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Flächengewicht: Forschungsbericht zu alternativen Mehrscheiben-Isolierglas-Konstruktionen

(21.6.2013; Verlinkungen zuletzt am 10.5.2016 upgedatet.) Durch die Verschärfung der EnEV hat der Einsatz von energie­ef­fi­zientem Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) stark zugenommen. Das höhere Gewicht dieser Verglasungen führt aber zu stär­ke­rer Belastung von Rahmen und Beschlägen so­wie zu einem höheren Unfall- und Gesundheitsrisiko für Mon­teure. Durch den Einsatz von dünnerem Glas oder transparen­ten Kunststoff­plat­ten bzw. -folien ist eine Reduzierung des Flächengewichts mög­lich. Das von der Forschungsinitiative Zukunft Bau geför­der­te und vom Bundesverband Flachglas, Isophon Glas, Southwall Europe und Winterglas unterstützte Forschungsprojekt kommt zu interessanten Ergebnissen.

Die Gewichtsreduzierung ist angesichts immer größerer Abmessungen und der wach­senden Verbreitung von Dreifach-Isolierglas eine sinnvolle Entwicklung. Dazu hat das Forschungsprojekt „Flächengewicht Mehrscheiben-Isolierglas“ mögliche konstruktive Lösungen untersucht. Im Forschungsbericht zeigen Diagramme u.a. die auftretenden Biegezugspannungen und Durchbiegungen für Klima- und Windlasten im Bezug auf die Kantenlänge. Dabei wird auch die lineare Kirchhoffsche Plattentheorie mit einem nicht-linearen Ansatz zur Berücksichtigung von Membranspannungen verglichen. Aufschluss­reich sind ebenso die Analysen der Materialeigenschaften und -verträglichkeiten, des Alterungsverhaltens, der konstruktiven Befestigung und die Ableitung von Randbedin­gungen für die Gebrauchstauglichkeit von Kunststoffplatten und -folien im Scheiben­zwischenraum.

Zusammenfassend kam das Forschungsprojekt zu folgenden allgemeinen Ergebnissen, die im Abschlussbericht in Form von Diagrammen und Tabellen detailliert beschrieben werden:

  • Für die Dimensionierung ist bei großformatigen Isoliergläsern im Regelfall die Windlast maßgeblich, und die nicht-lineare Theorie ergibt signifikant niedrigere Werte für die Spannung und Durchbiegung als die Kirchhoffsche Theorie. Bei kleinformatigen Isoliergläsern ist die Klimalast ausschlaggebend, und die An­wendung der nicht-linearen Theorie bringt keine Vorteile. Dies gilt ebenso für schmale, lange Formate.

  • Für Scheiben mit einer kurzen Kante (ca. <65 cm) besteht sowohl bei 4 mm als auch bei 3 mm Scheibendicke Vorspannbedarf. Es besteht jedoch generell kein erhöhter Vorspannbedarf für dünne Scheiben im Vergleich zu 4 mm-Float­glas. Scheibenhandling oder thermische Belastungen können aber ein Vorspan­nen notwendig machen.

  • Die spektralen Transmissions- und Reflexionsgrade von thermisch vorge­spannten Glasscheiben sind mit denen von normalem Floatglas vergleichbar.

  • Aufbauten, bei denen eine Folie die mittlere Scheibe ersetzt, sind komplexe Systeme. Die Qualifizierung von Kombinationen aus Folien, Dichtstoffen und Abstandhaltern erfordert die Anwendung von mehreren Untersuchungsmetho­den. Eine Erfüllung der Anforderungen der EN 1279 hinsichtlich der Gasverlust­rate und der Feuchtigkeitsaufnahme ist grundsätzlich möglich. Bei erhöhter Prüftemperatur trat kein Fogging auf.

  • Wenn transparente Kunststoffplatten als mittlere Scheibe verwendet wer­den, ist eine spezielle Lagerung, die eine thermische Ausdehnung ohne Belas­tung des Randverbunds ermöglicht, erforderlich. Bei den beiden untersuchten Kunststoffarten Polycarbonat und PMMA trat auch bei erhöhter Prüftemperatur kein Fogging auf. Um Feuchtigkeit durch Freisetzung aus den Kunststoffplatten im Scheibenzwischenraum vorzubeugen, müssen entweder die Platten vor dem Einbau getrocknet werden oder es muss eine entsprechende Dimensionierung der Trockenmittelmenge erfolgen.

  • Die im Forschungsvorhaben untersuchten flächengewichtsreduzierten Aufbau­ten sind hinsichtlich des Wärmedurchgangskoeffizienten, des Gesamtener­giedurchlassgrads und des Lichttransmissionsgrads mit konventionellem Drei­fach-Isolierglas vergleichbar.

  • Bedingt durch die geringere Masse reduzieren dünne Glasscheiben in symme­trischen Aufbauten grundsätzlich die Luftschalldämmung. Durch einen asym­metrischen Aufbau des Mehrscheiben-Isolierglases kann dieser Nachteil jedoch kompensiert werden. Unabhängig davon, ob die mittlere Scheibe aus dünnem Glas, einer Folie oder einer transparenten Kunststoffplatte besteht, hat sie kei­nen signifikanten Einfluss auf die Luftschalldämmung.

Der Kurzbericht zum Thema „Flächengewicht Mehrscheiben-Isolier­glas - Energieeffizientes Mehrscheiben-Isolierglas - Untersuchungen von technischen Maßnahmen zur Reduzierung des Flächengewichts“ ist unter ift-rosenheim.de > Lite­ratur & Frage > Forschungsberichte downloadbar (direkter PDF-Download).

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