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Bauen
mit Glas

Anneliese Hagl, Glasbau bei ZM-I

Im Gespräch zum Thema Glasbau:

Dipl.-Ing. Anneliese Hagl
Sachverständige Bestellungsgebiet Glasbau


Welche Herausforderungen stellen sich beim Bauen mit Glas?

Eine Herausforderung besteht in der Transparenz des Werkstoffs Glas. Glas nimmt sich optisch zurück, wodurch die Verbindungs- und Anschlussteile gestalterisch dominant werden. Eine weitere Herausforderung ergibt sich durch das spröde Verhalten von Glas. Ein direkter Kontakt von Glas zu z.B. metallischen Bauteilen kann zum Versagen des Bauteils führen. 

Für mich persönlich besteht eine wesentliche Herausforderung darin, ein kaum sichtbares Bauteil gekonnt zum Tragen zu bringen. Es muss wie selbstverständlich wirken und die Magie des Werkstoffs unterstützen. Die Fassadenkonstruktion der Herz-Jesu Kirche in München ist hier ein passendes Beispiel.


Welche materialspezifischen Grenzen setzt Glas?

Aufgrund der Beschaffenheit der Oberfläche hat Glas eine geringe Zugfestigkeit, aber eine relativ hohe Druckbelastbarkeit. Biegebelastungen können die Ausnutzung der Druckbelastbarkeit von Glas entsprechend einschränken.

Bei den Anforderungen im Brandschutz kommt normales Glas schnell an seine Grenzen. Deshalb wird bei Brandschutzverglasungen ein Spezialglas mit aufschäumenden Zwischenschichten eingesetzt, das eine Feuerwiderstandsdauer von 90 Minuten gewährleistet.

Bauwerke im öffentlichen Bereich sind oft durch Vandalismus gefährdet. Wird der spröde Werkstoff Glas nicht entsprechend geschützt, hat er sozusagen schlechte Karten.


Wie hat sich die Bauweise mit Glas im Laufe der letzten Jahre verändert?

Im Lauf der letzten Jahre hat sich die Technik der Glasveredelung sehr verändert. So sind beispielsweise heute sehr lange Verbund-Glasträger von über 10 Metern möglich. Lange Jahre galten die 6,7 Meter langen Glasträger der Herz-Jesu Kirche als die längsten Glasschwerter in Deutschland. Die Länge der Autoklaven, in denen die Verbundglaselemente unter Temperatur und Druck hergestellt werden konnten, war damals hier ausschlaggebend.

Auch Isolierglaselemente werden immer größer und damit schwerer. Glas hat immerhin das gleiche spezifische Gewicht wie Beton. Vor einigen Jahren war es üblich, Glaselemente mit maximal 300kg zu planen. Grenzen setzten dabei die Hebezeuge, mit denen die Scheiben vor Ort eingebaut wurden. Mittlerweile leisten Hebezeuge 800 kg Tragkraft und mehr. Das ermöglicht eine Montage von sehr großen Scheiben. Heute limitiert eher der Transport dieser großen Glasbauteile zur Baustelle den Glasbau. Der Trend geht zu Verbundgläsern, in deren Verbundschicht bedruckte oder ergänzende Schichten, wie z.B. Metallgitter eingebaut werden.


Welche Stoffe sind beim Glasbau die besten Begleiter?

Bei Anschlusskonstruktionen fehlt es leider oft an der sorgfältigen Planung. Elastische Zwischenlagen helfen Zwängungen zwischen Glas und Metall zu vermeiden. Bauspezifische Toleranzen müssen planerisch berücksichtigt werden. Gerade bei der Konstruktion von Verbundbauteilen mit Glas kommt z.B. dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der beteiligten Werkstoffe eine besondere Bedeutung zu. Ein Werkstoff, der in der Lage ist Lasten zu tragen und gleichzeitig auch geringere Toleranzen auszugleichen ist z.B. Silikon. Richtig eingesetzt ist dieses Material ein geradezu idealer Fügepartner im Glasbau.


Welche Forschungsaktivitäten, die Sie angeregt haben, sind besonders bemerkenswert?

Während der Planung für die Herz-Jesu Kirche stellte ich fest, dass es keinerlei allgemein gültige Angaben zum Werkstoff Silikon gab. Zwar war damals die Europäische Richtlinie ETG 002 gerade eingeführt worden – dort fehlten aber für mich nachvollziehbare Werkstoffkenndaten, da die ETAG 002 mit groben Annahmen nur einen schmalen konstruktiven Anwendungsbereich adressiert. Im Jahr 2002 habe ich beim Fachverband Konstruktiver Glasbau (FKG) die Arbeitsgruppe Kleben gegründet und über viele Jahre geleitet. Mitglieder waren damals auch einige Institute, die sich auch heute weiterhin mit dem Kleben im Bauwesen beschäftigen.

Die Ermittlung von Werkstoffkenndaten sollte einen allgemeingültigen Ansatz für die Berechnung beliebiger Verklebungsgeometrien ermöglichen. Bald jedoch stellte ich fest, dass neben den reinen Kenndaten des Werkstoffs auch ein Versagenskriterium erforderlich ist. Hierfür konnte ich mit meinem Prüflabor weitergehende Forschungsergebnisse erzielen. Mit diesem Werkstoff- und Versagensmodell sind mir heute Berechnungen für allgemeine Verklebungsgeometrien möglich.


Haben Sie international Erfahrungen austauschen können? Wenn ja, wie waren die internationalen Reaktionen auf Ihre Projekte?

Das Glasbauprojekt Herz-Jesu Kirche ist auch international auf großes Interesse gestoßen, so zum Beispiel bei Vorträgen in den Vereinigten Staaten, bei diversen ASTM-Konferenzen oder in Europa beispielsweise bei der Challenging Glass. Am interessantesten war für mich der Austausch mit amerikanischen Kollegen. Dort versteht man den Einsatz von Silikon meist in der Anwendung bei mehr oder weniger großen Fugen. Tragendes Kleben mit Silikonen findet ausschließlich als linienförmige Verklebung im Fassadenbau Anwendung. Die eher filigrane Verklebungsgeometrie der Herz-Jesu Kirche fand großes Interesse, um nicht zu sagen Erstaunen.


Wie schätzen Sie die Zukunft des Glasbaus ein?

Für die Zukunft des Glasbaus erscheint mir die Ausbildung der Ingenieure einer der Schlüsselpunkte zu sein. Glas und die damit zusammenhängenden Konstruktionswerkstoffe wie z.B. elastisches Kleben müssen gelehrt werden, da sich das hierfür erforderliche methodologische Vorgehen deutlich von dem klassischen Bauwerkstoff unterscheidet. Auf der anderen Seite bietet die geschickte Kombination von Glas mit geeigneten anderen Konstruktionswerkstoffen potentielle Lösungen, die die Vorteile von Glas unterstreichen und gleichzeitig die materialtechnischen Nachteile ausgleichen.

Gleichzeitig finden im Bereich der Verbundgläser und der Verbindungstechniken deutliche Innovationen statt.