Fassaden und Portale aus Glas
Fassaden und Portale aus Glas prägen den ersten Eindruck eines Gebäudes. Diese optische Visitenkarte sollte deshalb bereits im Anfangsstadium der Planung eine wichtige Rolle spielen. Hohe Transparenz, natürliches Tageslicht und repräsentatives Design führten im 20. Jahrhunderts zu einer zunehmenden Verbreitung von Glasfassaden.
Ästhetik und Funktion
Der Werkstoff Glas bietet unzählige Möglichkeiten für eine Gestaltung von Fassaden und Portalen, die höchsten ästhetischen Ansprüchen genügen und zudem wichtige Funktionen erfüllen.
Zum einen soll die Eleganz des visuellen Eindrucks dazu einladen, das Gebäude zu betreten. Zum anderen kann Glas mit zahlreichen Eigenschaften ausgestattet werden, unter anderem
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Brandschutzglas
Der schmelzende Werkstoff Glas bietet Feuer nur wenig Widerstand. Brandschutzglas schützt ebenfalls nicht auf Dauer, aber kann die Ausbreitung wirksam aufhalten.
Bei Brandschutzverglasungen handelt es sich um geprüfte Systeme. Die Glasscheibe inklusive Rahmen, Dichtungen und Befestigungen werden bei einer Prüfung als Einheit betrachtet und müssen bestimmten gesetzlichen Vorgaben entsprechen.
Brandschutzglas wird in der Regel auf zwei verschiedene Arten hergestellt. Drahteinlagen verstärken Gussglas und Bausteine aus Glas. Sie machen es widerstandsfähig gegen Feuer und Rauch, können die Verbreitung von Hitze aber nicht aufhalten.
Allerdings werden heute die meisten Brandschutzgläser mit einer Zwischenschicht aus Alkali-Silikat-Gel ausgestattet. Diese Gläser halten Feuer, Rauch und Hitzestrahlung ab. Unter dem Einfluss von Hitze verwandelt sich das Gel zu einem schützendem Schaum, falls die äußeren Glasscheiben zerbrechen.
Brandschutzglas kann auch als Verbundsicherheitsglas hergestellt werden. Diese Variante bietet Einbruchs- und Brandschutz.
Je nach seiner Klassifizierung besteht Brandschutzglas aus mindestens zwei ESG-Scheiben und einer Zwischenschicht aus Brandschutzgel. Die Scheiben aus Sicherheitsglas sind mindestens 5 mm dick, die Gelschicht mindestens 12 mm.
In Österreich unterscheidet man zwischen folgenden Brandschutzklassen:
- E: Hält Rauch und Flammen ab, E30, E60, E90.
- EW: Hält Rauch ab und verringert Hitzestrahlung, EW30, EW60 und EW90.
- EI: Hält Rauch ab und isoliert gegen Hitzestrahlung, EI30, EI60, EI90.
Wärmeschutzglas
Für Wärmeschutzglas wird Isolierglas verwendet. Diese Glasart besteht aus mindestens zwei, meist aber drei Glasscheiben, deren Zwischenraum hermetisch abgedichtet und mit Luft oder Gas gefüllt ist. Ein Randverbund hält das Isolierglas zusammen.
Isolierglas erhält die Bezeichnung Wärmeschutzglas (oder auch Wärmedämmglas), wenn mindestens eine der verwendeten Glasscheiben beschichtet ist. Diese Beschichtungen bestehen aus Metalloxiden oder Edelmetallen. Sie verringern den Verlust der Wärmestrahlung durch Glas erheblich. Die Schicht wird in der Regel auf der Position 3 von Isolierglas aufgetragen. Das ist die Außenseite der inneren Scheibe von Isolierglas.
Der U-Wert, auch Wärmedurchgangskoeffizient genannt, beziffert die Menge von Wärmeenergie, der durch ein Bauteil hindurchfließt. Je geringer die Zahl, desto besser dämmt das Wärmeschutzglas.
Die Einheit des U-Wertes lautet W/m²K. Sie beschreibt die Energiemenge pro Zeit, die durch einen Quadratmeter fließt, wenn sich die Lufttemperatur auf beiden Seiten um ein Kelvin verändert.
Sonnenschutzglas
Für Sonnenschutzglas wird Isolierglas mit einer hauchdünnen Schicht von Edelmetall ausgestattet.
Für die Herstellung gibt es zwei verschiedene Verfahren:
Magnetron-Beschichtungsverfahren
Beim Mehrkammer-Magnetron-Hochvakuum-Beschichtungsverfahren entsteht die Schicht nach der eigentlichen Glasherstellung in einem speziellen Produktionsschritt. Es hat den Vorteil, dass damit eine außergewöhnlich gleichmäßige Schichtdicke erzielt wird.
Pyrolytisches Beschichtungsverfahren
Bei diesem Verfahren werden direkt bei der Herstellung Metalloxide auf das noch heiße Glas gesprüht. Das brennt die Metalloxide in die Glasoberfläche ein. Pyrolytische Schichten liefern hohe mechanische Beständigkeit und sind widerstandsfähig gegen Korrosion.
Sonnenschutzglas beurteilen
Eine Reihe von Eigenschaften zeigen an, wie gut ein Glas gegen Sonnenstrahlen schützt.
Der Gesamtenergiedurchlassgrad (g) wird aus der Sonnenenergie, die ins Rauminnere gelangt, sowie aus der Wärme vom aufgeheizten Glas berechnet. Je niedriger dieser Wert ist, desto besser hält das Glas Sonnenstrahlen ab. Der g-Wert guter Sonnenschutzgläser rangiert zwischen 0,20 bis 0,50.
Der Lichttransmissionsgrad (tL) gibt an, wie viel Tageslicht trotz Sonnenschutz durch das Glas hindurch dringt. Er liegt zwischen 50 bis 70%. Normale Fenster lassen 80% durch.
Die Selektivität (S) beschreibt die Relation von Lichtdurchlässigkeit und Gesamtenergiedurchlassgrad. Dafür wird der Lichttransmissionsgrad durch den Gesamtenergiedurchlassgrad geteilt. In diesem Fall gilt: Je höher diese Zahl ist, desto besser wird ein Raum erhellt.
Der Wärmedurchgangskoeffizient (U) gibt an, wie viel Wärmeenergie durch die Fenster nach außen gelangt. Ein niedriger Wert bedeutet hier eine gute Wärmedämmung.
Einbruchhemmendes Glas
Verklebungen von zwei oder mehr Glasscheiben durch mindestens eine, meist aber mehrere Folienschichten kennzeichnen einbruchhemmendes Glas. Wird das Glas zerstört, bleiben die Fragmente an einer elastischen PVB-Folie hängen. Das erschwert das Eindringen.
Einbruchhemmende Verglasungen werden nach europäischer Norm in die Widerstandsklassen RC 1 bis RC 6 eingeteilt.
- RC 1 bietet nur einfache Einbruchhemmung ohne zeitliche Verzögerung.
- RC 2 wird auch als Standard-Einbruchhemmung bezeichnet. Einen Gelegenheitsdieb konfrontiert dabei beträchtlichen Widerstand durch Isolierglas und Baubeschläge.
- RC 3 gilt als High-End-Einbruchhemmung und schützt vor gezielten Einbrüchen, die vorbereitet wurden. Dieses einbruchhemmende braucht spezielle Hardware und Rahmen.
- Die Klassen RC4 bis RC6 beziehen sich auf große Institutionen wie Banken, Juweliere oder Museen.
Sie haben Fragen zu den Eigenschaften von Glas? Wir geben Ihnen gerne unverbindlich Auskunft.
Verschiedene Konstruktionen von Glasfassaden und Portalen
Innovative Ingenieurtechnik führte in den vergangenen Jahrzehnten dazu, dass die Transparenz von Glasfassaden stetig zunahm: Die Halterungen wurden immer filigraner, die Glasflächen dagegen größer. Die haltenden Unterkonstruktionen traten in den Hintergrund.
Für die Befestigungen von Fassaden und Portalen stehen heute verschiedene Methoden zur Auswahl. Glashalteleisten an einer Rahmenkonstruktion eignen sich für einfache Verglasungen. Darüber hinaus gibt es folgende Systeme:
Punkthalterung
Bei punktgehaltenen Fassaden aus Glas werden gerahmte Flächen durch punktförmige Einzelhalter ersetzt. Sie basieren auf Reibe- oder Lochleibungsverbindungen. Diese Punkthalter leiten die Last vom Glas weg zu einer separaten Tragekonstruktion. Sie kann direkt hinter der Glasscheibe angebracht werden oder auch losgelöst.
Dabei müssen zugelassene Verformungen von Glasflächen berücksichtigt werden. Die Halter sind so auszulegen, dass entstehende Spannungen abgeleitet werden. Bei Punkthalterungen muss das Glas großer Beanspruchung durch Biege- und Querkräfte standhalten. Das erfordert in der Regel dicke Verglasungen. Polymerhülsen dämpfen den direkten Kontakt zwischen Glas und Punkthalter und bauen Spannungsspitzen ab.
Structural Glazing (SG) Fassaden
Das Structural-Glazing (SG) und das Structural-Sealant-Glazing (SSG) ermöglichen Fassaden mit völlig ebenen Glasflächen, die nicht von sichtbaren Befestigungen unterbrochen werden. SG und SSG sind Versionen sogenannter Vorhangfassaden. Dabei trennen nur Silikonfugen die einzelnen Glaselemente voneinander ab.
Stark haftender Silikonklebstoff (Structural Sealant) verklebt die Gläser auf einem Hilfsrahmen, der mit einer Unterkonstruktion verbunden wird. Zwischen den einzelnen Elementen sind nur etwa 20 mm breite Fugen zu sehen.
Damit diese Fassaden die Verbindung mit dem Rahmen nicht erkennen lassen, sollte die Außenscheibe mit einer reflektierenden Schicht ausgestattet sein.
Seilnetzfassaden
Dieses System wurde 1993 beim Bau des Kempinski-Hotels in München zum ersten Mal verwendet. Sie bietet eine Alternative zur Punktlagerung mit Durchbohrung und war ein Meilenstein in der Entwicklung transparenter Fassaden. Seitdem prägen Seilnetzfassaden die Glasarchitektur weltweit.
Das Konstruktionsprinzip von Seilnetzfassaden entspricht einem Tennisschläger. Wie ein Schläger benötigen diese Fassaden tragfähige Ränder. Sie nehmen die Vorspannkräfte auf. Die tragende Konstruktion für die Glasscheiben besteht aus einem Netz aus Seilen. An den Knotenpunkten werden die Glasscheiben punktförmig angebracht, ohne dabei in das Glas bohren zu müssen.
Das vermeidet die bei Punkthalterungen übliche Spannungskonzentration. Scheiben können deshalb wirtschaftlicher dimensioniert werden.
Für die Konstruktion werden die Seile so stark vorgespannt, dass sie sich unter der Belastung von Wind und Witterung kontrolliert verformen. Die vertikalen Seile werden unten im Fundament und oben an einem Träger befestigt. Die Seile verlaufen hinter den Glasfugen, sodass sie die optische Wirkung nicht beeinträchtigen.
Pfosten-Riegel-Fassaden
Tragende Profile bilden ein Skelett bei einer Pfosten-Riegel-Konstruktion. Dieses stabile Skelett eignet sich hervorragend für ganze Fassadenflächen oder großflächige Öffnungen.
Die Profilabmessungen sind dabei ebenso variabel wie die Werkstoffe, die für die Profile ausgewählt werden. Neben Stahl und Aluminium kommt dabei auch Holz in Frage. Eine Pfosten-Riegel-Fassade besteht aus einzelnen Modulen, die im Werk vorgefertigt werden können. Die Verbindung vor Ort ist ebenfalls möglich.
Horizontale Riegel und vertikale Pfosten verleihen der Konstruktion Stabilität, wobei der Lastabtrag über senkrechte Pfosten erfolgt. An ihnen werden die Riegel befestigt, entweder durch Verschrauben oder Verschweißen. Auch Steckverbindungen sind möglich.
Elastische Dichtungsprofile zwischen dem Fassadenskelett und den Fassadenfeldern aus Glas erhöhen die Stabilität.
Pfosten-Riegel-Konstruktionen lassen sich problemlos mit Öffnungen versehen wie Dreh- oder Kippfenster. Sie können mit Motoren angetrieben werden oder mit digitalen Steuerungen. Auf diese Weise lässt sich ein automatisiertes Lüftungskonzept umsetzen.
Sie fragen sich, welche Glasfassade für Ihr Projekt in Frage kommt? Wenden Sie sich an unsere Fachleute. Sie nehmen sich gerne Zeit für Sie.
Alle Bilder © Sigma