Einscheiben-Sicherheitsglas, thermisch vorgespannt, kurz „ESG“

Die ÖNORM EN 12150-1, Glas im Bauwesen - Thermisch vorgespanntes Kalknatron – Einscheiben – Sicherheitsglas, Teil 1: Definition und Beschreibung beschreibt die Produkteigenschaften und die Herstellung von ESG.

Die Herstellung von ESG lässt sich wie folgt beschreiben:
•    Das Glas wird zugeschnitten
•    Die Kanten des Glases werden bearbeitet
•    Jegliche Bearbeitungen für Formgebung (Lochbohrungen, Ausschnitte, etc.) sowie
•    Oberflächenbearbeitungen (z. B. Sandstrahlung etc.) werden erstellt

Nachdem das Glas seine letztendliche Form erhalten hat, kommt es in einen Vorspannofen, in dem das Glas auf seinen Transformationsbereich (Erweichungstemperatur, ca. 600°C) erwärmt wird.
Danach wird das Glas meist durch starke Gebläse gleichzeitig an beiden Oberflächen schnell abgekühlt. Damit bleibt der Kern des Glases noch weich (heiß), während die Oberflächen bereits fest (abgekühlt) sind.
Durch die spätere Abkühlung des Kerns nach den Oberflächen entstehen Zug- und Druckspannungen zwischen Kern und Oberfläche – thermisch vorgespanntes Glas ist entstanden. Es klingt einfach, ist aber komplex, da die Parameter Temperatur, Gebläse- und Ofengeschwindigkeit je nach Geometrie der Gläser und wechselnden Glasstärken angepasst werden müssen.

Die wesentlichen Vorteile von ESG zu normalem Glas sind erhöhte Schlagfestigkeit (an den Oberflächen) und erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit.

Im Bruchfall springt ESG komplett und meist mit einem lauten Knall. Je nach Einbau der Scheiben fallen die Bruchstücke in sich zusammen oder verbleiben im Rahmen.Sicherheitsglas 2

Bild rechts:
Zerstörtes ESG,
Scheibenabmessungen
ca. 1 x 1 Meter

Zum Größenvergleich sind in Rot die Abmessungen eines DIN A4-Blattes in der Fläche dargestellt. Rechts oben: Detailaufnahme des Bruchbildes (Kantenlänge des Rechteckes ca. 3 cm)

Die Bruchstücke bei ESG sind wesentlich kleiner und stumpfkantiger (Größe meist unter 1 cm Kantenlänge) als bei nicht vorgespanntem Glas (siehe Konsumenten-Tipp 7). Schwere Verletzungen durch das Versagen von ESG können zwar nicht ausgeschlossen werden, da manche Bruchstücke bis zu Handtellergroße zusammenhängende Schollen bilden können. Die Wahrscheinlichkeit ist jedoch wesentlich reduzierter gegenüber normal gekühltem Glas.

Ein Nachteil des ESG ist der sogenannte „Spontanbruch“. Dabei wird der Glasbruch durch einen (vorher nicht erkennbaren) Fremdkörper und seine Auswirkungen auf die Glasspannung quasi von innen heraus ausgelöst.
Um diese Wahrscheinlichkeit eines Spontanbruchs noch weiter zu minimieren, gibt es die Möglichkeit des Heat-Soak-Tests (oder Heißlagerungstest). Dieser wird in ÖNORM EN 14179-1 Glas im Bauwesen – Heißgelagertes thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheiben-Sicherheitsglas beschrieben. Dabei wird das Glas nach dem ESG-Herstellungsprozess in einen gesonderten Heißlagerungsofen gelagert und einige Stunden auf ca. 300°C aufgeheizt.
Wenn Fremdkörper an Kritischer Stelle im Glas vorhanden sind, soll der Spontanbruch mit diesem Test ausgelöst werden. Bei Auftreten eines Glasbruches muss diese und zumindest die angrenzenden Scheiben (da durch den Glasbruch der angrenzenden Scheibe beschädigt) neu gefertigt werden. Weitere ähnliche Bezeichnungen: ESG mit HST, ESG mit Heißlagerungstest, ESG-H

Vorteile von ESG:
•    Höhere mechanische Festigkeit (an den Flächen, Kantenschäden bei ESG stören das Spannungsgleichgewicht und können
     Glasbruch auslösen)
•    Höhere Temperaturwechselbeständigkeit
•    Relativ gutmütiges Bruchverhalten

Nachteile von ESG:
•    Risiko Spontanbruch (lt. ÖNORM EN 12150 selten, mit HST max. 1 Glasbruch bei 400 Tonnen ESG-Glas mit HST)
•    Bei Glasbruch blitzartiges Totalversagen und durch die kleine Krümelstruktur
•    keine Resttragfähigkeit

Anmerkungen:
•    ESG wird fälschlicherweise als „Hartglas“ bezeichnet.
•    ESG gemäß ÖNORM EN 12150 ist zu kennzeichnen; diese Kennzeichnung kann im eingebauten Zustand verdeckt sein.
•    ESG wird im Automobilbau zumeist für die Seitenscheiben eingesetzt.

Weitere Informationen zu ESG und Heißlagerungstest erhalten Sie bei Ihrem Glasermeister.

Links: https://shop.austrian-standards.at
            https://www.wko.at/

Michael Martem2
Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger
A - 6170 Zirl

 

Gesetzgebung, rechtliche Grundlagen

Für die meisten Menschen ist Glas ein Produkt, welches für Belichtung und Witterungsschutz etc. notwendig ist, jedoch auf Grund seiner Eigenschaften im Versagensfall als gefährlich betrachtet wird.

Richtig eingesetzt ist Glas ein gutmütiges Material, welches in der Lage ist, seine bestimmungsgemäßen Belastungen aufnehmen zu können (entsprechende Dimensionierung und fach- und sachgerechter Einbau vorausgesetzt).

Für den Fachmann ist Glas allgemein ein gut berechenbarer Werkstoff, welcher bis zu einem gewissen Grad „weich“ ist und gut bearbeitbar ist.

Bei vielen Materialien wird eine Überlastung durch Verformungen oder Geräusche etc. angekündigt.
Glas als sprödbrüchiges Material „warnt“ nicht bei Überlastung, sondern bricht bei Überlastung sofort und ohne Vorwarnung; für Ungeschulte geschieht der Glasbruch teilweise sogar „ohne äußere Einflüsse“.
Mit einer Glasbruchanalyse kann der Fachmann meistens die Ursache des Versagens feststellen.

Folgende Belastungen wirken auf Verglasungen (exemplarisch, nicht vollständig):
•    Bei allen Verglasungen:
   Eigengewicht (spezifisches Gewicht von Bauglas ca. 2.500 kg/m³ und damit ähnlich schwer wie Beton)
-    Windlasten (Sog und Druck)
-    Thermische Belastungen (durch Sonneneinstrahlung oder Heizelemente)
•    Zusätzlich bei Vertikalverglasungen:
-    Personenlasten (z.B. Anlehnen von Personen oder Sturz an/in Verglasungen)
•    Zusätzlich bei Horizontalverglasungen:
-    Schnee- und Eislasten
-    Betretbarkeit der Verglasung durch eine Person zu Reinigungszwecken
-    Begehbarkeit für Personen
•    Zusätzlich bei Isolierglas:
-    Klimabelastungen (im Scheibenzwischenraum des Isolierglases wird der Luftdruck zum Produktionszeitraum konserviert,
-    bei Hoch- oder Tiefdruckgebieten werden die Einzelscheiben nach innen oder außen verformt)7 Sicherheitsg 3

Um eine entsprechende Nutzungssicherheit von Bauwerken und –produkten für Personen zu gewährleisten, wurden Baugesetze eingeführt, welche sich meist als Bauordnung, Baugesetz, Bautechnik-verordnung oder ähnlichem auf der Homepage des jeweiligen Bundeslandes abrufen lassen.

Da diese Gesetze früher sehr uneinheitlich waren, wurden mit dem Jahr 2007 in den meisten Bundesländern die „OIB-Richtlinien“ für verbindlich erklärt, womit die OIB-Richtlinien zum Baugesetz erhoben wurden.
Im Speziellen in der OIB-Richtlinie 4 (Nutzungssicherheit und Barrierefreiheit) werden die Anforderungen an Glas definiert, welche – bei Verbindlichkeitserklärung des jeweiligen Bundeslandes – einzuhalten sind.

Bei dem Sturz einer Person in eine Scheibe wie im obigen Bild wäre zumindest mit schweren Verletzungen zu rechnen.

Um das Gefahrenpotential zu verringern, wird in den OIB-Richtlinien – je nach Einbaulage der Verglasungen - der planmäßige Einsatz von Sicherheitsglas angeführt, von denen es unterschiedliche gibt.

Die Vor- und Nachteile der möglichen Sicherheitsgläser werden im nächsten Konsumenten-Tipp genauer behandelt.


Praktische und weitere Informationen dazu erhalten Sie bei Ihrem Glasermeister und Ihrer Baubehörde.

Links:        http://www.oib.or.at/de/oib-richtlinien

Michael Martem2
Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger
A - 6170 Zirl

 

Schallschutz (2)
oder: Wie kann es leiser werden?

Im letzten Tipp wurde versucht, die Komplexität der Schalldämmung zu beschreiben.

Da die Bezugskurve die Geräuschspektren der Wohn- und Verkehrsgeräusche zu wenig berücksichtigt, wurden die Spektrum-Anpassungswerte C und Ctr eingeführt. Dabei steht C für die Anpassung von Wohngeräuschen und Ctr für Verkehr (Traffic - innerstädtischer Verkehr bzw. langsame Schienenfahrzeuge). Dabei bedeutet ein negativer Wert die entsprechende Verschlechterung der Schalldämmung im jeweiligen Referenzspektrum:

In Prüfzeugnissen sieht die Darstellung dann zum Beispiel so aus:

Rw (C;Ctr) = 41 (-2,-5)

 

Die Schalldämmung für Wohngeräusche (C) wäre somit 39 dB, lt. obigem Beispiel für jene im  Verkehrsspektrum Ctr= 36dB.
(Jene in Summe über das gesamte Messspektrum geglättete Einzahlangabe Rw = 41 dB)

In der Praxis zeigt sich, dass die ermittelten Werte unter Prüfbedingungen in der Natur sehr schwer erreichbar sind, da die Umgebung an der Baustelle nicht mit den klinischen Gegebenheiten einer Laborumgebung vergleichbar ist. Realistisch liegen die Ergebnisse ca. 2dB unter jenen eines eventuellen Prüfzeugnisses.

Wie bei jedem Einbau von Elementen gilt, dass das Element seine zugesicherten Eigenschaften nur so gut erfüllen kann, wie sein Einbau erfolgt; diese Regel trifft besonders auf Elemente zu, welche Schallschutzanforderungen erfüllen sollen.

Der Fachmann hat dabei die grundsätzlichen Aufgaben der Dichtheit mit Schallschutzanforderungen zu kombinieren und seine Materialien entsprechend auszuwählen.

Für die Schalldämmung ist besonders eine durchgehende, lochfreie Ausführung des entsprechenden Materials notwendig; Untersuchungen belegen, dass die Schalldämmung durch ein „Bleistiftgroßes Loch“ bereits um 3db sinken kann!
(Wie in Teil 1 beschrieben, sind Differenzen > 2 dB hörbar)

Hinweise:
•    Wie bereits in Teil 1 zur Schalldämmung beschrieben, sind auch die angrenzenden Bauteile von
•    großer Bedeutung. So zeigt sich zum Beispiel bei einer Sanierung von Fassade und Fenstern,
•    dass die Schalldämmung des Gebäudes oft durch die Verwendung von EPS oder XPS als
•    Wanddämmstoff verschlechtert wird.
•    Eine Standardmontage von Rollläden (unabhängig von deren Betätigungsart) an das
•    Rahmenmaterial verschlechtert die Schalldämmung um bis zu 5dB durch die Entstehung eines
•    Resonanzraums.
•    Eine Schallschutzmontage ist aufwändiger als Standard-montagen.
•    Leckagen (Öffnungen) in der Abdichtung verschlechtern den Schallschutz des gesamten Elements
•    beträchtlich.

Schallschutzelemente sind nur so gut wie ihre Montage; speziell dafür ist eine präzise Planung, in welcher alle Eventualitäten und weitere Anbindungen (Baukörper, Sonnenschutzelemente, …) berücksichtigt werden, erforderlich.

Besondere Sorgfalt ist auf die Montage zu legen, da Schalldämmausführungen mit der Ausführung des Anschlusses an den Baukörper funktionieren oder zunichte gemacht werden (der Anschluss stellt das schwächste Glied der (Schallschutz-)Kette dar).

Praktische und weitere Informationen dazu erhalten Sie bei Ihrem Glasermeister und Bauphysiker.

Michael Marte
Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger
A - 6170 Zirl

 

Schallschutz
oder: Wie laut ist es?

Unsere Umgebung wird immer lauter.
Meistens ist es nicht möglich, die Emissionen der Schallquelle zu reduzieren (Stichwort Verkehr).
Da ist es am sinnvollsten, den möglichen (Lärm-) Anteil vor dem privaten Umfeld durch Bauliche Maßnahmen zu dämmen, bevor durch Schallbelastung Erkrankungen entstehen können.

Da Schallschutz ein großes, komplexes und auch sehr persönlich oder subjektiv betrachtetes Problem darstellt, können in dieser Serie nur die wichtigsten Punkte behandelt werden.

Was ist Schall?
Als Schall bezeichnet man – durch das menschliche Ohr wahrnehmbare - mechanische Schwingungen innerhalb eines Mediums.
Da sich diese Schwingungen über Teilchenbewegungen bewegen, entsteht eine Schallwelle.
Werden diese Schwingungen in der Luft weiter gegeben, wird von Luftschall, ansonsten von Körperschall (im Bauwesen Trittschall o.ä.), gesprochen.

Da Schall sich als Welle fortbewegt, ergeben sich Wellenlängen und Frequenzen:

Was sind dB?
Durch diese Schallschwingungen hervorgerufene Wechseldrücke ergibt sich der Schalldruck, der in Pa (Pascal) eingeteilt wird.
Da der Wertebereich des Schalldrucks von 0,00002 Pa (Hörschwelle) bis 20 Pa (Schmerzgrenze) reicht, lassen sich diese schwer einschätzen.

Wesentlich bekannter ist die dimensionslose Größe dB (Dezibel), welche von der Hörschwelle (Lp=0 dB) bis zur Schmerzgrenze (Lp=120 dB) reicht.

Schalldruckpegeländerungen kleiner als 2dB können vom Menschen fast nicht mehr wahr-genommen werden.

Für Glas und Fenster sind die Einwirkungen des Luftschallschutzes entscheidend, welches für ein Bauteil im Schalldämmmaß Rw dargestellt wird.

Zur Messung des Rw werden alle flankierenden Bauteil (Fugen, Maueranschlüsse etc.) so dicht als möglich gemacht, damit nur das betreffende Element gemessen wird.

Mittels dem Wert „Rw“ wird die Kurve der Schalldämmung, welche alle hörbaren Frequenzen (Hz) mit einschließt so geglättet, dass eine einzahlige Wertbezeichnung entsteht (wäre dies nicht der Fall, wäre für jede Frequenz eine eigene Schalldämmzahl erforderlich, womit jegliche Vergleiche unmöglich wären).
Der Wert Rw ist gewichtet nach der Empfindlichkeit des menschlichen Hörens (für uns gut hörbare Frequenzen haben einen höheren Einflussfaktor in den Wert als weniger stark  hörbare Frequenzen).

Achtung: das Schalldämmmaß  R´ wird als Bau-Schalldämmmaß bezeichnet und schließt auch die flankierenden (angrenzenden) Bauteile mit ein; dieses ist gewöhnlich ca. 2dB ungünstiger als Rw (welches nur das jeweilige Bauteil (Fenster/Glas) betrifft).

Praktischere und weitere Informationen dazu erhalten Sie im nächsten Tipp bzw. bei Ihrem Glasermeister und Bauphysiker.

Michael Marte
Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger
A - 6170 Zirl

 

U-Wert
oder wieviel Energie (ver)braucht mein Heim?

Der U-Wert (früher k-Wert) von Bauteilen wird in Watt per Quadratmeter Kelvin angegeben.
Mit dem U-Wert wird dargestellt, welche Leistung pro m² auf der einen Seite benötigt wird, um eine Temperaturdifferenz von 1 Kelvin (K) aufrecht zu erhalten.
(Hinweis: Leistung ist Energie pro Zeiteinheit, deshalb auch: welche Energiemenge fließt pro Zeiteinheit durch den Bauteil, (die Zeiteinheit ist meist Stunden, darum auch kWh))

Je kleiner der U-Wert, umso besser, da weniger Energie fließen kann (ähnlich wie beim KFZ, in dem der Verbrauch in Treibstoffmenge/100 km angegeben wird).
Der U-Wert stellt nur die Wärmeleitung von der höheren zur niederen Energieseite dar; Energiegewinne oder Strahlung werden nicht berücksichtigt.

In Verbindung mit Verglasungen oder Fenstern gibt es unterschiedliche Werte:

Uw = Uwindow =U-Wert des gesamten Fensterelements, welcher sich aus den Werten

Ug = Uglass =     U-Wert Glas

Uf = Uframe =    U-Wert Rahmen

Ψg = Psiglass =   Psi

zusammensetzt.

Diese sind zur Ermittlung des Uw-Wertes des gesamten Glas-Rahmen-Bauteils und zur korrekten Heizwärmebedarfsermittlung erforderlich.

Exakt gilt der Ug-Wert nur in der Mitte einer 1x1 m großen Scheibe; je weiter man sich nach außen bewegt, umso größer wird der Einfluss des Glasrandverbundes.
Dieser Einfluss ist bei der Verwendung metallischer Abstandhaltersysteme bei Isoliergläsern deutlich höher als bei (modernen) Kunststoff-Abstandhalter-systemen und variiert bis zu Faktor 4 der Wärmeleitung im Randbereich.
Je niedriger Ψg ist, umso wärmer ist der Glasrand an der Rauminnenseite und umso weniger ist Kondensat am (meist unteren) Rand der inneren Verglasungsoberfläche zu befürchten.
Zur einfachen Dartstellung wird für das Bauteil Fenster Uw für das gesamte Element angegeben, in welchen die Detailwerte Uf, Ug ,Ψg einfließen.

Typische Uw-Werte bei Glas/Fenstern sind zum Beispiel:

Uw–Wert

W/m²K

Einsatz bis …

Erklärung

5,0

Einfach verglaste Elemente

2,8

1990

Doppelt verglaste Fenster oder 2-fach Isolierglas ohne Beschichtung*

1,5

2000

Fenster mit 2-fach Isolierglas, Beschichtung, Gasfüllung*

1,3

2005

1,1

2008

Bis

0,6

Aktuell

Fenster mit 3-fach Isolierglas, Beschichtung, Gasfüllung*

*Anmerkung:    Zur Verbesserung des Ug-Wertes werden unsichtbare Metalloxyd-Beschichtungen am Glas aufgebracht, welche die Wärmestrahlung minimieren; Gasfüllungen im Isolierglas sorgen für weitere Reduktionen.

Mit einem simplen Austausch von Verglasungen, wie sie vor dem Jahr 2000 eingesetzt wurden, ist es damit möglich den Energiebedarf der Fenster um bis zu 75% zu reduzieren.
(Ein Verglasungsaustausch wird unkompliziert, schnell und ohne Schmutz erledigt)

Uw und Ug sind damit deutlich ungünstiger als (gedämmtes) Mauerwerk.
Da transparente Bauteile jedoch in der Lage sind, die Solarstrahlung in den Raum zu transportieren, kann diese kostenlose Energie genutzt werden.
Bei intelligenter Planung und hinter Verglasungen angeordneten massiven Bauteilen, welche als Wärmespeicher dienen (Beton, Stein, Kachelofen…), kann diese kostenlose Energie gut genutzt werden und wesentlich zur Entlastung des Heizsystems beitragen.

Tipps:
•    Der Glastausch bestehender 2-fach Isoliergläser zu 3-fach Isoliergläsern mit einem Ug-Wert von bis zu 0,5W/m²K ist bei fast gleichen Elementstärken und gleichem Glasgewicht (=Schonung der Fensterbeschläge) durch moderne Fertigungsmethoden möglich.
•    Die Verwendung von Sicherheitsglas wird (bei 3-fach Isoliergläsern) unter anderem aus thermischen Gründen empfohlen.
•    Ihr Einsparpotential können Sie auf diversen Homepages im Internet einfach und kostenlos berechnen lassen.

Weitere Informationen dazu erhalten Sie bei Ihrem Glasermeister und Ihrem Energieberater.

Michael Marte
Allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger
A - 6170 Zirl

Seite 1 von 2

Suche

Partner Tondach

Partner Villas

Partner Creaton

Partner Velux

Zum Seitenanfang