Know-how im Bauwesen - rahmenlose Glasfassaden. Wie das funktioniert, erfahren wir bei der Firma Aestech

Eine Glasfassade ist eine äußerst komplizierte Konstruktion. Um Isolierverglasungseinheiten zu installieren, muss zusätzlich zur Gebäudekonstruktion ein Tragrahmen errichtet werden, was ziemlich teuer ist und den Lichteinfall in das Gebäude erheblich verringert. Die von der ukrainischen Firma Aestech entwickelte rahmenlose Verglasungstechnologie ermöglicht es jedoch, Verglasungseinheiten ohne zusätzliche Rahmen einzubauen. Diese Erfindung verändert den Bau von Glasfassaden bis zur Unkenntlichkeit — so wie einst das Mobiltelefon das Kommunikationssystem veränderte.

Warum man auf Metallprofile verzichten sollte

Ein Gebäude mit einer komplett durchgehenden Glasfassade ist ein großer Traum von Architekten und Planern. Doch diese Träume blieben Träume, denn weder in Deutschland noch in der Welt wurden bis vor kurzem Glasfassaden ohne die Verwendung von Aluminiumträgern hergestellt.

Typische Glasfassaden haben offensichtliche Nachteile. Zum Beispiel die Ästhetik: Die mit Metallprofilen durchsetzte Fassade sieht nicht so beeindruckend aus. Die Profile reduzieren erheblich die Lichtmenge, die ins Gebäude gelangt. Außerdem verhindern diese, dass die NutzerInnen das Bild genießen können, indem sie das Panorama in viele Fragmente zerlegen.

Diese Nachteile lassen sich lange aufzählen, und dennoch waren Architekten und Bauherren bis jetzt gezwungen, sich mit diesen Nachteilen zu rechnen. Es gibt jedoch eine Erfindung, die das herkömmliche Pfosten-Riegel-System zur Befestigung von Isolierglaseinheiten ersetzen kann. Sie wird als rahmenlose Verglasungstechnologie bezeichnet. Hier wird gezeigt, was die Ingenieure von Aestech geschafft haben.

Wie wird ein neuer Typ Isolierglaseinheiten hergestellt?

Das Hauptproblem der Isolierglaseinheit, die nach dem alten Schema gebaut wurde, ist die Methode der Verklebung der Glasschichten. Dazu werden ein metallischer Abstandsrahmen und ein relativ weicher Dichtstoff verwendet. Bei einem solchen System wirkt die Windlast nur auf die äußere Glasschicht. Die inneren Glasschichten sind nahezu unbelastet und dienen lediglich der Schaffung von Luftkammern, die die thermischen Eigenschaften der Isolierglaseinheit verbessern. Daher muss das äußere Glas extrem stark sein — und daher dick und schwer. Dementsprechend müssen auch die Haltestrukturen entsprechend dimensioniert werden.

Unter diesen Bedingungen bleibt den Ingenieuren nichts anderes übrig, als sich neue Varianten von Stützen für doppelt verglaste Fenster auszudenken, und den Architekten — Möglichkeiten, sie von außen und innen zu dekorieren. Aestech beschloss jedoch, das gesamte Prinzip radikal zu ändern: die tragende Funktion sollte auf die Glaseinheit selbst übertragen werden.

Die Ingenieure von Aestech haben einen Mechanismus entwickelt, um die Last auf alle Glasschichten zu verteilen. Diese werden mit einem gemeinsamen starren Rahmen verbunden. Die Stärke dieser Konstruktion ermöglicht die Verwendung von dünnerem Glas, so dass das Gewicht der Verglasung erheblich reduziert werden kann.

Die Entwicklung von Aestech nennt sich "hochfeste Isolierglaseinheit". Diese weist die gleichen Festigkeitseigenschaften wie herkömmliche Isolierglaseinheiten auf, ist aber in der Regel wesentlich leichter.

Diese Eigenschaften wurden durch den Verzicht auf die übliche Dichtungsmasse erreicht, die traditionell zum Verkleben von Glas bei der Herstellung von Isolierglasfenstern verwendet wird. Um eine starre Struktur zu bilden, verwendet das Unternehmen eine Verbundkonstruktion — ein Pultrusionsprofil — und einen Spezialkleber, der alle Komponenten des Systems zuverlässig miteinander verbindet.

Rahmenlose Fassaden sind energieeffizienter

Bei der Planung einer Glasfassade muss die Lichtdurchlässigkeit, aber auch die Wärmeübertragung berücksichtigt werden. Hier beginnen die Probleme.

Wenn man Isolierglaseinheiten auf herkömmliche Weise mit einem Gitter aus Pfosten und Riegel anbringt, entstehen zahlreiche Wärmebrücken, durch die die Wärme leicht aus dem Gebäude entweichen kann, und umgekehrt in der warmen Jahreszeit dringt die übermäßige Wärme in das Gebäude ein.

Die Befestigung von Glas auf Metall ist unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung eine schlechte Idee, denn die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium ist mehr als 200 Mal höher als die von Glas. Im Winter ist es in einem solchen Raum kälter, im Sommer heißer, und man muss mehr Geld für die Heizung oder die Senkung der Lufttemperatur im Gebäude ausgeben.

Bei der Fassade mit hochfesten Isoliereinheiten treten solche Probleme nicht auf, da diese Isolierglasfenster ohne Metallgestelle am Gebäude befestigt und mit Hilfe von wärmedämmenden Dichtungsmitteln fest miteinander verbunden sind.

Außerdem bietet eine hochfeste Isolierglaseinheit von Aestech eine deutlich bessere Schalldämmung. Die Konstruktion mit metallischen Abstandshaltern und umlaufenden Profilen wird durch Erwärmung und Abkühlung ungleichmäßig verformt, so dass es allmählich zu Blasenbildung und Verstößen gegen die Schalldämmung kommt.

Dies gilt jedoch nicht für das System von Aestech: Im Vergleich zum Metallrahmen hat der Pultrusionsrahmen einen viel geringeren Ausdehnungskoeffizienten, der dem von Glas nahe kommt, so dass die Konstruktion gleichmäßig auf Temperaturänderungen reagiert. Die Stabilität der Isolierglaseinheit ist nämlich der Schlüssel für das normale Funktionieren der Glasfassade, indem sie ihre wichtigsten Eigenschaften — Steifigkeit und Tragfähigkeit — bewahrt.

Hochfeste Isolierglaseinheiten bleiben flach — und deshalb ist es wichtig

Konventionelle Isoliereinheiten haben einen weiteren Nachteil — die Ästhetik. Da sich der Gasdruck, der die Kammern in einem Isolierglas füllt, ändert, kann sich das Glas zur einen oder anderen Seite biegen. Solche Bewegungen des Glases führen zu optischen Verzerrungen auf jeder einzelnen Glaseinheit. Wenn Sie schon einmal in einem Lachzimmer mit gebogenen Spiegeln waren, werden Sie verstehen, von welchen Effekten wir sprechen. Stellen Sie sich nun vor, dass das gesamte Gebäude mit solchen Spiegeln "geschmückt" ist.

Das ist im Sommer gut zu sehen, wenn sich scheinbar jede Zelle der Glasfassade nach außen biegt — so drückt das expandierte Gas auf das äußere Glas. Oder im Winter, wenn es sich zusammenzieht und das Glas in den Rahmen zu ziehen scheint.

Natürlich gibt es ein Mittel gegen optische Verzerrungen. Zum Beispiel, um die Luft vollständig aus den Kammern zu pumpen, bevor sie versiegelt werden. Oder man verwendet ein dickeres Außenglas, das sich unter dem Gasdruck nicht verbiegt. Beide Methoden sind sehr teuer, und im zweiten Fall wird das Paket schwerer, was zusätzliche Probleme bei der Installation verursacht.

Isolierglaseinheiten mit erhöhter Festigkeit sind automatisch von dem Problem der Verformung befreit. Wenn sich das Gas in der Kammer ausdehnt oder zusammenzieht, versuchen die Glasschichten aufgrund des starren Rahmens, sich gegenseitig zu dehnen. Aber Glas ist ein Material, das sich nicht gut dehnen lässt. So hält die Glaseinheit dem Gasdruck ohne sichtbare Verformung stand, ähnlich wie eine Sauerstoffflasche.

Hochfeste Isolierglaseinheiten sparen Baukosten

Die Herstellungskosten für hochfeste Isolierglaseinheiten sind im Vergleich zu herkömmlichen Systemen derselben Fläche höher — die Materialien sind teurer, und das Verkleben der Glasschichten erfordert mehr Zeit. Daher der Preisunterschied. Experten weisen jedoch darauf hin, dass die Gesamtkosten der Glasfassade im Endeffekt geringer sind.

Das Geheimnis liegt in den Ausschluss eines teuren Metallrahmens und der Notwendigkeit, Querriegel mit erhöhter Tragfähigkeit zu installieren. Hinzu kommt die Reduzierung der Transport- und Montagekosten für leichtere, Isolierglaseinheiten mit höherer Festigkeit.

Jetzt baut Aestech, das zur internationalen Holding TECHIIA gehört, ein eigenes Produktionswerk für hochfeste Isolierglaseinheiten. Auch die patentierte Lösung für rahmenlose Verglasungen steht Entwicklern ab sofort zur Verfügung und wird in zahlreichen Objekten eingesetzt.