimmt

terschiedlich

ugen Linsen WellenlAbbild hin

st sich durc nur dann,ination den

ischen Aberra

ät

instellunglichkeit zure sollen ref terglas ste

rdergrund.

netischenen reichen

die für Wrahlen. Bei

ung 62). Di wird.

n Glassorten.

n einen cängen deser Linse hh eine Samwenn dieFarbfehler

tion durch K

er Transm Anpassunlektiert odeht dabei, n

ellen umf von techni

ärmestrahlm Spektru

e Lage eine

hromatischichts durcht, je nachmellinse zubeiden Linaufheben.

mbination au

issivität un von Gläse

r absorbiereben energ

sst einen rschen Wec

ung zustän von Lich

s Glases in

n Linsenf das Glas dFokussierumindest füen untersc

s Kron- und F

damit aurn an spezi, andere metischen G

iesengroßeselströme

digen Freq werden i

diesem Ge

hler (chroer Linse verg, unterscr zwei Farbhiedliche

lintglas (Bsp.

ch des Abselle Anwenöglichst voesichtspun

n Bereichder Telek

uenzen, bi Allgemei

iet wird

atischechiedeniedliche

en korri-bbesche

Bikonvexe

rptions-dungen.llständigten, das

it vielenmmuni-

zu dennen drei



68

BereichAuge niBereichgrün-gmm wi

Abbildun

Die spezwischrakterisGHz wund PlaAtomedes Lichülle dte -Str

Wenn e

elektrisnentiellsammestanz anachläsder thebanz deinfalleVolume

Man beEindrin

Freie ElquenzElektrodem Vo

unterschicht sichtbavon 380-7lb-oranged als Infrar

g 64 Elektrom

ktralen unn Materieische atorden technsmen. Dernd Moleküts mit Elekr Atome. Bhlung ken

lektromag

hen Ladunmit der Ei

nhang dern, wenn Eisigbar, wenmischen, lis Material

nden zum tnkonzentra

lg E

achte dentiefe.

ktronen kö p in Wechsenmasse

lumen V er

2

2

( /

4

e

p

N F

den. Das kr. Der Bere0 nm mitis hin zu rtlicht (IR)

agnetisches S

optischenund dem elare, elektr

isch erzeugIR-Bereichle. Im sichttronen imi Röntgensen wir von

etische W

gen und üdringtiefeIntensitätsenemission die Strahegt. Das La für Lichtransmittietion c des a

1

0

c

ogarithmu

nnen mitlwirkung te, und der

echnet sic

2

0

),

e

V e

m

urzwelligeich des sichblau auf dt mit 780nezeichnet.

pektrum mit s

Eigenschaf ektromagnnische odet durch Schsteht in Baren (VIS)aterial du

trahlung wnuklearem

llen in ein

ertragen dab (s. Abbilschwächun und Streulungsinten

bert-Beerer Wellenl

ten Licht I0

bsorbieren

.l

s der Inten

ellen allerreten. MitLadungstr

die Plasma

ltravioletttbaren Licer kurzwellm. Länger

ichtbarem Lic

ten eines Setischen Fer nuklearewingungeziehung z

und ultravirch Elektroerden die ElZerfall.

aterial ei

adurch Endung 65).g mit derung vernacität erheblche Gesetänge ) alI1 bzw. zuen Mediu

itäten für

Frequenzeder Elemengerdichte

frequenz z

Licht (UV)ts (VIS) ist

ligen Seiteelliges Lich

t.

toffes stald. Den Frerozesse zu von Elektr den Schletten (UV)

nenübergälektronen d

dringen, in

rgie. Die Eas Lamber

Konzentratihlässigbarich über de gibt die so Funktion

spektrales und der

en expone

von 0 HztarladungNe/V mit d

von 10-380nur ein gaund steiget von 780

men aus duenzbändrdnen. Fre

onengas iningungenBereich intge in der är inneren

eragieren

nergie der-Beerscheon einer aind. Die Ei

r Eigenstragenannte Eer Intensit Absorptiorobendick

ntiellen Ab

is zur soge=1.602·10-19

er Zahl der

nm ist mitnz dünnesnden Wellm bis 10 u

er Wechselern lassenquenzen biLeitern, Ha

und Rotatieragieren Pußeren Eleülle anger

ie mit den

Welle nimGesetz gibtbsorbierenenemissiolung, insbxtinktion Eätsverhältnskoeffizie l an:

all als Fun

nannten Pl [A·s] der e Elektrone

blossemBand imnlängennd mehr

wirkungich cha-

s zu 300lbleiternnen derhotonenktronen-

gt. Har-

mobilen

t expo-den Zu-en Sub- ist ver-sondere(Absor-

isse dest , der

tion der

smafre-fektivenNe und



69

bzw. diPlasmapAl=78dringt ige de

ne Wecsind le =WellenlAbsorpt

Abbildunschiedlic

UV-LichresultieschwäcWechse

man inQuarzglren ebe

Im langverantenergetBindunden. ImsichtbaFärbun

Die FärGlas genenübegangssolcheshoben.ElektroÜbergaund dascheintverschieindrüc

liegt. Fesorbiert

e Plasmawellenläng

m, pNi=64n Metalle nr Elektro

hselwirkun 42, 57, 17 nängen bis iionskante f

g 65 Interaktier Gläser. 1: Si

t ist sehr hrt, genauerher das O2-Ilwirkung tr

Abbildungas auf zwisnfalls zu ein

welligen IRortlich alsische Gitteen. Es kön

sichtbarenren Spektru

: Färbung

ung durchlöst, weswrgänge innetalle mehIon, wird ei

Dies geschi benötigt,

ngsmetalle Licht derfarbig. Dadene Farb

klichste Bei

(II) färbt bl und die ve

ellenlängen für Kup

nm. Für Wur wenigeen le s

g mit andem für Cu, An den sichlacher.

n einer WelleO

2-Glas sehr r

chenergetigesagt w

Ion gebundeten zu kö

65 erkennchen 300-3er Verschie

Bereich istim UV- odrschwingunen je nac Bereich (Vms die Farurch Ionen

Ionen ist digen man arhalb des

rere Bänden Elektronht nur danum von d liegt dies

Wellenläniele der Ionn erzeuge

spiel ist Eis

u, indem erbleibende

mit der Licer, Silber,llenlängenm ein. Met

ind (durc

ren Teilcheg, Al. Dabeibaren oder

mit einem Min, 2: SiO

2-Gla

sch, wodurrden die Ben ist, destnen. Sind

t, wird die50 nm fürbung der Pl

ein ganz anr sichtbaregen anger Energie v

IS) hingegee von Glas.der Überga

e üblichsteuch von LöBandschemr höherer O

us einer inn, wenn dam tieferen

e im Bereice des Photen polyvale kann, je

en, das als

s auf der la Wellenlän

htgeschwiluminium > p sindallschichtehschnittlic

n zurücklewird die Pl IR Bereich

edium mit exs normal, 3: N

ch eine sehindungseleo niedrig eiele Trenn

Absorptioeinfachesasmakante

derer Mecn Bereich.gt. Im Glarschieden

n entstehtPrinzipiellngselemen

Art ein Glasungsfarbeas eines Iordnung freneren Schas anregend Niveau auh des sichtons verschnt sind koachdem inreduzierte

ngwelligengen sich zu

digkeit imoder Nicketalle nic

, die dünne Weglän

en kann) ssmafrequehinein ver

onentieller Aa

2O-3 SiO

2 Glas

r deutlichektronen de

ergetischetellen vorh

skante vona2O-SiO2 Gbis in den s

anismus f Im IR werdsnetzwerk

Arten vondurch dienterscheid

te und koll

s bunt zu f n spricht. Dns zustandi haben mle angeregt Photon gef das höhbaren Lich

indet ausmt es vor,

welcher OForm Fe2+ o

roten Seitr Farbe Bla

Medium zl sind pCu

t transparr als die mie, die

ind partiellnz (“Plasmchoben un

bhnahme (linsehr rein, 4:

Wechselwir Sauerstof r muss dasanden ist d

etwa 17las angehoichtbaren B

r die Absorn durch dichwingenSchwingubsorptionet man zwidale Färbu

rben. Dieie Farbe ko, weshalbssen. Trifftund auf ei

nau die Enre angehos. Das Phodem Spek

dass ein unxidationsstder als oxi

des sichtb addieren.

u p=c/F p.82nm, pA

nt. Sichtbattlere freiein Elektr

transparenkante“) zud zugleich

ks) und UV-Kaa

2O-3 SiO

2-Gla

rkung mit dfionen angPhoton seiies der Fall

nm für hoben. Fe3+-Ioereich.

ption von Pe Photonevor allemgen angeron Lichtwi Mechanisng.

etall-Ionemmt durchdie Ionen d ein Photone höherergie besitz

ben zu weton wird arum - dasd dasselbeufe es vorliierte Form

aren SpektFe(III) färbt

ypische=141nm,res LichtWeglän-n oh-

t. Wertehöherenwird die

nte unter-s, normal

em Glaseregt. Jen, um inund wie

chreinesnen füh-

hotonennieder-ie Si-O-

egt wer-llen desmen der

sind imElektro-

er Über- auf einahn ge-, die dasden. BeisorbiertGlas er-Elementegt. DasFe3+ vor-

ums ab-dagegen



70

auf der anderen Seite des Spektrums das Glas gelb ein. Da in Kalk-Natron-Glas beide Wertig-keitsstufen nebeneinander vorliegen, erhält man den typischen, leichten Grünstich. Interessan-terweise ist auch die Koordination entscheidend. Ni(II) färbt in tetraedrisch koordinierter Um-gebung blau und in oktaedrisch koordinierter Umgebung gelb (s. Tabelle 9).

Tabelle 9 Übergangsionen für die Ionenfärbung von Glas.

Wertigkeit Koordination Farbe Wertigkeit Koordination Farbe

Ti(III) 6 Violett Fe(II) 6 Blau

V(III) 6 Grün Fe(III) 6 Gelb

V(V) 4 Farblos Co(II) 4 Blau

Cr(III) 6 Grün Co(II) 6 Pink

Cr(VI) 6 Gelb Co(III) 4 Grün

Mn(II) 6 Farblos Ni(II) 4 Blau

Mn(III) 6 Violett Ni(II) 6 Gelb

Cu(II) 6 Blau Cu(I) Farblos

Eine völlig andere Methode Glas zu färben ist die kolloidale Färbung durch feinstverteilte Parti-kel. Grosse Partikel mit Durchmesser d>> absorbieren Licht auf allen Wellenlängen und dasGlas erscheint grau. Je kleiner die Partikel im Verhältnis zur Wellenlänge des Lichts werden,desto mehr Licht wird an den Partikeln gestreut. Der Farbeindruck entsteht also über Licht-streuung, genauer Mie- oder Rayleigh-Streuung. Sind die kolloidalen Partikel so gross wie dieWellenlänge, findet bei sphärischen Partikelformen Mie-Streuung statt, die sich mit Absorptionüberlagert. Ein prominentes Beispiel sind Goldkolloide, die in Lösung rot färben. Sind sie in einerGlasmatrix gelöst, spricht man von Goldrubinglas. Diese Methode der Färbung wird vor allembei kunsthandwerklichen Gläsern aus Böhmen angewandt. Ein technisches Anwendungsgebietfür kolloidale Färbung sind die sogenannten phototropen Gläser, wie sie gerne für Brillen ein-gesetzt werden. Hierfür wird Silber zusammen mit Chlor in die Glasmatrix eingebracht. OhneEinwirkung von Licht liegt das Silber als Ag+ vor und das Chlor direkt neben dem Silber als Cl -.Durch UV-Licht gibt jedoch das Cl- sein Elektron an das Ag + ab. Dadurch entstehen kolloidalausgeschiedene Silberpartikel die das Glas so lange braun färben, bis kein UV-Licht mehr für dieAnregung auf das Glas fällt. Werden die kolloidalen Partikel noch kleiner (0.1-0.4· ), beobachtet

man Streuung an molekularen Dipolen, die Rayleigh-Streuung. Dieser Effekt ist für das Him-melsblau am Tag, wo Licht nur einen geringen Weg durch die Atmosphäre zurücklegen muss,sowie die Abendröte, wo aufgrund des langen Wegs die blauen Anteile weggestreut werden,verantwortlich. Das erklärt sich dadurch, dass Licht an O2- und N2-Dipolen streut, wobei blauviel stärker streut als rot. Aus diesem Grund wird bei langen Übertragungsstrecken durch Glas-fasern langwelliges IR-Licht verwendet, obwohl kurzwelliges höhere Übertragungsraten er-möglicht.

3.4.4. Physiologischer Farbeindruck

Um die Eigenschaft „Farbe“ quantifizieren zu können, benötigt man die Eigenschaften des füruns wichtigsten optischen Sensors - dem menschliche Auge. Unser Auge hat vier verschiede-nen Rezeptoren auf der Netzhaut für die Wahrnehmungen hell/dunkel sowie rot, grün undblau. Die Sensitivität eines Rezeptors hängt nun von der Wellenlänge ab und wurde von der



71

Commigigenmenschfür unsSpektruscherw

Abbildun

Der phZusamLichtquspektral67).

Abbildun

Das Taentspri5777K. Slungsabevor dximal netwa 25hauptsder Ozoges Stra

sion Internrößen X( )lichen Augr Sehverm

m) für dieise bei kün

g 66 Sonnens

siologischeenwirkens

elle wird dle Durchläs

g 67 Verkettu

eslicht imht Sonnenie hat ihrsorption in

as Licht aufoch knapp% in der Atchlich gesnschicht sthlungsspe

ationale d´ , Y( ), Z( ) s ist nichtgen bei D

Produktionstlichem Li

rahlung und

Farbeindr einer Lichurch ihre ssigkeit T( ),

g, die zum Fa

Freien isttrahlung eaximumder Chro

die Erdatmdie Hälftemosphärehwächt durk absorbi

trum, das i

Éclérage (C.definiert (

nur für dasnkelheit. Dvon Schlaf ht empfind

ormierte Em

ck, den witquelle, einpektrale In das Auge

rbeindruck ei

ereits allesinem schwei 500nmosphäre dosphäre trider solarenurch Wassrch die obrt, UVC vo

n Abbildun

I.E.) festgels. AbbildunFarbsehenarüber hinhormonen,en.

findlichkeit d

r von einees lichtdutensität I( durch die

er Scheibe fü

andere alrzen Strah

Wellenlängr Sonne fe

fft. Was au Strahlungermolekülen angespr Luftsauer 66 rechts

gt. Dazug 66 linkswichtig, deus sorgt eiwas zu Mü

es Auges

Glasscheichlässigen

) charakterrei Größen

hrt.

ein gleichler (Planckse, was blauhlen jedoch der Erdobim VIS Berabsorbiert.ochene Ratoff. Darau

dargestellt

urden die. Die Farb

r blaue Ant niedriger

digkeit füh

e haben, iObjektes uisiert, das X( ), Y( ),

mässiges Sches Strahl-grünes Lic schon gerfläche noich. InfrarUVA dringtleigh-Streus folgt einst.

ellenlängempfindlich

eil (Z) ist wAnteil vonrt, wie wir

t das Ergend des AuObjekt dur

Z( ) (vgl. A

pektrum. Plungsspektrht ist. Durisse Welleh ankommtstrahlung weitgehenung. UVBehr unglei

nabhän-keit dessentlich(blaues

sie typi-

bnis desges. Diech seinebildung

rinzipiellum) vonh Strah-nlängen,t ist ma- wird zud durch,ird von

hmässi-



72

Abbildun

Tritt nuwie dedruck, ddie kom

Setzt mchendepunkt b

Um Farder Su

g 68 Transmis

n Licht durc in Abbild

er durch debinierten E

760

380

nm

P

nm

X

an T( ) = 1 f Farbort Wezeichnet,

borte graphme 1 ergeb

x

sionsspektru

h einen trang 68 dargn Farbort P fekte im B

( ) ( )T

ür ein Glas,= (X W , Y W ,er wiederu

isch darsteen:

; X

X Y Z

eines 3mm d

nsparentenestellten, sdefiniert isreich 380 b

( ) , I d e

so bleibt dW ) definier

m die eing

llen zu kön

Y y

X Y

icken Kalk-Na

Körper mitentsteht f

t. Dies ist eiis 760 nm i

.c

s Spektru die Qualisetzte Bele

en, werde

; z Z X

tron-Glases.

einem bekür den Betrn Vektor P( ntegrieren:

der Lichtqät weiß (fauchtungsar

die Größe

; m Z

Y Z

nnten Tranachter ein

P , Y P , Z P ), d

uelle unverrbneutral)t identifizie

X, Y, Z so

t x y z

smissionssestimmterssen Komp

ndert. Derund wird art.

ormiert, d

1.

pektrumFarbein-onenten

entspre-ls Weiß-

ss sie in



73

Abbildun

Aus die

der unasich nuist im sauf diegenemdies alsstrahlenen Spschliesskurve bschwarbei ein

wir derdie LichDiese Li

Um zueine ScLichtquonsspekann mdie sie i

g 69 Das CIE F

er Vorgab

bhängig sinn der normigenannte

Gegebenhefindlichkeidie Ortslin. Deren Wktralfarbe

t sich der „erechnen, ien Strahler unendlich

Farbort dequelle E, b

chtquellen

erstehen,eibe mit g

elle C mit x trum T( )an nun inm Punkt Q

die Farbsät

arbdiagram.

ergibt sich

d, was eineerte Farbor C.I.E.-Farbiten des men y( ) üb

ie aller Lichllenlängenzwischen

Farbkreis“ndem mas in das In hohen Te

r Lichtquelli direkter S

liegen alles

ie CIE Fargebenem

c =0.3101, y c

önnen wiras Diagrachneidet.

igung aus

, dass von

zweidiment (xP, yP) uniagramm

enschlichener x( ) fühtquellen ausind an de380 und 7on violett

als I( ) diegral einseperatur m

e eingetragonneneinstmt auf der

diagrammransmissio0.3161 in den Farbortm einzeich

us dem Dia

em Verhäl

en drei no

sionale Dad der Weißöglich (s.Auges ab

t zur Farblffassen, dir Ortslinie

0 nm wirach rot. Ale im sichttzt. Die Kuitten im Fa

en. Beispierahlung di Ortslinie d

praktischnsspektruas Diagram P=(X P ,Y P ,Z P

nen und digramm erh

nisC

s

C

mierten Gr

stellung vepunkt (xW,bbildung

estimmt.inie der rei jeweils nungegeben.

durch die nächstes

baren Bereive endet,

rbfeld des

le sind beiLichtquellr Farben d

ingesetzt. Zunächstm Abbildu errechnene Linie CPält man nu

.P

Q

ößen x, y, z

reinfacht. Aw) bestimm9). Die C.I.er Auftrag

nen Spektrr eine einziDie LückePurpurliniann manch vorhanie inAbbillauen Bere

ageslichtC und beir schwarze

erden köntragen wirg 70 ein.

. Den normiis zur Spek folgende

nur zwei v

uf diese Wen. Die Da.-Farbkarteder normielfarben. M

ge Spektraler Ortslini verbundeie Schwarzene Intenung 69 da

ichs. Als W

(bedeckterkünstlichen Strahler.

nen, betracden Weissp

it dem Traierten Werttrallinie ve

asszahlen

neinan-

ise läsststellungist ganzrten Au-an kannllinie ab- der rei-

n. Somitstrahler-ität des

rgestellt,ißpunkt

Himmel)Licht B.

hten wirunkt dernsmissi-P=(y P ,x P ) längern,:



74

Abbildun

Die Farpauschtegralwdie Untbestim

AbbildunFeSe.

Nun begefärbteignenBereichals Filte

Mischfaliegen

die Farbhell

die domini

g 70 Beispiel f

intensität il Y P zugeor

ert ist. Legterschiede i

en.

g 71 Transmis

trachten wsind (Abbilsich für Filn passiere

r vor eine G

rbe aus blaie dominie

igkeit (das i

rende Well

ür den Einsatz

st in dem zdnet. Y P istman das

n den Tran

ionsspektren

ir die Tranung 71). Cergläser.

n und schnlühbirne g

uem und rrenden We

st der Wert

enlänge do

von CIE Farbd

weidimensinicht aus d.I.E.-Syste

smissionss

verschieden g

missionssp2+ und Fe2+ lle andereiden nur eisetzt würd

tem Licht.llenlängen

YP),76

38

PY

m anhand

iagrammen.

ionalen Ploem Farbdi und die Bektren die

efärbter Gläs

ektren vonhaben eine

Spektrenn oder zwee gelbes Li

ragen wirder Co2+- u

0

0

.nm

nm

YTId es Schnitt

nicht diregramm ableleuchtungeinzigen

er Cu2+, Fe2+,

Gläsern, diKanten- (olassen Spei Bänder imht erzeuge

nun diese Gd der Mn3+

unktes Q.

t darstellbesbar, da esart C zugrariablen di

Cr3+, Co2+ u

e mit unteer Cut-off-tralbänderVIS heraus.

n, Co2+ und

läser in da-Farbe tats

r, vielmehrs der errecunde, danne den Farb

nd Mn3+ sowi

rschiedlich) Charakter aus versc. Cr3+-gefärMn3+ erzeu

CIE-Diagraächlich auf

wird sienete In- bleibeneindruck

e von Se0-

n Ionenistik undiedenentes Glas

gen eine

mm ein,der Pur-



75

purliniedie dosich derbiert n(Abbild

gepunkbeider Skalisch“bung eikennt hbung dkönneneine Korum anten FarlenlängMenge

Abbildun

3.5.

Methodda siein gerin

. So trifft CinierendeFarbeindru

ur schwacng 71 recht

ete Spektrpektren wü zu entfärbne eisenarat der Einsurch Sonne) kann Mn3+

mbinationKomplemeorte neutr

e nahe 380zum Entfä

g 72 Physikalis

Eigensc

en zur Abseist aus ei

gem Umfa

2+ die Eckeellenläng

ck darstell im blaues). Ein Glas

m, das korde eine nen (vgl. Ab

e Schmeltz von Mn3

nlicht, danur ein gaus Co2+ un

ntärfarbenlisieren kanm und dirben einge

che Glasentfä

aftsabsc

hätzung vner statistig physikali

der Linie de comp der Kn, den zwein Bereich,mit einem

plementäutrale Farbildung 72).führung d

+ gewisseinige Ionennz bestimm

Se0 lässt serzielen, dann. Co2+ erg

rosa Seleetzt.

rbung im CIE-

hätzung

n Glaseigechen Anal

sch begrün

r Spektralf omplemen- und dreiFe2+ hinge

Fe2+-Anteil

zum Speke ergeben,Im Gegensrch Rohstachteile: n ihre Valetes Fe2+/Feich, wie ins fast denibt eine intfarbe liegt

Diagramm.

nschaftense über vieet sind.

rben mit

ärfarbe miertige Eise

gen starkon 20 % d

rum des Mas frühertz dazu beffselektion

eben der Nz bei Bestr+-Verhältnibbildung 7esamten

ensiv blauebei 593 nm

ehören eigle Glassort

om = 380n (s. Abbilduionen hint

m gelbens Gesamtei

n

3+

verläuft.enutzt wuzeichnet di. Wie manigung zur

ahlung dur farblich k

2 dargestelereich derFarbe mit. Dabei we

entlich nicn hinweg

, für Mn3+ tng 72). Ebeerlassen. Fund rotensens ergibt

. Eine Überlrde, um Glae chemischin AbbilduSolarisationch UV-Lichmpensiere

lt, ein breitdurch Eisen

ominierenden nur se

t in die Glntstanden

eilt mannso lässt3+ absor-Bereich

das dick

agerungs „physi- Entfär-g 72 er- (Verfär- ändern

n. Durchs Spekt- erzeug-der Wel-hr kleine

sphysik,und nur



76

Eine wichtige Quelle für Glaseigenschaften sind Glasdatenbanken wie die SciGlass oder Inter-glas Datenbank, die mehr als 360.000 Glaskompositionen enthalten. Innerhalb dieser Daten-menge erfolgen Eigenschaftsvorhersagen anderer Zusammensetzungen über eine Regressi-onsanalyse. Prinzipiell gilt dies für alle physikalischen und chemischen Eigenschaften von Glä-sern und glasbildenden Schmelzen. Es kann zwischen unterschiedlichen Interpolationsmetho-den gewählt werden, wie zum Beispiel der Gleichung zweiter Ordnung:

0

1 1

.

n n

i i ik i k

i k

Glaseigenschaft b b C b C C

b kennzeichnen variable Koeffizienten, n die Anzahl aller Glaskomponenten und C deren Kon-zentration. Der Glas-Hauptbestandteil SiO2 ist in der dargestellten Gleichung ausgeschlossen,bzw. wird über b0 berücksichtigt. Viele Glieder in der Gleichung sind nicht signifikant und ha-ben ein vernachlässigbares bi. Da oft mehrere Glaseigenschaften sowie Produktionskosten op-timiert werden müssen, kann mit Optimierungsmethoden, wie der Methode der kleinstenQuadrate gearbeitet werden. Eine Voraussetzung muss jedoch erfüllt sein: Kristallisation oderPhasentrennungen dürfen nicht auftreten.

Zur Abschätzung der elastischen Konstanten aus der chemischen Zusammensetzung der Glä-ser gibt es Schemata, wie das von Mackenzie, mit Wichtungsfaktoren. Die Genauigkeit der Be-rechnung ist für das Elastizitätsmodul ± 2 GPa, was recht gut ist. Entsprechend der Tatsache,dass zwei voneinander unabhängige elastische Konstanten berechnet werden sollen, werdenfür jedes Oxid j zwei Faktoren V 0(j) und U0(j) angegeben. Dabei stellen die V 0(j) eine Art Partial-volumen, die U0(j) einen partialen elastischen Modul dar. In Tabelle 10 kennzeichnen des weite-ren x j den Molenbruch, y j den Massenbruch und M j die molare Masse. Das molare Volumen V M wird aus Dichte und Glaszusammensetzung berechnet.

Tabelle 10 Abschätzung der elastischen Eigenschaften E, , G, K ±2GPa (nach Mackenzie). Rot hinterlegte Zeilenmarkieren die Bestandteile von Kalk-Natron-Glas.

j V°(j) [cm3/mol]

U°(j) [GPA]

y(j) [-]

x(j) [-]

V°(j)·x(j) [cm3/mol]

U°(j)·y(j) [MPA]

SiO2 28 64.5 0.717 0.709 19.859 45746

TiO2 29.2 86.7 0.001 0.001 0.030 88

ZrO2 30.2 97.1

Al2O3 42.8 134 0.012 0.007 0.307 960

B2O3 41.6 77.8

P2O5 69.6 62.8

MgO 15.2 83.7 0.042 0.062 0.936 5157

CaO 18.8 64.9 0.067 0.071 1.341 4628

BaO 26.2 40.6

ZnO 15.8 41.5

PbO 23.4 17.6

Li2O 16 80.4

Na2O 22.4 37.3 0.149 0.143 3.21 5346

K2O 37.6 23.4 0.004 0.002 0.09 56



77

S 25.773 61981

Zur Verdeutlichung wird der Rechengang für die Zusammensetzung des Standard-Float-Glaseskurz skizziert. Aus den in Tabelle 10 angegebenen Werten errechnet sich das molare Volumenzu

31 1 23.723 , 1.086,o

M ocmmol j j M

j j j

j

V V x M v y M V

und das Elastizitätsmodul und die Querkontraktionszahl zu

0.27867312 ; 0.5 0.244.o o

o E v U MPa

v

Aus den berechneten Größen wird noch der Kompressionsmodul K und der Schermodul G be-rechnet:

43823 ; 27055 .3(1 2 ) 2(1 )

E E K MPa G MPa

Mit ähnlichen Verfahren lässt sich der Wärmedehnungskoeffizient abschätzen.

Die Dichte von Glas liegt zwischen 2g/cm3 und 6g/cm 3, je nach Zusammensetzung. Für reinesQuarzglas wurde die Dichte zu 2.0-2.2g/cm3 bestimmt. Die Dichte von kristallinem SiO 2 in derForm des Quarzes ist 2.65g/cm3 und für die Cristobalit Modifikation 2.32g/cm 3. Daran erkenntman, dass die Struktur des SiO2-Glases aufgelockerter sein muss, was das Netzwerkmodell mitSiO4-Tetraedern mit grossen Hohlräumen zusätzlich bestärkt. Die Unterschiede zwischen ein-zelnen Messungen für identisches SiO2-Glas von bis zu 0.2g/cm3 sind auf unterschiedliche Ab-kühlraten zurückzuführen. Die Zugabe von Alkalioxiden zum Glas erhöht die Dichte des Glases(s. Tabelle 11, Abbildung 73). Zwar wird das Netzwerk geweitet, bzw. gesprengt, aber gleichzeitigwerden die bestehenden Hohlräume ausgefüllt, was zu einer erhöhten Raumfüllung führt.Aufgrund der atomaren Massen nimmt die Dichte in der Reihe Li2O-Na2O-K2O zu. PbO und BaOerhöhen die Dichte von Gläsern sehr stark, während andere Oxide die Dichte von Gläsern jenach ihrem Gewichtsanteil in der Zusammensetzung erhöhen bzw. erniedrigen können. Inte-ressant ist die Beobachtung, dass geringe Anteile die Dichte des Glases erhöhen, höhere Anteile jedoch zu einer Abnahme der Dichte führen können (s. Abbildung 73).

Man kann die Dichte eines Glases auch aus dessen Zusammensetzung abschätzen:

100,

/i i

i

p

wobei pi die prozentualen Anteile der einzelnen Komponenten in Gew% und i die für jedesOxid charakteristischen Faktoren für die Dichte aus Tabelle 11 sind.

Tabelle 11 Dichte von Glaskomponenten.

Oxid i (g/cm3) Oxid i (g/cm3) Oxid i (g/cm3)

SiO2 2.24 As2O5 3.33 K2O 3.2

Al2O3 2.75 CaO 4.3 MgO 3.25

B2O3 2.9 ZnO 5.94 PbO 10.3

Na2O 3.2 BaO 7.2





79

4. Gl

Ein ges

ihrem Edung 7HerstellSchau

Abbildun

4.1.

Guss- oflüssigeZustanzenabstbengröDiese gDie WazustelleoptischAbkühl

deutlicneres Geiner Sc

Das Zieist inkodas FoenormeGlassorwodurcEcken)dünnerGlasfas

Da die

sformg

hichtlicher

influss auf). Dieses Kaung von Glglas und F

g 74 Geschich

Walz- u

der Walzgls Glas zwis zu Tafelnand eingessen von 3x

eben demlzen können. Gussglän Eigenschng das Gla

höherer Tlas deutlicheibe könn

hen ist einmpressibel

rcoult-Ver Investitionen keine h

h sich dasräzise affiGlasfolienrn für Text

lasschmel

ebung

Abriss üb

die Architepitel widmsprodukteserglas. Zu

liche Entwickl

d Ziehgl

s wird hachen gekügeschnittetellt. Mit d6m. Es könlas splitte glatt odeer sind traaften führts geschliffe

ansparenzgünstigeren jedoch n

ei vielenund es bilahren haben darstellohe Flexibiursprüngli abbildet (im Corninil- oder Isoli

e inkompr

r die Entwi

kturgeschicet sich techn für das Badem wird a

lung der Herst

s

ptsächlichlten Walze und in Öf

iesem Verf nen auch pbindende E profiliert snsluzent, d. Um Schein und polie

als gezogeproduzierticht vermie

erkstoffenet sich ein

en auch hen und inlität habenche Quersgl. Abbildu Down-drerfasern zu

ssibel ist u

cklung der

hte wurdenologischeuwesen, uuf Glasbieg

ellungsverfah

nach demn zu einemen abgekühren errei

unktgeschigenschaftein, um Ora der Konten mit ho

rt werden.

es Flachglwerden, Scden werde

angewandteinachsigeute noch

Bezug auf. Die mechhnittsprofing 75). Diewing Verf nutze.

d beim Zie

Herstellun

zu Beginn i Fragestellfasst also

everfahren

ren für Flachg

Bicheroux- Glasbandlt wird. Dihte man deisste Dran, allerdin

namentglakt mit deer Transpa

Poliertes G

s. Durch dhlieren und.

es Formge Spannungstarke VerGlasdickenanischen Sl (mit Aus macht mahren, aber

hen die Ma

sverfahren

n Kapitel 1ungen rundeben Flachingegang

las

erfahrengeformt un Glasdickeie heute nteinlagens zulastenoder Drah

kalten Wrenz zu erhssglas ist r

n Ziehproz Dickenunt

ungsprinzizustand a

breitung, dnderungeannungenahme der

n sich fürauch zur

sen konsta

von Flach

gegeben (v um die inglas auchn.

ergestellt,d im nochwird überoch üblicheingewalztder Biegef tornamentlzen zu sc

alten kannecht teuer,

ess kann zerschiede i

p. Die Glasss. Zieverfa

a Floatgla und versrelaxierenRundung

ie HerstellHerstellun

nt ist gilt:

las und

l. Abbil-ustrielleohlglas,

bei demwarmenen Wal-n Schei-werden.stigkeit.las her-

hlechtennach der

ber von

ar dün-nerhalb

chmelzeren wie

anlagenhiedenespontanscharferng sehrdünner



80

mit der =L/L.

Die affichen ge

wie siesern, disind unist, wirgestelltnach dre Endezieht, d

ist. DasOwenAbbildu4000 Dtem Duzogen,der GlaBeschäsind Fawerdenhochfes

•

Zieh

mv

t

Ziehgesch

Abbil

e Abbildunometrische

V LV L

ür das Zieh unendlich

d variablehier ein h

und verwem Stabzieh erhitzt. Dr aufgewic

auch heutornings Fing 76). Kerüsen am Brchmesser (eschlichteoberflächeigung underbündel,zur Weitertem, alkalif

E-Glas (E=Eangegriffen

(1d L

indigkeit

dung 75 Affin

g des Quern Beziehun

1 2 d d L L

en von Gla lang undicken auf her Anteil

bt. Eine inverfahren.rch die Sckelt wird.

noch wicerglass Co des kontiden (Ø1-2ca. 5-24 und aufgn währendient späteie aus eineerarbeitun

reien E-Gla

lectric): Sta. E-Glas ist

21 12 2

)

Zieh, der Gl

Abbildung d

schnitts füg

0

fasern veron hohereisen. Da

Altglas verustrielle H

ehrere Glwerkraft las Verfahr

tigste Verf rporation (uierlichenm). Jede D). Die Filamwickelt. Dies Wickelpr als Haftver großen Zag zu Textili hergestell

ndardfaserdie Bezeic

const

sdichte ,

r Querschnitt

rt mit der I

endet werualität sinie optischrbeitet. Glrstellung f sstäbe west sich einn hat den

ahren zur1930) zurüerfahrensse entspri

ente werd Polymersc

rozesses unrmittler fühl sehr dün verwebt., es sind a

mit Marktnung für

Dicke d un

sgeometrie b

nkompressi

den kann.d und Isoli Qualitätsfasern w

and auchrden senkre

Tropfen, dgrossen Na

erstellungk und nenist ein Schht einem en mit 25-5hlichte redd der Vera Matrixmatner PrimärTextilfaserer auch an

nteil ~90in Glas mi

Länge L,

im Ziehen vo

bilitätsbedi

an untersrglasfasernon Isolierglrden bereitereits um 1cht eingeser einen Fahteil, dass

von Endlont sich Düselzgefäss

inzelnen Film/s senkrziert den

beitung, scerial. Die eiasern verz werden aere Glasart

, wird in b Hauptko

sowie der

n Glas.

ngung zu d

heidet Tex die deutliclasfasern us in der An893 statt,annt und dden hinteres diskonti

glasfädenenziehverf us Platin

ament mitcht nach ueibungswihützt die Fgentlichen

irnt werdus hochelasen im Einsa

sischer Uponenten

ehnung

er einfa-

ilglasfa-h kürzer

nwichtigtike her-unächstas unte-sich her

nuierlich

eht aufhren (s.it bis zu

definier-nten ge-erstandden vor

Rowingen. Diese

tischem,tz:

gebung(in Mas-



81

•

•

•

•

•

Isoliergl1930 bedientePlatte u

ren. Gro

Abbildun(rechts)

Die heufahren

ein zwegelochtziehennoch agasstrosinkt eiGlasfaszu Däsehr feinach uströmuGlaswo

sen-%) 53-6sammensehat - vereinsonstige, mS-Glas (S=S

C-Glas (C=ECR-Glas (ED-Glas (D=AR-Glas (Aton. Mit Zirgriff ist.

asfasern sii der Firmaie Herstell

nd wird du

sse Produk

g 76 Herstellüsenblasverf

te wichtig(TOR), auch

istufiges Vem RingmaFäden hintus. Durchms eines Bn schlauchrn, die mitmmatten

ne, kurze Ften feine

ngsgeschwille ein herv

0 SiO2, 13-1zung bei 7facht - eineit Glastemrength): Fa

orrosion):-Glas Corro

ielectric):=Alkali Reskonium (Zr

nd deutlicHager in B

ung von Zrch das Au

ionsmeng

ungsverfahrehren.

n Verfahre Sillanverfa

rfahren, bntel gefülltr sich her.die Zentrif renners weartiges Fas organischder Glasvlsern. Ausasern gezndigkeitenrragender,

Al2O3, 2-70-790 °C,Zusammeeratur 540ser mit erh

aser mit beion Resistaaser mit niistant): FasO2) angerei

kürzer unergisch-Glackerwatteschleudern

n waren mi

für Fasergla

n sind dashren gena

i dem flüs wird. DieDie Bewegugalkraftiter zerfaseergebilden Klebstof

iesen verkliner Glasscgen. Die Fbis zu 100leichter, nic

B2O3, 23-24er MOE bsetzung v

°C und MOhter Festi

sonders hont): besonddrigem di

er für diechertes Gla

d haben vdbach direals Vorbild: zu Fasern

it diesem V

s. (links) Dü

Schleuderbnt (s. Abbi

iges Glas iom Randng des Troird der S

rt und alsach untenen wie Kubt werden

hmelzwansern zerrei

m/s in kurzht brennba

CaO. Die Gli 80-85 GPn 72 SiO2, 1

E von 67 GPkeit und Be

her Korrosiers säureblektrischenwendun

s, das resis

riable Dict aus derFlüssiges

ausgezoge

rfahren je

enziehverfah

lasverfahreldung 76).

n einen sices Ringspfens undchmelzstraRohfilz ges. Es entstestharzlösu können. Be mit Düsessen dabeie Stücke. Drer Dämms

astempera. Zum Ver

Al2O3, 3 Ma.ständigkeit

nsbeständiständiges E Verlustfak basischerent gegen

en. Glaswlasschmelzlas tropft, die an d

och nicht

en, (mittig)

n (TEL) undas Schleu

drehendeeggeschleer Scheibel untermmelt. Ru

hen schmegen oder

eim TOR-Vn am Bodeunter hohurch ihrenoff für Sch

ur liegt jeleich: Ein

O, 9 CaO, 1

.

igkeit.-Glas.tor.Umgebungüber basisc

lle wurdee hergestelauf eine ror Luft sofo

öglich.

Schleuderblas

das Düseerblasverf

n Schleudederten Gla dehnen ditwirkungnd um dielzperlenfreitärkeverbi

erfahren en werden sm Druck u

hohen Luftall und Wä

ach Zu-loatglasNa2O, 1

wie Be-hem An-

erstmalslt. Dabeitierendet erstar-

verfahren,

blasver-hren ist

ring mitstropfenn Fadendes Ab-Scheibee, kurzedungentstehennkrecht

nd Luft-nteil ist

me.



82

4.2.

Das Florens ist(Metall)

einer sebeidenab. DerGrenzfltungsd

DarauswichtsdFloaten

mit Sn

TatsächRoller, dfen, kaRadachvon 1-12stellen

flüssige

Abbildun

Zwar g

jedochwird du

Floatver

tverfahrendie Ausbrei. Selbstvers

hr flachenFlüssigkeitSpreitungschenspan

uck berech

1 (sp

P

ergeben siicke deq errvon Glas a

0.356

Geq

Gla

d

14 2

= 6.5g/cm3,

lich hattenie als wassn ein lateren in Bezumm gefertimüssen Ra

Glas seitlic

g 77 Ausbreitu

b das eige

noch weitrch einen

ahren

ist heutetung odertändlich dü

Linse mit dn, ihren Oruck P Sp treungen spi

net sich zu

2 12).

h 3 Fälle: iicht und bf flüssige

2las S

s

cm

g

43 1 4 4

Glas= 2.4g/

die erstergekühlte,

aler Zug og auf die Flgt werden.dleisten a

h aufstaue

ng des Glasba

ntliche Auf

r Verformpalt gereg

ei der Herspreitung eirfen die Fl

r Gleichgeerflächensibt das Systgeln sich i

t P sp>0 breii P sp<0 kont Zinn errec

2.063

(1 cos )Sn Glas

2 4 4 43

m3 Glas =

Floatgläsgezackte Mer Druck a

ussrichtunUm Glas is Graphit

.

ndes auf der f

chwimme

ngsprinzipilt. Danach

ellung voniner leichtessigkeiten

ichtsdickepannungeem ins Glei

Kontakt

tet sich darahiert dasnet sich zu

0.73cm

0.3 N/m2.

r die Gleietallzahnruf das Ban kann dün Dickenbe

(Fender) au

lüssigen Met

dem Verf

ien wirksafliesst ein

Flachglas f ren (Glas) anicht misc

deq ein. deq

1/2 sowiechgewicht.inkel wi

GlasbandGlasband.

= 100° un

hgewichtsder in die nd ausgeübtneres oderreich bis 2f dem Zinn

lloberfläche.

hren den

. Der AusGlasfilm ei

ührend. Gruf einer schbar sein. G

hängt vonder Grenzf Die Verhälter (s. Abbil

aus, bei P sp

ie Gleichg

der Gravit

icke. Durcoch weiche werden.ickeres Gl

mm im Flbad installi

amen, im

luss aus de schräge

ndlage dewereren Fllas nimmt

den Dichtelächenspannisse der Odung 77). D

=0 ist diewichtsdick

ationskons

h sogenan Glasmassurch Ändes als deq iatverfahre

ert werden

Floatverfah

er SchmelzEbene des

Verfah-ssigkeitie Form

dernung 12 ber- under Sprei-

leichge-e für das

ante g.

te Top- eingrei-ung derBereich

n herzu-, die das

ren sind

kammerLippens-



83

teins hipressibvom Msowie d

Wird di

noldsza

lässt simit Riff ganze BVolumigelenktmer wiFormun

Abbildun

Die Flümuss eidererseiteurenwas dubis 10stoff inmer ab

nab und dil ist, nimmssenstrom

er Gravitati

dm

vdt

h

h

v

gv

1 44

2dm

dt

e Fliessges

hl für einen4

Red

h dies absceln und Wereite des Lia, die im dwerden, wd das Glasg des Glas

g 78 Rieselfil

sigkeit inne höherets aber im

Metallen Grch eine Sti

H2)) vermgeringenr auch das

Geschwint die Dickedm/dt , deonskonstan

d L mit

,max

2 cos1

4 43

3 cos

3

d L

hwindigke

Rieselfilmv

hätzen. Wrte darübepensteins

irekten Koo sie abgesand am kaandes, der

über den Lip

er Floatkaichte als d

Bereich T4 llium undkstoff-Wa

ieden werdengen inoxydische

igkeit erhöes Rieselfil Winkel de

ten g ab:

2

2;

xv

d

bzw. die

t zu gross

rte für Re v kennzeichmüssen reltakt mit dechnitten wlten Ende ahier jedoch

enstein.

mer selbsas Glas haes Glases

Indium koserstoff Aten soll. Troie Kammerlas selbst.

ht sich (s.ms ab undr schiefen

2,max3 h

v

Dicked

erhält man

on 4-25 sinen turbuletiv konstam Schamoerden könnbgezogen.nicht nähe

t bedarf een und imkeinen hoh

mt nur Zimosphäre itz der Ver gelangen.Die Löslich

bbildung 7erreicht einbene , de

rgibt sich

32

3 dm

g L

eine gerif

d laminarente Strömut sein. Dertmaterial s

en. Nach duch diesesbetrachtet

enfalls einBereich T13 en Dampfdnn in Fragn der Floatendung di

Die Quellekeit von O2

). Da die Ge stationär Glasviskos

/

cos

dt

.

elte Oberfl

Strömung,ng. Die Teippensteintehen, an dm DurchlaZiehen hatwird.

r genaueres Glases

ruck haben. Leider oxiammer (Nses Formi

sind Undicin metallis

lasschmelz Dicke. Dieität und

äche. Über

1000-2000peraturen

ist so gefoie Ränderufen der Fl einen Ant

en Betrachtlüssig sein,. Neben dediert Zinn-H2-Atmorgases kantigkeiten

hem Sn ist

inkom-se hängtdichte

die Rey-

laminarüber diemt, dasses Filmsoatkam-il an der

ung. Siedarf an-

n viel zuehr gut,shäre (5

n Sauer-er Kam-sehr ge-



84

ring unüberschan. Übeauf Obfelquellleren RZinnsulZinnko

AbbildunDie ObQualitäAuf derZinnoxizu untezu erke

4.3.

Der Be

sen unzur Hertendsteüber deund Auschen estücksturen drobuste

Die Porman au

einem lman sibeliebihaltenlegte Scdie Glas

stark temritten kristr die Verdarflächende

e ist wiedergionen derit auch midensat (s.

g 79 Oberfläcrfläche von entsprichUnterseite

d vor. Bei virscheiden,nen ist.

Hohlgla

riff Hohlgl

maschinelstellung von Innovatiom Blasverf ssenseite einer innere

ird dabei üer zwei Obr, dickwand

ionierungs einer gro

angen Fad frei ausstren Geschwufweist. Bherspannuschmelze s

peraturabhllisiert SnOmpfung voekte ist je

um das Gla Floatkamt dem Wabbildung 7

endefekte du Floatglas i. Allerdingim Floatba

elen Vergüas bei stre

herstell

s bezieht

les Blasen.n Möbelgrinen seit dehren zählt

ines Gegen und einer

ber den Abrflächen diger Produ

er Glasposen Düse

n auszieheömen lässtindigkeiteni langsameg , wird j

prödelastis

ängig (630,2 aus und lan SnO könoch die Ves selbst. Eser kondenserstoff de

9 rechts).

rch chemischet extrem gl besitzt eid dringt Sungs- oder

ifendem Lic

ng

ich auf me

Pressglasfen verwenr Einführundie Tatsacstandes mäusseren Ftand zwiscfinieren. I

te wie Glas

ten erfolgtortioniere

n. Grosse Pund schne erfolgen,r Belastungdoch die Rh und bric

95, 5 ppmgert sich al

nen auchdampfung

entsteht Zisiert und as Formierg

Reaktionen iatt mit Raun Floatglas

wenige 1 Beschichthteinfall an

hrere Glas

urde erstdet und eng des Glas

he, dass beglich sind.

orm zusamhen den be

Bauwesebausteine.

über einen, würde da

sten (1 – 1idet. Diesera die Glassgeschwinlaxationszt. Man spri

bei 1000, 8s Defekt anberflächenvon Zinnsunsulfitda

uf das Glasases reagi

n der Floatkahigkeitswezwei chenm tief inngsverfahr einer sch

erstellungs

als im frühtwickelte sblasens. Zui Pressglas

Beim Presmengedrüciden Formen dient das

Scherenscs Eigenge

kg) mussSchneidvochmelze eiigkeit fliesit / deut

cht dabei v

0, 600°C).der Untersefekte ent

lfit (SnS) krpf, der an

band tropftren und es

mer.ten von ca.isch unterdas Glas eien ist es wachen Fluo

verfahren -

en 19. Jahrch schnellden grössteine Struk

sen wird eikt. Die Dickn bestimmtPressen m

hnitt (s. Abicht das E

man mechgang darfn viskoelast das Mate

lich unterscn Heissbru

Wird die Löeite des Glastehen. Imitischer. Dien Decken. Unter 70 bildet sic

4nm, waschiedliche

n und liegtesentlich, dreszenz der

Mundblas

hundert inzu einer deen Vorteileuren an dn Glasposte des ferti, die auch d

eist der He

bildung 80de des Tro

nisch haltallerdingsisches Marial durchhritten, verch oder Hei

slichkeitsbandesHinblickSchwe-

der küh-°C kann

zudem

ptischerFlächen.dort als

ie SeitenSn-Seite

en, Pres-

den USAr bedeu- gegen-r Innen-en zwi-en Glas-ie Struk-stellung

. Würdepfens zu

n, bevoricht miterialver-ie ange-hält sichssriss.



85

Abbildun

Die krittemper

krit

berechgeschwungew

Die Vor

man eischwinspannuder Mit(Abbildklein si

Abbildun

Eine sigwährendes Gla

KontaktKern ka

g 80 Portionie

ische Gescturabhäng

32 Scv

d

et werden.indigkeit 5hnliche Ge

änge beim

n viskosesigkeitsprof

ngen propoelebene mng 81), sod. Das gilt

g 81 Pressvorg

nifikante Di der erstenses kann

des Glaspnn auf dies

rung von gros

windigkeitige Faustfo

,nitt

krit S v

Bei Tempe m/s nicht

schwindigk

Pressen ka

aterial mil mit der Rrtional zuaximal sinällt auf, daowohl bei

ang bei zylind

ckenabnahSekundenan also du

stens mite Weise lei

sen Glasposte

die zum Hrmel

2

3

2

krit hnitt

raturen derüberschreieit ist.

nn man sic

it einem Dandgeschw Gradiente. Betrachte

ss die Expo Pressen u

rischen und p

me beim Prruchteile.rch die Erh

er Form küht die For

n. Die Farben

eissbruch

d

Außenhauen – was f

h am Fall ei

ruck P zusindigkeit Nn der x-Kot man dienenten desnter konsta

rismatischen

essen erfoline zu ho

öhung der

hlt dieserfüllen (s.

entsprechen d

beim Scher

4800

10rit

T

des Poster ein schn

ner Platten

mmen, bilull aus. Ver

ponenteeitliche EnZeitgesetznter Kraft,

osten zwisch

t wie in Ae ViskositäPresszeit n

berflächlicbbildung

en herrschen

nschnitt f

00 krit

Pav

K

s von 800ll arbeiten

trömung v

et sich eiikal (x-Ricer Geschwwicklungs für die Die auch ko

n 2 Platten.

bildung 81t bzw. dieicht komp

rasch ab.2). Allerdin

den Temperat

ührt, kann

2t kri

d

°C darf diees Werkze

erdeutliche

parabolistung) tretindigkeit aer Plattena

ickenändernstantem

links dargefalsche Tensieren. D

Der niedergs beobac

uren in °C.

über die

t

Schnitt-

ug keine

n. Presst

hes Ge-n Scher-f, die inbständeng sehr

ruck.

tellt nurperaturrch den

iskoseretet man



86

bei einformenes kannwerden

Abbildun

Formgiwerdensen herdingtePresskrbzw. zumenele

grammund fezusam

Abbildun-pressen.

4.4

Schau

überwisprüht

r bestimmtzu Schäde aber durch.

g 82 Tempera

ssen kann. Massive,gestellt weigenspannfte ist esniedriger

mente die

fasst dielendes Foren.

g 83 Kühlriffel

. Schaum

glas ist ei

gend aus(gefrittet),

en Temper führt. Wa gelegentli

urverläufe be

als eine Aegossenerden. Diesungen undichtig deniskosität kälteren üb

esprochenmgedächtn

bildung beim

las

druckfest

ltglas herodurch d

tur (s. Abbum wirkliches Benetz

im Formpress

t des Presslasbaustei werden jgrosse TolGiessvorga

ühlt das Glrholen wa

n Phänomis als Funk

Formgiessen

er Wärme

estellt wirs Glas dur

ildung 82)h Kleben aen der For

en und Tempe

ens untere sind Prodoch äussranzen zung schnellas im For zu Kühlrif

ene Klebenion von Sc

und Zusamm

ämmstoff

. Gewalztech thermis

in Festklebftritt ist bi mit einer

raturen für Kl

em Eigenukte für drst selten

viel Ausschdurchzufükontakt sofeln führt (

, Heißbrucherrate un

nfassung der

für unters

s Glas wirdhe Spannu

en an der F heute nicl-Wasser-

eben.

ewicht dess Bauwese

eingesetzt,uss führt.ren. Bei zurasch ab,. Abbildun

, Kühlriffe Temperat

Arbeitspunkt

hiedliche

erwärmtngen in Kr

orm, was bt völlig vermulsion v

Glases ven, die im Fda herstelegen derlangsameass wärm

g 83 links).

l, gute Forur (bzw. Vi

e beim Formgi

Dämmberei

nd mit Wümel zerfäl

eim Ent-standen,rhindert

standenrmgies-

lungsbe-eringenFüllung

re Volu-Das Dia-

barkeitskosität)

essen und

che, der

sser be-lt. Diese



87

werdenoder KogesinteweichuSchneidSchmeldampfdchaniscmit Wa

Abbildun

Werdengeln geentstehsenklastet wird

4.5.

GebogeÜberkobogenkombinvom VeGravitabiegevehergestden Vekönnenbei hoh

bar. De

fein gemahlenstoff)rt, um Schangstemperen von Sche viele kleiffusionsdih weiterverser), so zer

g 84 Aufgesch

dem Mahormt werd

t Blähglas -en sortiert.

Glasbie

ne bzw. gefverglasunerden. De

ieren. Dierfahren erf ion. Schwarfahren heellt (s. Abbifahren sinBiegemasc

en Umform

minimale

hlen undermischt.

umbildnertur von Glaumglas) sine geschlhtes Gefüarbeite wespringt sie i

äumte Schau

lgut Bindeen. Im Dre ein feinpoz.B. als Bet

everfahr

krümmte Ggen oder a Biegevorglasscheibelgt die U

ch gekrümrgestellt wldung 85).

beliebig ghinen vergraden er

rümmung

it gasbildeas Mahlg

einzubindes liegt. Du

chäumt dassene Pore. Wird landen können Glasscha

glasplatte u

ittel hinzuofen wirdiges, leichtnzuschlag

en

läser ermöls Geländerang lässt sin werden iformung

mte Gläser,erden. Stär

ft bleibenekrümmteendet weröglichen.

radius für

nden Stoff t wird es i

n. Danachrch Blähgas flüssigen (s. Abbil

gsam abgen. Wird die

m-Granul

d geschlosse

gefügt, ködas Granuls, stabiles

für Leichtb

lichen fasausfachunch technoln Öfen gleaschinellmit Krüm

kere KrümAbdrücke

Flächen men, die eiusserdem

loatglas b

n (Erdalkaln beliebige

ird auf 90e wie CO2 las auf. Es

dung 84).ühlt entstaufgeblähtt oder Scho

porige Zellst

nen auf eit anschlies

Rundgranuton mit ge

inierende. Prinzipielgisch mit

ichmässigurch Drucungsradie

mungen wer Aufhänglich. Füre hohe ge

sind diese

trägt ca. 50

ikarbonate,Form gebr0°C erwärund H2S (fa

entstehenlasschau

hen kompae Glasmasstter.

ruktur.

nem Granusend bei 9lat, das abgringem U-

lasanwendl können al

em thermiuf 650°Czwischen

n >2m könerden imungspunk

inachsig gometrischeut mit Vor

mm.

Sulfat undacht und b

t, was übuliger Gerubeim Ersta besitzt d

kte Plattene abgeschr

lierteller r0°C aufge

ekühlt undert weiter

ungen in Fle Glasscheischem Vorerwärmt.Formen od

nen im Graressbiegeve sichtbar.krümmteReproduzipannen ko

Wasserei 650°Cr der Er-ch beimrren deraher ein, die me-ckt (z.B.

nde Ku-bläht. Esin Grös-erarbei-

assaden,iben ge-spannenbhängiger durchiations-

erfahrenMit bei-cheibenrbarkeit

mbinier-



88

Abbildun

5. Gl

Ein wirFlachglrie. Ausbeitung

5.1.

Durchauch deEigenspGläsern

den, sinren geri0,9–1,2turveräEigenscnungskximal zörtliche

Um einStoffke

wichtet

Oberhal

Für Baulen hierzen dielendeRichtun

g 85 Press- un

sverar

schaftlichsveredelunehend von

, aber auch

Glastem

ezielte Abkr gegenteiliannungenfast imme

d Abkühlvonger sind/(m·K) be

nderungenhaften E (E

effiziente erwarten

n Temperat

1

T E

rasche Abnwert mit

werden:

lb des Erwei

anwendundrei unterse auf die Alatte sei sg) wird übe

Gravitations

eitung

bedeutendg und –be, eventuellOberfläche

pern und

ühlung kange Effekt enoch währr von der

rgänge viells die Kerni 90 °C, hocim Glas rellastizitäts hohe Spae, thermisuruntersch

;

1

E

schätzungeinem Ge

1geo

T f

chungspun

en ist diechiedlicheusbildungmmetrisc

r

biegeverfahre

r Teil inrbeitung

geformtennbeschicht

Abkühle

n die Festizielt werdend der Abkberfläche

gefährlichtemperaturhbleihaltigtiv hohe Todul) undnungen zuh induziertied von 1 K

0.9 MPa

ür von dermetriefakt E

.

kts TD exist

bkühlungbkühlvorgon Tempe und eben

n. (rechts) 1 H

er Wertscit mehr al

Flachgläserngen die b

n

keit einesn. So zerbriühlung aufusgehen u

r als raschen. InfolgeGläser bis

emperaturμ (Querkon Folge habe Spannunn:

Stoffkenn

Platte abwr f geo für K

ieren keine

lacher Glasänge betraatur- unden. Der

eizung, 3,7,10

öpfungske 1/3 des Ge

n, sind theredeutendst

Glases signht ein GlasRaumtemnd durch Z

Erhitzung,der geringminimal 0,radiententraktionszan können.in einem b

ert für Kal

ichende Geugeln (2/3),

Eigenspan

platten vonhten und apannungsärmetrans

solierkamme

te von Glsamtumsamische unden Bearbeit

ifikant gestbei falscheeratur vonugspannun

da die Oben Wärmel W/(m·K))T, die je n

hl) sowie der Stoffke

iegesteifen

-Natron-Gl

ometrien z Stäbe(1/2)

ungen me

praktischebschätzen,erteilung hort über

r, 9 Biegeform

sproduktezes der Gla mechaniscungsschrit

eigert werr Abkühlunselbst. Da Bgen ausgel

rflächenteitfähigkeitbedingen Tach den elaem Länge

nnwert gibt Glasstück

las.

u erhalten,oder Platt

r.

r Relevanz.welche Koaben. Die aie Platten

, 5 Glas.

ist diesindust-he Bear-e.

en, aberinfolge

rüche inöst wer-

peratu-(typischempera-stischenausdeh- die ma-ür einen

kann dern (1) ge-

Wir wol-sequen-bzuküh-icke (x-



89

mit d

( 0T x

1. Abkü

2. Abküvektion

3. Abscflächen

T ist dicm2/s.g/cm3 u

Abbildun=0.003c

Fall1: K

Für einleitungdifferen

T

t

0

T q

t

en Rand

, ) ( );c

t T t

len mit ko

T t q

hlen in ein

, ,T Glas T

recken duremperatur

sT const e Temperatie Temper

nd Wärme

g 86: Tempe2/s.

nstante Ab

konstantegleichungz ist damit

2

0 T q

x

2

2T

T

x

,

bedingung

2( ,d x t

stanter Rat

0 const

m ruhend

Medium

h Anblase nimmt da

T . urleitfähigturleitfähiapazität c P

raturprofile

kühlrate

Abkühlratein parabol

Differenz v

2 T

n (T t

( )s

T t , be

e; wie bei e

n Medium

mit Luft.ei quasi so

eit in cm2/keit setzt

in J/(g·K) zu

ür die drei

dT/dt=-q0 sches Temn Zentral-

0

T

qconst

0) T im

rechnet. Di

inem langs

; Abkühlen

oher Wärort die Te

. Bei silicatich aus Wsammen in

unterschiedli

rgibt sicheraturprof

und Oberfl

mit parab

Gebiet

drei betra

m durch ei

an Luft. (R

eüberganperatur de

ischen Gläsrmeleitfähi ist T = /(

hen Abkühls

ls besondeil T(x). Diechentemp

lischem Pr

und au

hteten Fäll

nen Kühlof

ine Wärm

an den Ob Kühlmedi

rn gilt etwgkeit in

P · ).

ituationen. 1

rs einfacheaximal m

ratur T c –T s.

fil ( )T x

f den

e sind:

en laufend

leitung, ke

erflächen,ms an:

a T = 0.00/(m·K), Di

cm dickes Gl

Lösung dergliche TemEs gilt:

2 x bx c

Rändern

n Band;

ine Kon-

ie Ober-

–0.004hte in

as mitT

Wärme-peratur-



90

102

( ) (2 )T

a T x q ; 0b (Symmetriebedingung); ( 0)c

c T x T .

Damit gilt für Temperaturprofil und Oberflächentemperatur

22

0( )

2

c

T

q d xT x T

d

und2

0

2( )

8

d s c

T

q d T T x T .

Neben der maximalen Temperaturdifferenz T c –T s ist auch die mittlere Temperatur <T> von Inte-resse. Sie ergibt sich aus der Zentraltemperatur T c , der Abkühlrate q0, der Temperaturleitfähig-keit T und der Dicke d des Objektes:

2 2

02 13 3

0

2( )

24

d

c s c

T

q d T T x dx T T T

d

und ist 2/3 der maximalen Temperaturdifferenz.

Fall2: Abkühlung im ruhenden Medium

Die Berechnung der Abkühlung in einem ruhenden Medium erfolgt über die allgemeinen Lö-sungen der Wärmeleitungsgleichung, ähnlich der Diffusionsgleichung. Die allgemeine Lösungder Wärmeleitungsgleichung ist das Funktionspaar der GAUSS‘schen Fehlerfunktionen erf(x) und erfc(x) ähnlich wie das Funktionspaar sin(x) und cos(x) bei Schwingungsproblemen. DieRandbedingung für den Fall sind

, , 0; ( ) ; ( 0) . T Glas T Medium Medium Glas

T x T T t T

Das Temperaturprofil mit der Fehlerfunktion ist

2 20( , ) ( )

4 4

d d x xT x t T T T erf erf

t t

mit der Oberflächen- und Kerntemperatur

20 0( ) ( ) ; ( ) 2( ) .

4 4

d

s c

d T t T T T erf T t T T T erf

t t

Die Fehlerfunktion kann mit der Näherungsformel 2( ) 1 exp( 4 / )erf x x berechnet wer-

den, die allerdings systematisch etwas zu hohe Werte liefert (max. 0.7% Fehler). Die resultie-renden Temperaturprofile sind in Abbildung 86 dargestellt.

Fall3: Abschrecken

Das Problem der Zwangskühlung mit einer konstanten Oberflächentemperatur, die dem Kühl-medium entspricht lässt sich nur durch eine unendliche Summe ausdrücken:

2

10

( ) 4 1sin ( ) exp( )

2 1 2

sT

s

T x T d x t

T T

mit

(2 1)

d

.

Die Auswertung der ersten 30-40 Summanden führt auf das in Abbildung 86 dargestellte Tem-peraturprofil. Es lassen sich auch ein Kurz- und Langzeitgrenzwert abschätzen:

2

0 02 2 2

8 81 und exp .

T T s s s s

t t T T T T T T T T

d d

Abschrecken wird zur thermischen Vorspannung von Gläsern eingesetzt. Durch Einbringenpermanenter Druckspannungen in der Oberfläche wird deren Festigkeit erhöht. Glasscheiben



91

werdenstabilitdurchab, geGlaskerwertenwinntzusameinengen hebeim v120 N/lung erNulldurüber Flrendenvorspan

prägterführenten, wiGlasesdurch B

Nach dEnergieGlasba

Abbildun

Die latnungsobungslibar zuhören b

langsam utsgrenze Tnblasen miinnen an

n ist zu dieWiderstanabei ebenf en. Die biderstand,rschen. Dillständigenm2) an deibt, über di

chgang istatglas etwZugspannunung entst

Lastfall, de, da die eigd nicht dieingebracht

ohren oder

m Verspanicht weit sehr häufi

g 87 Spannun

rale Verteilptisch sichtcht unter d

achen, diei getempe

nd gleichm = T(7.6) » 72t Luft. Dieestigkeit usem Zeitpu mit den Galls an Fesreits abgewodurch si Abkühlun Abkühlenn Glasobere Glasplattbei ca. 0.2a um denngen an dehen. Die t

r die Mateentliche Hä Struktur u, was FestiSchleifen n

nen kanner mechanig verwende

szustand in t

ung der Sbar gemacr Blickricht durch un

rtem Glas d

äßig auf ei –750 °C alasoberflä

nd ziehennkt noch vilasoberfläcigkeit undühlten un

e unter Drug dauertum (Abbildlächen unndicke d in. Durch teert der Dr

n Kerben dhermische

rialfestigkeirte des Glamgewandkeitssteig

cht mehr

das Glassch bearbet.

hermisch vorg

annungent werden.

ung des BRleichmässiazu und st

e Temperafgeheizt. D

chen kühleich bei for

skoelastischen. In wei

zieht sichfesten Gl

ckspannuneniger alsng 87). Di Zugspanntegriert, ke

pern erhuckvorspaner GlasobeVorspannu

t nicht verses unverält, sondernrnd wirkt.öglich.

egen der iitet werde

espanntem Fl

in einem tOft genügtEWSTER-Wes anblas

llen keinen

tur unterhann erfolgtn dabei imtschreitend und verfo

erer Folgebei fortsch

lasoberfläcg geraten,30s. Das S Folge sindungen imine Schnittht sich dienung σV, wfläche erstng ist somi

ndert. Diedert bleibt DruckspanDanach ist

m Eigenspa. Thermisc

achglas.

hermisch v bereits eininkels von 5n beim Ab Mangel da

lb der makdie rascheVergleich zer Abkühlurmt sich dühlt auch

reitender Aen leistenährend imannungsp

Druckspanlaskern. Di

raft (EigenPrüfbiegezil die zum

nach demein günst

Bezeichnu Im Gegennungen inine mecha

nnungszush vorgespa

rgespannte visuelle I6°, um Abschrecken e

r (Abbildun

roskopischAbkühlungum Glaskeng zusamher ohne

der Glaskerbkühlungdieser Ver Kern Zugs

rofil kehrtnungen (σV e SpannunpannungsugfestigkeiRisswachstbbau dies

ig wirkend

g „Härtenatz zum mdie Oberflnische Bea

tand gespnntes Glas

en Glas kanspektion ichreckmusntstehen.g 88).

n Form-auf T<TG n zuersten. Der

ennens-n ab, ge-benfallsormungpannun-ich erst= 90 bisgsvertei-ustand).

gegen-um füh-r Druck-r einge-

ist irre-etallhär-che des

rbeitung

ichertenwird im

n span- Umge-er sicht-iese ge-



92

Abbildun

Spannu

Die vorrium fürechnet

der Glei

( ) x

lässt siabschätMateriadie bauK. Mit d

maxT

lassen s

res

berech12 darg

Tabelle 12

g 88 Abschrec

ngsarmes

andenen Rr ein Glasp werden, di

chung für t

1 E

h sofort eizen. Als Tl bezeichneingenieurmer maximal

2 / (8q d

ich die Eige

1 E

en. d bezeistellt.

Abkühlprofil

TSt

[°

kmuster in vo

bkühlen

estspannuodukt dar.e den Berei

hermisch in

(T T

ne für Theermoscho

t. Ab 50 Kässigen Been Temper

)

nspannung2

8d q

chnet die d

für =10-6K-1; TG

rt ]

TEnde [°C]

gespanntem

gen res stNach Festlch von kna

duzierte Sp

)

rmoschockk wird dieird es für eiessung g

turdifferen

en nach Kü

20.6 d

ickste Stell

=550°C; =0.

q[K/min]

Glas.

llen mit Wgung derpp oberhal

annungen

maximal zschnelle,

in Massengeltenden Gz bei konst

hlung (bei

q

des Bautei

03cm2/s; d=1c

Zeit[min]

erten von 0erte kann

b TG bis T(14.

ulässige Techockartig

las bereitsrenzwertes

ntem q

onstantem

ls. Ein typis

m;

res=2MPa.

.2 bis 2 MPdie Abkühl) nicht übe

mperaturdi Temperaefährlich,von 20 MP

q) zu

ches Abküh

a ein Qualiteschwindi

rschreiten

fferenz dTs

urverändeei Einhalte sogar sch

lprofil ist i

ätskrite-keit be-arf. Aus

hock=c/Cung amn des für

n ab 20

Tabelle



93

Phase 1Aufwär

Phase 2Ausgleic

Phase 31. Kühlp

Phase 42. Kühlp

Phase 5Rascheskühlen

5.2.

Verläuf felder,schneidgen zunbzw. diren biet

Abbildun

en30

hen56

ase 56

ase533

Ab-48

Glassch

der Kühlpie beim Br

en hingegeutze. Die B Unregelm

et Abbildun

g 89 Verfahre

560

560

533

483

80

eiden

rozess beiechen desn macht mruchflächeäßigkeiteng 89.

zum Glassch

10.8

0

-1.1

-2.2

-10.8

er GlasherGlases zu ean sich duruter und s

der Schneid

neiden.

24.1 Aei

25 Mfo

24.7 Abe

23.1 A40

37.3 RaBibuvo

stellung niinem abwh gezielte

chlechter Skanten. Ein

passung derheitliches N

inimierung drderliche Zei

senken aufrechneten R

senkung umK) mit 2·q1

sches Abküh zu einer Tengsluft, dien qmax führt.

ht richtig,ichenden S Wärmeeinhnitte unte Übersicht

Temperaturiveau. qmax ni

er Temperat DTmax=res/

<TG also TG-te q1

weitere 50K

len. qmax nichperaturdiff

icht mehr z

o entsteheprunglauftrag induzirscheidet s über gäng

aller Produkcht übersch

urgradiente

0K mit der a

(oder auf T1

t überschreierenz zur Uur Überschre

n Eigenspaführen. Beierte Eigensich durch dige Schneid

te aufeiten.

. Er-

us res

.5-

en.ge-

itung

nnungs-m Laser-pannun-ie Glätteeverfah-



94

Das aSchneidGlasschbegrentigkeitschnittdas SchschließKapitelund danung dgeht jestaub zder Schüberhagen den

Abbildun

Schneidverbess

eindrinSpannuGleitenübliche

Dünnesaber dediesemmit Sta

Glassch

Beim

Der StrschwinAbrasivWerkstlassen snet, um

Häufigsterädern odeneiders übten Schneinorm. Entl

sehr gut sineidwerkzn, bleibt al

Bruchmech den Bruches Glases.och nach

u weiterennitt wird „pt nicht m Trennvorg

g 90 Bruchflä

flüssigkeitern. Die Flü

en und Glngsfeld fübei verringSchneiddrü

Glas ist scnnoch einGrund Dialrädchen a

neiden mit

asserstrahl

hl tritt ausigkeit vonwie z.B. Koff geschlif ich beliebi sehr dicke

n verwendr Diamantr die Schndruck, der

ang des Schtbar sind.ug geöffnso aufgekeanik) reichtunterstütz

Das Spannkurzer Zeitfeinsten A

kalt“. Ein kehr. Es muang noch u

he und Kerbe

n wie Terpssigkeit bi

asstaub trrt. Schneirtem Schncke im Ber

hwerer zueinwandfr

antglasscusgeübt w

Wasserstra

schneiden

einer 0.1-0bis zu 1000rund (Al2O3)en, was zue Formenlaslamina

ete Schnein mit ans

ittlinie entsdie beste S

hnitts ents Beim Ritzeten Spalt f ilt und ste sehr tief inende Spann

ngsfeld kazurück undsplitterunlter Schnits daher im

nterstützen

an einer Ober

entinöl, Petdet alle Gl

nsportiereflüssigkeitidruck, waich von 40-

chneidenies Schnitt

hneider verrden muss.

hl

wird Glas

.6mm Düsm/s aus. D zugesetzteiner sehrnd sogar Be präzise z

everfahrenhliessendeteht ein fepaltwirkunehen beidn entstehtällt. Folglict unter Sp das Glas hungsfeld enn spannu verliert seen an dent bricht scmer sofort.

fläche verurs

roleum odassplitter u

, was zun bewirke Diamante

60 N.

ls dickes,bild erzieltwendet, da

urch eine

mit einemm Wasser(Abbildung

uten Oberohrungen s schneide

für Flachm Brechen.iner Spalt ig erzeugt.rseits BeglGlasstaub,

kann sichnnung. Da

inein. Derrmöglichenngsoptischine Wirksaoberen Kalecht, nac

gebrochen

cht durch ein

r Wasser knd kann a

inem stärn eine saun oder Rädc

a der aufgwerden m mit einem

feinen Ho

Druck vonird zur Er91). Im Prinflächenquachneiden..

las ist RitDurch das

m Glas. Esie Kerbe r

eitsprünge,von dem ei dieser nics Rissspanntstehendeine leichtsichtbar gkeit, da d

ten des Sc einigen T

werden, so

n Glasschnei

nn die Trech bis in d

eren und lbere Schnihen schont

wendetess. Für DüDiamante

chdruckwa

bis zu 400öhung derzip wird allität der Scudem ist d

en mit ge Entlangfügibt nur eiduziert die

die beimn Teil in det mehr voungsspitz Spalt, des und saub

emacht wer eingekeihnittspalteagen oderlange die S

der.

nnbarkeitie Tiefe de

änger besttführung,. Bei Petrol

ruck gerinnnglas we weniger

sserstrahl

0 bar undSchneidleiso ein Schli

hnittflächeas Verfahr

härtetenren des

nen engZugfes-tahlrad-n, durchllständignfeld (s.en Tiefere Tren-rden. Eslte Glas-s führt -Wochenpannun-

rheblichSpaltes

hendenbesseresum sind

ger sein,den ausruck als

etrennt.

iner Ge-tung einz in denführt. Esn geeig-



95

Abbildun

Glassch

Laserscder Las

spaltunzunächOberflästeheneinen REinläuf chen wBauteilMit dieVerfahr

Abbildun

5.3.

Schleifeum vonFloat-VVerfahrsatz:

Schleif

Polierm

g 91 Prinzipski

neiden mit

neiden vorstrahl nic

g des Matt die Glasfl

che ohne Shohe Zugsiss vorantre und Ausbisen eine en bei gleicem Verfah

en können

g 92 Lasersch

Schleife

n und Poli Walzglasrfahrens

en teilweis

ittel: Quar

ittel: Polier

zze einer Was

Laser

Glas untet verwend

rials durchäche lokalhäden füh

pannungenibt. Es wirdüche vermxzellente Ozeitiger Reen könnenläser auch

eiden von Gl

und Pol

ren war fru optischurden Glä kontinuie

zsand (SiO2

ot (Fe2O3),

serstrahlmasc

rscheidet sit wird, um

eine Kommit einemrt. Erst dur auf der O auch als Zieden werdberflächen

uzierung dGlasdickengraviert, b

s.

ieren

her bei deinwandfreier in auto

rlich bearb

, Korund (A

iamant, Bi

hine und was

ch grundsädas Materi

ination voaserstrahlh lokale K

berfläche iro-Width

en. Es entsualität auf er Kosten f von 0.05-1w. Bohrun

Spiegelglaem Spiegel

atischenitet. Dabei

l2O3), Karbo

ssteinme

serstrahlgesc

zlich von Ll aufzusch

n Erwärmuerwärmt,hlung dur

nfolge hohutting Teceht also ke. Dies führtür Kantenmm präzisen ausgefü

sherstellunlglas zu ko

chleif- unkommen f

rundum (Si

l, Kork, Zir

nittenes VSG

serschneimelzen. Es i

ng und Abas zu Druch Luft anr Temperanology (O

in Glasstauzu höhererearbeitung

geschnitthrt werden

der wichtmen. VorPolierstra

lgende Zu

)

onoxid, Cer

.

en bei Metst vielmehr

kühlung. Dkspannung

er Schnittlturgradien

CT) bezeib und dieBruchfesti (vgl. Abbiln werden.

.

igste Arbeider Einfühssen oder isatzmittel

oxid

allen, dadie Auf-

zu wirdn in der

inie ent-en, washnet, daruchflä-keit vonung 92).Mit dem

sschritt,ung desm Twin-um Ein-



96

Da beiviel Wähärter s

Tabelle 13

Die Schlauf BänMasche

nelles G

Bei Flacder Bauvorgespden istschinell

Tabelle 1

Benenn

Geschni

Gesäum

Massge-schlif-fe

(Justiert)Geschlif (Feinjust

Poliert

Neben

lichkeitSchleif

Schleifenrme, die duein als das

Übliche Schle

leifmittel kdern gebunn/Zoll) füh

lashandwe5.3.1. Kant

hglasproduteile herabannten Gläür fast allemit Korun

Kantenbearb

ng Kurz

Zeic

ten KG

t KGS

KM

eniert)

KGN

KPO

5.3.2. Bo

den bereits

mit rotierittel kann

Mineral

Korund

Diamant

Siliziumkar

Kalk-Natro

die hartenrch Kühlunu schleifen

ifmittel für Gl

nnen auchden sein. Ven zu unte

rk, das berenbearbei

kten für dasetzen. Diesern sogarAnwendun oder Diam

eitung DIN 12

-

en

B

Gtekd

MbS

AS

m G

Ks

Üss

ren

erwähnte

nden Werentweder

H

9

1

bid 9

nglas 6

Schleifmittg mit Wassde Material

as.

mit Ton, Kerschiedenrschiedlich

its von dentung

Bauwesendurch daszum Bruchgen eine Nant besetzt

9-11.

schreibung

schnittene,te Glaskantentigen Rändzu Wallnerli

it Schleifwerochene, bzwhnittkante

f Mass gescheibe. Kann

uschelungenzflächig gnte, die aucin kann

berpolierte, f hliffene Kanuren sind zu

Bohrmeth

kzeugen zie beim S

ärte (Mohs)

-7

el kleine Ter abgefühl, wie in Ta

nstharz, G Körnunge

starkem M

Römern ge

ist bekannSchneidenwährend dchbehandl

en Werkze

unbearbei- mit scharf-ern. Quernien.

kzeug ge-. gefaste

hliffenenoch Aus-

aufweisenschliffenegesäumt

ein ge-te. Polier-lässig.

oden auf L

bohren,hleifen zu

Abs

100

140.

ile aus dert werdenelle 13 darg

ummi odern im Bereicterialabtra

chätzt wur

t, dass schlverletztenes Vorspan

lung der Kagen durch

aser oder

ie prinzipiegeben w

lute Härte

000

Glas heruss. Die Sstellt.

Metallen inh von 40-4

. Glasschl

de.

chte Glaskantenober

nens führenten notweeführt (Ta

asserstrah

ll in dierden oder

Vickersh

2060

10.060

2600

400

usreissen,hleifmittel

Scheibenf 0 (Siebnuifen ist ein

anten die Fflächen kön. Aus diesndig. Dieselle 14).

l, besteht

iefe schleigebunden

rte [HV]

entstehtmüssen

rm odermern =

traditio-

estigkeitnen bein Grün-ird ma-

ie Mög-

en. Dasein, wie



97

bei Diapentin

Abbildunrechts).

5.4.

Glasoberstarrtbeinhalfahren,berückshen.

Poliereeinen D

antwerkzotwendig,

g 93 Untersc

Oberfläc

rflächen ken oder visen (s. Abbidie im visichtigt, we

A

5.4.1. Ma

, Gravierenruckluftstr

ugen. Wieum die ent

iedliche Bohr

henbear

nnen mitkosen Zustldung 94osen Zusthalb an di

bbildung 94

erialabtr

und Schleim gemisc

beim Schletehende W

er für Glas: Z

eitung

iner Vielzand durchgbersicht ünd durchgser Stelle

bersicht über

g

en wurdent und geg

ifen sind Kärme abzu

wei-/Dreikan

hl von Vereführt werber Oberfläeführt wererfahren f

Oberflächenv

bereits ben die Glas

hlmittel wühren.

bohrer, Hohl-

ahren veren und M

chenveredeen, wurder erstarrte

eredelungsve

andelt. Beiberfläche

ie Wasser,

und Segmen

delt werdeterialabtra

lungsverfan bereits b Zustand i

fahren für Gl

Sandstraeführt. Ein

Petroleum

tbohrer (von

n, die entg oder Storen für Gl

ei der Form Vordergr

as.

hlen wird Ae matte, ra

der Ter-

links nach

eder imfauftrags.). Ver-gebung

und ste-

brasiv inue Ober-



98

fläche iblumiedicke Kfung enDurch egerisseschen utragsric

Der chesion bedas SiOFeinätzrung de

Chemis

basiert.re IoneSchmelgendeals dreinungsv

Abbildun

Da dieswandt.vorzuspAustauwerdenden, datauschtchen Dren deu

Die einwohl d

mecha

st das Ergeen ist eineochenleim

tstehen staine gute H, die einennd es bleihtung des L

mische Mahandelt un2 Netzwern oder Sei

r Oberfläch

5.4.2. Ch

ches Vorsp

Dabei wern wie Kalie bei 300-etzwerk a

mal so hocrläufe in t

g 95 Vergleich

es VerfahrEs bestehtannen. Einchverfahredie das Glann diese I, ohne dassuble Ion E

tlich stabile

5.4.3. Sto

achste Artkorativen

ischen un

nis. Durchsandgestr

schicht auf rke Spannuftung an dmuscheligt an dieseeims entsc

erialabtra stellt ein

auflöst udenmattiere angewan

misches

nnen ist ei

en kleinem ersetzt.00°C. Nacs und es e

h wie beiermisch u

der Spannun

n aber sehauch dieweitere

n, bei demsnetzwerk inen bei g

eine Modichange Ver als einfac

fauftrag

des Stoffauwecken di

chemisch

vorherigeshle Oberfletragen. D

ngen, die zer Glasobern Bruch ha Stellen dieidet über

wurde ebn Angriffd es zu Si

ung genant.

orpanne

ne chemisc

atriumion Dies gesch der Abkü

tsteht einhermisched chemisch

sverläufe in t

r aufwendiöglichkeit

öglichkeitzunächstm Oberfläcringerer Tikation desrfahren vor

vorgespa

ftrags aufnen als au

en Belastu

Abdeckenche der Aurch die m

u Rissen infläche werben. Zulete matte, sadie Muster

nfalls bereurch Fluss

F umwandnt und wir

n

he Oberflä

n an der Ohieht durclung üben hohe Dru Vorspann vorgespan

hermisch und

g und teu thermischzur Steigerei höhererhenbereichmperaturGlasnetzw

gespanntnte.

Gläser ist dch funktio

ngen habe

können Musgangspunt der Trocker Leimschen beim At werden nndgestrahl

ung, die an

its im Rahsäure dar,lt. Technol zur Entsp

henmodifi

berfläche bih stundenldie grössekspannunng (s. Abb

ntem Glas.)

chemisch vor

r ist, wirdvorgespanng der VoTemperat

verändern.durch Ioneerkes statterden, sind

eren Beschelle Aufga

n (Verbess

ster erzeugkt. Auf dieung einhe

icht und Aplatzen kl

icht abgeple Oberfläc

Eisblumen

en der Glaei dem Fl

ogisch wiriegelung d

kation, die

s zu 0.1mmnges lageen Ionen D mit bis zuildung 95.

espanntem

es nur fürntes Glasspannungr kleinere IIn einemn mit grosindet. Gläs auch bei h

chtung (Coen zum Sc

rung der

t werden.e wird ein

rgehende Splatzungeine Glasstüatzte Teilehe zurück.erinnert.

schemie unorwasserst diese Beh

urch die St

auf Ionena

Tiefe durcrn in Kaliuruck auf da500MPa, alergleich d

las.

Spezialgläsusätzlich cist ein zweIonen ausgeiteren Schsem Radiuer, die in eiöheren Te

ating). Siehutz des Gl

Kratzfestig

eim Eis- 1-2mm

chrump- führen.cke aus-bgewa-

Die Auf-

d Korro-offsäureandlungrukturie-

stausch

grösse-mnitrat-s umlie-

lso mehrer Span-

er ange-hemischistufigestauscht

ritt wer- ausge-

nem sol-peratu-

kann so-ases vor

keit, des



99

Berstschutzes, Splitterbindung). Der Stoffauftrag kann durch Pinsel, Walzen, Spritzen oder ähn-liches erfolgen, aber auch im Digital- oder Siebdruckverfahren aufgebracht werden, um speziel-le optische Effekte zu erzielen. Ganz ähnlich ist das Aufbringen von Kunststofffolien für unter-schiedlichste Zwecke. All diese Beschichtungen sind jedoch nicht kratzfest oder witterungsbe-ständig.

Deutlich resistenter sind eingebrannte Farben. So können zum Beispiel über Siebdruckverfah-ren keramische Emailschichten aufgedruckt werden. Das kann zum Beispiel vor dem thermi-schen Vorspannen erfolgen. Durch die Erwärmung wird das Email auf das Glas aufgeschmolzenund verbindet sich fest mit der Glasmatrix. Kratzfeste und witterungsbeständige Schichten von10-100 μm Dicke aus transparenten, farbigen und opaken Materialien sind auf diese Weisemöglich. Durch die Emaillierung verringert sich die zulässige Biegefestigkeit von ESG jedochvon 120 auf 70MPa. Ausserdem kann, je nach Farbgebung, eine Zone mit hoher Absorption zulokaler Aufheizung durch Sonnenstrahlung und damit zu erheblichen lokalen Eigenspannun-gen infolge Wärmedehnungen führen. Dunkle Farben bei der Gestaltung von Scheiben in einersonnig exponierten Lage sollten also vorsichtig eingesetzt werden.

Durch Beschichtungen mit Metallen und Metalloxiden können die optischen Eigenschaften vonGläsern stark beeinflusst, sowie Oberflächen mit neuer Funktionalität geschaffen werden. Be-schichtungsmedien sind Metalle, deren Legierungen und -oxide, sowie organische Materialen.

Es gibt eine grosse Anzahl von Beschichtungsverfahren, die man grob einteilen kann in:

• On-line/Off-line Verfahren: Beschichtung der oberen, (noch) heissen Glasfläche wäh-rend des Herstellungsprozesses / nach der Herstellung.

• Chemische Beschichtungsverfahren: Beschichtungen durch chemische oder pyrolyti-sche Reaktion der Beschichtungsmedien (meist Metalloxide) auf der heissen Glasober-fläche. (Nass-chemische Beschichtung, Sol-Gel-Beschichtung, Beschichtung aus derGasphase, Sprüh- und Pulverbeschichtung).

• Physikalische Beschichtungsverfahren: Beschichtungsmedien werden durch Erhitzenverdampft und auf der Glasoberfläche niedergeschlagen oder mittels Kathodenzer-stäubung (Sputtern) im Vakuum auf der Glasoberfläche kondensiert.

Chemische Beschichtung

Bei der pyrolytischen Beschichtung werden flüssige Metalloxide in der Floatkammer auf dasheisse, noch flüssige Glas gesprüht und eingebrannt. Bei diesem On-line Verfahren entstehensogenannte Hardcoatings, da die Beschichtungen eine extrem hohe mechanische und Korrosi-onsbeständigkeit haben können. Beispiele sind reflektierende Metalloxide für Sonnenschutz,emissionsmindernde Zinnoxidbeschichtungen zum Wärmeschutz oder Titanoxidschichten zurSelbstreinigung.

Eine andere Möglichkeit zur chemischen Beschichtung ist das Sol-Gel-Verfahren, bei dem dieGläser in Flüssigkeiten mit metallorganischen Verbindungen und Metalloxiden getaucht wer-den. Metallorganische Verbindungen sind Verbindungen von Metallen mit organischen Resten.Auch andere Verfahren zum Aufbringen der Flüssigkeiten wie schleudern, fluten oder sprühensind bei diesem Offline-Verfahren möglich. Das aufgebrachte Beschichtungsmaterial haftet aufder Oberfläche und geliert bei der Trocknung. Durch tempern oxidieren die metallischen Be-standteile und die organischen werden durch Pyrolyse entfernt. Beispiele sind poröse SiO2 -Schichten zur Entspiegelung oder abwechselnde Sol-Gel Beschichtungen mit niedrigbrechen-dem SiO2 und hochbrechendem TiO2 für Interferenzfilter zur Entspiegelung und zur Erzeu-gung von Farbeffekten.



100

Abbildun

Physika

Das füebenfaldurchund scronsputnetischsich diezu eineMateriazessdruhunderger Str

Schicht.wie SauMöglicFe,Co-NSiO2, Si

AbbildunTarget-At

Meistaufgeb

g 96 Prinzip d

lische Besc

Glas menls ein offlineschuss mlagen sichtern sind hs überlageZahl der St

r Erhöhunl zerstäubtck. Andersh Mal gerinuung des

Man kannerstoff ode sind Meti,Fe-Ni,Co-,Ta2O3,TiO2,

g 97 Magnetrome; 4 Reakti

erden mehacht. Man

r Sol-Gel Bes

ichtung: S

genmäßige-Verfahreit energierauf der Obinter demrn. Dadurchöße erhöht der Edelgwird, führterum kanner sein, alaterials a

Metalle, Ler Stickstoffalle (Al,Cr,i-Cr,Ni-Cr,T ZrO2, HfO2

on-Sputterdeonsprodukte.

rere nm-dicedet hier v

hichtung.

uttern

üblichsten. Beim Spichen Edel

erfläche dearget Mag werden di. Das effektsionenzah

dies zu de bei gleich beim konf dem We

gierungen(H2, S2, Ce,Au,Fe,Ni,

i-W,Gd-Co)..) und viel

osition mit R

ke Schichten einem so

eschichtuttern wergasionen hs Glases ninete angeo Ladungstriv höhere Il und somiutlich höhen Wachstentionelle zum Glas

und Oxide2, CH4) köPa,Pt,Ag,Ta, Oxide (Al2

s mehr.

eaktionsgase

n mit unteft-coating.

gsverfahreen Atomeerausgelöstder – besc

rdnet, dieäger auf Spnisierungs

t auch derren Beschicmsraten d Kathoden und zu ei

sputtern. Dnnen Oxid,W), Legier

3, BaTiO3, P

n. 1 Argonion

schiedliche

n ist dasaus einem, gehen inhichten esem elektris

iralbahnenermögenSputterrat

htungsrater Prozessderstäuben.er dichtere

urch zugeseschichtunungen (Al-bTiO3, CeO2

n; 2 Reaktio

r Funktiona

agnetronFestkörperdie Gasph

also. Beimchen Feldabgelenkt,er Elektron

e. Da mehn bei gleicruck um bi Das führtn, weniger

etzte Reaktig realisiertCu,Al-Si,Al-, IN2O3-SnO2

sgas; 3,5 her

lität hinter

puttern,(Target)se über

Magnet-in mag-odurch

en führtTarget-

em Pro- zu ein-u weni-porösen

onsgasewerden.u-Si,Co-

, LiNbO3,

usgelöste

inander



101

6. Gl

Glas fin

benisoliaber ausich. Zugen, bewerdengezeigt.

6.1.

Die gebsammesche AFloatglawahl reseifenvante AGläsernund Scvon WWeissgl

Abbildun

GläserBrandfaSie müsperatur

sprodu

det sich in

erglas (MIch vereinznächst wiror derenWalzglas

Monolit

6.1.1. Spie

räuchlichstnsetzung uwendunges und Weis

duziert (cho2+ und Snwendung bemerkbaaufensterissglas höhas weist 89

g 98 Transmis

6.1.2. Sch

ieten tranll sind Gläsen Flammen formsta

kte

unterschied

), als Walzlte Anwen in diesemombinationd Beton

ische Fl

elglas

e Glasart isnd Modifikn interessasglas. Beimische Ent entfärbt.n. Der Grü, wie z. B.der Anwe

er ist als d% Transmi

sionsspektren

utzglas

parentener notwenen- und Rail sein und

lichster For

las, Betondungen voKapitel auf zu Laminlasprodukt

chgläser

Kalk-Natrtion im Kant ist dereissglas is

färbung) uas Ergebni

nstich des nickeren Brdungen m

ie von Floasion gegen

von Weissgla

chutz im Bdig, die einuchdurchtriTranspare

m am Bau:

las oder zun Glasfaser unterschieten oder I

e dargestel

n-Glas, alspitel GlascUnterschiet der Eisennd zusätzlis ist ein prormalen Flndschutzgit erhöhtertglas (Abbiüber 81% b

s und Floatgla

randfall oe hohe Teitt verhindz behalten.

Als Glassch

r Isolationkunststoffedliche monolierglas b

lt und Fas

o ein Alkaliemie betrd zwischenxidanteil dh ist es phktisch farb

oatglaseslasaufbautLichtdurch

ldung 98).i klarem Fl

s.

er gegen iperaturw

rn und soll. Zudem dü

eibe, -lami

ls Glaswolln (GFK), alolitische Flesprochenr- sowie S

Erdalkalisilchtet wur dem übliurch eine ssikalisch mneutrales Gacht sich bn, Sicherhlässigkeit,Eine 19mmatglas auf.

nisierendechselbestäen auch n

rfen sie bei

at oder M

le oder Schso Faserglachgläser eiird. Ansch

chaumglas

ikatglas, dee. Für archhen, grünsorgfältigeit den Glaslas für optiesonders bitsglas (Paa die Tran Dicke Sch

Strahlung.ndigkeit auch bei hoh

hohen Tem

hrschei-

umglas,s findenngegan-liessendrodukte

ssen Zu-itektoni-tichigenohstoff-macher-sch rele-i dickenzerglas)mission

eibe aus

Für denfweisen.en Tem-peratur-



102

gradiendiese Zden Brazen, ist

Strahle

65% PbbietenBleiglei

Prinzipidie resmöglicMan un

Einsche12mm

führt zScheibeauch sc120MPa90MPa.

TeilvorEigensptet, weiauf als

Chemisspannu

mehr mVorspaauch cVorspa

In Abbispanntsultierespannuder gegDiese DEbenso

KerbenGlasinn

ten nicht vecke werd

ndschutz eder Wärme

schutzver

O, was zu echutz gegehwert ang

6.1.3. Vor

ell könnenltierende F, da Störunterscheide

iben-Sichericken Sche

Biegefestin beständihlagempfi, für email

espanntesannungenst der VerbSG aus ES

ch vorgespngen erzeu

öglich, da dnung an.emisch vonöfen vorg

ldung 99 im Glas inf

nde Zugspang kleinerenüberliegruckspannusind auch

nicht so preren vorha

rsagen, wien meist Bingesetzturchgang

lasungen

iner hohenn ionisieregeben: 10

gespannt

alle Gläserestigkeit stgen der Ei unterschi

heitsglas (iben gross

keiten diegegen Te

dliche Kanlliertes ESG

Glas (TVG):im Bereichund eine h. Dies ist a

anntes Kalgt. Ab Sche

ie TemperaBei gekrümrgespanntespannt w

t die Spanolge einernnung anls die Zugnden Glasng führt je

höhere Zug

oblematiscden sein, d

e sie zumorosilicatglerden. Da

durch Strah

estehen m

Dichte fühde Strahlum Glas mi

e Gläser

(Floatglas,eigt. Mechenspannudliche Arte

SG): Durch Eigenspan

5mal so grmperaturwten. Für no 75MPa u

Durch einevon 50MPahere Resttf grössere

knatronglaibendicken

turgradientmten Sche

erden, wrden könn

ungsverteiiegebeanser kerbbehpannung aberflächeoch wege

spannunge

wie an die zum Bru

eispiel beiäser verwe

ie Gläser tlung signifi

ist aus Ble

rt. Die Gläsng. Bei Stra Bleigleich

Gussglas,nische Begen durch

n vorgespa

hohe Abknungen im

ss wie beiechsel undrmales Glad für ESG

geringereund gröss

ragfähigkeiBruchstück

: Durch Iovon unter

en nicht miben mit knn diesen.

lung überpruchungafteten Glaus der Bieird um de

der hohenn im Glasi

r Glasoberh führen.

Einsatz vdet, aber

ransparentkant.

iglas und h

er weisenhlenschutzert 32% en

alzglas…)rbeitung ibohren odnter Gläse

ühlgeschwi Bereich v

normalemschlagfest

s kann maaus Orna

bkühlgescre Bruchst der gebro zurückzuf

nenaustaumm ist th

ehr ausreicleinen Krüläser aufg

ie Glasplat dargestel

soberflächeebeanspru

n Wert derDruckfestineren we

läche. Es k

n Löschwauch Alumbleiben un

ben Bleiox

ine hohe Tlas wird ditspricht 3.2

orgespannt nach der schleifen:

ndigkeitenn bis zu 12

Glas sind.(z.B. Hagel

n 20MPa aetglas/ g

hwindigkeiücke. Als Glhenen Sch

ühren.

chprozessermische V

en. Hier bimungsra

rund ihrer

tendicke vlt. Die zumist um den

chung. DieDruckvorspkeit von Gl

en, im Allg

nnen jedo

sser entstsilicatglasd sich star

idanteile v

ransparenze Schutzwir mm Blei.

t werden,vorspann

zum Bruc

werden b0MPa errei

adurch weschlag) hangesetzen,ezogenes

t entstehenlaslaminateibe für Gl

werdenrspannung

ten sich chien kannGeometrie

n thermiscBruch führ Wert derDruckspanannung ve

las nicht zuemeinen, f

ch auch De

hen. Fürkann für

aufhei-

n bis zu

auf undkung als

odurchen nicht

führen.

i bis zucht. Das

rden dieen aberfür ESGlachglas

geringeerarbei-sdächer

ruckvor-en nicht

emischeloatglasnicht in

h vorge-ende re-ruckvor-nung anrgrößert.

Bruch.hlender

fekte im



103

Abbildun

Das Brradial vRisse arisiko f

über istner Franungsvches dunimal.zur sofoeingese

Tabelle 15

Keine

Spitze

-

PrüfbiTempebestän

Spontalöst wezientennur vonScherbScherblen, alsoxid zusolchenden. Di

g 99 Überlage

chbild einom Bruchv. Es entstehren (s. Ta

das Bruchmente (0.rteilung u

rch die Zugllerdings f rtigen Erblitzt werden.

Vergleich un

Vorspannu

Splitter; Glas

gezugfestigraturwechsedigkeit 30-4

bruch vonrden. Gefähals das Gla der umgen auf. Dün. Sie reagi feste kugeEisenaussc Einschlüss lokale Spa

tan

rter Spannun

s nicht vorrgang ausen dolchföelle 15 Ver

ild eines t – 1 cm) gd durch di

spannungeührt der sindung des

erschiedlich v

g

schwerter

keit 45MPal-K

Glas kannrlich sind E haben (s.enden Glane, zu De

eren über 4lförmige Eiheidungenen muss dnnungsübe

3

0 ;2

r C

r

szustand für

gespannteehende Ri

rmige, schaleich unte

ermisch vekennzeiche enormen im innerh innerhal

Glases. Dah

orgespannter

Teilvorge(TVG)

grosse SpliResttragfä

Druckvors

PrüfbiegezFraktile) 7wechsel-b

urch Partiinschlüsse,bbildung 1matrix ab.

korationszAl + 3SiO2 nschlüsseführen. Dierch eine Q

rhöhung er

rad C

vorgespannte

Glases insse. Bei Erhrfe Fragmeschiedlich

rgespanntnet. Das Bruchbeschln der Schei von Bruc

er darf ESG

Glasprodukte

spanntes

tter, nicht shigkeit als L

annung 50

ugfestigkeitMPa Tempe

eständigkeit

eleinschlüdie einen k00). Im umDas Probleecken auf 3Si + 2Al2

it = 3·10-

umgebenualitätskonibt sich zu

3

0(

;1

2

C

Scheiben unt

olge einesöhung dernte, die zuorgespann

en Glases duchbild koeunigungbe zustandteilen eineals Frontsc

.

Glas

spitz minat

Pa

(5%ratur-100K

se im Bereileineren thekehrten F

m tritt imgebrachte

3 und erze6 K-1. Alterne Glasmat

trolle siche

)

1

2

Stone Glas

Stone

Stone E

r Biegung.

punktförmiSchlagkraftinem sehr

ter Glaspro

urch einemt durchines einmae. Das Verlr Sekundeeibe im Au

Einscheibe(ESG)

KrümeligerVerletzungs

Druckvorspa

PrüfbiegezuFraktile) 120wechsel-bes

ch der Zugrmischen

all reisst deusammenl-Folien h

gen Si-Trötiv kann Alix hat =

r erkannt u

.

Glas

Glas

T

igen Aufpr steigt diehohen Verldukte.). De

roße Zahldie laterall eingeleittzungsrisi

ausbreitentomobil ni

Sicherhei

rucherhöschutz

nnung 120

gfestigkeit (5MPa Tempertändigkeit 2

spannungeusdehnun

r Einschlushang mit raften festfchen bei

uminium9.5·10-6 K-1.nd aussort

lls zeigtZahl dertzungs-gegen-

ehr klei-e Span-ten Bru-o ist mi-e Bruchht mehr

s Glas

hter

Pa

%atur-

0K

n ausge-skoeffi-

einfachcyceltenauf den

Abküh-it Eisen-

Glas mitert wer-



104

Abbildun

ESG neiNickels

-NiS ztanbrucspanntristischEinschuscheibeDurchden. DaEinschlnoch h

Abbildun

Beschicschafteflektionschafteda dasaber nuronengFür Metkante dichte

P zu ivon Glä

g 100 Spannu

gt zusätzliclfid-Einsch

-NiS. Dieh) im hoch TVG ist wfür das Bruss (Abbildun aus ESG,inen Heißlzu wird Glsse zu besiles ESG wi

g 101 Glasbruc

6.1.4.

Beshtungen erln zu optimisgrad erhön, sind nm-reie Elektror bis zu eins den Sch

allobjekte l

P = c/nP, ister Elektron

mer höhersern erklärt

gsbild um ei

h zum Spolüsse (NiS)

damit ver zugvorgesegen der gchbild eineng 101). Salso gefärgerungstes bei 290°

chleunigend als ESG-

h durch einen

chichtetelauben es,eren. Durchen. Beson

ünne Metnengas seher oberen Fingungen

iegt nP bei 3eine Funkt

en in Strah

n Wellenl, die Kante

en Einschluss

ntanbruchurückgeht.

undene Aupannten Inringeren V Spontanbontanbruc

bten odert (Heat So

C ca. 8 Stu. Gläser mi gekennzei

Nickelsulfidei

Gläserläsern zus Aufbringe

ders wirksallschichten

r stark mitrequenzgreu folgen v0 – 100 nmion des elelungsrichtu

ngen. Zugleniger ste

unter Drucks

hne äußer Diese expa

sdehnungnenbereichorspannunuchs ist digefahr be

beschichtetk Test) ka

nden gelat NiS-Einscchnet.

nschluss.

tzliche Fun einer Schm, zur ge. Metalle siem elektr

nze nP, derrmag. Obe. Die Plasmktrischen Ong. Mit dü

eich wird,il. Eine Ag-

annung.

e Lasteinwindieren du

ührt zu einvon ESG.nicht spo

Schmetterteht bei s

en Gläsernn die Sponert, um dihlüssen ge

ktionalitäticht mit hoielten Beei

nd im Prinzmagnetiscsog. Plasmrhalb von nafrequenzberflächenner werde

ie im Kapitchicht von

rkung, wasrch Phasen

em schlagaas ebenfaltanbruchg

lingsform annenbescmit hoher

tanbruchg Phasenumen bei die

zu gebener Brechza

nflussungip für Strahen Feld wfrequenz,wird auch

zw. ihr Äquiderstand

nden Schic

el über opt8, 11, 14 nm

auf unvermwandlu

rtigen Brucls thermiscefährdet. Cusgehendienenen F

Energieabfahr reduzwandlungsem Test z

der optischl lässt sicon Scheib

lung undurchselwirkt.

bis zu der dMetall tranivalent, dies also derten versch

ische Eigenerzeugt Tra

eidbaregen von

h (Spon-h vorge-harakte-om NiS-ssaden-orption.

iert wer-der NiS-u Bruch,

e Eigen- der Re-neigen-

chlässig,Dies giltas Elekt-sparent.Plasma-Flächen-iebt sich

schaftennsmissi-





106

Sonnennahen I(TröschBereichverbesssteigertOxidatiFunktioeine LDurchlaeinem

Abbildun

Der einfärbunfolge Szum Vevorgesp

Durchauf derabgewaGlas bewerdenein Glas

Mit TitEigenscder Ob

gendenAbsorptVerschser vertSchmut

Fluor- ofig mitnik ingrundaus mihendenhydroptuseffe

schutzglasInfrarotantSilverstar)kaum refl

ert dagege die im Infrn, der Ha

nsgläser. Dichtdurchlässgrad (g-ohen Brec

g 103 Schichta

achste We des Glasvhlagschattrsagen fühannte Gläs

6.1.6. SelberflächenOberflächschen wirdeichnet, wmuss. Viel mit selbstr

noxid pyrohaften. Dierflächensp

Eigenschaion der Titautzungen

eilt sich alz beim Abfl

der silikondem so geerbindung

it wasser-destens zOberflächobe Oberflt).

hingegenile des Sols 10nm diktierend, d die Sonne

aroten noctungsverbr in Abbild

ssigkeit (ert) von 3ungsindex

ufbau für (lin

, die Translumens. Di

en von Rahren. Aus dir.

streinigebeschichtu festsetzen. Solche Gls den falsc

mehr wirdeinigenden

lytisch besc Beschichtnnung (hy

ften werdndioxid-Beund die Has dünneriessen aufz

altige Bescannten Lotgebracht.und schmei Schicht und der nächen weis

oll die Einnnenspektrcke Schichtafür im Inf nschutzfun. Die übrigsserung oung 103 daL-Wert)-34% auf.aufgebrac

s) Wärmesch

missionseie Scheibenmen odersem Grun

nde Gläsengen kann

kann undser werde

hen Eindruie Versch

Eigenscha

hichtetes Fng der Au

drophil) un

n durchchichtungtung des S

asserfilmunehmen.

hichtungenuseffekt bie flur- odtzabweisen: Die erstuen, nano-

en nicht nu

trahlung iums reflek eingesetztraroten. Diktion, erhö

n Schichteer der Entrgestellte Son 64-68usätzlich

ht werden (

tzglas und (r

enschaftekönnen sicnderen G empfehle

rGlas so verbei Regen

im Fenstck entstehe

utzung veten herzus

loatglas (Flßenseite md verhinder

inen photerzeugt akthmutzes aauf der O

: Glas mit szeichnet or silikonha

nder Wirkue Schicht is oder mikrr Wasser, s

m sichtbarieren. Für. Im Wärme Verdoppt die Reflen dienen dspiegelungchichtaufb% undönnen zurz.B. NiCrOx

chts) Sonnen

eines Glash dann jedbäuden Ei

n sich, ab

ändert werweitestgehr- und Fassn lässt, dasrzögert unellen, gibt

chglas) istit Titandiot so die Trö

okatalytisciven Sauersuf der Oberberfläche (

elbstreiniger gleichg

ltige Besching. Ein solt für die Vstrukturier

ondern auc

n Bereichdiese Zwecschutzfalllung des Stion im sicm Schutzsowie deru für Soninen Ges

Entspiegelu.

schutzglas.

es zu manich so starenspannuiner Absor

en, dass sind von ab

adenbau a das Glas n die Reinigs unterschi

dualaktiv uid bewirktpfchenbild

en Effekttoff. Dieserläche wird ydrophil),

nden Eigesetzt und/chtung hahe Nanoberbindungen Schicht

h Fette, Öle

begrenzenke wird Silist es im siilberschichtbaren Berer SilberscFarbneutraenschutzglamtsonnenng Metallo

pulieren, isk erwärmegen entsttionsrate

ch Schmutfließendemls selbstreiicht mehr

ung erleichedliche Ver

nd kombineine Hera

ung. Die sel

verstärkt.zersetzt orreduziert.um den z

schaftenoder mit Ntet auf deschichtungwischen derforderlic und Säure

und dieber (Ag)htbarensystemseich und

icht vorlität deras weistenergie-xide mit

die Ein-, das in-hen, dieon 50%,

schwerWasserigendesereinigt

tert. Umfahren:

iert zweisetzungbstreini-

Die UV-anischeas Was-rsetzten

ird häu-notech- Unter-

bestehtr beste-. Super-

n ab (Lo-



107

Siliziugeeignum wirmit Kalschmutsiegelt.aggressnicht f und ent

GläserFeinätzchenstrche ObMotten

Bei derDicke (deren B(vgl. Abdem Licreflekti

DurchtierendBrechza

Die PrüScheibekörperche voschneidüblicheglas sin

Abbildun

Die PrBiegeve

-chemischt, da Siliziu auf das G

tlicht) chezabweisenDie Versiegiven Umwstsetzen ufernt.

6.1.7. Ent

können aung der O

ukturen kleerflächen laugeneffek

λ / 4-Entspi Brechzahlrechzahl zbildung 53)htanteil, drt wird.

ine alternis Glas mithl (TiO2/Si

6.1.8. Prü

ung von v wird der Bür Bruchstr 5x5cm di

en nur haln Glasdicked es 30.

g 104 Prüfkör

fung derrsuches na

Verbindumatome allas aufgeb

isch mit, die Oberf elung ist vlteinflüssed wird da

spiegelte

unterschierflächen,iner als dieicht versc bezeichne

egelung wx physikalisischen der

. Das direks an der G

rende SeqR < 0.1 % h2/TiO2 ...) la

fung von

rgespanntuch durchuktur unde Bruchstü gezählt

n von 4-12

er für Bruchs

Biegefestich DIN EN

g mit de glastypiscacht und adem Glaslächenstrun höchster

n stand. Aer vom ab

Gläser

dliche Artum fein stverwendetmutzen. Dt.

rd auf dasche Dicke dvom Subst an der O

renzfläche

enz von Orstellen. D

ssen sich ga

lasprod

m Glas erf nschlagenuswertun

cke gezählerden. Fürm mindes

ruktur und Au

keit erfol1288-2: Gla

Glas: Diehe Substannschließenverbunden.tur bleibtLebensdauf der hyd

perlenden

en entspierukturiertee Wellenläiese Art de

Glas eine d) genau einrat (typischerfläche r

zwischen d

iden mit nurch alterninz bestim

kten

lgt nach dmit einem.). Danach

t, wobei BESG aus Fltens 40 Br

swertung.

gt bei Gl im Bauwe

e Verfahrez zum Eins mittels ei

Das so vänzlich uner, schütztophoben

Regenwass

elt werdeOberflächege des Lic

r Reflektio

ünne Schic Viertel der~1.49-1.85)flektierte Ler dünnen

iedriger Brerende Schte Spektra

er DIN 1417Hammer awerden imruchstücke,oat- und g

chstücke

s nachsen – Besti

n sind austz gebrach

nes Foto-Prredelte Glerändert u

das Glas voberflächer grössten

. Der einf n zu schaf ts sind. Allsverminde

t aufgetraoptischenund der voicht interfeSchicht un

chzahl kanichten mitlbereiche g

-1. Bei einesgelöst (s.gröbsten Bdie den

zogenes Gezählt wer

IN 12881-5mung der

schließlicht werden.ozesses (Beas ist wasnd das Glar Alterungkann sicheils aufge

achste Wefen, derenerdings körung wird

gen, derenellenlängn Luft (= 1.riert destr

d dem Glas

n man nichoher undzielt reflek

r 110x36cmAbbildung 1ereich aufuswertung

las müssenden, bei Or

. Der Do Biegefesti

für Glasas Silizi-lichtunger- und

s ist ver-und hältchmutzommen

ist dieOberflä-nen sol-

auch als

optischee ist und0) liegt

ktiv mitsubstrat

t reflek-iedrigerieren.

grossen04 Prüf-iner Flä-sbereichbei den

nament-

pelring-keit von



108

Glas wiramikegelegt.einer dGasdrudass Riringenbedrüc

Abbildun

Das hoDie Prosind ta

abfallete hin sLast Frin

MateriaBruchuBestimche für

Bei vielstandbundglStahlkuFallhöh

ProbenDer Penwird ei876x193450, 12schlagedet, die

rd zur Besti verwende

Der Lastrinfinierten Kk p beaufsse nicht votehen diet werden (

g 105 Druckpr

ogene, rabe wird an

gentiale u

. Außerhalteil ab, sound der Gl zu brechsprung innung der Biaten mit

n Glasanegen Durcs findet de

gel aus Wn auf eine

durch den Fdelschlagv Stosskörp8mm pend0mm) widn werden. Fim Folgend

mmung de. Quadratis, der konz

raft Fring. Zuhlagt werdn den Auss

ussenkantgl. Abbildu

fung nach DI

iale Zugspder konve

nd radiale

des Lastriass die Gesdruck p wen beginnerhalb des gefestigkeieibull-Vert

endungenhstossen,r Kugelfallvlzlagersta500x500m

allkörper nirsuch (nacer mit 50keln gelasserholt undür solche Aen themati

r Biegefestiche oder krntrisch zu

sätzlich kanen. Um wirenkantenen stets ug 105 Druc

N 12881-5.

nnungsfel gebogeneZugspannu

gs fallen dahr eineserden mit k. Aufgrun

Lastringest von Glas:eilung.

werden Renprall und

ersuch fürl mit Durcm grosse P

cht durchs DIN 1260 Masse un

n (s. Abbildilt als best

nwendungiert werde

gkeit für teisförmige,m Stützrinn die durcklich die Glachsen köter Druck.

kprüfung n

wird durcn Fläche angen gleic

ie Radial- uruches auonstanter

der maxrwarten. Dchätzverfa

ttragfähig sonstigeerbundglahmesser 6robe fallen

hlagen we) hingegend 2 Gummung 106).nden, wenn werden.

chnisch beebene Pro angeordn den Lastri

aseigenschnnen. DurcZusätzlichach DIN 128

h den Lastrif Zug bela, wobei di

nd Tangenterhalb deseschwindi

imalen Zuie Auswertren und B

eiten gefoBeanspruch (DIN 52 33.5mm (ca.

gelassen. D

den.soll horizoireifen geger Test wirn bei vier Praminate a

anspruchteen werdent ist, belasg begrenzften zu m die Druck

müssen kle81-5.).

ng begrenztet. Im Mise mit zu

ialspannun Lastringeskeit so lanspannungng erfolgt

stimmung

dert oderungen. Ins) Anwend1030g) au

ie Norm gil

talen Anpren eine Pr mit steig

oben die Scs Glas und

Gläser unauf einentet diese Pe Fläche mssen, ist esprüfung mine Proben

t (s. Abbildtelpunkt dehmende

gen zur Prsehr gering gesteigeren kannüber DIN Eder Vertrau

in gewissebesondereng. Dabei

s unterschilt als erfüllt

all simulierbe der Abnder Fallhheiben nic Kunststoff

Glaske-tützring

robe mitit einemwichtig,t Druck-mit Gas

ng 105).er Probe

Radius

benkan- ist. Die, bis dasan den

N 12603:nsberei-

r Wider-für Ver-ird eine

edlichen, wenn 5

en. Dazuessung

he (190,t durch-verwen-



109

Abbildun

6.2.

Glaslasteifen,gewordim Übeund VesätzlichStromg

Verbunanorgabedruc(PAK), Pvorgespheits-,heitswischichthigkeitnoch ei

Folieneidung diche gesWindsc

Die EntEdouarflaschesalz, allscheninfest anlichkeit

ben – zcherhei

g 106 Pendels

. Glaslam

inate sindallerdings

en Glasprokopfbereic

rbundglas.e Funktionewinnung

6.2.1. Versicherheitischen Zwte Folien (iolymethylanntes Spichallschut

rkung vonund ihrer sdurch weitne, wenn a

genschaftee Verletzunchlossen u

hutzscheib

deckung d Benedictuzu Boden f erdings wanere mit eidieser Schicgefunden,

u verhindersglas mit C

hlagversuch:

inate

die Grundlspröde breukte für st einsetzenDie Verbulität habeder zu Illu

bundsichglas (VSG)

ischenmat.d.R. Polyviethacrylatgelglas, T-, Alarm-,

VSG beruharken Haft

ere Scheibuch zeitlich

n abhängt.gsgefahr dnd bietetab.

s Verbunds (1878-193ällt aber nir der gesaner äusserht, dass sicdas gefährl

n. Kurz darellulosenit

Versuchsaufb

ge für denhenden Gl

atisch relevzu können.

ndfolien kö, wie zuminationsz

rheitsglabesteht ausrialien. Die yl-Butyral ((PMMA), PoG und ESBrandschut auf derung auf Glan gewährlbegrenzte

Im Vergleiutlich gemeiterhin a

onzepts fü) zugeschrht zersplitte Inhalt i

zähen Schh beim Auf iche Zerspl

auf begannat als Verb

au.

modernenasscheibenante AnwePrinzipiellnnen nebeBeispiel alecken.

smindeste

s sind meiPVB), aberlyurethan ( eingesetzz-, durchsohen Reis

s. Versagtistet. SelbsResttragfä

ch zur norindert undusreichend

r Glas wirieben, der iert. Früherm Laufe dicht aus Crall keine

ittern von

in Paris undmateria

Glasbau. Emit duktil

ndungen znterscheid

n ihrer Tra Träger für

s zwei Glast farbloseauch EthylPUR) …). Als. Je nachhusshemm

sdehnungine Scheibt nach deigkeit, die

alen Scheim Untersce Durchsic

dem franm Jahr 190war in derr Jahre einlluloid übelassplitterlas – insb

d Londonl, allerdings

rst durch dn Kunstst konstruier

et man Verfunktion i eine optis

scheiben mransparentnvinylacetSilikatglasombinatioendes Glaer zäh-ela, so ist im Bruch allon den Fr

ibe wird died zu ESGt. Deshalb

ösischenberichtet,

Flasche Kolgetrocknetrzogen. Daablösten. Dsondere b

ie Herstell führten Da

ie Kombinaffen ist esen, bzw. Glbundsicher

Versagenche Gestalt

it organisce, eingefärt (EVA), Pocheiben wi

n entstehe, usw.. Distischen Zer noch dir Scheibengmentgrö

rch die Spl bleibt dielöste VSG

aler und C wie ihm eillodium odund hatte

s Glas klebamit war eii Windsch

ung von Veuerhaftigk

tion vonmöglichs sichereitsglassfall zu-ung, zur

en oderbte oderlyacrylatrd nicht- Sicher- Sicher-ischen-

Tragfä- bestehtsen und

litterbin-ruchflä-ESG als

hemikerne Glas-r Äther-das Fla-e derartne Mög-tzschei-

rbundsi-itsprob-



110

leme von Cellulosenitrat (Verfärbung, nachlassende Haftung) ab 1933 zur Verwendung von PIBFolien.

Die heutige industrielle Herstellung ist ein zweistufiger Prozess: Folie der entsprechenden Di-cke wird zwischen die zu verbindenden Glasscheiben unter Reinraumbedingungen eingelegtund der Überstand abgeschnitten. Danach wird Luft aus dem Verbund entfernt, indem bei 70°C

ein Walzenpaar die Luft herauspresst. Im anschliessenden Autoklavprozess wird bei dem einemDruck von 10 Bar und Temperaturen von 100°C der endgültige Verbund hergestellt. Noch ver-bliebene Restluft wird bei diesem Prozess in der Folie gelöst. Auf diese Weise können beliebigviele Scheiben unterschiedlicher Dicke mit einzelnen oder mehreren PVB-Schichten (transpa-renten oder farbigen), elektrisch leitenden (Scheibenheizung), oder metallbeschichtetenSchichten (elektromagnetische Abschirmung), mit organischen Solarzellen, LEDs, Leuchtfolien,Sonnenschutzschichten etc kombiniert werden. Darüber hinaus können ganze Kunststoff-scheiben z.B. Polycarbonatscheiben zum Erreichen einer Durchschusshemmung laminiert wer-den.

Es entstehen Produkte, die absturz-, durchwurf-, einbruch-, durchschuss-, sprengwirkungs-hemmend sein können. Dies ist durch die hohe Biegefestigkeit, Schlagfestigkeit und Tempera-turbeständigkeit möglich. Eingesetzt werden solche Scheiben für Überkopfverglasungen(punktgelagert), Brüstungsverglasungen, Treppen, Strukturelemente, aber auch als strukturelleKonstruktionselemente, wobei bei diesen immer außen liegende Opferscheiben zum Schutzder tragenden Scheiben auflaminiert werden. Geregelt sind diese Produkte in der DIN EN ISO12543: Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas. Im Folgenden werden einige Produkte genauerbesprochen.

Die Normung unterscheidet zwischen durchwurfhemmender, durchbruchhemmender (DIN EN356), durchschusshemmender (DIN EN 1063) und sprengwirkungshemmender (DIN EN 13541)Verglasung. Man spricht auch von 'Angriffhemmender Verglasungen'. Diese teilt man in ver-schiedene Klassen A - D ein.

Ballwurfsichere Gläser kommen in Sporthallen zum Einsatz. Sie werden gemäß DIN 18032-3 mit

einem Ballschussgerät mit Hand- und Hockeybällen geprüft. Weder das Glas, noch die Unter-konstruktion dürfen in Festigkeit, Funktion oder Sicherheit beeinträchtigt werden. Diese Anfor-derungen können bereits mit ESG der Dicke 8 mm oder VSG aus 2 x 5 mm Spiegelglas mit0,76 mm PVB-Folie erfüllt werden. Meisst sind für die Glasdicken jedoch Wind- oder Holmlas-ten massgebend.

Durchwurfhemmende Verglasung (Klasse A) werden nach DIN EN 356: Glas im Bauwesen -Sicherheitssonderverglasung - Prüfverfahren und Klasseneinteilung des Widerstandes gegen ma-nuellen Angriff mit einer 4,1 kg Stahlkugel im Kugelfallversuch geprüft. Abhängig von der Fall-höhe werden die Verglasungen in die Klassen A1 bis A3 eingeordnet. Die Prüfung relativ kleinerNormscheiben macht Aussagen über die Widerstandsfähigkeit einer Glaskonstruktion jedochschwierig, da die Lagerungsbedingungen und Einstandstiefe der Versuche selten der tatsächli-chen Ausführung entsprechen.

Durchbruchhemmende Verglasungen (Klasse B) werden mit einem gezielten Schlag mit einer 2kg schweren Axt auf eine vierseitig gelagerte Scheibe (110x 90cm) geprüft (DIN EN 356). Ent-scheidend ist die Anzahl der Schläge mit einer Axtmaschine, die zum Durchbruch einer40x40cm grossen Öffnung notwendig sind. Es handelt sich also um eine vergleichende Prü-fung unterschiedlicher Produkte, die hauptsächlich für Versicherungszwecke interessant ist. Soklassiert der Verband der Schadensversicherer (VdS) Einbruchhemmungsklassen (EH 1-3) oderDurchbruchhemmungsklassen mit Axtversuch (P6B-P8B). Verwendet werden Verbundgläseroder Verbund-Sicherheitsgläser unterschiedlicher Aufbauten, wie VSG aus ESG oder TVG.

Durchschusshemmende Verglasungen (Klasse C) müssen einem dreimaligem Beschuss wider-stehen. Die Prüfung erfolgt nach EN 1063. Die Schüsse werden in Abhängigkeit der Wider-standsklasse mit unterschiedlicher Munition aus einem bestimmten Abstand auf 50x 50cm



111

grossefestges(SF = stem VSbonatpl

Sprengeingete9ox110cLamina

VSG –brennbkann awird jemen unZudemund –stmenwustruktio

AbbildunMit VG,auch scren. Dietungen,Autoklakraftbieder Abkdie Schfedern,weshalEbenhedieseThoma

GlaslaVerbunPVB-Folmm, zutuell un

Bei Sch

Frequelange G

Scheiben aellt werdelitterfrei).G mit untatten das G

irkungsheilt und nacm grosse Saufbauten

Brandschutrer Baustoch hier einoch durch

ter Hitze aisoliert derrahlung fürf. Eingesetnen, innen

g 107 Trösch Fibzw. VSG lhwach geb Formgebu die den Scven in Forgeverfahreühlung wiriben in Abbeobachte thermisc

it der kaltgeise lasse Heatherwi

6.2.2. Ver

inate ohnglases (VG

ien sonderm Einsatz.ter UV-Lich

llschutzglä

zbereicheläser mit d

bgefeuert., ob raumsie Verglasrschiedlich

ewicht bei

mmende Vh EN 13541heiben vieentspreche

zglas ist ef (Baustoff splitterbieine oderf, wodurchSchaum d

hrt und sozt werdenliegende V

reswiss Foamassen sichogene Verng erfolgtheiben/Foli halten. Da mit etwa

d die Biegeängigkeit i werden.

vorgespaebogenen

sich sogack.

bundglas

Sicherheit) entsprich andere MEinkompon aushärten

sern könn

eingestelltutlich geri

Das Projekteitig ein Spngen besten Foliensgleicher Du

rglasunge in die Klaseitig gelan denen vo

in Glaslamklasse A), zdende Wir

ehrere Th das Glas zr Transfor

it zu eineolche Gläsrglasungen

im Brandtestnicht nur A

lasungen iber den Lanstapel w

die Autokl600°C sehrorrichtung

hrer Größe,Dennoch vnnte ScheiScheiben isr transpare

sfunktiont dem desaterialien,enten Gieß, erlauben

n über die

werden. Mgeren Tole

il darf niclitterabganhen ausärken. Au

rchschussh

(Klasse D)ssen ER 1ert in Freil

n durchsch

inat mit srspringt aung erzielt

ermo-Tranrbricht unationsschi

r hohen Str z.B. für B

zu Flucht

und Laminataufbauten vm sogenaminationsphrend desvtemperatgering ist,entfernt.des Schicherbleibenben verwet der gravinte Brücke

erden alsVSG, jedocormalerwharze oderine Vielzah

odifikatio

an kannranzen her

t durchschg vorliegt (ehrschichtiserdem köemmung d

werden nabis ER 4. Bnd- oder St

usshemme

eziellen Fer in Folgewerden. Dformations die Schei

cht, was zundfestigke

randschutzegen.

ufbau.riieren. Beinten Lamirozess desgesamtenur mit ca. 1pricht manabei kannaufbaus uauerhaftedet werd

ationsgebo herstelle

Verbundglh kommenise ReaktioMehrkom

l von Anwe

n der Giess

it Verbundtellen als

lagen undA = Splittegem, asymnnen Aufbutlich redu

ch DIN in dei der Sprossrohrvernden Vergl

lien. Glaseines Branr eigentlic

schichtene opak wir einer geriit gegenübüren und -

größeren SationsbiegSG in speerstellung0°C im Ver vom Kaltbiin Rücksteld der BiegBiegespann. Die optgener deut, wie die

s bezeichnals Zwischnsharze inonentenmdungen:

arze die Pr

glas vergleei VSG, die

es muss zrabgang) ometrisch aauten mitzieren.

ie Klassenngprüfunguchen getsungen.

ist zwar eies. Durch Le Brandwirzielt. Dies (s. Abbildgen Wärm

er Feuer utore, vergla

cheiben laeverfahreniellen Bieg

sprozesses,gleich zumegeverfahrllverhalten,form etwaungen im

ische Quallich überlell-Glass Bri

et. Der Aunmateriali

einer Stärkaterialien,

odukte auf

ichsweisemit Bohrun

sätzlicher nichtfgebau-Polycar-

1 bis D3werdenstet. Die

n nicht-aminateerstand

e schäu-ng 107).

eleitungd Flam-ste Kon-

sen sichrealisie-vorrich-auch imSchwer-n. Nach

bei demzurück-Bauteil,

ität unden. Auf

dge von

bau desen keine

von 1-4ie even-

spezielle

chmale,gen ver-



112

sehen werden können. Es lassen sich unterschiedliche Komponenten in den Zwischenraumintegrieren wie Displays, leuchtende Verbundfolien oder Solarzellen. Solarzellen Glasmodulekönnen wie konventionelle Isolierglas- oder Paneel-Glasflächen in allen üblichen Konstruktio-nen eingesetzt werden. Sie stellen kleine Solarkraftwerke dar, die bis zu 60 kWh/qm und Jahrerzeugen können und gleichzeitig Sonnenschutz für exponierte Räume bieten.

6.3. Isoliergläser

Nach einer UN-Studie werden im Jahr 2025 etwa 5 Mrd. Menschen im urbanen Bereich leben,die meisten von ihnen in Megacities mit 10 bis 50 Millionen Einwohnern. Diese Städte werdenin moderner Architektur entstehen, vermutlich als Stahlkonstruktionen mit einem inneren Be-tonkern und Glasfassade. Solche Konstruktionen benötigen gegenüber Bauweisen mit Beton-fassaden etwa nur die halbe Bauzeit und binden deutlich weniger Masse im Gebäude. Für sol-che Gebäude ist das Wärmemanagement entscheidend. Heizen ist ein vergleichsweise einfa-cher Vorgang, bei dem alle eingetragene Energie genutzt werden kann, die Kühlung hingegenist deutlich schwieriger. Betrachten wir mal ein einzelnes Gebäude mit einer 5000 m2 grossentransparenten Fassadenfläche. Dies entspricht in etwa einer Sonneneinstrahlung von 5000kW.

Bei einem g-Wert von 70% heisst das allein für die Kühlunggemässigtes Klima: 120 Tage, 8h: 3.4 MWh ≈0.7Mio€

tropisches Klima: 300 Tage, 12h: 12.6 MWh ≈2.5Mio€.

In einer typischen Megacity stehen heute schon 100 bis 500 solcher Häuser. Diese Rechnung istzwar nicht exakt, aber man erkennt an solchen Abschätzungen die herausragende Bedeutungder optischen Eigenschaften der Flachgläser für unser Weltklima.

Moderne Verglasungen und Wärmedämmsysteme schützen vor klimatischen Einflüssen, er-möglichen solare Wärmegewinne oder bieten optimierten Wärmeschutz. Verglasungen kön-nen die Tageslicht- und Frischluftversorgung autonom regeln und Umweltveränderungenadaptieren (schaltbar, regelbar oder selbstadaptierend). Durch sie wird es möglich thermischen

und visuellen Komfort mit architektonisch und wirtschaftlich überzeugenden Lösungen zu ver-binden. Die Wirtschaftlichkeit muss dabei ganzheitlich betrachtet werden und hängt vor allemvon den Auswirkungen auf den Nutzerkomfort, den Energiebedarf des Gebäudes, der Dauer-haftigkeit und Zuverlässigkeit der Verglasung ab. Dauerhaftigkeit ist ein wichtiges Thema,wenn man bedenkt, dass Bauwerke auf ca. 60 Jahre Lebensdauer ausgelegt werden, ihre Fas-saden jedoch nur auf 25-30 Jahre.

Isoliergläser bestehen aus zwei oder mehr, eventuell beschichteten Glasscheiben, die durch 10-20mm dicke Abstandshalter (spacer) aus Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff getrennt sind.Die spacer sind mit Isobutylen mit den Scheiben verklebt, was die Primärdichtung bildet. AlsSekundärdichtung wird ein elastischer Rand aus PUR, Silikonen oder anderen Elastomeren auf-gebracht. Der Scheibenzwischenraum (SZR) ist somit von der Umgebung abgetrennt und kann

mit speziellen Gasen wie Argon-, Xenon- oder Krypton gefüllt werden, um die Wärmeleitfähig-keit herabzusetzen. Der SZR kann auch genutzt werden, um mit anderen funktionalen Mediengefüllt zu werden oder Vorrichtungen unterschiedlicher Art zu beherbergen (z.B. Jalousien). DieHohlräume der spacer sind mit Trocknungsmittel gefüllt, die die Kapazität haben 30-35 JahreFeuchte zu absorbieren.



113

Allen Islegt wimeteorUmgebGlasschsadenchung

Abbildun

GroßfolematisDurch

innereDas Klider Verden regAufheizwerdennm einSonnenbei seiStrahlufekt). Je

Innen

liergläsernd und sichlogische D

ung und deiben führtu beobachängt von d

g 109 Vorzeic

matige Schch. Die Schen abgesc

cheibe muamanage

glasung inionalen Been eines G. Die Durch(vgl. Abbildstrahlung der charakt

ng wird jednach Ziel la

A

ist eigen, d durch dieruckschwam SZR, de. Dies wirden (vgl. A

er Nachgie

enregelung f

eiben hoheeiben müslossenen

s ebenfallsent von G

besondereingungen

ebäudes dlässigkeit eung 65, Aburchgelasseristischenoch gänzlicssen sich n

bildung 108

ass die MaVersiegelukungen fü

r zur konveals Doppelbildung 10igkeit der S

r Isolierglas u

r Nachgiebien als linicheibenzw

eine Last aebäuden häim IR-Berend der Aurch Sonnenes Standaildung 68

en (vgl. AbTemperatu

h reflektierun untersc

ufbau einer I

se der Füllg nicht m

hren somitxen oder kscheibenef 9). Die tatcheiben ab

nd Doppelsch

gkeit sind,enförmig gischenrau

tragen, dingt im Ideich zusamrichtung deinstrahlu

rd-Fensterund Abbildildung 66).r (16-17 μ und dieiedliche St

olierglasschei

ng im SZRhr ändert.zu einem

onkaven, kiekt bezeichächliche kl

.

eibeneffekt.

im Gegenselagerte Pl werden d

die äusserlfall eng men. Die S

es Gebäudng erwünslases setzt

ung 110). D Der Innen, vgl. Abb

ärme bleibategien ver

be.

am Tag derTemperat

ruckuntersssenförmignet und istimatisch in

tz zu kleinf tten den

e Scheiben

verformt (it den optisheibenauf s ab. So kaht sein odauf der UVmit werdeaum erwäldung 102) eingesper

folgen:

aussen

Herstellunuränderunchied zwisen Verform häufig anduzierte B

ormatigen,Lasten stan gekoppelt,

Koppeleffechen Eigenauten hän

nn zum Beier muss ve-Seite bei e

n mehr alsmt sich un. Solch lanrt (Gewäch

festge-en oderhen derung derGlasfas-anspru-

unprob-dhalten.d.h. die

t).schaftengen vonpiel das

rmiedentwa 3000 % der

d strahltgwelligeshausef-



114

Sonnenten (Ge(>40%)die äussoll. Folund/odaufgebwünsch103). Di

Abbildu

Bei WärLichttrahängenmedurcten desbildung

Abbildun

Wärmezwisch

Von aussensorptionsglVon innen:sion IR absRIR. Wärme

che ab, die6.3.1. Son

schutzglässamtenergi(vgl. Abbildere Scheib

glich sinder Reflektioacht seintem (optis Aussensei

ng 110 Energi

6.3.2. Wä

meschutzgnsmissionvon der Di

hgang durWärmetra

111 zusam

g 111 Physikali

schutzglasnräume si

: Reduktioäser, ReflekHohe Refleenken. Da ierluste üb

ber Wärmnenschut

r sollen einedurchlassung 110). In

den Gesaie Innensc

nsglas. Diend aus Mhem) Effee der Auss

bilanz bei ein

rmeschut

las ist das Zzur passivcke des SZh den Ransports durengefasst.

che Zusamm

besteht inzd mit Arg

der Transionsbeschi

ktion im RIR

m Langwellr Strahlun

dämmbeszglas

erseits mörad von <5der Regel k

mtenergiedheibe ausReflektiontalloxident. Ein typinscheibe k

er Doppelvergund Son

zglas

iel ein gerin solaren, der Fülluverbund is

ch Leitung,

nhänge des U

wischen faon, Krypto

ission derchtungen. bei geringlenbereichg hängen a

hichtunge

lichst viel0%), anderommen hiurchlass d

Klarglas unschicht sol

oder Edelmcher Aufb

ann noch z

lasung (links)nenschutzgla

ger WärmEnergiegeg und der

t nicht zuStrahlung

-Werts von Is

st immer a oder selte

Sonnenstr

r RVIS durchie Transmilso vom E

n von 85% a

Sonneneneerseits sichr 2-Scheiberch Reflekt

d die Ausslte auf deretallen (z.Bu wurder Selbstrei

und Transmis (rechts).

durchganginnung. D

Zahl der Scernachlässund Konve

olierglas.

us mindestner mit Xe

hlung, ab

Beschichtssion fastissionsver

uf 4% gedr

rgie von Inbares Licht

ngläser zuion und Abnscheibe aInnenseite. Silber) beereits besigung besc

sionsspektren

skoeffizienie Wärmedheiben ab,gen. Die ution bei Is

ens 3 Scheon gefüllt.

r TVIS >75 d

ngen, dieist, gilt AIR

mögen der

ückt werde

enräumengut trans Einsatz, b

sorption reus Absorpt der Aussestehen, jerochen (Ahichtet sei

von Kalk-Nat

(U-Wert)ämmeigenaber auchterschiedlilierglas sin

iben. Die S. Wie man

urch Ab-

ie Emis-= IR = 1-Oberflä-

kann.

fernhal-ittieren

ei denenuzieren

ionsglasscheibeach ge-bildung.

ron-Glas

ei hoherschaften

er Wär-chen Ar-d in Ab-

cheiben-in Abbil-



115

dung 11scheideScheibeWärmealso au103 dar

Abbildundes auf d

Der WäSZR eindung 11Röhrchsehr gusätzlichgeradebei Kapi

Silica-Asind dodämmumit bemung,keitsbe

Abbildun

Schallsda viele

angrenmunge

2 erkennt, ind für denn Isolierglädämmbesc der Innensestellt.

g 112 Einflussen Wärmedur

rmedurchgebracht w

3). So könnn eingelegen Sonnenverbessert

an bedecktllarplatten

rogel gefürt einsetzbng gefragtonderen p

diffuse Lictändigkeit,

g 113 Kapillarp

6.3.3. Sch

hutzvergla Wohngebi

en. Um no notwendi

st der AbstU-Wert. Deer mit Wäichtung ist

eite der Inn

es SZR auf dchgangskoeffi

ang kann nrden, was

en Kapillar werden. S

- und Blenihre vorwn Tagen in

eine partiel

llt, ist nurr, wo Lichtist. AerogelhysikalischtdurchlässiUV-Stabilit

latten und Ae

allschutz

ungen werete an Ind

h ausreich. Diese las

and der Scr U-Wert f medämmb zur Absenenscheibe

n Wärmedurzienten.

och weiterallerdings aplatten ausie streuenschutz. Dirts gerichtseitenbelicle Durchsic

och eine distreuung b ist ein hocn Eigenscgkeit, sehrät, Umwelt

ogel zur Erhö

las

den durchstrieanlag

enden Wohen sich erz

eiben, dasr Standardeschichtunung der Stngebracht

hgangskoeffi

gesenkt wuf Kostenwabenarti

das Tageslie Kapillareete Lichtsthteten Räuht möglich.

ffuse Lichtei gleichzeihporöser Faften. Aer

gute Schfreundlich

hung der Wär

ie Verdichtn, Bahntra

nkomfortielen durch

verwendet-Isolierglasg kommenahlungsemsein. Ein ty

zienten (Füllg

erden, indeer optischg angeordcht tief insenken U-euung diemen wertvWird der S

urchlässigtiger hervoststoff (95gele bietelldämmuneit und sin

medämmung

ung der Siessen oder s

u gewährleine erhöh

Füllgas ubeträgt ca.heute aufission im Inischer Auf

rad 90%) und

m Isolationn Eigenscheten, glasen Raumerte auf bi

Raumtiefell ist. In achR hingege

eit gegeberragenderLuft !!!, lei

n hervorra, uneinges schwer en

bei Wärmesc

dlungsräutark befah

isten, sinde Glasmas

d der Füll1.8W/(m2K).4-0.8 W/(frarotberei

bau ist in A

Einfluss des

smaterialieaften gehtlaren odernd bieten

s zu 0,4 W/ausleuchtsnaher Ric mit transl

n. Solche Färme- unchtester Fegende Wärchränkte Ftflammbar.

utzglas.

e immerene Strass

erhöhte Scse, asymm

rad ent-, gute 3-

2K). Dieh, mussbildung

asfüllgra-

n in den(s. Abbil-weissenzugleichm2K. Zu-ng, wastung istzentem

llungenSchall-tkörper)

medäm-euchtig-

ichtiger,n direkt

alldäm-trischen



116

Aufbau,allem ddes abÜber eigezieltche Auf zidenzelenlängbedeutdenzfrevermie

Abbildun

Brandsder SZRaufgruben fühsichtigesich die

Der Schdet weschaftegestattschattuche GlaMetallkstruktioim IdeatomatisterschiKomprodie regdurchla

grosse SZie Schalldäeschlossen

ne geschicämmen,

bauten darinbruch ime des Luftst. Durch E

quenz angen, dass di

g 114 Schalldä

6.3.4. Bra

hutzgläsermit einemd der Hitzert. Durch d Schaumgleffizientest

6.3.5. Ada

eibenzwiscden, aber

n gefüllt wt werden.

ng. Die Syns kann z.B.onstruktionnen ist einlfall zugänch regelbardlichen Prmiss zwisclbare Vers

ss regeln (A

, die mit scmung im

en Innenrate Wahl das im Beisestellt ist.

nichthörbahalls der Bhöhung/Erpasst werd Koinziden

mung für un

ndschutz

können ähBrandschueinwirkungen Schaums stellt zuen Brandsc

ptive Isoli

henraum vuch mit urden oder

Ein Beispielhese zwiscbei den Seen, die ent möglichelich sein. S sind und afilen, Stof

hen Sonnechattung dbbildung 11

hweren Gaunteren Frums wirker Masseniel in AbbilDabei ist esren Bereichiegewelle dniedrigungen. Durch uzfrequenze

terschiedliche

las

lich wie Iszgel wietritt das Gwerden diem ein se

hutzgläser

iergläser

n Isoliergläterschiedli

kann sogarzur Dekor

hen dem newürfeln iweder festErwärmun werden L

n denen Licen und Faschutz undes islamisc5, rechts).

sen oder gquenzbere

n Schallschnd Federnung 114 fü

wichtig di liegt. Bei des Bauteilsder Massenterschiedl aller Sche

Glasdicken (l

liergläserasserglasl aus und s Splitter gr wirksam

realisieren.

sern kannchen Medi mit optisction ist HtürlichenZürich be

stehend od im SZR zumellen einht reflektierben. Richt Lichtversohen Zentru

r Giessharich, die durutzgläser alassen sic

r einzelneAufbauten

er Koinzide, was einenoder der Biiche Scheibben identis

inks) und Glas

ufgebaut sefüllt ist. Vchäumt aubunden, as Hitzesch

natürlich zun mit ada

hen oder mlz im Scheaterial Ho

rachtet wer regelbarbeachten.gesetzt, diert. Zum Einungsselektirgung (Abbims in Pari

en gefülltch Verkehrls Masse-F bestimmtlasscheibe so zu gestnzfrequenz

Einbruchegesteifigkndicken in

ch sind (Ab

aufbauten (m

ein mit deersagen di, was zumer das sich

ild dar. Auf

dekorativetiven oder

echanischebenzwisch

lz und derrden. Etwa sein könnie Mechan

feststehenatz komme Spiegel

ldung 115)., bei dem

ind. Wichtientsteht.der-Masse

e Frequenz und untelten, dassentsprichter Schalld

eit kann di einem Auf bildung 114)

ittig).

Untersch äusseren

Erblinden d bildende,diese Weis

n Zweckenschaltbare

n Apparatuenraum zuüchternens aufwändien. Bei dieik muss rod, manuelln Lamellenrofile bietInteressantBlenden d

g ist vorufgrund-System.bereicheschiedli-er Koin-

die Wel-mmung

Koinzi-au wird

.

ied, dasscheiben

er Schei-ndurch-e lassen

verwen-n Eigen-ren aus- Teilver-Oberflä-ger sinden Kon-ust und

oder aumit un-n einenist auchn Licht-



117

Eine anleitelewerdenAbbildu

Abbildunstand=50

Bei thedex sicalklassesetzt bein selb117).

Abbildun

Abbil

ere Art deente, die

. Aus einerng 116). Die

g 116 (REM)- μm. Lichteinf

motropensprungha

n erzielti Temperatsttätiger S

g 117 Sonnens

dung 115 Isoli

lichtlenkeas einfalleIsolierglassKombinati

ild eines inall von links o

erglasungt mit der Terden (Hyuränderunnnenschut

hutz mit ther

rverglasunge

den Verglande Sonnecheibe wirn mit scha

Kunststoff reben.

n sind dieemperaturrogele, Polen selbstt

z mit phas

motropen, ph

n mit feststeh

sung kannlicht gezie so ein Ta

ltbaren Sch

plizierten Mi

SZR mit eiändert. Die ymerblend

tig eine Trnsepariere

asensepariere

enden bzw. a

über den Eilt umlenkeeslicht- odichten eröf

kroprismen-F

em Materiser Effekt k, mikroverübung ein.nden, ther

nden Material

aptiven Einb

nbau mikron oder reflr ein Sonnnet zusätzli

ldes zur Lich

al gefüllt, dnn mit veapselte PaEine mögliotropen S

ien.

uten.

strukturierektieren hnschutzel

iche Möglic

treflektion. P

essen Brecschiedenenrafine, etc.che Anwenhichten (A

er Licht-rgestelltment (s.hkeiten.

rismenab-

ungsin- Materi- und esdung istbildung



118

Der Nawerdenders. Hipen) Brund Licchen auTranspa

Abbildun

Von IntschaltboptischramoxiAbbilduder Scheinfall f toelektrwird. ÜAusserdnadium

Wasser

Suspenrichtetesionssp

hteil therkann. Bei

er macht mchungsindt wird gests und dasrenz wird e

g 118 PDLC-Ver

resse sindre Glasfärn Eigenschschichten

ng 119). Alleibe. Bei phreie Ladunochrome Ger den Strem gibt esoxid bei ca

toff, der d

ed-Particeln Teilchen iektrums st

otroper VDLC (Polyan sich Zuex haben.reut (diffuslas ist tran

ingesetzt f

glasung.

edoch nichungen, soaften mit derreicht mrdings führotochromeen erzeugtläser bauemkreis wirthermochr. 68°C) we

rch eine Ka

Devices (Sn einer Ricfenlos ges

rglasungener-Dispersutze, dasshne angel

e Transmissparent (ger Medienfa

t nur Schalenannte eler Aufnahn so einet die hohen Gläsern, die zur Färn, bei den dann die Fme Schich

hseln. Bei

talysatorsc

Abbildung 11

PD)-Gläsertung starkhaltet wer

ist, dassed LiquidFlüssigkristgte Spann

sion). Im elrichtete Trassaden, Be

zustände tektrochrome und Abg

intensive Bbsorptionerden, statbung führn eine faärbung geen, die ihraschromer

hicht verfü

Elektrochro

ähneln denabsorbiereen kann (v

ie Trübunrystal) Flüsalle einen rung sind diktrischen Fnsmission)prechungs

ransparente Verglasube von Lad

laufärbungunter Sonnt durch elen. Selbstvebstoffsensiegelt (offe Farbe abVerglasun

bar wird.

e Verglasung

PDLC-Syst, wodurchl. Abbildun

nicht an-sigkristallsichtungsabe Kristalleeld jedoch(vgl. Abbildäume, Tier

und translgen. Bei di

ungsträger die stufenneinstrahltrische Ladständlich kbilisierte S=gefärbt) (estimmten erfolgt di

.

men, nurein gewissg 120).

oder ausgehichten ist

hängigen (illkürlich

richten sichung 118). Sckäfige, etc.

zent, sondesen lassenn ändern.los schaltbng zur Au

ungen, durann man alarzelle ve

vgl. Abbild Temperate Verfärbu

ass hier dir Teil des T

schaltendas an-nisotro-rientiertdie Teil-

haltbare

rn auchsich dieei Wolf-

ar ist (s.heizungch Licht-ch pho-

rwendetng 120).ren (Va-g durch

e ausge-ransmis-



119

Abbildun

6.4

Walzglmit rau

mentglwie beiOrnam

Abbildun

ProfilbaGlasplaschaliggebäudeingewnen thProfilba

Abbildun

6.5.

g 120 Prinzips

. Walzglä

ser sind inher oder g

s. Bei GusRohgussglantglas (s. A

g 121 Im Bauw

uglas ist eite zu eine Fassaden

en eingeselzt sein (DI

ermisch vou-Sicherhei

g 122 Beispiele

. Betongl

izzen von ph

er

unterschieschliffener

glas ist dies. Durch Wbbildung 12

esen verwend

ne Unterfo U-Profilwird Profilzt (s. Abbil

IN EN 572 -rgespannttsglas). Die

für Profilbau

s

tochromen, p

dlichen For und polie

Oberflächalzen könn1).

ete Walzguss

m des Guseformt wirauglas im

dung 122).: Profilbausein (DINPrüfung er

läser in der A

hotoelektroc

men im Eiter Oberflä

nicht gann beliebig

läser.

sglases, beid, das bis zBereich voWie bei Wlas mit odEN 15683-olgt im Bie

nwendung.

romen und S

satz. Als sche, als Ro

glatt undMuster au

dem die nu 7.5m lan Industrie-,lzglas, kanr ohne Dra

1: Thermisetest (DIN

D Verglasun

litterbindehgussglas,

folglich nicfgeprägt w

och verfor sein kann. Gewerbe-,n auch hiehteinlage)h vorgespEN 1288-4).

en.

ndes DrahtDesign- od

ht klar durerden wie

bare, 6-7. Als ein- oSport- undr eine Drahder die Pr

anntes Kal

gussglaser Orna-

hsichtig.B. beim

m dickeer zwei-Freizeit-teinlagefile kön-knatron-



120

GlashonanderWärmevon Mögrundie

Glassteiaus Prein denkönnenstahlbeglas, Bestahlbe

Abbildun

6.6

Die Her

genen Sche kansich Scäussere92% enda durcdampfdGlas ist,geometverrottckenfreireich.

lsteine weverschmolz- und Schalrtel an denrung besch

ne und Betsglas oderumgebendmit Ortbeon bezeichton und Beon sind als

Bauteile auLichtschachräumlicheganze Dick

In SonderfäFertigteilelTrennwänd

g 123 Verschie

. Sch

stellung vo

truktur läsn mit EmaihichtplatteSchicht). Sspricht un

h die geschicht, was i, nimmt esrie auch bear, schädlien Aufbauie Eigensch

rden aus zen werden.ldämmung Kanten zuichtet. Glas

ongläser siwerden inn Beton oon mit Stanet man nwehrung do tragende

s Glasstahltabdeckunragwerke ( reichende

llen befahrmente ause usw. ver

ene Betongl

aum- un

n Schaum-

t sich Schalle, Kerami (Verbundhaumglaseiner Wä

lossenen Peale Eigen

keine Feuchi Langzeitbgssicher,

als Dämmsaften sind i

ei PressglaBeim Abkü verbessertermöglich

bausteine s

nd in DINEeltenen Fähne Trennuhlbewehruur solche Bas Glas staKonstruktio

eton mit eien, Wande

DIN 1045), a Betongläs

are Bauteil Glasbaustendet wer

sprodukte un

d Blähgla

und Blähgl

umglas wie, Kunststof platten) auhat eine Romeleitfähirenwände

schaften fütigkeit aufelastung als Schottetoff mit kon Tabelle 1

shälften hhlen entste und Kondn, werden

ind für alle

N 1051 gerellen formgng eingeb

ng oder alauarten, btisch mit bnen. Man u

ner Verkehlemente) (lso Schaleern.

le nur mit Beinen (DINen.

d Anwendun

s

s wurde b

Holz leichtfen und Ms Schaumhdichte vokeit von 0.kein Wassr Perimeteund quilltßergewöh kapillarbr

nstantemdenen von

rgestellt, diht innen einsatbildundiese sanFeuerwider

gelt. Sie begossen (s.ttet sein,Fertigteile

i denen imeanspruchtnterscheid

rslast vonIN 4243),und Faltw

etongläser4242), die

en.

reits bespr

verarbeitetallen übelas (Kern)125 bis 135

05 W/mK.r eindringe- oder Flacicht. Glasslich druckschend undärmedäm

Styropor g

e bei hohe luftverdüg verhindegestraht,tandsklass

stehen wiebbildung 1lasstahlbe

ausgeführ Zusammewird. Diest:

aximal 5,0

rke mit zyl

.für Innen-

ochen. Auf

, z.B. zu Plazogen werund Guss

kg/m3, waschaumgla

n kann. Es ihdachdämhaum ist atabil (0.7-1. ermöglich

wert übergenüberg

r Temperatnter Raum

rt. Um diezw. mit eien erhältlic

Glashohlst23). Betongton-Konstrt werden.nwirken vo Bauteile a

kN/m2 (Ob

indrischen,

und Ausse

grund sein

tten. Seineen. Bewähmörtel (inn einer Poros ist frostbist also was

ungen sinufgrund sei7N/mm2). Et einen wä Jahrzehntstellt.

ur mitei-, was dieHaftunger Haft-

h.

eine auslas mussktionenls Glas-

n Beton-us Glas-

rlichter,

über die

nwände,

r homo-

Oberflä-rt habenere undität vonständig,ser- undd. Da esner Zell-s ist un-rmebrü- im Erd-



121

Tabelle 16 Eigenschaften von Glasschaum.

Schaumglas Blähglas GesintertesBlähglas

Styropor

Lieferform Platten,

Formteile

Splitt,

Schotter

Granulat Platten,

Formteile

Platten

Abmessungen mm 30<d<180 0-90 0.04-16 Beliebig Beliebig

Rohdichte kg/m3 110-220 250-600 270-1110 270 15

Schüttdichte kg/m3 100-185 140-530

Wärmeleitfähigkeit W/mK 0.04-0.058 0.074 0.05-0.07 0.08 0.04

Festigkeit MPa 0.5-3.5 0.9-1.6 0.8-6.5 1.2 0.2

In Form von kompakten Teilen findet Schaumglas Einsatz als Bodendämmung im Grundwasseroder zur Dämmung erdberührter Aussenwände oder für begehbare, befahrbare oder begrünte

Flachdächer, eventuell mit spezieller Geometrie. Schaumglasplatten finden auch Anwendungin wärmedämmenden Fassaden (hinterlüftete und vorgehängte Fassaden) oder als Innen-dämmsysteme und zur Rohrdämmung. Genormt sind die Produkte in DIN EN 13167: Wärme-dämmstoffe für Gebäude – Werkmässig hergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) – Spezifi-kation (SN EN 13167/SIA 279.167).

In Form von Schotter wird Schaumglas zur Wärmedämmung gegen das Erdreich eingesetzt, alslasttragende Dämmung unter Bodenplatten, Kunsteisbahnen und um Schwimmbecken. Es istauch sehr gut für Drainagen geeignet wie auch als Untergrund für Rasenflächen, Sportbahnenund Sportplätze oder als frostsichere, gewichtssparende und dämmende Schüttung über Tief-garagen.

Schaumglas in Form von kleinen Kügelchen findet als Blähglas Anwendung in gefügedichtem

oder haufwerksporigem Leichtbeton oder Isolierbeton (=0.12-0.8W/(mK) (Beton = 2.3W/(mK))Festigkeit 1-85MPa). Blähglas kann auch zu Mauersteinen, Schallschutzplatten oder Rollladen-kästen gesintert werden. Zur Isolation von Fertigteilen können Blähglasschichten nass-in-nassaufgebracht werden. Kleinere Blähglaskügelchen werden auch in Leichtmörtel und Leichtputzfür verbesserte Wärmeisolation eingesetzt.

6.7. Faserglas

6.7.1. Textilglasfasern

Textilglasfasern finden sich im Bauwesen in unterschiedlichsten Anwendungen in Verbindungmit Polymeren der mit Zement als Matrixmaterial.

Kunststoffbeschichtete Glasgewebemembran mit PTFE ist die Grundlage für den modernenMembranbau, da es reissfeste, hochbelastbare Membranen sind, vorausgesetzt die Belastungerfolgt in Faserrichtung. Eine der beeindruckendsten Anwendungen ist das Dach des Olympia-stadions Berlin. Unidirektionale Glasfaserstangen mit hohem Faseranteil, die im Pulltrusions-verfahren hergestellt sind (Abbildung 124), können zur Bewehrung von Beton eingesetzt wer-den. Das ist überall dort sinnvoll, wo die Verwendung von Metallen stört, wie bei Fundamentenfür Transformatorstationen, Mautstellen, im Wasserbau oder bei U-Bahnen. Wie man in Abbil-dung 124 erkennt, ist die Festigkeit von Glasfaserbewehrungen hoch, der E-Modul jedoch gerin-ger als der von Stahl. Das Versagen tritt plötzlich ohne plastische Verformung auf.



122

Abbildungleich vo

WichtigDie Bes125). Teden auten ode

Abbildun

Glaswomittel,erzeugt(Phenolsierte Bvon Gebzw. Drkaschiezöpfe k

g 124 Prinzips Bewehrungs

bei diesetändigkeittilglasfaseh zur nachr zur Rissst

g 125 Masseve

6.7.2. Isollle-Dämmstwelches di. Sie haben-, Harnstoff inder verwbäuden odahtgeflechrt sein. Zurnnen zur

kizze des Pullstäben aus GF

Einsatz voird dabei

rn in Formräglichenbilisierung

rlust von Glas

ierglasfasoffe sind

Fasern a oft eineund Furandet. Dier Dachböd ausgeführUmwickluämmung v

trusionsverfaK und Stahl.

n Faserglasdurch eineon grobenerstärkung von Böden

fasern bei Lag

ernerbundwereinanderelbliche Fa-Formaldeauptanwe

en. Sie könt sein oderg von Roh

on Ritzen u

rens zur Her

ist die Vern hohen Zi Gittergew im Bestan, Aussen- u

erung in gesä

kstoffe besindet und

rbe durch ydharze),ndung findnen auchals Glasfilzen werden

nd Durchbr

stellung von

endung vrkoniumoxiben aus h, im Fertigd Innenpu

tigter Zemen

tehend auseinen zus

eingefärbtes werden zen Glaswolmit Papiermatten miGlasfasers

üchen um

lasfaserbew

n alkaliresidgehalt erchzirkonheilbau beizflächen A

lösung (pH=1

Glasfasermmenhän, wärmehänehmend

ledämmstoaschierung Bitumenphalen hersohre einge

hrungsstäbe

stenten Glreicht (s. Altigem AR-ünnen Qu

nwendung.

2.9, T=80°C,t=

und eineenden Dä

rtende Kunaber auch sffe für dieen, auf Wapier odertellt und Gsetzt werde

und Ver-

ssorten.bildung

Glas fin-rschnit-

22Std.)

Binde-mmstoffstbindertärkeba-Isolationllpappe,lu-Folie

lasfaser-n.



123

7. Glasauslegung

Glas nimmt bei den alltäglichen Konstruktions- und Bemessungsaufgaben im konstruktiven

Ingenieurbau nicht den gleichen Stellenwert ein wie die geläufigeren Materialien Beton, Stahloder Holz. Aber gerade Glas setzt genaue Kenntnisse der mechanischen, optischen und bau-physikalischen Eigenschaften voraus, damit materialgerecht konstruiert werden kann. NebenFragen der Tragfähigkeit stehen immer auch die Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit imVordergrund. Grundsätzlich verzeiht Glas keine konstruktiven Fehler, dennoch ist es bei richti-gem Einsatz gutmütig. Um durch lokale Spannungsüberhöhungen hervorgerufene Schäden zuvermeiden, ist eine bis ins Detail gehende konstruktive Durchbildung notwendig.

Unter allen Umständen muss der Kontakt von Glas mit härteren Werkstoffen vermieden wer-den, weil kleine Unebenheiten an den Kontaktflächen Spannungsspitzen verursachen können.Bei allen Lagerungen und Verbindungen ist grundsätzlich der direkte Kontakt von Glas aufStahl oder Glas auf Glas unter Last- und Temperatureinwirkung zu vermeiden. Zwischen harten

Materialien und Glas muss deshalb dauerhaft ein geeigneter Kunststoff (EPDM, Neopren, Epo-xidharz) oder weiche Metalle, wie z.B. Weichaluminium, eingelegt werden. Die Festlegung einergeeigneten Verbindungstechnik ist folglich entscheidend. Breite Auflager und Krafteinleitungs-zonen sind prinzipiell günstig.

Ebenso wichtig ist die Vermeidung von Zwangsbeanspruchungen. Dies umfasst unplanmässi-ge Lasten wie Stösse oder Deformationen der Unterkonstruktion ebenso wie planmässige Be-lastungen aus Eigengewicht, Wind, Schnee und Temperatur. Alle Verbindungen sind so auszu-führen, dass möglichst keine Zwängungen aus Temperaturdifferenzen, Bauwerksverformun-gen, Lasteinleitungen oder Toleranzproblemen entstehen können. Ausreichend hohe Steifigkeitder Glaskonstruktion ist dafür die Voraussetzung.

Die Geometrie der Glaselemente muss ihrer Aufgabe angepasst sein. Das bezieht sich auf

Scheibengrössen und Seitenverhältnisse. Aber auch Bohrungen und Ausbrüche stellen ge-schwächte Zonen dar, die besonderer Aufmerksamkeit bedürfen. Auch die Qualität der Kantenist entscheidend für die Tragfähigkeit, weshalb unbearbeitete scharfe Kanten nach Möglichkeitzu vermeiden sind. Grundsätzlich nimmt Glas Druckbeanspruchungen um ein vielfaches besserauf als Zug.

Glaskonstruktionen sind während der Planung so redundant auszulegen, dass die Tragsicher-heit beim Versagen einzelner Elemente immer gewährleistet ist und keine Menschen durchherabfallende Teile oder durch einen plötzlich fehlenden Raumabschluss gefährdet werdenkönnen.

Der Preis von Glasprodukten ist nicht zu vernachlässigen. So kostet eine 10mm dicke Floatglas-scheibe ca. 20€/m2, eine gleichdicke ESG oder TVG Scheibe bereits 40€/m2 und VSG aus

ESG/TVG über 100€/m2

. Die Sicherstellung von Dauerhaftigkeit und Witterungsbeständigkeitder Glasprodukte verlangt folglich etwas Sorgfalt, um z.B. chemische Glasschäden durch Be-tonauswaschungen oder Delaminationen von VSG durch stehendes Wasser zu vermeiden. DieGebrauchstauglich ist prinzipiell über die gesamte Nutzungsdauer eines Gebäudes (ca. 60 Jah-re) zu erfüllen, wobei bei Fassaden und Fenstern eine reduzierte Lebensdauer von 25-30 Jahregilt. Dabei ist neben der Dichtigkeit und Beständigkeit aller Materialien auch die Reinigungs-möglichkeit zu berücksichtigen. Bei schlecht zugänglichen Verglasungen können die Reini-gungskosten über die Lebensdauer erheblich sein.

Zunächst gehen wird im Detail auf Lagerungs- und Verbindungsarten eingegangen, bevor Ver-glasungsarten mit ihren vorgeschriebenen Anforderungen und Nachweisen besprochen wer-den.

7.1. Lagerungs- und Verbindungsarten



124

Für AnkraftscKraftsczusamFormscschränkgen köwerdenwerdenVerbind

Abbildun

Bei Verund Fläals Schnienlagleme zu

muss, nden.

Abbildun

Linienf und Kosche Regrund dvermeispannt

Punktfö

messunaber üb

endungenlüssige, folüssige Veenpresst olüssige V

ungen, ineinen im Ge

, da Einzelt. Eine Überung aus Kr

g 126 Grundle

lasungen ichenlageruibe bezieh

erung am g Zwängun

eben der g

g 127 Möglich

rmige Vergstruktions

geln für dieer EPDM Sen sollen,Scheiben s

rmig gelag

g und dieer die zukü

im Glasbaumschlüssi

rbindungender klemmrbindungenandergreigensatz zuile auf molicht ist inft- und For

ende Glaslag

t es dienling zu unte

ngsweiseünstigsten.en führen.

lobalen Sp

eiten der Lag

lasungen siregeln TeilVerwenduhichten od

uss manind nur in S

erte Vergla

usführunnftige Nor

stehen unte und stof halten pri. Der Kraft

n gewährlen oder veden kraft-ekularer Ebbbildung 1

mschluss d

erungsarten i

h für die Lascheiden (slatte eingBei PunkthDie lokale

nnungsber

rung von Sch

nd in DIN 1: Linienför

ng von linier Silikonprrundsätzli

onderfälle

sungen sin

punktför 18008 ab

erschiedlicschlüssigezipiell dur

schluss koisten den

rzahnen deund formsene über A26 gegebear.

konstruktiv

steinleitun. Abbildunsetzt. Dabaltern in Beanspruch

echnung d

eiben.

008-2 (12/ig gelage

nförmig gefile, die de

ch von freivorgesehe

d zurzeit n

ig gelagergedeckt w

he VerbindVerbindunh eine auf mt über KZusamme

r Bestandthlüssigen

dhäsions- u. Geklem

en Glasbau.

zwischen127). Im B

i ist aus sthrlöchern

ung des Gl

er Glassche

010) „Glate Verglaslagerten Ven Kontakt vverdrehbarn.

ch in den

ter Verglasrden. Im B

ngsarten zen einget

gebrachteontakt odenhalt überile. Stoffscachträglic

nd Kohäsiote Lagerun

Linienlageruwesen witischer Sic

önnen eveses im Ber

ibe, zusätzl

im Bauwngen“ gerrglasungenon Glas mitn Auflage

Technisch

ungen (TRPhrungsber

ur Verfüguilt werdenraft, die Ei

r Reibung z geometrislüssige Ve nicht me

nskräfte vegen stellen

ung, Punktlrd Glas vorht die vierstuell Tolerich der Pu

lich betrach

esen; Bemgelt, die di (TRLV) ers harten Ma

rn ausgehe

Regeln fü

V)“ geregeeich sind Z

g, die inkönnen.nzelteileustande.che Be-

rbindun-r gelöst

rbundenoft eine

agerungiegend

eitige Li-nzprob-kthalter

tet wer-

ssungs-techni-

tzt. Auf-terialien. Einge-

r die Be-

lt, sollenischen-



125

schichtgelagerdurch Szwängugern erbindun

Formscschränksowie Lden Anmontieauch eiMateriarahmen

Abbildunnienförm

Die KlöSelbstvallen audern. KlTragklöentfern129).

AbbildunVerglasu

Lochlei

Um Spaübertra

n aus weice Glassche

pannungskngsfreie Laielen. Prinen als pun

7.1.1. Form

lüssige Vungen derochleibungress-/Dicht (Riegel-K

ne zwängulien wie H oder die U

g 128 Linienföig einspannte

ze dürfenrständlichftretendenötze sind 8zen zur Ein Distanzkl

g 129 Richtiggen mit Trag

ungsverbi

nnungsspitgen, werde

hen Al-Legiiben wirdnzentratio

gerung läsipiell könn

ktförmige L

schlüssig

rbindungeBauteile u

sverbindunprofile aufnstruktion

ngsarme Lrtholz, thterkonstru

rmig geklemLagerung.

icht zummüssen siVerformun0-100mmleitung destze platzi

und falscheund Distanz

dungen lei

zen abzuban plastisch

erungen odrundsätzli

nen im Boht sich durc

en Klebeveagerungen

Verbind

n gewährltereinanden werde

eine tragen). Die Zwiscgerung. Dirmoplastisktion einge

te Lagerung

riechen ne chemischgen müsselang undScheibengrt, die das

Klotzung einlötzen.

ten Kräfte

uen und soverformbar

er EPDM, Ph vorgesprungsbereih Kombinarbindungenausgeführt

ngen

isten denr. Linien-darunter

de Unterkohenlagen (e vertikalehen Kunst

leitet (s. Ab

mit Stahlpro

igen, müssmit allen bn sie den Küssen 2mwichts weVerschieb

es Mehrschei

mehr oder

mit den Loe Hülsen ei

OM, PA6 vnntes Glas

ch zu verhitionen aus, Lochleibuwerden.

Zusammeder punktf erstanden.

nstruktionPDM) erm Scheibenl

stoffen odbildung 128

fil, einfache V

n druckfeseteiligtenntakt zwis breiter s

rden ca. 10n der Sche

enisolierglas

weniger pu

hleibungsngebaut. E

rgeschrieb vorgeschridern. Eine

festen undgsverbind

nhalt überörmig gekl Bei einerus Stahl, Aglichen ne

asten werdr Elastom.

erglasung mi

und alteraterialien

chen Rahmin als die-250mm viben verhi

s (MIG) (link

nktförmig

ruck gleich gibt vorg

n. Für puneben, umstatisch beverschiebli

ungen und

geometrisotzte Verglinienlager

luminium oben der Aben über Klren in die

t Glashaltelei

ungsbestänverträglichen und Glacheibe. Nen der Scheidern (s. A

s) und Verklo

in die Sche

mässig auf fertigte Hü

ktförmigersagentimmte,chen La-Reibver-

che Be-asungenng wer-der Holzichtung

ötze ausFenster-

ste und li-

dig sein.sein. Bei

verhin-ben denbeneckebildung

tzung von

iben ein.

Glas zulsen aus



126

wie weiharzen.ranzenEinbautigen Phergestvorgefeist ca.12mm sleibungHülsen

bezeikraft, r

Abbildun

Für Glasetzt, dian denSenk- o

Abbildunausserhalanker für

Punkthtisch angen ist j

ist dieGelenk

chem Al, PVorgeferti

eingehalteon Giesshsition geh

ellt werdenrtigten Hülmm, um

oll das Hersverbindun

aterial, de

k

chnet dieen geomet

g 130 Lochleib

scheibenlae grob in PGlasscheiber Tellerha

g 131 Punkthab der ScheibeVSG.

lter mit kosprechendedoch geri

erbindungn ermöglic

FE, PA, POte Hülsenwerden, wlsen müsslten werd müssen, f en könnenlastische

ausquetschg erfolgt far vom Hers

t .

assgebenrischen Par

ungsverbindu

gerungenunkthalterenkanten elter aufgef

lter mit Bohrlnebene, Senk

nusförmig Lösung uger als bei

mit der Uhen eine z

M, PEEK unereinfache

as zum Bein die Glasn. Da bei V

luchten dieGießhülseerformungen des Hülst analog zeller zur Ve

e tangentiametern de

ng mit Giessh

erden ausmit Bohrlocingeteilt whrt sein.

och. Von linksalter mit Gel

m Bohrlocd einfache

Tellerhalter

terkonstruängungsä

d anderenn die Monpiel bei Mcheiben biSG aus ESse nicht pe solche Ma

en zu gewsenmateriaum Stahlbrfügung ge

le Hauptzs Bohrungs

ülse für VSG.

architektoh in der Glerden kön

nach rechts:enk in Scheib

ermöglich Reinigung.n. Ein wich

ktion, die srmere Lage

Kunststoff age. Allerdhrbolzenve zum Erhä/TVG die Brfekt (s. Absstoleranzährleisten.ls vermeidu, allerdin

stellt werd

gspannunradius und

ischen Grüsscheibe uen. Punkth

Starrer Senknebene, Telle

t durch dieIhre Resttriger Unters

arr oder grung. Zude

n oder Giengs müsserbindungeten des Giohrungenbildung 13n aufnehmEine Mindn. Die Beres mit einen muss:

am Rand,die Glasdi

nden gernnd Punkthaalter mit B

alter für VSGrhalter mit G

bündige Aagfähigkeitchied bei P

lenkig sein kann da

sshülsen an geringeschwierig

ßharzes inor dem La). Im Gegeen. Die Hülstglasdickechnung ein

m Beiwert

F die Lochlke.

Punkthaltlter mit Klohrloch kö

, Senkhalterlenk und Hin

ußenflächebei Scheib

unkthalters

kann. Syst Gelenk au

s Giess-aßtole-

ist. Beimder rich-

inierennsatz zusendicke

von ca.er Loch- für das

ibungs-

r einge-mmung

nnen als

it Gelenkterschnitt-

eine op-enversa-stemen

eme mitsserhalb



127

der Schlenk in

Abbildun

Die zwsogenaAufhänchungEcken dmöglicBeispiel

Kraftscteile zu

stande.vantenben od

Abbildun

Bei Reigeneinage aufrgebenchendeReibun

eibenebeneer Glasmit

g 132 Zwängu

ngungsarnte Spiderungspunker Scheibe

er Glasschen eine z für vorges

7.1.2. Kraft

lüssige Vesammenpr

GeeigneteKriechverfor aus Versu

g 133 Beispiel

verbindunnder gepre

echterhalteerden müs

n Kunststof skraft führ

sein, waselfläche di

gsarme, stati

e, statischist in Abbe ist über

n durch Boiben verweängungsarannte Seil

chlüssig

rbindungensst oder kl

Reibschichtrmungen achen besti

iner Reibverb

en werdensst. Die Vorn werden,sen. Problefeinlagen (en können.

in Momens vermeide

sch bestimmt

bestimmtldung 132infach- odrungen ve

ndet werdme Lageruetzfassade

Verbind

halten priemmt. Der

en zwischeufweisen.mt.

indung.

die zu verspannkraft

obei zuläme könnenVB) zu ein

t in der Glat (s. Abbild

e Lagerung vo

Punktlagezeigt. Dir Doppele

rhindern, kn. Die eingg. Der Pun

n.

ngen

zipiell durKraftschlu

n Stahl uner Reibun

indendenkann, wie isige Vorspbei Reibverr starken

sscheibe vng 131).

n Glas in eine

rung von S horizontalzenter mönnen Pun

elegten EPkthalter ist

h eine auf s kommt

Glas sindskoeffizien

Flächen übn Abbildunannungenbindungeneduktion d

rursacht,

Fassade über

cheiben ine und vertilich. Möchthalter mitM Taschegleichzeiti

ebrachteber Konta

meist Polyt wird vom

r vorgespa 133 dargebenfalls v

mit VSG enr Vorspan

ohingegen

Spider mit Ex

einer Fassikale Justiee man ein Klemmun im Punkt Knotenpu

raft, die dit oder Rei

ere die ke Hersteller

nnte Schratellt, überm Herstell

tstehen, daung und d

das Ge-

zentern.

de überung derSchwä- an denalter er-nkt zum

e Einzel-ung zu-

ine rele-angege-

ben ge-ederrin-

er ange- die krie-amit der



128

Stoffscund formolekukonbasi

Lasteinlcken eigen ankönnen.Bestänstoff istchemisnes SilispannuMPa fügewichstellunklebt w

Tabelle 17

Eine wiSealantMetallpund diemeinensind die40 Jahr

Abbildun

Geklebtden Ver

7.1.3. Stoff

lüssige Vemschlüssiglarer Ebenes verbund

eitung. Dasstellbar. Dden Klebs

. Die Dauigkeit, che Silikon. Eshe Verträg

kon-Produkngen für di Zug und τ

dürfen nu verschiedrden.

Gegenüberst

Silikonklebe

DC 993

Sikasil SG-5

DC 895

htige AnwGlazing Sy

rofile gekle mechaniscdurch eine

Langzeitern verbreite

g 134 SSGS Ver

e Ganzglaszicht auf H

chlüssig

bindungenen, könnenüber Adhän werden.

Verhaltennne Klebs

hichtendeerhaftigkei

ische Umeichnet sic

lichkeit mitfür Klebe

eses ProduRd=0.105 Mr wesentlicner Glaskl

ellung verschi

0

ndung vonstem (SSGbt, die in Rhe Befestig mechaniscahrungent ist.

glasungen.

fassaden blteleisten

Verbind

sind im Gldiese nach

sions- undDie Kleb

der Verbinhichten fü während

der Verelteinflüs

h durch hoPVB-Folienerbindungkt betragea für Schu

h geringereebstoffe.).

edener Glaskl

Hersteller

Dow Cornin

Sika

Dow Cornin

Klebeverbi)). Dabeihmen ein

ung für kuhe Halteru

it SSGS n

ieten ein oerden Ran

ngen

sbau Klebträglich nicKohäsionsverbindun

dung ist dhren zu stesich dickelebung iste und Te

he Alterun beziehungen ist z.B.

für dynab. Für stän Werte anlas darf n

ebstoffe.

g

g

ndungen sierden dieehängt wezzeitige W

ng mit Klotch gering i

ptisch ebedbereiche a

erbindunght mehr gräfte mit K ermöglic

rch Klebstifen VerbinKlebschicht kritisch iperatur. Eisbeständig

sweise mitikasil SG-5ische Bea

ig wirkendesetzt werur unter k

Typ R

2K 0,1

2K 0,1

1K 0,1

nd geklebtGlasscheibrden. Die Klndsoglastezung in diem Vergleich

nes, ungestuch nicht

n. Im Geglöst werdelebstoffent eine na

ffeigenschungen mit

en deutlichn Bezug

geeignetkeit, gute HGießharzen

0 von Siknspruchun

Beanspruen (vgl. Tantrollierte

Rd

4 0,11

4 0,105

4 0,14

Ganzglasf n mit Silikebung ben. EigengeStruktur ei zu den US

örtes Erscherschattet,

nsatz zu dn, da Einzel

uf PU, EPhezu gleic

aften undhöheren S

stärker vauf Kriechr elastomeaftung anaus. Ein zu. Die Bemen (Wind)

chungen wbelle 17 Ge Bedingun

Rd,∞

0,11

0,0105

-

ssaden (Ston-Dichtstoirkt die Abicht wird i

ngeleitet. I, wo SSGS

einungsbilwas zu ein

en kraft-teile aufder Sili-mäßige

ugendi-pannun-rformenen, UV-rer Kleb-

las undgelasse-ssungs-σRd=0.14

ie Eigen-enüber-

gen ver-

ructural-ffen aufichtung

m Allge- Europaeit über

. Durchr besse-



129

ren Temperaturverteilung in der Scheibe führt. Neben Kosteneinsparungen durch leichte Reini-gung, sind die Verglasungen auch wirtschaftlicher gegenüber punktgehaltenen Verglasungen,da Spannungen am Lochrand nicht massgebend sind und keine teuren Spider verwendet wer-den. SSGS bieten bessere Wärme- und Schalldämmung bei guter Schlagregendichtigkeit. DieHerstellung erfolgt aus Gründen der Qualitätssicherung werkseitig (DIN EN 13022). Als Kleb-stoffe sind nur Silikone zulässig und die Verklebung muss linienförmig sein und unter definier-ten Bedingungen erfolgen. Die Klebstoffe sind meistens mit Kreide, Kieselsäure und Russ ge-füllt, um höhere Kriech- und UV-Lichtbeständigkeit zu erreichen. Organische Beschichtungenunter der Klebfläche im Randbereich sind zu entfernen, um hohe Adhäsionswerte zu erreichen.Während der Herstellung ist die Güte der Haftung auf beschichteten Scheiben zu prüfen, z.B.durch kohäsives Versagen beim Herunterziehen. Es wird eine Mindestfugendicke von 6mmgefordert damit Zwangsbeanspruchungen der linienförmigen Klebverbindung durch Unter-schiede in der Wärmeausdehnung von Glas, Klebstoff und Metallprofil ausgeglichen werdenkönnen. Die Montage der Module erfolgt durch Einhängen der Adapterrahmen in Pfosten-Riegel-Konstruktionen. Man unterscheidet prinzipiell 4 Typen von SSGS Verglasungen, wobeidie Typen I und II bei uns zum Einsatz kommen (vgl. Abbildung 134 SSGS Verglasungen.).

Die Bemessung erfolgt mit semi-probabilistischen Kriterien, da als Bruchspannung die Span-

nung der 5% Fraktile angesetzt wird. Es muss nachgewiesen werden, dass der Bemessungswertder Einwirkung Ed kleiner ist als der Bemessungswert des Widerstands Rd. Die Klebfugen müs-sen 6-20mm breit und mindestens 6mm dick sein. Die Durchbiegung der Unterkonstruktiondarf maximal L/300 betragen

Widerstand Rd:

Rd=Ru,5/6 Bemessungsspannung auf Zug (Sicherheit = 6)

Rd=Ru,5/6 Bemessungsspannung auf Schub (Sicherheit = 6)

Rd,∞= Rd / c Bemessungsspannung auf Schub bei Dauerlast (Kriechfaktor c>10)

Ru,5 Bruchspannung 5% Fraktile

Einwirkung Ed:

wobei qd den Bemessungswert für Windlast, a die kürzere Scheibenkante und h die Klebfugen-breite bezeichnet. Die Verklebung entlang der längeren Scheibenkante wird vernachlässigt. Beiden bei uns üblichen Typ I und II wird das Eigengewicht über eine Klotzung abgetragen.

Fugen werden oft mit den gleichen Stoffen ausgeführt wie Glasverklebungen. Fugen sollenGlas und Rahmen dauerhaft gegen Luft- und Feuchtigkeitseintritt schützen und den Durchlassvon Schall und Wärme verhindern. Dabei müssen Bauteil- und Untergrundbewegungen, Tem-

peraturdehnung (-20° bis +60°C) oder Quellungen ausgeglichen werden, um Zwängung derScheiben zu vermeiden. Gleichzeitig müssen Bewegungen von Glas und Unterkonstruktion ausWindbelastungen, Schwingungen, Erschütterungen und niederfrequentem Schall ermöglichtwerden. Die Mindestbreite für Stossfugen ist 4mm, die als Nass- oder Trockenfugen, aber auchKombinationen aus beidem ausgeführt werden (s. Abbildung 135). Selbstverständlich müssenFugenmaterialen UV-beständig und chemisch verträglich mit allen anderen Materialien sein.

2 Ed d

aq

h



130

Abbildun

7.2.

Konstruter, hernen. Uon, Nutnach ÜGlas.

Abbildun

Bis max

verglasgrunddas EigsteigenDa dies jedochwirken,sungenwerdenBestim

g 135 Fugenart

Verglasu

ktion undabstürzend

dies zu gezung, zu erberkopfver

g 136 Einteilu

imal 10° sp

ng (vgl. Aer Neigunngewicht iem Winke Scheibenchneeanhdann geltederen Obevon der TRungen für

en.

ngsarte

emessungScherben

währleistewartendenlasung, Ve

g der Verglas

richt man v

bildung 13 typischern der Scheil zur Vertikunehmenufung vorn die strenkante nich

LV freigestHorizontal

müssen sooder einen, orientiereLastfällen

rtikalvergla

ngsarten.

on einer Ve

). Die Unteise zu erbenebenelen der Kra auf Bieguertikalverg

geren Besti mehr alsllt. Ebensoerglasung

ausgeführtAbsturz b

n sich die eund Risiken

ung, abstu

rtikalvergla

rscheidunartendenirkt, vergr

ftanteil deg beansprlasungen zmmungenm über de

fallen Dachn.

werden, dai Bauteilve

xistierende. Im Glasbarzsichernd

sung (TRLV

basiert aasten. Wäössert sichdauerhaftcht werde

u Lasten, difür Überkor Verkehrsflfenster bis

ss Menschrsagen gef n Regelweru erfolgt ei Verglasun

, darüber v

f den unterend bei Vbei Überkosenkrecht, wirken si nicht nurfverglasun

äche liegenzu 1.6m2 Gr

n nicht duhrdet wer

ke an Einbaine Unterscg und beg

on einer Ho

rschiedlichertikalverglpfverglasuur Glasebe als Platten

wie Wind kgen. Vertik (wie Schaösse nicht

ch Split-en kön-

usituati-heidunghbarem

rizontal-

n, auf-asungengen mit

ne wirkt.. Führen

urzzeitigalvergla-fenster)nter die



131

Abbildun

Im konzepte. SbilistiscGleichu

ren zurTeilsichnaue Mkungen.gen vonder Umdell. Zuheute dzogen (

Vertikaltragfähten Tezungsrieinzust

• Tragfä

• Klimal

Typischund akdem hanen. Farungsarspanntchenrä

PfostenförmigspanntWindlades Glawerden

g 137 Verglasu

truktivenemi-probahe Weise erngen erfol

Anwendunerheitsbeiodellannah. Der Teilsic charakterirechnungsf Bemessunie technisc. Abbildun

7.2.1. Verti

verglasungigkeit werdperaturbeiko für dar

ufen. Für V

higkeit un

ast bei Isoli

e Vertikalvstisch tren

ben sie gelsadensyst

t der Glassn Seilbindern ausgef

-Riegelkonsauf Biegetn Seilnetzf t wird dur

ses wird üan den End

ngsarten nac

lasbau erf ilistisch, dmittelt wut. Anstelle

g, die eineert für diemen für diherheitsbeistischen Waktoren sog von Glasen Regeln137).

alverglas

en stellenn im Allgenspruchununter liegertikalvergla

Gebrauch

erglas

rglasungenen, bezieegentlich Sme unterscheiben. Dirn, vorges

ührt werde

truktionenrägerkonstassaden wh entsprecer Glasschen der Seil

TRLV und Re

olgt eine U zwar Teilsde, der Naceines glob

differenzieEinwirkun Einwirkunwert für derten der Mie geome

onstruktiodes Deutsc

ung

en häufigsmeinen nicgen eingesnde Verkesungen sin

tauglichkei

sind Vorhungsweise

chutzfunktiheiden sic

e Unterkonannten eb.

sind sehr huktionenrden die Gende Verf iben undinder in St

elwerk für k

mstellungicherheitsf hweis derlen Sicher

tere Erfassen umfass

g und Unsin Widerstaaterial- odrischen Unen werden

hen Institu

en Anwenht gestellt.tzt werden

hrsbereiched folgende

t für Eigen

angfassad Licht, Luftionen gege

primär instruktion knen Seilne

äufig. Glasder Fachw

lasscheibenrmung deunkthalter

ahlbetonw

nstruktiven G

auf semi-pktoren verragfähigkeieitsfaktors

ung von U ungünstiherheiten i

nd berücksir Produkteisicherheitemangels eis für Baut

ungsfall dEs kann ne. Wenn beibesteht, si

Nachweise

ewicht un

n. Dieseund Wärm

n Absturz,Bezug auf

ann mit Pf zen oder N

cheiben werken ang auf Seilne Seilnetzesabgetragende, Stütz

lasbau.

robabilistisendet we

t jedoch mi kommen

sicherheite Abweichn der Bestichtigt unggenschaften und im Tgener Norchnik in B

r. Anfordeen VSG augeneigtennd sie alsüblich.

Windlast

üssen klie kontrollirand, Einb

die Tragstrsten-Riegeetzschalen

rden linienbracht. Bezen punktabgetrage. Die Vorsn oder Dac

che Sicherrden, die ait determinieilsicherhe

n ermöglicungen sowmmung de

nstige Abn, Ungenaragwiderstung in der

rlin (BIDt)

rungen anh ESG-H bFassaden ei

berkopfve

atisch, enrt durchlaruch oderuktur undltragwerkemit und o

förmig odi vertikaleörmig gela. Das Eigeannkräfte

hträger ein

eitskon-f proba-stischenitsfakto-

hen. Derie unge- Auswir-eichun-

igkeitenndsmo-Schweizerange-

ie Rest-i erhöh-n Verlet-rglasung

rgetischsen. Zu-xplosio-ie Lage-, vorge-ne Spei-

r punkt-, vorge-

gert. Diegewicht

der Seileeleitet.



132

Abbildun

Bei hinsenwan

Vorschr

Bei vertZusätzliVolume 1kN/logischscheibeben. Ei

schlosskeit unScheibeangesetbei IsoliSpannugungsbist. Ist n

g 138 Verschie

erlüftetendbekleidun

iften zur An Scheibe

Die Ka15% der

Jedes G

Lageru

Glaseincke +1000m

Tragfähchung i

Gebrau(bei 4-s

ikalen Verch zu Lastnänderungm2 = 84mbedingten

neffekt fühe weitere

nen SZR d des Isolien. Ein Beiszt werdenergläsern angen führeeschränkunichts bekan

dene Fassade

Aussenwag, hinterlü

wendungen nur aus h

ten müsseScheibendi

laselement

g linienför

stand min.1/500*Stüt

2/Seite.

igkeit ist en Scheibenhstauglichitiger Lage

lasungen an aus Windes Füllgaöhe) demAtmosphä

rt zur konvesonderhe

r dazu fühglasfaktorsiel zur Ber

und wirktus VSG istn kann alsg durch Hent gilt l/10

arten für Ver

dverkleidutet: ESG,

n (Bsp. s. Aneissgelager

n mindestecke erlaubt

ist grundsä

ig (2-4) od

10mm (allszweite; 25

füllt wennbene wirdkeitsnachwrung keine

us Isoliergldruck und

ses infolgebgeschlossendrucksc

exen oderit von Isoli

rt, dass sich am Lastabechnung fi

ie eine under volle Shne desse

rsteller bis(TRLV).

tikalverglasu

gen komnforderun

hang B1):tem ESG (E

ns gesäum(visuelle Pr

tzlich einze

er punktför

itig gelagemm (pun

zulässigenicht nacheis: DurchBegrenzun

as kommt–sog sindTemperatuenen Voluwankungeonkaven, krverglasun

alle Einzeltrag beteilidet sich ierschieblihubverbun

n Ansatz. Fu dem die

gen.

t zusätzlicen, Bemes

G-H), mind

t sein, Kanüfung vor Ei

ln, zwängu

mig gekle

rt); 15mm (ktförmig

iegezugspaewieseniegung frei).

DIN 18008Klimalastenr- und Luft

en im SZRn entsteheissenförmigen ist der

lasscheibegen, auchAnhang B

hes, frei drd zu berücr Isoliergla

Dichtheit d

h DIN 1851sung, Prüf

. 6mm star

enverletzunbau).

gsarm zu

mt.

-3 seitig gelagert) K

nnung <50

er Kanten

und die TR zu berückdruckdifferund Umge

n. Dieser sen VerforKoppeleffe

n in Abhänie nicht di3. Der Ranehbares Laksichtigen,s bestehts Randver

-4 ((02.199ng) mit f

k.

ngen sind

efestigen.

lagert) odelemmfläch

MPa, die B

1/100*Kan

LV zur Ansichtigen, denzen zwisbung undogenannteung der G

kt durch d

gigkeit ihrerekt beansverbund der. Für Kli

da dies zueist eine Dunds gewä

0): Aus-lgenden

bis max.

r Glasdi- mind.

anspru-

enlänge

endung.ie durchhen (3Keteoro-

Doppel-lasschei-n abge-

r Steifig-ruchtenrf nichtalasten

höherenurchbie-hrleistet



133

Abbildun

Punktfö

eigenesind Glkonstrusind mben inmit elanannt:

Für denüber ei

oder Vpunktgger Lagdie zusauch EShen Wibe aus

Die Anf tung auund gelende Gfolgend

•

•

•

Einigedie Vert

•

•

g 139 Vorzeich

rmige Last

Grundsätzesbohrungktion, Tolerglichst Vol

der Regel Sstischen Z

EPDM=400

7.2.2. Hor

Überkopfbe gewisse

G aus TVstützten Gerung wegmmenhänG VerglasuerstandsfäSG die Last

orderungens Eigengeebenenfallegenstände Nachweis

Tragfähigkbei IsolierglResttragfähaus SpiegelDie Stoßsicnachgewie

eitere Regikale (TRLV)

Verwendun

Seitenverh

enregelung b

inleitunge

. So sind aln, Ausschnanzen, MOumenelemhalenelemischenlag

Pa, EPOM=3

izontalve

ereich wirdStandzeit

können dlasscheiben der großende Glas

ngen möglihigkeit ge übernehm

an Überkicht und Scs eine Stoß aus Wart

e üblich.

it und Gebasigkeit nachglas, TVG oherheit geen werden.

lungen fürsind.

g von Drah

ltnis 3:1 da

im Doppelsc

n sind über

le beanspritte, Einspa und Dickente und Koente reichen entsprecPa, ESilikon=1

rglasung

eine passieine große

iese Anfor nur eine ren Verforrümel auff

ch. Bei Isolienüber Haen kann.

pfverglasuhnee, einesicherheit gungsarbeit

rauchstaug

Glasbrucher Drahtglenüber ha

.

Vertikalver

glas, VSG a

f nicht übe

eibeneffekt i

FE Berech

chungserhnnungen,der elastis

ntaktelemn. Der Lasthen. Beispi0MPa, EHilti

e Absturzsin Splitter a

erungen eduzierte Rungen aus

angen odererglas kannelschlag a

gen sindusreichenegenübern auftrete

lichkeit für

muss im Vs verwend

rten Stöße

glasungen,

us Spiegel

rschritten

Isolierglas.

ung nachz

öhenden Eixzentrizitächen Zwiscnte zu verbtrag muselhalft sinIT-HY=4GPa (

cherung guf Persone

rreicht weresttragfähi den Halte splitterhe die obere

usgeführt

eben der Ae Resttragf arten Stöß können. F

Eigengewic

rsuch nacet wird.n muss du

also Vergla

las oder TV

erden.

uweisen. D

nflüsse exaen, Deforhenlager. Ienden, wä der tatsäc hier eini

Vergussmö

fordert – b fallen. Mi

den. VSGkeit und kungen gleimende Folcheibe auserden, we

ufnahme dähigkeit nan, wie sie

ür Überko

ht, Wind un

gewiesen s

rch einen

sungen mit

G mit PVB-

abei gelten

kt abzubilationen d Lagerung

hrend für dhlichen Ause Steifigkrtel).

ei Glasbruct VSG aus

us ESG beann bei liniten. Werdelien verwen ESG wegen die unte

er statischch einem Gz.B. durch hfverglasun

d Schnee,

ein, wenn

Kugelschla

mehr als 1

olie >0.76

für Glas

en. Diesr Stütz-sbereichie Schei-führungiten ge-

h dürfenloatglas

sitzt beinförmi-n Netze,det, sind

der ho-re Schei-

n Belas-lasbrucherab fal-en sind

limalast

ein VSG

versuch

° gegen

m.



134

•

•

•

•

Zum eüber Saschlagestückekeit istgewichverhaltden KuLinienlaund VS

als VSGeine züberleg

Die BerschaftliFolie zechen (T

Tabelle 1

Abbildun

Dehnung

BohrungenGünstig wirücksichtigImmer linierutschens d

Durchbiegu

perimentelndsäcke ein im statiserunterfall

der Zeitrau mit Zusatn sich dies

nststoff. Dgerung. VS aus ESG d

aus TVG. Beiseitige aen.

ücksichtiguheren Gla

igt jedoch sb. Tabelle 1

Temperatura

Last-daue

T<3°

T<25

T<50

T<70

g 140 Schub

slinien einer P

und Ausscrkender Sc werden.nförmige Lurch Dista

ngsbegren

len Nachwe flächigeh ungünst

en. Durchm (Standzelast. Da beie nach des führt zu aus Float

ie schlecht

i Zerstörum schlecht

ng des Schbauten fütark tempe8).

bhängigkeit d

rt<5s

1.86

C 0.54

°C 0.32

°C 0.15

verbundwirk

VB Folie bei u

nitte sindubverbund

agerung, azklötze.

ung 1/200

eis der ResPrüflast auigsten Fallas Kriecheit) vom Gla VSG aus ES Glasbruch Ausreiss

las hat dieste. VSG au

g aller Schesten. Bei

ubverbundsren, da die

raturabhän

er Schubmod

t<10min

1.44

0.37

0.09

-

ng bei 3-fa

terschiedlich

nzulässig i oder MIG

Stützweit

Scheibenlä

ttragfähigfgebracht.zerstört. W der PVB Fsbruch bisG die klein wie schlan von Pun

beste Rests ESG ist in

iben bei Vunktlager

über dieSpannung

giges Verh

uli in MPa für

t<1d

1.01

0.19

-

-

ch VSG unt

en Temperatu

n Überkopf Randverbu

>1.2m alls

nge, max. 1

eit im BauDanach weährend derlie versagtzum vollstn Krümel

fe Membraktlagern utragfähigkeetwa so gu

G ist einengen sind

VB-Folie den und Velten (E-mo

PVB Folien

t<7d t

0.84

0.12

- -

- -

r Biegebean

ren.

erglasungd darf gru

itig. Verhi

mm.

teilversuchrden VSG-SStandzeitdie Scheibndigen Veraktisch ninen aus eid Rausrut

it, VSG auswie Draht

ierseitige LTellerhalte

s VSG würformungenul) und ne

<90d stä

.62 -

.03 -

-

-

spruchung (l

n.ndsätzlich

dern des S

wird zunächichten dürfen kein. Die Resttr

rsagen untht mehr mem stark

schen bei 2TVG die zglas aber sc

agerung ar Senkhalt

e zu deutl geringer sigt zu stark

ndig

inks) und S

icht be-

cheiben-

chst z.B.urch An-e Bruch-agfähig-r Eigen-

ittragen,riechen--seitigereitbestehlechter

besten,rn stark

ich wirt-ind. PVBem Krie-

annungs-



135

Betrachsehr scKunststStossbePlatte b

Der VeVerfor

gerechnis t ozen/lannungen

Abbildun

UnterKunststschichtFolie ddurch hnationsdurchTragfähstimmtnatione

Als abstund Venischenschiedliaber auTeile aurung no

tet man sinell deutli

offtypen olastung istetrachtet

gleich zwiungen aus

,

,

3

(1

v l

m l

w

w

et werden,/t u. v kennzgen Kante gilt

,

,

4

3(1

v l

m l

g 141 Delamin

nderem boffe beimvon VSG inrch chemiorizontale,erscheinunelaminatioigkeit reduen Silikonen führen.

7.2.3. Abs

urzsichendkehr Durch Regeln füche Kategoch stossartf Verkehrsf twendig, a

h das Krieh, warumer beweh

jedoch dieerden.

chen Verb

2 2

(1 2 / )

) 4

h t

mit der Foeichnet dea/b, dem E

2

4 / 2

2 / ) 1

h t

h t

tion durch st

i HorizontSG SchädeForm vonche Reaktifreie Kanteen begün

n, Trübung,ziert und e wurden

turzsiche

Verglasunstoss- undr die Verwrien (s. Tabige Einwirlächen fall 12m sogar

ch- (Tabellie Verbun

te Zwischeolle Verbu

nd/kein V

1

k

liendicke h, nachgiebiModul des

2

2

k

k , mit

hendes Wass

alverglasunn auftretenaftungsve

onen, dien oder Übetigt (s. AbSchmutza

in Austausaterialunv

rnde Verg

gen müssebsturzsichndung volle 19) vonungen bern. Ab 1m Amit Geländ

18) und Twirkung b

nschichtenndwirkung

erbund für

der Gesamen VerbunGlases E u

dem Verbu

er.

gen im D. Dies sind

rlust (Delaurch Wasrkopfverglabildung 141sammlungh wird unrträglichk

lasung

n neben Einerung gew Absturzsi

Verglasungcksichtige

bsturzhöherhöhe von

mperaturei VSG nich könntengegeben u

4-seitig lin

tglasdicke d, m die mnd Schubm

ndbeiwert

chbereichhauptsächlination), B

ereindrangsungen oh). Neben d und Wachmgänglichiten festge

wirkungenhrleisten.

chernde Veen definier. Im Bruch ist bereits1.1m.

erhalten (t angesetztier einend VSG kan

iengelager

=t o+t u undnolithischodul des P

1 1.35

können duich Mängellasenbildun

ausgelöstne Tropfka

r optischetum von O. Bei Kontastellt, die e

aus Eigengeregelt sin

rglasungen. Der Nachfall dürfeneine 0.9m

bbildung 1 werden dusweg bi

n als mono

e Platten

dem Dicke Platte mit

VB G. Für d

4

a Eht

b Ga

rch die bel der PVB Zg oder Trüwerden. Bte werden

n Beeinträrganismen,kt von PVBbenfalls zu

ewicht, Wid diese in d (TRAV), di

eis musskeine Splithohe Abst

0) wirdrf. Neueten. Bei

lithische

ann für

verhält- der kur-ie Span-

.

teiligtenischen-

ung dersondersDelami-htigungwird diemit be-Delami-

d, Klimaen tech-e unter-tatischeter oderrzsiche-



136

Tabelle 1

Kategomig geverglasgende

in bauderlich

KategospanntgelagerGlasbrüdurchglauf.

Kategomüssen

C1:chunmindliegegela

C2:in Hordngendbefinmind

liegelinietesung

C3:Kategesetrag

Kategorien f

ie A: linielagerte Verng ohneBrüstungs

rechtlichr Höhe.

ie B: E, linienf e, tra

stungenhendem

ie C: Ausf .

Geländeragen, die. 2 gegennden Sert sind.

nterhalbolmhöheten, lasta

en Querridliche un. 2 gegen

nden Sförmig gel

Vertikalv.

Verglasungorie A mitztem, landem Hol

r absturzsich

nför-tikal-

tra-iegel

rfor-

KanLagSchspi

zösiderlmübenaus

inge-rmigende

mitand-

Einf renfenkanderWäAuschefiehspastarprinwer

chende, a

usfa-an

über-eiten

müPunreczug

einesnge-btra-egels

anüber-

eitenager-rgla-

Diefass

dervor-

stab-.

ernde Verglas

ten der Verung (Pfoiben) vor S

le sind rau

sche Fensticher Hösen aus

verglasungVSG und a

achverglasRand einger Handlae und trägRegel wirdde angescall aller Sc

rung bestelt sich ESGnntes Glask geschwäzipiell vorden.

sturzsiche

sen ausktförmig gteckige S

elassen.

ist die Kaaden

ungen nach T

rglasungensten, Riegtössen ges

hohe Ver

r ohne Brhe. EinfaSG bestehn könnenderen Erze

ng aus VSespannt isuf schütztt horizontaer seitlichhlossen, deiben nocht. Bei Boder TVG,

im Bereichht ist. GlaBeschädi

rnde Vergl

VSG ausglagerte sinheiben i

egorie für

AV.

müssen dl, benach

chützt sein.lasungen,

stung in echverglasuen, MehrsKombinati

ugnissen se

G, die am. Ein durcdie oberele Lasten a

an Pfostenmit aucheine Abst

hrungenda nicht vvon Bohrukanten müung gesc

sungen, di

führt wed nur für e Innenbe

Pfosten- Ri

urcharteBei-ran-

rfor-genhei-nen

in.

nte-lau-las-

b. Inodereimrzsi-mp-rge-gen

ssenützt

e keine H

den.ene,eich

gel-

lmlasten btragen



137

Begehbchendesen. Dikönnen

eine Vesetzt wbegehbAus denen Gla

Für beg

•

•

•

Die VerEdelstazum SiDie Sch

Eingesegen voTreppe

Abbildun

7.2.4. Beg

are VerglasResttragfäse könnenmit VSG a

rschleißschrden darf,

aren Vergla Gleichensschichten

ehbare Ver

TragfähigkHarter StosResttragfäh

bindung dellaschen, L

htschutz uiben müss

tzt werdenLichtschä

nicht im R

g 142 Aufbau

ehbare V

ungen müsigkeit nach

durch dass mindest

icht aus ESda sie tiefesung.). Rissründen wi

durch die P

lasungen s

it und Gebs mit schwigkeit

r Glaselemochleibungnd als Rutsen allseitig,

begehbarechten, Glasegelwerk er

iner begehba

rglasung

sen nebenGlasbruch

allen von hns 3 Glass

G/TVG (t>1Kratzer un in der Ver

e bei HorizB Folie nic

ind folgend

rauchstauglrem Stossk

nte untereisverbindunchhemmundurchgehe

Verglasunbrücken ufasst sind.

ren Verglasun

er Ausleguund Stoßsiarten Gegehichten er

mm), dieRisse auf

schleissschiontalverglaht berücksi

e Nachwei

lichkeit fürörper

inander erf gen oder Pg werden

nd, linienfö

en für Tred –dächer

g.

ng auf die sherheit ge

nständen aüllt werde

in der statieisen kanncht werdensungen darhtigt werd

e üblich:

Eigengewic

lgt durchnkthalter.

mattierte Vrmig gelag

pen, Podesdie Nutze

tatische Beenüber ha

uftreten. D. Dabei ist

chen Bere(s. Abbildu von der PV ein Schubn.

ht und Nut

lebung, ReiAus psychoerschleisssrt sein (TRL

te, Emporen frei zug

lastung einrten Stößeniese Anforddie oberst

hnung nicng 142 Auf B-Folie abgverbund d

last

ibverbindulogischenhichten eiV).

n, Stege, Anglich sin

e ausrei- aufwei-erungen

Schicht

ht ange-au einerfangen.

r einzel-

gen mitründen,gesetzt.

deckun-, wobei



138

8. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Branchen der Glasindustrie. ................................................................................................................ 7

Abbildung 2 Römische Glasscheibe ca.1-70 n.Chr. Fundort Haus in der UmgebungHerculaneums, das 79n.Chr. wie Pompeij von der Asche des Vesuvs bedeckt wurde.Scheibendicke ist 3mm. British Museum, London. ................... .................... ................... .................... .............. 9

Abbildung 3 Arbeitsschritte beim Mondglasverfahren=Schleuderverfahren. .................. ................... . 10

Abbildung 4 Arbeitsschritte beim Zylinderglasverfahren. .................... ...................... ...................... .............. 11

Abbildung 5 Galerie des Glaces, Schloss Versailles. Von Jules Hardouin-Mansart und CharlesLebrun 1661. Die Fassade des langen Querflügels an der Gartenseite besteht aus einer Reihe vonBogenfenster. Dadurch löst sich die Wand auf und wird fast zum Skelett, was sich vis-à-vis aufder Innenwand als Spiegelung widerholt und zu einer nahezu vollständigen Auflösung desRaumes führt. .................................................................................................................................................................... 12

Abbildung 6 Crystal Palace 1851. ................................................................................................................................ 13

Abbildung 7 Walzglasherstellung nach dem Bicheroux-Verfahren mit Drahteinlage. ................... . 14

Abbildung 8 Fourcault (links) und Libbey-Owens (rechts) Ziehverfahren zur Herstellung vonMaschinenglas. ................................................................................................................................................................. 14

Abbildung 9 Overflow-fusion-Verfahren: 1 Zufluss der Glasschmelze, 2 Überlaufrinne aus Platin,3 Ziehzwiebel. .................................................................................................................................................................... 16

Abbildung 10 Grundaufbau einer Floatglasanlage. .......................................................................................... 17

Abbildung 11 Übersicht über Herstellungsverfahren für Flachglas. .................... .................... ................... 17

Abbildung 12 Temperaturabhängigkeit des Volumens bei Kristallisation und Glasbildung. ......... 18

Abbildung 13 Gegenüberstellung amorpher und kristalliner Stoffe. ................ ................... .................... . 19

Abbildung 14 sp3 Hybridisierung und Inselsilicat als Grundbaustein. ................. .................... ................. 23

Abbildung 15 Kationen-Anionen Packungen und Kationenabstände bei tetraedrischerKonfiguration. .................................................................................................................................................................. 24

Abbildung 16 Kalk-Natron-Glas mit Netzwerkwandlern. ...................... ...................... ...................... ............ 26

Abbildung 17 Herstellung von Kalk-Natron-Glas............................................................................................... 26

Abbildung 18 Übersicht über Glassorten. ............................................................................................................. 28

Abbildung 19 Leblanc-Prozess. ................................................................................................................................... 33

Abbildung 20 Solvay-Verfahren. .............................................................................................................................. 34

Abbildung 21 Angriff durch Wasser. ....................................................................................................................... 36

Abbildung 22 Abtragraten für unterschiedliche Angriffsmechanismen. ................... .................. .......... 36

Abbildung 23 Einflüsse ausgewählter Glasbestandteile auf die chemische Beständigkeit einesspeziellen Basisglases gegenüber Korrosion durch Wasser. .................... .................... ................... .............. 37

Abbildung 24 Schema eines V-T-Diagramms. .................................................................................................... 39

Abbildung 25 Glasbildung bei unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten (2<1, 3>1). 0Gleichgewichtskurve, 1 normale, 2 langsame, 3 schnelle Abkühlung, 3’ normales Aufwärmen. . 40

Abbildung 26 Dilatometrische Bestimmung der Transformationstemperatur. ................... ............... 41

Abbildung 27 Gegenüberstellung unterschiedlicher Gläser im -TG-Plot. ................... ..................... ..... 42



139

Abbildung 28 Logarithmischer Viskositätsverlauf und Arbeitspunkte bei Gläsern. ................... ....... 42

Abbildung 29 Viskositätsverlauf für unterschiedliche Gläser: 1 Quarzglas; 2 Quarzglas/B2O3 (3%);3 Natron-Kalk-Glas; 4/5 Bleikristall 21/58%PbO; 6/7 Borosilikatglas 21/28%B2O3;; 8/9/10Aluminosilicatglas 5.6/14.5/20.5%AL2O3 (links) und Angell-Diagramm (rechts). ................... ............. 44

Abbildung 30 Entwicklung der Temperaturdehnung, der Steifigkeit und Querkontraktionszahlmit der Temperatur bei unterschiedlichen Gläsern. ....................................................................................... 45

Abbildung 31 Abhängigkeit der Zugfestigkeiten von wirksamen Risslängen. ....................... .............. 46

Abbildung 32 Rasterkraftmikroskopische Messung einer Glasoberfläche. ........................... ................ 47

Abbildung 33 Entwurfsrelevante mechanische Eigenschaften. .................... .................... ................... ...... 48

Abbildung 34 Kerbwirkung. ........................................................................................................................................ 48

Abbildung 35 Spannungsverlauf in der gelochten Probe. .............................. .................... ................... ........ 49

Abbildung 36 Von der Lochprobe zum Griffith-Riss. ....................................................................................... 49

Abbildung 37 Griffith-Riss mit Spannungsfeld in Polarkoordinaten (Westergaard-Gleichungen).

................................................................................................................................................................................................ 50

Abbildung 38 Bestimmung der Risszähigkeit mit 3-Punkt Biegeproben (links) oderIndentationsversuchen (rechts). ............................................................................................................................... 52

Abbildung 39 Herleitung der Energiefreisetzungsrate. ................... ................... ................... ...................... ... 52

Abbildung 40 Gesamtenergie bei Risswachstum. ................................... ................... ................... ................... 53

Abbildung 41 Impakt einer Stahlkugel d=30mm auf eine Glasplatte.Rissausbreitungsgeschwindigkeit ca. 1456m/s. ................................................................................................ 54

Abbildung 42 Unterkritisches Risswachstum für Kalk-Natron-Glas. ................................... ..................... 55

Abbildung 43 Spannungskorrosion an der Rissspitze in Glas. ................... ................... ................... ............. 55

Abbildung 44 Defektpopulation in einer Probe. ................................................................................................ 56

Abbildung 45 Festigkeitsverteilung. ........................................................................................................................ 57

Abbildung 46 Verteilungsdichte von max. Fehler & Festigkeit. .................. ..................... ..................... ...... 57

Abbildung 47 Weibullverteilung und -modul. .................................................................................................... 58

Abbildung 48 Bestimmung des Weibullmoduls aus Versuchsreihen. .................. ................... ............... 59

Abbildung 49 Proof-Testing im Weibull-Plot. .................................................................................................... 59

Abbildung 50 Grösseneffekte bei unterschiedlichen Probengrössen. .................. ................... ................60

Abbildung 51 Entwurfsrelevante optische Kennzahlen................................................................................... 61

Abbildung 52 Reflektion, Absorption und Transmission eines Lichtstrahls an einem teilweiselichtdurchlässigen Körper. ........................................................................................................................................... 61

Abbildung 53 Durchgang durch eine Platte (links) und Anwendung bei /4 Entspiegelung.Niedrigbrechendes Substrat (z.B. Kryolith, AlF6Na3, n=1.33, oder TiO2). ................................................. 62

Abbildung 54 Mehrfachreflektion an einer nicht absorbierenden Glasscheibe. ................... .............. 63

Abbildung 55 Anteile der senkrecht (p) und parallel zur Oberfläche (s) reflektiertenPartialwellen in Abhängigkeit des Einfallswinkels . ..................................................................................... 63

Abbildung 56 Beziehung zwischen Brechzahl und Dichte für Silikat- und Borosilikatgläser. ....... 64

Abbildung 57 (links) Abhängigkeit der Brechzahl vom Alkaligehalt für binäre Gläser und (mittig

und rechts) für ein Na2O-SiO2-Glas (20-80 Gew%) bei Austausch von SiO durchgewichtsmässige Anteile anderer Oxide. .................. .................... .................... ................... ...................... .......... 64



140

Abbildung 58 Doppelbrechung in einem optisch aniostropen Kristall. .................................. ................ 64

Abbildung 59 Spannungsoptisches Bild um eine Kerbe und Farbtafel derDoppelbrechungsfarben für Kalk-Natron-Glas. ................................................................................................ 65

Abbildung 60 Frauenhofersche Linien. ................................................................................................................. 66

Abbildung 61 Änderung der Abbeschen Zahl aufgrund verschiedener Glasbestandteile. ............. 66

Abbildung 62 Abbe Diagramm mit unterschiedlichen Glassorten. ..................... ..................... ................ 67

Abbildung 63 Korrektur der chromatischen Aberration durch Kombination aus Kron- undFlintglas (Bsp. Bikonvexe Linse) ................................................................................................................................ 67

Abbildung 64 Elektromagnetisches Spektrum mit sichtbarem Licht. ................... ..................... ............. 68

Abbildung 65 Interaktion einer Welle mit einem Medium mit exponentieller Abhnahme (links)und UV-Kante unterschiedlicher Gläser. 1: SiO2-Glas sehr rein, 2: SiO2-Glas normal, 3: Na2O-3 SiO2 Glas sehr rein, 4: Na2O-3 SiO2-Glas, normal ......................................................................................................... 69

Abbildung 66 Sonnenstrahlung und normierte Empfindlichkeit des Auges ............................. ........... 71

Abbildung 67 Verkettung, die zum Farbeindruck einer Scheibe führt. ................... .................... ............. 71

Abbildung 68 Transmissionsspektrum eines 3mm dicken Kalk-Natron-Glases. ................................. 72

Abbildung 69 Das CIE Farbdiagram. .................... .................... .................... .................... ...................... .................. 73

Abbildung 70 Beispiel für den Einsatz von CIE Farbdiagrammen. ............................................................ 74

Abbildung 71 Transmissionsspektren verschieden gefärbter Gläser Cu2+, Fe2+, Cr3+, Co2+ undMn3+ sowie von Se0-FeSe. ........................................................................................................................................... 74

Abbildung 72 Physikalische Glasentfärbung im CIE-Diagramm. ................ ................... ................... .......... 75

Abbildung 73 Änderung der Glasdichte durch Alkalioxide. (links) Dichten binärerAlkalisilikatgläser, (rechts) Änderung der Dichte eines binären Alkalisilikatglases bei

gewichtsmässigem Ersatz von SiO2 durch andere Oxide. ............................................................................ 78

Abbildung 74 Geschichtliche Entwicklung der Herstellungsverfahren für Flachglas ................. ...... 79

Abbildung 75 Affine Abbildung der Querschnittsgeometrie beim Ziehen von Glas. .................... .... 80

Abbildung 76 Herstellungsverfahren für Faserglas. (links) Düsenziehverfahren, (mittig)Schleuderblasverfahren, (rechts) Düsenblasverfahren. .................. ..................... .................... .................... ... 81

Abbildung 77 Ausbreitung des Glasbandes auf der flüssigen Metalloberfläche. ................. .............. 82

Abbildung 78 Rieselfilm über den Lippenstein. ................................................................................................. 83

Abbildung 79 Oberflächendefekte durch chemische Reaktionen in der Floatkammer. .................. 84

Abbildung 80 Portionierung von grossen Glasposten. Die Farben entsprechen denherrschenden Temperaturen in °C. ......................................................................................................................... 85

Abbildung 81 Pressvorgang bei zylindrischen und prismatischen Posten zwischen 2 Platten. .... 85

Abbildung 82 Temperaturverläufe beim Formpressen und Temperaturen für Kleben. .................. 86

Abbildung 83 Kühlriffelbildung beim Formgiessen und Zusammenfassung der Arbeitspunktebeim Formgiessen und -pressen. ............................................................................................................................. 86

Abbildung 84 Aufgeschäumte Schaumglasplatte und geschlossen porige Zellstruktur. ............... 87

Abbildung 85 Press- und Gravitationsbiegeverfahren. (rechts) 1 Heizung, 3,7,10 Isolierkammer, 9Biegeform, 5 Glas. ........................................................................................................................................................... 88

Abbildung 86: Temperaturprofile für die drei unterschiedlichen Abkühlsituationen. 1cm dickesGlas mit T =0.003cm2/s. ............................................................................................................................................ 89



141

Abbildung 87 Spannungszustand in thermisch vorgespanntem Flachglas. ............... ................... ....... 91

Abbildung 88 Abschreckmuster in ESG. .................... .................... .................... .................... ...................... .......... 92

Abbildung 89 Verfahren zum Glasschneiden. ................................................................................................... 93

Abbildung 90 Bruchfläche und Kerbe an einer Oberfläche verursacht durch einen

Glasschneider. .................................................................................................................................................................. 94

Abbildung 91 Prinzipskizze einer Wasserstrahlmaschine und wasserstrahlgeschnittenes VSG.95

Abbildung 92 Laserschneiden von Glas. ............................................................................................................... 95

Abbildung 93 Unterschiedliche Bohrer für Glas: Zwei-/Dreikantbohrer, Hohl- undSegmentbohrer (von links nach rechts). ............................................................................................................... 97

Abbildung 94 Übersicht über Oberflächenveredelungsverfahren für Glas. .............. ................... ........ 97

Abbildung 95 Vergleich der Spannungsverläufe in thermisch und chemisch vorgespanntemGlas. ...................................................................................................................................................................................... 98

Abbildung 96 Prinzip der Sol-Gel Beschichtung. .................... ................... .................... .................... ............. 100

Abbildung 97 Magnetron-Sputterdeposition mit Reaktionsgasen. .......................... .................. ........... 100

Abbildung 98 Transmissionsspektra von Weissglas und Floatglas. .................... ..................... ............... 101

Abbildung 99 Überlagerter Spannungszustand für vorgespannte Scheiben unter Biegung ..... 103

Abbildung 100 Spannungsbild um einen Einschluss unter Druckspannung. ................. ................... 104

Abbildung 101 Glasbruch durch einen Nickelsulfiteinschluss. .................. .................... .................... ........ 104

Abbildung 102 Intensitätsverteilungen der Schwarzkörperstrahlung bei 6500K undZimmertemperatur (links), sowie Transmissionsspektren unterschiedlich gefärbter Gläser..... 105

Abbildung 103 Schichtaufbau für (links) Wärmeschutzglas und (rechts) Sonnenschutzglas. .... 106

Abbildung 104 Prüfkörper für Bruchstruktur und Auswertung. .................... ..................... ...................... 107

Abbildung 105 Druckprüfung nach DIN 12881-5. ..................... .................... .................... .................... ............ 108

Abbildung 106 Pendelschlagversuch: Versuchsaufbau. ................................. .................... .................... ..... 109

Abbildung 107 Trösch Fireswiss Foam im Brandtest und Laminataufbau. ................... .................... ..... 111

Abbildung 108 Aufbau einer Isolierglasscheibe. ............................................................................................... 113

Abbildung 109 Vorzeichenregelung für Isolierglas und Doppelscheibeneffekt. ................. ................ 113

Abbildung 110 Energiebilanz bei einer Doppelverglasung (links) und Transmissionsspektren vonKalk-Natron-Glas und Sonnenschutzglas (rechts). ......................................................................................... 114

Abbildung 111 Physikalische Zusammenhänge des U-Werts von Isolierglas. ................... ................... . 114

Abbildung 112 Einfluss des SZR auf den Wärmedurchgangskoeffizient (Füllgrad 90%) undEinfluss des Gasfüllgrades auf den Wärmedurchgangskoeffizient. .................................. ................... ... 115

Abbildung 113 Kapillarplatten und Aerogel zur Erhöhung der Wärmedämmung beiWärmeschutzglas. .......................................................................................................................................................... 115

Abbildung 114 Schalldämmung für unterschiedliche Glasdicken (links) und Glasaufbauten(mittig)................................................................................................................................................................................ 116

Abbildung 115 Isolierverglasungen mit feststehenden, bzw. adaptiven Einbauten. ......................... 117

Abbildung 116 (REM)-Bild eines in Kunststoff replizierten Mikroprismen-Feldes zurLichtreflektion. Prismenabstand=50 μm. Lichteinfall von links oben. .................. .................... ............... 117

Abbildung 117 Sonnenschutz mit thermotropen, phasenseparierenden Materialien. ..................... 117



142

Abbildung 118 PDLC-Verglasung. ............................................................................................................................. 118

Abbildung 119 Elektrochrome Verglasung. ......................................................................................................... 118

Abbildung 120 Prinzipskizzen von photochromen, photoelektrochromen und SPD Verglasungen. ............................................................................................................................................................................................... 119

Abbildung 121 Im Bauwesen verwendetet Walzgussgläser. ....................................................................... 119

Abbildung 122 Beispiele für Profilbaugläser in der Anwendung. ................. ................... ................... ....... 119

Abbildung 123 Verschiedene Betonglasprodukte und Anwendungen. ............................... .................. 120

Abbildung 124 Vergleich von Bewehrungsstäben und Prinzipskizze des Pulltrusionsverfahrenszur Herstellung von Glasfaserbewehrungsstäben. ........................................................................................ 122

Abbildung 125 Masseverlust verschiedener Glasfasern bei Lagerung in gesättigterZementlösung (pH=12.9, T=80°C,t=22Std.) ........................................................................................................ 122

Abbildung 126 Grundlegende Glaslagerungsarten im konstruktiven Glasbau. .......................... ....... 124

Abbildung 127 Möglichkeiten der Lagerung von Scheiben. .................... ................... ................... ............... 124

Abbildung 128 Linienförmig geklemmte Lagerung mit Stahlprofil, einfache Verglasung mitGlashalteleiste und linienförmig einspannte Lagerung. ................... ...................... ...................... ............... 125

Abbildung 129 Richtige und falsche Klotzung eines Mehrscheibenisolierglases (MIG) (links) undVerklotzung von Verglasungen mit Trag- und Distanzklötzen. ................... .................. ................... ........ 125

Abbildung 130 Lochleibungsverbindung mit Giesshülse für VSG. ...........................................................126

Abbildung 131 Punkthalter mit Bohrloch. Von links nach rechts: Starrer Senkhalter für VSG,Senkhalter mit Gelenk ausserhalb der Scheibenebene, Senkhalter mit Gelenk in Scheibenebene,Tellerhalter mit Gelenk und Hinterschnittanker für VSG. ................. ................... ................... .................... .126

Abbildung 132 Zwängungsarme, statisch bestimmte Lagerung von Glas in einer Fassade überSpider mit Exzentern. ................................................................................................................................................... 127

Abbildung 133 Beispiel einer Reibverbindung. ................... .................... ..................... .................... ................... 127

Abbildung 134 SSGS Verglasungen. ....................................................................................................................... 128

Abbildung 135 Fugenarten. ....................................................................................................................................... 130

Abbildung 136 Einteilung der Verglasungsarten. ........................................................................................... 130

Abbildung 137 Verglasungsarten nach TRLV und Regelwerk für konstruktiven Glasbau. ............... 131

Abbildung 138 Verschiedene Fassadenarten für Vertikalverglasungen. .................. ................... ........... 132

Abbildung 139 Vorzeichenregelung beim Doppelscheibeneffekt in Isolierglas. ................. ............... 133

Abbildung 140 Schubverbundwirkung bei 3-fach VSG unter Biegebeanspruchung (links) undSpannungs-Dehnungslinien einer PVB Folie bei unterschiedlichen Temperaturen. ................ ....... 134

Abbildung 141 Delamination durch stehendes Wasser. .................... .................... .................... ................... . 135

Abbildung 142 Aufbau einer begehbaren Verglasung. .................... .................... .................... ..................... . 137

Abbildung 143 Periodensystem der Elemente. ..................................................................................................144

Abbildung 144 Ionenradien und Diezelfeldstärken. ........................................................................................144

Abbildung 145 Physikalische Eigenschaften in Abhängigkeit der Diezelfeldstärke. ................. ........ 145

Abbildung 146 Zusammensetzung und Eigenschaften unterschiedlicher Borosilicatgläser. ..... 146

Abbildung 147 Hydrolytische Klassen. .................................................................................................................. 146

Abbildung 148 Tabellen für Bachsche Plattenformel. ................................................................................... 148



143

Abbildung 149 ESG-H Verglasung eines Parkhauses. .................................................................................... 149

Abbildung 150 Viertelmodell mit Linienlagerung für Druck (links) und Punktlagerung für Sog(rechts). ................................................................................................................................................................................ 151

Abbildung 151 Gegenüberstellung der linearen und nicht-linearen Rechnung mitMembranwirkung. ........................................................................................................................................................ 152

Abbildung 152 Vertikale Isolierverglasung und Vorzeichenregelung für Koppeleffekte beiIsolierglas. ......................................................................................................................................................................... 153

Abbildung 153 Feuerwiderstandsklassen. .................. ..................... .................... .................... .................... ......... 162



144

9.

An

A

Abbildun

Abbildun

hänge

iagram

A1 Period

g 143 Perioden

g 144 Ionenra

e und T

nsystem

system der El

ien und Diez

bellen

der Eleme

mente.

lfeldstärken.

nte



145

Abbildun

Tabelle 2

GlasartGewichprozent

Quarz

Kalknatr

Float

BleikristBorosilik

E-Glas

Email

Chalko-genidgla

Chalko-genidgla

Größe

Floatgla

ESG, TV

VSG au

VSG au

Chemi

g 145 Physikali

Zusammens

/s-

S i O

2

100

on * 72

72

ll 60at 80

54

40

s 1 –

s 2 –

ordnung

s t= 10mm

G t= 10mm

Float t=2·1

ESG, TVG t

che Zusa

sche Eigensch

etzung techn

A l 2 O

3

N a 2

O

– –

2 14

1,5 13,5

8 2,53 4

14 -

1,5 9

– –

– –

er Preise

20 €/m2

40 €/m2

0mm 60 €/

=2·10mm 1

mensetz

aften in Abhä

logisch wicht

K 2

O M g O

– –

- -

- 3,5

12 -0,5 -

- 4,5

6 1

– –

– –

on Glas:

m2

0 €/m2

ng üblich

ngigkeit der

iger Gläser.

C a O

–

10 -

8,5 -

- -- 1

17,5 1

- 1

–

–

r Gläser

iezelfeldstärk

B 2

O 3

P b O

–

-

-

17,52,5 -

0 -

0 4

–

–

e.

T i O

2

F

– –

- -

- -

- -- -

- -

15

13

– –

– –

A s

S e

– –

– –

– –

– –– –

– –

– –

12 55

13 32

G e

T e

–

–

–

––

–

–

33 –

30 25



146

SiO2

Al2O

3

CaO

MgO

Na2O

K2O

B2O

3

PbO

Therm

Kies

100

Abbil

Abbil

mechanis

lglas

7

1

5

4

1

dung 146 Zus

dung 147 Hyd

che Gröss

alknatron-las

3

mmensetzun

rolytische Klas

n von Kal

Borosiliglas

81

2

4

13

g und Eigensc

sen.

-Natron-

at- Alugla

62

17

8

7

1

5

haften unters

las

osilikat-

chiedlicher Bo

Bleiborat-glas

56

2

4

9

29

rosilicatgläse

.



147

Bezeichnung Wert / Einheit

Wärmedehnungskoeffizient 9·10-6 K-1

E Elastizitätsmodul 70GPa

Oberflächenspannung 0.34 N/m

Querdehnungszahl 0.225

Wärmeleitfähigkeit 1.3 W/(mK)

Dichte 2.5 g/cm 3

cp Wärmekapazität 1.3 J/(gK)

Temperaturleitfähigkeit (=l/r·c p) 0.004 cm2/s

TG Glasübergangstemperatur 550 °C

T14.5 Unterer Kühlpunkt 520 °CTD Dillatometrischer Erweichungspunkt 610 °C

b Tiefe von Oberflächendefekten 10 m

Tabelle 21 Beyle-Tabellen für 4-seitig gelagerte Platten.

t 3 4 5 6 8 10 12 15 19

At 83.33 46.88 30.00 20.83 11.72 7.5 5.21 3.33 2.08

Ct 77.5 32.7 16.74 9.69 4.09 2.09 1.21 0.62 0.31

1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1

0.31 0.37 0.43 0.49

0.54 0.59 0.64

0.68

0.72 0.75 0.78 0.8

0.37 0.43 0.49

0.54 0.59 0.64

0.68

0.72 0.75 0.78 0.81 0.83

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.3 2.4 2.9 3.0 3.1

0.83 0.85 0.87 0.88 0.9 0.91 0.92 0.85 0.87 0.93 0.94 0.95

0.84 0.86

0.88 0.9 0.91 0.92 0.93 0.86

0.88 0.94 0.95 0.96

3.2 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 4 5 6 10 50

0.95 0.96

0.96

0.97 0.97 0.98

0.98

0.98

1 1 1 1

0.96

0.96

0.97 0.97 0.98

0.98

0.98

0.99

1 1 1 1



148

Abbildung 148 Tabellen für Bachsche Plattenformell.



149

B R

Betrach

mit ESwandb

•

•

•

•

•

•

•

•

Abbildun

Auf Sogwas einbe linie

Materia70GPa;

Die Ein

sind:

echenbei

B1 Hinterl

tet wird di

-H 1785x2kleidung, h

Scheiben EKanten misuelle PrüfuJedes GlaseLagerung liGlaseinstan1/500*StütTragfähigk

Gebrauchst4-seitiger LBeanspruch

g 149 ESG-H V

wird die Sce glasüberdgelagert

lkennwert=0.23; =

irkungen

spiele

üftete Ve

hinterlüft

25 Scheibeinterlüftet:

G heissgeldestens gng vor Einlement istnienförmigd min. 10menweite; 2it erfüllt, w

auglichkeitgerung keiung in Sch

erglasung ein

heibe übereckende Flit einem Gl

für Kalk-N24kN/m3 ;

us Windlas

tikalvergl

te Aussen

n. Die BemESG, Anfor

gert (ESG-säumt, Kaau)rundsätzli(2-4) oder pm (allseitigmm (punktenn zulässi

snachweis:ne Begrenzibenebene

s Parkhauses.

eine Punktlche 25*80

aseinstand

atron-Silikaul. ESG = 5

ten (Einbau

asung

andverklei

essung erf erungen, B

), mind. 6tenverletz

h einzeln, zunktförmi gelagert);förmig gelge Biegezu

Durchbiegung)wird nicht

.

agerung mi2000mm2

von 15+178

tglas ausMPa (TRLV

3-13m übe

dung eines

olgt nachemessung,

m starkngen bis

wängungs geklemmt5mm (2-3 sgert) Klemspannung

ng freier K

nachgewies

t einem Gla> 1000mm/500=18.57

IN EN 572-).

r Gelände)

mehrgesch

IN 18516-4Prüfung. G

ax. 15% de

rm zu lage

eitig gelagfläche mi

<50MPa

anten <1/10

en

seinstandergibt. Auf

mm < 25m

1 gilt für E

emäss DIN

ossigen Pa

(02.1990):fordert sin

r Scheiben

rn

rt) oder Glnd. 1000m

0*Kantenlä

on 25mmDruck ist d.

G-H, 15m

1991-1-4, E

khauses

Aussen-d:

icke (vi-

sdicke +2/Seite

nge (bei

ehalten,ie Schei-

; EESG =

rocode 1



150

w=cp·q cp : Druck-(d) oder Sogbeiwert q: Staudruck

Druckbeitwert: cp = 0.8 <8m: q=0.5kN/m2

Sogbeiwert Gebäudemitte: cp : =-0.56 8m<Höhe<20: q=0.8kN/m2

Sogbeiwert Gebäudekante: cp : =-2.0

Folglich ist die massgebende Höhe >8m.

Winddruck: wd=e·cp·q=1.25·0.8·0.8=0.8kN/m2

( Laststeigerung 25% für lokale Druckspitzen)

Windsog Gebäudemitte: wsm=cp·q=-0.56·0.8=-0.45kN/m2

Windsog Gebäudekante: wsk=cp·q=-2.0·0.8=-1.6kN/m2

Das Eigengewicht wird durch eine Klotzung aufgenommen.

Spannungsberechnung Winddruck:

Grundlage ist die Kirchhoff’sche Plattentheorie die vereinfacht über die Beyl‘schen Tabellen für2 / 4-seitig gelagerte Platten verwendet werden kann, solange die Durchbiegung w kleiner alsdie Glasdicke t=15mm ist (vgl. Tab. Tabelle 21 Beyle-Tabellen für 4-seitig gelagerte Platten.). Fürdie dimensionsbezogenen Beiwerte At ,C t ergibt sich folglich At =3.33 ,C t =0.62. Das Seitenver-hältnis der langen zur kurzen Kante a/b ist =1.64. Da die Scheibe jedoch zweiseitig gelagertist gilt für die Beiwerte =1. Mit der Last aus Winddruck : w d=0.8kN/m2 und der Stützweitel=1782mm folgt:

Maximale Spannung: s= ·At · w d ·l2 =1·3.33·0.8·1.782 2=8.49MPa < 50MPa

Maximale Durchbiegung: w= ·C t · w d ·l 4

=1·0.62·0.8·1.7824

=5.0mm < 1785/100=17.85mm

Spannungsberechnung Windsog:

Der Nachweis auf Sog mit Punktlagerung kann nicht analytisch geführt werden. Über eine line-are FEM Rechnung mit Volumenelementen ergibt sich eine maximale Durchbiegung von10.55mm und Zugspannung von 16.97MPa. Aller Werte sind unterhalb der Bemessungswerte. InAbbildung 150 Viertelmodell mit Linienlagerung für Druck (links) und Punktlagerung für Sog(rechts). sind Rechenergebnisse für die Durchbiegung auf Druck und Van Mieses Vergleichs-spannungen für den Sogfall dargestellt.



151

Abbildun

Es wird2190x1

•

•

•

•

•

•

Materia=25kN

Einwirk

Windla

Die Win

Schneel

Regelsc

g 150 Viertelm

B2 Überk

die Überk90mm, vie

Verkehrsfläzen. Die ScDrahtglas,

kann.BohrungenEin günstigberücksichtDurchbieguImmer linieSeitenverh

lkennwert

m

3

; Zul.

T

ungen auf

ten (DIN 19

dlasten (oh

ast (DIN 19

hneelast s0

odell mit Lini

pfverglas

pfverglasurseitig linie

chen untereiben müsSG aus Spi

und Aussc wirkenderigt werden.ngsbegrennförmige Lltnis 3:1 da

für Kalk-

G = 29MPa

ine mittig

91-1-4, Euro

ne Herleitu

1-1-4, Euro

0.75kN/m

2

nlagerung fü

ung

ng eines Bförmig gel

Verglasunsen also einegelglas od

nitte sind iSchubverb ung 1/200gerung, abf nicht übe

Natronsilik

elegene Sc

code 1):

ng) sind: w

ode 1, Schn

, bis 30° ist

r Druck (links)

hnhofvordagert, betra

en sind voe Resttragf er TVG mit

n Überkopf und oder

Scheibenlä Stützweiterschritten

tglas (DI

heibe mit 2

s,gesamt=ws,un

eelastzone

Rechenwer

und Punktlag

achs mit Vchtet. Für s

herunterfaähigkeit naPVB-Folie >

erglasungIG Randve

nge, max. 1 1.2m allseiterden.

1249-10,

.6° Neigun

terseite-ws,obers

III):

der Schne

erung für Sog

SG aus 2x8lche Vergl

llenden Glach Glasbru0.76mm ge

n unzulässbund darf

mm.ig.

RLV): EESG

sind:

ite=0.25kN/

last=Regel

(rechts).

mm TVG-Sasungen gil

ssplitternh haben wwährleiste

ig.grundsätzli

= 70GPa;

m2

schneelast

cheiben,t:

u schüt-as durch

werden

ch nicht

=0.23;



152

Eigeng

g= ·d=

Gesamt

Addiereximalw

SpannuLast na

Mit de =2190

Maxi

Maxi

Mit der

Maxim

Maxim

t

E

Ab a/da/d=10verwen

Abbildukeinen

Abbildun

wichtslast

.4kN/m2,

last (DIN 19

n der Lasteert aus s+w

Lastfall 1: g

Lastfall 2: g

ngsberechhgewiesen

Beyle Ta1090=2.01

ale Spann

ale Durch

Bach’schen

le Spannu

le Durchbi

dimensions

Glasdicke

E-Modul [M

50 kann d0/(2*8)68et, was de

ng 151 darorteil.

g 151 Gegenüb

muss bei all

ichte =25

91-1-4, Euro

, wobei be2 oder w+s

s+w/2=0.4

s/2+w =0.4

ung : Schewerden.

ellen für2.0:

ung:

biegung:

Plattenfor

g: ·p·(

gung:

bezogene B

[mm]

Pa]

ie Membra. Zur Berecr Kirchhoff

estellt. Wi

erstellung der

len Überko

N/m2, Sche

code 1):

i gleichzeiti/2 genomm

0.75+0.25/

+0.75/2+0.

iben müss

-seitig gel

·At ·q·l2

= ·C t ·q·l 4

el für 4-se

/2)2/t2=2.4

= ·p·(b/2)

eiwerte

ntragwirkuhnung werSchale (dü

man erke

linearen und

fverglasun

ibendicke d

gem auftreen wird:

2=1.275kN/

5=1.025kN

n einzeln

agerte Plat

0.81·11.72·0.

=0.78·4.09·

itig gelager

·1.275/2·(1.0

/(Et 3 )=1.77·1

p

a/b l

ng der Platden FE Schne Schalen

nnt bringt

nicht-lineare

gen angese

=2x8mm

en von Wi

m2 mass

m2

hne Schu

ten erhält

.5·1.275·1.092

.5·1.275·1.0

=1

te Platten (

9/2)2/0.00

.275/2·(1.09

lächenlast

ange/kurze

te ausgenalenelemetheorie) en

in diesem

Rechnung mi

zt werden:

d- und Sch

ebender L

verbund m

man für d

=7.19MPa <4=2.87mm

.9mm

bbildung 12·1e-3=7.22

2)4/(7e7·0.

[kN/m2]

Kante [m]

tzt werdente mit redspricht. Di

Fall die nic

t Membranwi

neelast nur

stfall

it je der H

as Seitenv

29MPa

< 1090/100

48)

Pa

082) ·1e3=2

. In dieseuzierter Inte Ergebniss

htlineare R

irkung.

der Ma-

lfte der

rhältnis

.78mm

Fall istegratione sind in

chnung



153

Alle Ren<l/10

Man be

lagersitre ScheiPunkte

Abbildun

Einwirk

Windla

Druckfa

Sogfall:

Klimala

Klimala

pi=± ·p

chnungen=10.9mm

B3 Vertika

trachtet ein

uation ist f be aus 10msind zu bea

Grundsätzli

Zusätzlichrung des Fschlossene

Durchbiegugung der A

Randverbu

KoppeleffeAbhängigkdie nicht di

Schubverbu

Kantenverl

Glaseinstan

g 152 Vertikale

ungen auf

ten ohne H

ll: wD=e·c p·

w s=c p·q=

sten (TRLV,

st des isoch

mit :

p0=c 1·T-

T T

zeigen z

lverglasu

e vertikale

ei drehbarm Spiegelghten:

ch sind Isol

u Windlastllgases inf Volumen i

ngsbeschrflagerprofi

d wirkt wi

t durch abit ihrer Steekt beansp

nd in VSG

tzungen <1

ds bei 4-sei

Isolierverglas

ine Scheib

erleitung (

q=1.25·0.8·0

-0.5·0.8=-0.

Anhang A):

oren Syste

Isolierglasf

met +c 2·H,

emperatur

ulässige B

ng aus Iso

Isoliervergl

mit Scheibelas und die

ierverglasu

en sind Klilge Tempe

m SZR und

nkung durle <l/200 o

unverschi

eschlossenifigkeit undruchten Sc

ann sich u

5% Scheibe

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ung und Vorz

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154

H Höhendifferenz zwischen Herstellungs- und Einbauort

pmet Differenz des meteorologischen Luftdrucks zwischen Herstellungs-

und Einbauort

Einwirkungs-kombination* T [K] pmet [kN/m2]

H* [m] p0 [kN/m2

]

Sommer 20 -2 600 16

Winter -25 4 -300 -16

* Sind Herstellungs- und Einbauort bekannt, können tatsächliche Werte verwendet werden. Die Lastkombi-nationen für die Berechnung des isochoren Drucks sind worst-case Kombinationen. Werden Gläser mit ge-samtabsorptionsgrad 30%<<50% verwendet, führt dies zu einer zusätzlichen Erwärmung (+9K*3kPa). In-nenlieger Sonnenschutz (+9K*3kPa), Absorption >50% (+18K*6kPa), dahinterliegende Wärmedämmung(+35K*12kPa), im Winter unbeheizt (-12K*-4kPa). Gemäss TRLV.

: Isolierglasfaktor:4

1

1*

a

a

mit der kleineren Kantenlänge a und der charakteristischen Kantenlänge a*:

3 3

43 3

* 28.9( )

SZR a i

a i V

d d d a

d d B

dSZR SZR in mm; da Aussenscheibendicke in mm; di Innenscheibendicke in mm

BV Beiwert (a/b) TRLV Anhang A1 Kirchhoff’sche Plattentheorie für =0.23

a kleinere Kantenlänge, b grössere Kantenlänge; a/b =2777/2977=0.93

a/b 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1

BV

0.00194 0.0237 0.0288 0.035 0.0421 0.0501 0.0587 0.0676 0.0767 0.0857

3 3

43 3

16 10 6* 28.9 546.05

(10 6 ) 0.0233a mm

14

27771 0.00149

546.05

Folglich ist die Klimalast pi=± ·p0=±0.00149·16=±0.0238kN/m2. Für die äussere Scheibe ist dieWinter- (+·p0) und für die innere Scheibe die Sommerbedingung (+·p0) massgebend.

Kopplung der Scheiben (TRLV, Anhang A):

• pa,ges=(da+j·di )·w a + j·p0 + (1-j)·da·w i Winter massgebend



155

• pi,ges=(1+j) ·di·w a + j·p0 + (j·da+di )·w i Sommer massgebend

Anteile der Einzelscheiben an der Gesamtbiegesteifigkeit:

da=da 3/(da

3+di 3 )=10 3/(10 3+6 3 )=0.8224

di=di 3/(da

3+di 3 )=6 3/(10 3+6 3 )=0.1776

Hier w i=0:

pa,ges=(da+j·di )·w a + j·p0 =(0.8224+0.00149·0.1776)·0.8+0.00149·16=0.682kN/m2

pi,ges=(1+j) ·di·w a + j·p0=(1-0.00149) ·0.1776·0.8+0.00149·16=0.1658kN/m2

Lastangriffauf Schei-be:

Einwirkung Lastanteil aufäussere Scheibe

Lastanteil aufinnere Scheibe

Äussere Wind w a (da+ ·di )·w a (1+ ) ·di·w a

Schnee s (da+ ·di )·s (1+ ) ·di·s

Innere Wind w i (1- )·da·w i ( ·da+di )·w i

Beide Isochorer Druck p0 - ·p0 ·p0

Spannungsberechnung :

Aus den Beyle Tabellen für 4-seitig gelagerte Platten (Tabelle 21 Beyle-Tabellen für 4-seitig ge-lagerte Platten.) folgt:

Maximale Spannung: = ·At ·q·l2

Maximale Durchbiegung: w= ·C t ·q·l 4

Zulässig sind bei vertikalen Isolierverglasungen 18MPa+15% = zul=20.7MPa. Eine Durchbie-gungsbeschränkung nach TRLV besteht bei vierseitig gelagerten Scheiben nicht, jedoch müssengrosse Durchbiegungen mit dem Isolierglashersteller abgeklärt werden.

Aussenscheibe:

a=0.43·7.5·0.682·2777 2=16.96MPa<20.7MPa w a=0.37·2.09·0.682·2777 24=31.36mm

Innenscheibe:

a=0.43·20.83·0.1658·2777 2=11.45MPa<20.7MPa w a=0.37·9.69·0.1658·2777 4=35.35mm



156

C Normenübersicht

(Stand 6/2011)

AllgemeinDIN 1259-1 9/2001 Glas Teil 1: Begriffe für Glasarten und Glasgruppen

-2 9/2001 Glas Teil 2: Begriffe für Glaserzeugnisse

DIN 1249-11 9/1986 Flachglas im Bauwesen; Teil 11: Glaskanten, Begriff,

Kantenformen und Ausführung

Monolithische Basiserzeugnisse aus Glas

DIN EN 572-1 9/2004 Basiserzeugnisse aus Kalk-Natronglas;

Teil 1: Definition und Allgemeine physikalische und me-chanische Eigenschaften (SN EN 572-1/SIA 331.001)

-2 9/2004 Teil 2: Floatglas (SN EN 572-2/SIA 331.002)

-3 9/2004 Teil 3: Poliertes Drahtglas (SN EN 572-3/SIA 331.003)

-4 9/2004 Teil 4: Gezogenes Flachglas (SN EN 572-4/SIA 331.004)

-5 9/2004 Teil 5: Ornamentglas (SN EN 572-5/SIA 331.005)

-6 9/2004 Teil 6: Drahtornamentglas (SN EN 572-6/SIA 331.006)

-7 9/2004 Teil 7: Profilbauglas mit oder ohne Drahteinlage

(SN EN 572-7/SIA 331.007)

-8 9/2004 Teil 8: Liefermasse uns Festmasse (SN EN 572-8/SIA

331.014)

-9 9/2004 Teil 9: Konformitätsbewertung/Produktnorm

(SN EN 572-9/SIA 331.015)

DIN EN 1748-1-1 12/2004 Spezielle Basiserzeugnisse – Borosilicatgläser ;

Teil 1-1: Definitionen und allgemeine physikalische und

mechanische Eigenschaften (SN EN 1748-1-1/SIA 331.011)

-1-2 1/2005 Teil 1-2: Konformitätsbewertung/Produktnorm

(SN EN 1748-1-2/SIA 331.016)

-2-1 12/2004 Spezielle Basiserzeugnisse – Glaskeramik;

Teil 2-1: Definition und allgemeine physikalische und

mechanische Eigenschaften (SN EN 1748-2-1/SIA 331.017)

-2-2 1/2005 Teil 2-2: Konformitätsbewertung/Produktnorm

(SN EN 1748-2-2/SIA 331.018)

DIN EN 14178-1 1/2005 Basiserzeugnisse aus Erdalkali-Silicatglas;

Teil 1: Floatglas (SN EN 14178-1/SIA 331.177)




157

(SN EN 14178-2/SIA 331.178)

DIN EN 15681-1 7/2007 Basiserzeugnisse aus Alumo-Silicatglas;

Teil 1: Definition und allgemeine physikalische und me-chanische Eigenschaften


Glasprodukte für das Bauwesen

DIN EN 1279-1 8/2004 Mehrscheiben-Isolierglas; Teil 1: Allgemeines,

Masstoleranzen und Vorschriften für die Systembeschrei-bung (SN EN 1279-1/SIA 331.351)

-2 6/2003 Teil 2: Langzeitprüfverfahren und Anforderungen

bezüglich Feuchtigkeitsaufnahme (SN EN 1279-2/SIA

331.352)

-3 5/2003 Teil 3: Langzeitprüfverfahren und Anforderungen

bezüglich Gasverlustrate und Grenzabweichungen für die

Gaskonzentration (SN EN 1279-3/SIA 331.353)

-4 10/2002 Teil 4: Verfahren zur Prüfung der physikalischen

Eigenschaften des Randverbundes (SN EN 1279-4/SIA

331.354)

-5 11/2010 Teil 5: Konformitätsbewertung (SN EN 1279-5/SIA 331.355)

-6 10/2002 Teil 6: Werkseigene Produktionskontrolle und

Auditprüfung (SN EN 1279-6/SIA 331.356)

DIN EN 12758 4/2011 Glas und Luftschalldämmung – Produktbeschreibungen

und Bestimmung der Eigenschaften (SN EN 12758/SIA331.161)

DIN 11525 6/1992 Gartenbauglas: Gartenblankglas, Gartenklarglas

DIN EN 1051-1 4/2003 Glassteine und Betongläser; Teil 1: Begriffe und

Beschreibungen (SN EN 1051-1/SIA 331.761)


(SN EN 1051-2/SIA 331.762)

DIN 4242 1/1979 Glasbaustein-Wände: Ausführung und Bemessung

DIN EN 14449 7/2005 Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas –

Konformitätsbewertung/Produktnorm

(SN EN 14449/SIA 331.407)

DIN EN ISO 12543-1 7/2008 Verbundglas und Verbund-Sicherheitsglas – Teil 1:

Definitionen und Beschreibung von Bestandteilen (SIA331.401)

-2 7/2008 Teil 2: Verbund-Sicherheitsglas (SIA 331.402)



158

-3 7/2008 Teil 3: Verbundglas (SIA 331.403)

-4 7/2008 Teil 4: Verfahren zur Prüfung der Beständigkeit (SIA

331.404)

-5 7/2008 Teil 5: Masse und Kantenbearbeitung (SIA 331.405)

-6 7/2008 Teil 6: Aussehen (SIA 331.406)

DIN EN 356 2/2000 Sicherheitssonderverglasung, Prüfverfahren und

Klasseneinteilungen des Widerstandes gegen manuellenAngriff (SIA 331.501)


Klasseneinteilung für den Widerstand gegen Beschuss

(SN EN 1063/SIA331.511)


Klasseneinteilung des Widerstandes gegen Sprengwir-kung (SN EN 13541/SIA 331.502)

DIN EN 357 2/2005 Brandschutzverglasungen aus durchsichtigen oder

durchscheinenden Glasprodukten – Klassifizierung desFeuerwiderstandes (SN EN 357/SIA 331.531)

DIN EN 1036-1 3/2008 Spiegel aus silberbeschichtetem Floatglas für den

Innenbereich Teil 1: Begriffe, Anforderungen und Prüfver-fahren (SN EN 1036-1/SIA 331.751)

-2 5/2008 Teil 2: Konformitätsbewertung - Produktnorm (SN EN

1036-2/SIA 331.752)DIN EN 13167 5/2010 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmässig

hergestellte Produkte aus Schaumglas (CG) – Spezifikati-on (SN EN 13167/SIA 279.167)

DIN EN 13162 2/2009 Wärmedämmstoffe für Gebäude – Werkmässig

hergestellte Produkte aus Mineralwolle (MW) –

Spezifikation

Glasverarbeitung

DIN EN 15752-1 1/2008 Selbstklebende Polymerfolie. Teil 1: Begriffe und

Beschreibungen

DIN EN 15755-1 2/2008 Glas mit selbstklebender Polymerfolie – Teil 1: Begriffe

und Beschreibung

DIN EN 13022-1 7/2010 Geklebte Verglasungen - Teil 1: Glasprodukte für SSG-

Systeme – Einfach- und Mehrfachverglasungen mit undohne Abtragung des Eigengewichtes (SN EN 1322-1/SIA331.701)

-2 7/2010 Teil 2: Verglasungsvorschriften (SN EN 1322-2/SIA 331.702)



159

DIN EN 15434 7/2010 Produktnorm für lastübertragende und / oder UV-

beständige Dichtstoffe (für geklebte Verglasungenund/oder Isolierverglasungen mit exponierten Dichtun-gen) (SN EN 15434/SIA 331.703)

DIN EN 12150-1 11/2000 Thermisch vorgespanntes Kalknatron- ESG

Teil 1: Definition und Beschreibung (SN EN 12150-1)


(SN EN 12150-2/SIA 331.212)

DIN EN 13024-1 4/2011 Thermisch vorgespanntes Borosilikat- ESG

Teil 1: Definition und Beschreibung

(SN EN 13024-1/SIA 331.705)


(SN EN 13024-2/SIA 331.706)

DIN EN 14179-1 9/2005 Heissgelagertes thermisch vorgespanntes Kalknatron-ESG

Teil 1: Definition und Beschreibung (SN EN 14179-1/SIA

331.213)


(SN EN 14179-2/SIA 331.214)

DIN EN 14321-1 9/2005 Thermisch vorgespanntes Erdalkali-Silicat- ESG


331.215)


(SN EN 14321-2/SIA 331.216)

DIN EN 15683-1 7/2007 Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Profilbau-

Sicherheitsglas

Teil 1: Definition und Beschreibung


DIN EN 1863-1 3/2000 Teilvorgespanntes Kalknatronglas


331.201)


(SN EN 1863-2/SIA 331.202)

DIN EN 12337-1 11/2000 Chemische vorgespanntes Kalknatronglas


331.221)


(SN EN 12337-2/SIA 331.222)



160

DIN EN 1096-1 1/1999 Beschichtetes Glas

Teil 1: Definition und Klasseneinteilung

(SN EN 1096-1/SIA 331.601)

-2 5/2001 Teil 2: Anforderungen an und Prüfverfahren für

Beschichtungen der Klassen A, B und S (SN EN 1096-2/SIA331.602)

-3 5/2001 Teil 3: Anforderungen an und Prüfverfahren für

Beschichtungen der Klassen C und D (SN EN 1096-3/SIA331.603)


(SN EN 1096-4/SIA 331.604)

Glasprüfung

DIN ISO 7991 2/1998 Bestimmung des mittleren thermischen

Längenausdehnungskoeffizienten

DIN 52340-1-11 11/1997 Chemische Analyse von ungefärbten Kalk-Natron-Gläsern

DIN EN 12898 4/2001 Bestimmung des Emissionsgrades (SN EN 12898/SIA

331.156)

DIN 52314 11/1977 Bestimmung des spannungsoptischen Koeffizienten im

Zugversuch

DIN EN 410 4/2011 Bestimmung der lichttechnischen und

strahlungsphysikalischen Kenngrössen von Verglasungen

(SIA 331.151)

DIN EN 673 4/2011 Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten

(U-Wert) – Berechnungsverfahren (SN EN 673/SIA 331.152)

DIN EN 674 1/1999 Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-

Wert)– Verfahren mit dem Plattengerät (SN EN 674/SIA331.153)

DIN EN 675 1/1999 Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-

Wert)– Wärmestrommesser-Verfahren (SN EN 675/SIA331.154)

DIN EN 12603 4/2003 Bestimmung der Biegefestigkeit von Glas,

Schätzverfahren und Bestimmung der Vertrauensberei-che für Daten mit Weibull-Verteilung (SN EN 12603-1/SIA331.191)

DIN EN 1288-1 9/2000 Bestimmung der Biegefestigkeit von Glas

Teil 1: Grundlagen (SN EN 1288-1/SIA 331.171)

-2 9/2000 Teil 2: Doppelring-Biegeversuch an plattenförmigen

Proben mit grossen Prüfflächen (SN EN 1288-2/SIA 331.172)



161

-3 9/2000 Teil 3: Prüfung von Proben bei zweiseitiger Auflagerung

(SN EN 1288-3/SIA 331.173)

-4 9/2000 Teil 4: Prüfung von Profilbauglas (SN EN 1288-4/SIA

331.174)

-5 9/2000 Teil 5 Doppelring- Biegeversuch an plattenförmigen

Proben mit kleinen Prüfflächen (SN EN 1288-5/SIA 331.175)

DIN EN 12600 4/2003 Pendelschlagversuch, Verfahren für die Stossprüfung und

Klassifizierung von Flachglas (SN EN 12600/SIA 331.181)

DIN 52 338 9/1985 Kugelfallversuch für Verbundglas

DIN EN 13049 8/2003 Belastung mit einem weichen, schweren Stosskörper:

Prüfverfahren, Sicherheitsanforderungen und Klassifizie-rung (SN EN 13049/SIA 331.058)

DIN EN 15998 2/2011 Brandsicherheit, Feuerwiderstandfähigkeit –Verfahren von Glasprüfungen zur Klassifizierung

DIN 12116 3/2001 Beständigkeit gegen eine siedende wässrige

Salzsäurelösung

DIN 52308 7/1984 Kochversuch an Verbundglas

Bemessung

DIN 18008-1 12/2010 Bemessungs- und Konstruktionsregeln

Teil 1: Begriffe und allgemeine Grundlagen-2 12/2010 Teil 2: Linienförmig gelagerte Verglasungen

TRAV 1/2003 Technische Regeln für die Verwendung von

absturzsichernden Verglasungen

TRPV 8/2006 Technische Regeln für die Bemessung und die

Ausführung punktförmig gelagerter Verglasungen

TRLV 8/2006 Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen

EN ISO 14438 9/2002 Bestimmung des Energiebilanz-Wertes –

Berechnungsverfahren (SN EN ISO 14438/SIA 331.15)



162

Abbildun

g 153 Feuerwiderstandsklass

en.



163

D Quellen

Bücher

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Hess R., Glasbau-Praxis in Beispielen, Bauwerk-Verlag, Berlin, 2005

Knaack U.: Konstruktiver Glasbau, Müller-Verlag, Köln 1998

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Loch H., Krause D. (Edts.): Mathematical Simulation in Glass Technology, Springer Verlag 2002.

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Schittich etal: Glasbau Atlas, Birkhäuser Publishers, 2. Aufl. 2006.

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Siebert G., Entwurf und Bemessung von tragenden Bauteilen aus Glas, Verlag Ernst &Sohn,Berlin, 2001

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Wedepohl K.H.: Glas in Antike und Mittelalter: Geschichte eines Werkstoffs, E. Schweizer-bart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart 2003.

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Hagl A., Die Innovation - Kleben, Stahlbau 75 (2006), Heft 6

Bucak Ö., Kleben im Bauwesen - gestern, heute, morgen, Stahlbau 75 (2006), Heft 6

Bucak Ö., Verbund im Glasbau – Neues und Bewährtes, Stahlbau 75 (2006), Heft 6

Feldmeier F., Klimabelastung und Lastverteilung bei Mehrscheiben-Isolierglas, Stahlbau 75(2006), Heft 6

Burmeister A., Weitgespannte gläserne Fassade, Stahlbau 75 (2006), Heft 6

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Havemann K., Der Arbeitskreis „Punktgestützte Verglasungen“ im FKG, Stahlbau 75 (2006), Heft6

Siebert B., Anforderungen für ein Berechnungskonzept für die Bemessung punktgelagerterVerglasungen, Stahlbau 75 (2006), Heft 8

Maniatis I., Spannungsermittlung punktgelagerter Verglasungen unter Beanspruchung inScheibenebene, Stahlbau 75 (2006), Heft 8

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DuPont, SentryGlas, Folien http://www.dupont.com/safetyglass

Eckelt Glas GmbH http://www.eckelt.at

Fachverband konstruktiver Glasbau http://www.glas-fkg.org



Glas Troesch GmbH http://www.glastroesch.de

Glassline GmbH, Punkthalter http://www.glassline.de

Pilkington Glas http://www.pilkington.com

Sadev, Punkthalter http://www.sadev.com/

Saint-Gobain Glas http://www.saint-gobain.de

Schneider J., BauNetz Infoline Glas http://www.baunetz.de/infoline/glas

Schott Glas, Glasrohre http://www.schott.com

Seele GmbH, Glasfassaden http://www.seele-online.com (tolle Bilder)

Sekurit-Partner http://www.securit-partner.de

SJ MEPLA, Software für Glasstatik http://www.sj-software.de

Solutia, Folien http://www.saflex.com

Trosifol, Folien http://www.trosifol.com

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Schweizerischer Flachglasverbandes (SFV) http://www.sfv-avp.ch/

Deutscher Bundesverband der Glasinsdustrie http://www.bvglas.de/

Bundesverband Flachglas http://www.bundesverband-flachglas.de/

Bundesverband der Jungglaser und Fensterbauer e V http //www glaserhandwerk de/

Documents

Konstruktives Glass - Skript