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Tragendes Glas

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Bearbeitet von: Sebastian Mitterer

Inhaltsverzeichnis

Allgemein

Konventionelles Floatglas hat die unangenehme Eigenschaft, dass es zwar stabil ist, gleichzeitig aber bei Überbelastung plötzlich bricht. Im Gegensatz zu anderen klassischen Konstruktionsbaustoffen (z.B Stahl, Holz, Stahlbeton) wird bei Glas Überbelastung nicht durch Geräusche angekündigt. Ein Knacken ist erst bei einem Totalversagen zu hören. Aus diesem Grund werden im konstruktiven Glasbau nur Verbundsicherheitsgläser (VSG) verwendet, da der Bruch einer Scheibe, aufgrund der Zwischenschicht die die Gläser zusammenhält, nicht zum plötzlichen Gesamtverlust der Tragfähigkeit führt und nur so die nötige Sicherheit gewährleistet ist. Weiters hat Floatglas zwar eine hohe Druckfestigkeit (900 N/mm²) aber eine geringe Zugfestigkeit (30 N/mm²). Das hat zur Folge, dass für tragende Glasteile ausschließlich (thermisch oder chemisch) vorgespannte Gläser verwendet werden, weil ihre Zugfestigkeit höher liegt (rechenwert 50 N/mm²). Mit ausgeklügelten Schalen und Tragwerkskonstruktionen, neuen Verbindungs- und Verarbeitungstechniken wie z.B. Kohlefaser bewehrte Gläser, werden immer wieder spektakuläre Projekte und Experimente verwirklicht, die zeigen, dass Glas eine immer größer werdende Daseinsberechtigung als konstruktiver Bauteil hat und ungeahnte Möglichkeiten bietet.

Einsatzbereiche

Glasböden

Glasfußböden gibt es zwar schon relativ lange, doch widerspricht es der menschlichen Logik derart, von Glas zuverlässig getragen zu werden, dass sich kein uneingeschränktes Vertrauen in die Tragfähigkeit aufbaut. Tatsächlich ist die Tragfähigkeit von Glas aber zehnmal höher als die von Holz. Ein weiterer allgemein verbreiteter Irrtum ist, dass Glas immer glatt sei, was es im trockenen Zustand aber eigentlich nicht ist (etwa vergleichbar mit Fliesen oder Naturstein). Bei Nässe wird Glas jedoch sehr glatt, was zur Folge hat, dass Glasböden oft mit eingeschmolzenen Glassplittern oder Sandkörnern versehen, oder durch Siebdruck rutschfester gemacht werden. Diese Maßnahmen tragen auch zum Schutz der eigentlichen Glasoberfläche vor Kratzern bei.

Beispiele

Glasbrücke in Rotterdam, Niederlande

Educatorium Utrecht, Niederlande


Glasdächer

Bekannt sind Glasdächer vor allem aus Wintergärten, doch damit ist das Potential noch lange nicht ausgeschöpft. Glasdächer bestehen meist aus einer Unterkonstruktion und einer darauf befestigten gläsernen Dachhaut. Die Unterkonstruktion kann aus Stahl oder Holz bestehen, der Trend geht aber in Richtung Kunststoff- und Glasunterkonstruktionen. Am Institut von Werner Sobek (Institut für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren) an der Universität Stuttgart wurden freitragende Glasbögen die nur noch Unterspannungen gegen assymetrische Lasten besitzen, mit einer Spannweite von 20 Metern bei Glasstärken unter 20mm realisiert. Mit der Erkenntnis, dass eine Schalenkonstruktion aufgrund der allseitigen Lastabtragung ideal für Glas ist, baute das Institut mit Erfolg eine Glasschale mit 8,5m Spannweite bei einer Gesamtglasstärke von 10mm(!), ohne Metallunterkonstruktion. Die einzelnen Scheiben wurden nur mit eigens entwickelten Klebstoffen verbunden.

Um den sofortigen Einsturz der Konstruktion beim Bruch eines Glases zu verhindern, wurden faserbewehrte Gläser entwickelt. Dabei werden Glas-, Kohle, Aramidfaser oder Edelstahlgewebe in die Mittelschicht eingebunden und so die Resttragfähigkeit stark erhöht. Um einer Überhitzung im Sommer durch den Treibhauseffekt vorzubeugen ist Sonnenschutz bei Glasdächern ein wichtiger Bestandteil. Die Möglichkeiten reichen hierbei von Lamellen- und Membrankonstruktionen über bedruckte Gläsern bis hin zu lichtlenkenden Schichten oder echtzeitverdunkelbaren Flüssigkristallfilmen zwischen den einzelnen Glasscheiben.

Beispiele

Klinikum Bad Neustadt (Überdachung), Deutschland

New Milan Trade Fair, Italien

Kingswinford Glass Museum, Großbritanien


Glaswände und Glasfassaden

Glas als Fassadenmaterial ist keine Seltenheit mehr und hat in der Architektur eine große Bedeutung. Durch die Transparenz werden Bezüge zur Umgebung hergestellt und die Grenzen zischen Innen und Außen verwischt. Mittlerweile reichen die Gestaltungsmöglichkeiten von farbigem Glas durch diverse Folienzwischenschichten bis zu holographisch optischen Elementen (HOE). Siehe auch Artikel Glas (Glasfassaden).

Eine Fassade hat außer gestalterischen Ansprüchen auch bauphysikalischen Anforderungen zu entsprechen. Aufgrund von Windkräften sind vor allem bei großen Glasfassaden elastische Konstruktionen notwendig.

In punkto Sonnenschutz gelten für Fassaden ähnlich hohe Anforderungen wie bei Glasdächern.

Beispiele

Talus du Temple, Noyers/Avallon, Frankreich

Laminata Glashaus in Leerdamm, Niederlande

Casa da Musica, Porto, Portugal


Glasträger und Glasstützen

Glasträger und -stüzen sind (noch) sehr selten zu finden. Glas hält zwar Ducklasten gut stand, doch das Hauptproblem bei der Verwendung von Glasstützen ist die Knickgefahr. Durch schon sehr leichtes Einknicken entstehen Zugkräfte, die winzige Risse im Glas hervorrufen. Diese Risse führen wiederum schnell zum vollständigen Einsturz. Aus diesem Grund müssen bei Glasstützen wesentlich höhere Sicherheitsfaktoren miteinberechnet werden, um z.B. einen beschädigten Teil austauschen zu können, während die anderen Teile die Traglast weiterhin sicher stützen.

Ideen von neuen Hybridmaterialen (z.B. wassergefüllte mit Polyaramiden bewehrte Glaszylinder) versprechen eine große Zukunft für Glasstützen.

Beispiele

Educatorium Utrecht, Niederlande, Niederlande

Rathaus, Saint-Germain-en-Laye,Frankreich



Vorträge

Franz Sam Neue Technologien - Technologie Grundl. 16.12.2004 (Vortrag)

Rigoglas 01.06.2004 (Vortrag)

Werner Sobek Ultraleichtbau 29.06.2006 (Vortrag)

Links

Artikel Glas (Glasfassaden)

Studentenprojekt in Weimar

Werner Sobek Engineering and Design

wpd:Glas

Quellenverweise

Nijsse, Rob - Tragendes Glas, Birkhäuser 2003

Glass Design, daab 2005

Siebert, Gerald - Entwurf und Bemessung von tragenden Bauteilen aus Glas, Ernst & Sohn 2001

Baustofflehreskriptum über Glas TU Graz Teil 1 Teil 2

Seminararbeit TU Wien - Glas als Primärtragwerk Link

Humanökologie Baustofflehre Skriptum - Glas

diestatiker.de - Glas

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