Sollte man in einer Vorhangfassade Verbundglas oder Sicherheitsglas verwenden?

Beide sind Sicherheitsglas. Sie versagen auf völlig unterschiedliche Weise, und genau dieser Unterschied ist die Grundlage für die Wahl zwischen ihnen.

Gehärtetes Glas zerspringt in kleine, stumpfe Splitter, und die gesamte Scheibe fällt aus der Öffnung. Verbundglas reißt zwar, aber die Zwischenschicht hält die Bruchstücke zusammen, sodass die Scheibe im Rahmen bleibt.

Im Erdgeschoss eines Ladenlokals sind beide Szenarien verkraftbar. Zwanzig Stockwerke höher ist es jedoch etwas ganz anderes, wenn eine Scheibe aus ihrem Rahmen springt, als wenn sie reißt und an Ort und Stelle bleibt. Deshalb wird bei den meisten Hochhäusern – unabhängig von der Festigkeitsberechnung – Verbundglas für mindestens eine Seite vorgeschrieben.

Dieser Artikel beschreibt das Verhalten der einzelnen Typen, ihre jeweiligen Anwendungsgebiete und warum die Kombination so häufig vorkommt. PRANCE-Lieferungen Glasfassadensysteme mit Verbund-, Sicherheits- und thermisch vorgespanntem Glas.

Gehärtetes Glas in Vorhangfassadensystemen

Gehärtetes Glas, auch als vorgespanntes Glas bezeichnet, wird auf etwa 620 Grad Celsius erhitzt und anschließend schnell abgekühlt. Die Oberflächen ziehen sich zusammen und verfestigen sich, während der Kern noch heiß ist. Dadurch werden die Oberflächen unter Druck und der Kern unter Zugspannung gesetzt.

Diese gespeicherte Spannung macht es so widerstandsfähig. Es besitzt eine etwa vier- bis fünfmal höhere Biegefestigkeit als normalem, gleich dickem Glas, weshalb es Windlasten und thermischen Spannungen standhält, die normales Glas zum Zerbrechen bringen würden.

In Nordamerika unterliegt es der Norm ASTM C1048, in Europa der Norm EN 12150.

Wie es kaputt geht

Wird die druckfeste Oberflächenschicht durchdrungen, entlädt sich die gespeicherte Energie schlagartig. Die Scheibe zerfällt in kleine, annähernd würfelförmige Fragmente, was üblicherweise als Zerkleinern bezeichnet wird.

Diese Splitter sind weitaus weniger gefährlich als die langen Scherben, die beim Tempern von Glas entstehen – das ist der Sicherheitsvorteil. Was sie jedoch nicht sind, bleibt im Glas zurück. Die Scheibe bricht, und die Splitter fallen aus der Höhe herab.

Nickelsulfid-Einschlüsse

Der Fehlermodus, der Planer und Architekten dazu veranlasst, bei der Verwendung von gehärtetem Glas in Fassaden vorsichtig zu sein.

Nickelsulfidpartikel treten gelegentlich als mikroskopische Einschlüsse in Floatglas auf. In normalem Glas sind sie harmlos. In gehärtetem Glas befinden sie sich in der Zugzone und dehnen sich im Laufe der Zeit durch einen Phasenübergang leicht aus. Befindet sich ein Einschluss an der falschen Stelle, reicht diese Ausdehnung aus, um einen Glasbruch zu verursachen.

Das Ergebnis ist ein spontaner Bruch ohne erkennbaren Grund, manchmal erst Jahre nach der Installation.

Durch die Wärmebehandlung wird das Risiko erheblich reduziert. Die Scheiben werden mehrere Stunden lang bei ca. 290 °C gehalten, wodurch der Phasenübergang beschleunigt wird. So versagen anfällige Scheiben bereits im Werk und nicht erst am Gebäude. In der europäischen Praxis entspricht dies der Norm EN 14179.

Durch die Wärmebehandlung wird das Risiko nicht vollständig beseitigt. Sie reduziert es jedoch auf ein für die meisten Projekte akzeptables Niveau, und bei jedem Hochhaus mit Sicherheitsglas sollte sie vorgeschrieben und nicht einfach vorausgesetzt werden.

wärmebehandeltes Glas

Eine Mittelwegoption, die oft übersehen wird.

Wärmebehandeltes Glas kühlt langsamer ab als vorgespanntes Glas und erreicht dadurch etwa die doppelte statt der vierfachen Festigkeit von normalem Glas. Es zerbricht in größere Fragmente, die tendenziell länger im Rahmen verbleiben, und ist aufgrund der geringeren Kernspannung deutlich weniger anfällig für Nickelsulfid-Bruch.

Es kann in den meisten Bauvorschriften nicht allein als Sicherheitsglas verwendet werden. Als Verbundglas ist es jedoch in Vorhangfassaden weit verbreitet und bietet eine gute Festigkeit sowie ein besseres Bruchverhalten als gehärtetes Glas.

Verbundglas in Vorhangfassadensystemen

Zwei oder mehr Scheiben, die unter Hitze und Druck mit einer Polymerzwischenschicht verbunden sind. Geregelt durch ASTM C1172 und EN 14449.

Die entscheidende Eigenschaft ist der Zusammenhalt nach dem Bruch. Wenn das Glas reißt, hält die Zwischenschicht die Bruchstücke zusammen, sodass die Scheibe in der Öffnung bleibt und weiterhin als Wetterschutz und Absturzsicherung dient, bis sie ausgetauscht werden kann.

Zwischenschichttypen

• PVB, Polyvinylbutyral: die Standard-Zwischenschicht, typischerweise 0,76 mm, gute Haftung und weit verbreitet

• Akustisches PVB: weichere Formulierung mit 2 bis 4 zusätzlichen STC-Punkten, abgedeckt durch akustische Zwischenschichten und Schallreduzierung

• SGP, Ionoplast: deutlich steifer und fester, wird dort eingesetzt, wo strukturelle Belastbarkeit nach einem Bruch erforderlich ist.

• EVA: wird in einigen Anwendungen und zur Einkapselung von Elementen innerhalb des Laminats verwendet.

SGP-Zwischenschichten sind dort wichtig, wo das Glas auch nach einem Bruch seine strukturellen Eigenschaften behalten muss, beispielsweise bei Balustraden, Vordächern und Überkopfverglasungen. Sie sind zwar teurer, aber die erhöhte Steifigkeit verändert die Konstruktion grundlegend.

Dickenbezeichnung

Verbundglas wird üblicherweise anhand seiner Bestandteile beschrieben. Ein 10,8 mm starkes Verbundglas besteht aus zwei 5 mm starken Scheiben mit einer 0,76 mm starken Zwischenschicht. Ein 11,52 mm starkes Verbundglas besteht aus zwei 5 mm starken Scheiben mit einer 1,52 mm starken Zwischenschicht, die aus zwei PVB-Schichten besteht.

Durch die Verdopplung der Zwischenschicht werden die Retention und die akustische Leistung verbessert; dies ist eine gängige Modernisierungsmaßnahme in den oberen Stockwerken.

Vergleich des Bruchverhaltens

Indikativer Vergleich. Die tatsächliche Auswahl richtet sich nach den Bauvorschriften und statischen Berechnungen.

Wo gehört jeder Typ hin?

Die meisten Vorhangfassaden verwenden beides, jedoch an unterschiedlichen Positionen innerhalb desselben Elements.

Außenscheibe

Nimmt die Windlast, die thermische Beanspruchung durch Sonneneinstrahlung und jegliche äußere Einwirkungen auf. Gehärtet oder wärmebehandelt, je nach statischer Berechnung.

Bei Gebäuden mit gehärteter Außenscheibe und hoher Gebäudehöhe ist es ratsam, eine Wärmebehandlungsprüfung nach EN 14179 standardmäßig und nicht optional vorzuschreiben.

Innenscheibe

Sie ist den Bewohnern zugewandt. Hier spielt Verbundglas seine Stärken aus, denn eine gesprungene Innenscheibe, die im Rahmen bleibt, fällt nicht in den Raum.

In vielen Rechtsordnungen sind laminierte Innenscheiben ab einer bestimmten Höhe vorgeschrieben, und selbst dort, wo dies nicht der Fall ist, ist es bei hohen Gebäuden gängige Praxis.

Überkopf- und Schrägverglasung

Verbundglas ist praktisch Pflicht. Glas über einem bewohnten Raum, das versagt, darf nicht herunterfallen; daher ist die Haltekraft und nicht die Festigkeit das maßgebliche Kriterium.

Die Vorschriften verlangen in der Regel Verbundglas an der Unterseite von geneigten oder nach oben gerichteten Konstruktionen, häufig mit wärmebehandelten statt vorgespannten Schichten.

Balustraden und Geländer

Wo Glas als Absturzsicherung dient, ist eine Laminierung mit einer steifen Zwischenschicht Standard. SGP-Zwischenschichten sind üblich, da die Konstruktion auch nach dem Bruch einer Lage ihre Tragfähigkeit beibehalten muss.

Zwickelzonen

Opake Bereiche sind durch die Sonneneinstrahlung hinter den Paneelen einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt. Hier ist thermisch vorgespanntes oder gehärtetes Glas üblich, Verbundglas ist seltener erforderlich, da sich direkt dahinter kein bewohnter Raum befindet.

Sicherheitsvorschriften

Die Anforderungen variieren je nach Rechtsordnung und sollten anhand des jeweiligen Gesetzes überprüft werden, anstatt sie einfach anzunehmen.

In Nordamerika definieren die Normen CPSC 16 CFR 1201 und ANSI Z97.1 die Anforderungen an Sicherheitsverglasung, während der IBC die Gefahrenbereiche festlegt, in denen Sicherheitsverglasung vorgeschrieben ist. In Europa wird die Norm EN 12600 zur Stoßklassifizierung herangezogen.

Häufige Auslöser für die Pflicht zur Verwendung von Sicherheitsverglasungen sind Verglasungen in und neben Türen, Verglasungen unterhalb einer definierten Schwellenhöhe, Verglasungen neben Gehflächen, Verglasungen in Nassbereichen und Überkopfverglasungen.

Bei Vorhangfassaden kommen häufig mehrere dieser Glasarten gleichzeitig vor, was unter anderem der Grund dafür ist, dass beide Glasarten in einer einzigen Fassade vorkommen.

Anforderungen an Taifune, Hurrikane und deren Auswirkungen

In Regionen mit starken Windereignissen gelten zusätzliche Anforderungen, die den Einsatz von Verbundglas faktisch vorschreiben.

Schlagfeste Verglasung muss einem Geschossaufprall und anschließend einer zyklischen Druckbelastung, wie sie beispielsweise bei einem Sturm auftritt, standhalten. Gehärtetes Glas allein genügt dieser Anforderung nicht, da die Scheibe nach dem Aufprall aus der Öffnung herausspringt und die Gebäudehülle dadurch beschädigt wird, was zu einer Druckansammlung im Inneren führt.

Verbundglas mit einer geeigneten Zwischenschicht hält durch, weil es die Öffnung nach dem Aufprall aufrechterhält. Dokumentation der Verglasung in einem Taifungebiet umfasst die nachfolgenden Einreichungsanforderungen.

Verarbeitung und Koordination

Drei praktische Punkte, die Probleme verursachen, wenn sie übersehen werden.

Gehärtetes Glas kann nach dem Härten nicht mehr geschnitten oder gebohrt werden. Die gesamte Fertigung erfolgt vor der Wärmebehandlung, daher bedeuten spätere Änderungen neue Scheiben und eine neue Lieferzeit.

Low-E-Beschichtungen reagieren mit dem Härteprozess. Standardmäßige weiche Beschichtungen überstehen den Ofen nicht, daher wird entweder eine wärmebehandelbare Beschichtung verwendet oder das Glas wird nach dem Härten beschichtet. Niedrige Emissionsgrade Beschichtungen und deren Oberflächen behandelt die Auswahl der Beschichtung.

Wellenverzerrung durch Walzenbiegen. Gehärtetes und thermisch vorgespanntes Glas durchläuft einen Walzenbiegeofen, wodurch eine leichte Welligkeit entsteht. Bei stark reflektierenden Fassaden zeigt sich dies als sichtbare Verzerrung der Spiegelungen. Wo die Optik eine Rolle spielt, können engere Toleranzen vorgegeben werden.

Die Überprüfung dieser Angaben zum Zeitpunkt der Einreichung erfordert Nachweise, und wie Baugruppen vor der Genehmigung geprüft werden legt fest, welche Prüfungen gelten. Veröffentlicht Zertifizierungsdokumentation ist ein vernünftiger Ausgangspunkt für die Beurteilung eines Lieferanten.

Häufig gestellte Fragen

1. Welches Glas ist sicherer, Verbundglas oder Sicherheitsglas?

Beide Glasarten gelten als Sicherheitsglas, bieten aber unterschiedliche Sicherheitseigenschaften. Gehärtetes Glas erzeugt kleine, stumpfe Splitter anstelle scharfer Scherben. Verbundglas hält die Bruchstücke in der Öffnung. Gerade in der Höhe ist der Rückhalt der Scheiben besonders wichtig, weshalb Verbundglas-Innenscheiben bei Hochhäusern Standard sind.

2. Warum zerbricht gehärtetes Glas manchmal auch ohne äußere Einwirkung?

Nickelsulfid-Einschlüsse. Mikroskopisch kleine Partikel im Glas dehnen sich mit der Zeit leicht aus, und bei Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) steht der Kern unter Zugspannung. Daher kann ein Einschluss an der falschen Stelle Jahre nach dem Einbau zum Glasbruch führen. Wärmebehandlungstests nach EN 14179 reduzieren das Risiko erheblich.

3. Ist Verbundglas für Vorhangfassaden an Hochhäusern erforderlich?

In vielen Regionen ist die Verwendung von Verbundglas ab einer bestimmten Höhe häufig vorgeschrieben. Selbst dort, wo die Vorschriften gehärtetes Glas zulassen, sind Verbundglasscheiben bei Hochhäusern gängige Praxis, da eine im Rahmen verbleibende, gerissene Scheibe das Herabfallen von Glas verhindert.

4. Kann eine Vorhangfassade sowohl Verbundglas als auch Sicherheitsglas verwenden?

Ja, und die meisten tun das. Eine typische Einheit verwendet eine gehärtete oder thermisch vorgespannte Außenscheibe, die auf Wind- und Wärmelast ausgelegt ist, wobei eine laminierte Innenscheibe die Stabilität nach einem Bruch in Richtung des Aufenthaltsraums gewährleistet.

5. Was ist wärmebehandeltes Glas und wann wird es verwendet?

Gehärtetes Glas kühlt langsamer ab als vorgespanntes Glas und erreicht dadurch etwa die doppelte statt der vierfachen Festigkeit. Es zerbricht in größere, bleibende Bruchstücke und birgt ein deutlich geringeres Risiko durch Nickelsulfid, weshalb es häufig als Lage in Verbundglas für Vorhangfassaden verwendet wird.

Die Wahl zwischen ihnen

Führen Sie zunächst die statische Berechnung durch, da diese die Mindestfestigkeit festlegt. Beachten Sie anschließend die Bauvorschriften für den jeweiligen Standort, die häufig Sicherheitsverglasung vorschreiben. Fragen Sie sich dann, was passiert, wenn eine Scheibe an dieser Stelle im Gebäude bricht, denn die Frage nach der Stabilität wird durch die Berechnung nicht beantwortet.

Bei den meisten Fassaden von Geschäftsgebäuden besteht die Lösung in einer thermisch vorgespannten oder gehärteten Außenscheibe mit einer laminierten Innenscheibe, die dort, wo sich das gehärtete Glas in der Höhe befindet, wärmebehandelt wird.

PRANCE liefert Vorhangfassadensysteme mit gehärtetem, thermisch vorgespanntem und Verbundglas inklusive akustischer und struktureller Zwischenschichten sowie Verarbeitungs- und Prüfdokumentation für die gelieferte Konfiguration. Senden Sie uns Ihre Ansichten und Windlastdaten und Verglasungsspezifikation anfordern Die