Glasbau 2016 - Ernst & Sohn

Bernhard Weller, Silke Tasche (Hrsg.)
Glasbau 2016
1. Auflage
Das vorliegende Buch präsentiert in zahlreichen Beiträgen renommierter Autoren den
aktuellen Stand der Technik im konstruktiven
Glasbau.
Die Planung und die Ausführung wegweisender Glasarchitektur werden ausführlich
erläutert, die Bemessung und die Konstruktion
tragender Glasbauteile praxisgerecht
erklärt.
Die Optimierung zukunftsfähiger Gebäudehüllen wird in gleicher Tiefe behandelt wie
die energetische Sanierung denkmalgeschützter Fassaden.
Nicht zuletzt vermitteln die jüngsten
Ergebnisse anerkannter Forschungseinrichtungen einen zuverlässigen Einblick in die
Leistungsfähigkeit des gesamten Glasbaus.
Aus dem Inhalt:
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Bauten und Projekte
Bemessung und Konstruktion
Forschung und Entwicklung
Bauprodukte und Bauarten
Wissenschaftlicher Beirat
Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Stefan Böhm,
Universität Kassel
Prof. Dipl.-Ing. Dr. nat. techn. Oliver
Englhardt, Technische Universität Graz
Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann,
RWTH Aachen
Prof. Dipl.-Ing. Manfred Grohmann,
Universität Kassel
Prof. Dr.-Ing. Harald Kloft,
Technische Universität Braunschweig
Prof. Dr.-Ing. Jan Knippers,
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Jens Schneider,
Technische Universität Darmstadt
Prof. Dr.-Ing. Geralt Siebert,
Universität der Bundeswehr München
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Werner Sobek,
Universität Stuttgart
Prof. Dr.-Ing. Frank Wellershoff,
HafenCity Universität Hamburg
Abb. vorläufig
Die Herausgeber:
Prof. Dr.-Ing. Bernhard Weller ist Leiter,
Dr. Silke Tasche ist wissenschaftliche
Mitarbeiterin des Instituts für Baukonstruktion
an der Fakultät Bauingenieurwesen der
Technischen Universität Dresden.
Nutzen für Inserenten:
Zielgerichtete, langfristige Präsentation Ihrer
Produkte und Ihrer Unternehmenskompetenz in einem Praxisbuch für Architekten
und Ingenieure – Sie erreichen Planer
und Produktentscheider!
Zielgruppe:
Architekten und Bauingenieure, Bauunternehmen, Glasbaufirmen
Technische Daten:
Ernst & Sohn  Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG
Rotherstr. 21, 10245 Berlin
Auflage:
Umfang:
Abbildungen:
Preis:
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1.500 Exemplare
ca. 372 Seiten, Broschur
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ca. 39,90 €
März 2016
s. Bestellschein (2. Seite)
10. Februar 2016
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Anzeigen- und Druckunterlagenschluss:
10. Februar 2016
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Tel. 030-47031-260, [email protected]
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Bernhard Weller, Silke Tasche (Hrsg.)
Glasbau 2016
ISBN 978-3-433-03132-2
Auflage: 1.500 Exemplare
Erscheint im März 2016
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Glasbau 2016, S. 1
Bernhard Weller, Silke Tasche Glasbau 2016 1. Auflage Teil A Bauten und Projekte Teil B Bemessung und Konstruktion Teil C Forschung und Entwicklung Teil D Bauprodukte und Bauarten DETAILLIERTES INHALTSVERZEICHNIS* Bauten und Projekte Manfred Grohmann, Daniel Pfanner | Bollinger + Grohmann | Frankfurt am Main Leistung und Ästhetik – der Weg zu innovativen Gebäudehüllen Die Anforderungen an Gebäude sind in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen. Viele dieser Anforderungen wirken sich unmittelbar auf die Gebäudehülle aus. Die fortlaufende Anpassung der Energieeinsparverordnung beeinflusst die Qualitäten von Fassaden hinsichtlich des winterlichen und sommerlichen Wärmeschutzes. Nachhaltigkeitszertifikate beeinflussen immer mehr die Materialwahl und verstärkt wird Gebäudehüllen auch eine zentrale Rolle in ambitionierten Sicherheitskonzepten zugeschrieben. Statt diese gestiegenen und teilweise neuen Anforderungen als Einschränkung im Planungsprozess zu empfinden, interpretiert Bollinger + Grohmann projektspezifische Besonderheiten positiv um: als Inspiration für den Entwurfsprozess. Die besonderen Eigenschaften eines Bauprojekts finden sich somit idealerweise in der Fassade wieder, zum Beispiel in ihrer Materialität oder Formgebung. Mögliche Entwurfsansätze werden zunächst in allgemeiner Form dargestellt und anschließend in Projektbeispielen näher erläutert. Wolfgang Priedemann | priedemann fassadenberatung Ganzglasfassaden – Eine Vision der Architektur wird gebaute Realität Glas ist aus der Architekturgeschichte nicht wegzudenken. Die Phantasie der Architektur endet heute allerdings in technischen und energetischen Regelwerken und an neuen verschärften Verordnungen. Die Glasindustrie kann in hervorragender Weise Isolierglas so veredeln, dass es heute erhöhten Wärmeschutzanforderungen, Sonnenschutzanforderungen, Anforderungen an Absturzsicherheit und Lichtneutralität erfüllen kann. Daher kann erstmals eine einschalige Fassade mit einer innenliegenden temporären Verschattung ausgeführt werden. Das Zusammenspiel von bautechnischen und physikalischen Komponenten wird beispielhaft an einer ausgeführten Ganzglasfassade dargelegt. Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 2
Hans Schober, Hiroki Tamai | schlaich bergermann partner | Stuttgart Geometrie, Topologie und Formoptimierung transparenter Schalen Für den ganzheitlichen Entwurf transparenter Schalen benötigt man nicht nur gründliches Wissen zum Tragverhalten, sondern auch geometrische Kenntnisse bezüglich Form und Topologie wie auch die sichere Beherrschung leistungsfähiger Computer und neuester Programme. Es werden grundlegende Geometrieprinzipien zur Schaffung homogener Strukturen erläutert, deren mathematische und geometrische Grundlagen leicht nachvollziehbar sind. Um die größtmögliche Transparenz und Leichtigkeit zu erreichen, ist eine statische und geometrische Optimierung des Gesamttragwerkes unabdingbar. Es werden neuere Methoden der Formfindung auf der Basis der Force Density Methode (Kraftdichtemethode) bzw. der Dynamischen Relaxation erläutert. Zum Schluss wird auf den ganzheitlichen Entwurf eingegangen, der die Tragwerksberechnung (Finite Element Methode) mit dem Computer Aided Geometry Design verknüpft, wobei mathematisch formulierte Optimierungsziele die Iterationen steuern. Hans‐Joachim Frey | Waagner‐Biro Stahlbau | Wien Vom Bieten zum Bauen – Transparenz im Spannungsfeld von Markt und Machbarkeit In Zeiten knapper Budgets und damit einhergehend stark verzögerter Entscheidungsprozesse durchläuft ein Entwurf vielfache Entwicklungsstufen und langwierige Angebotsverfahren, in dem das Konzept unterschiedlichsten Einflussfaktoren standhalten muss. Häufig sind die Gebäudehüllen erstes Opfer von Einsparmaßnahmen. Es gibt essentielle Unterschiede im Ablauf von gewöhnlichen Bauprojekten im klassischen Vergabeverfahren, die sich eher Standardsystemen bedienen, oder solchen, die nach innovativen und herausfordernden Lösungen in Konzept und Detail verlangen. Für den Projekterfolg und die Durchsetzung des Konzeptes zahlt sich aus, über Leistungsgrenzen hinaus zu denken, Markt und Machbarkeit in der Planung widerzuspiegeln. Es empfiehlt sich frühzeitig ein starkes Team unter Einbindung der Schlüsselgewerke zu bilden, das auf partnerschaftlicher Basis zusammenarbeitet, um das bestmögliche Projektergebnis durch Leistungs‐ und Terminoptimierung zu erzielen. Anhand des in diesem Jahr vorläufig abgeschlossenen Ensembles skulpturaler Bauten am Flughafen von Baku in Aserbaidschan wird der kollaborative Zugang zur gebauten Transparenz exemplarisch dargelegt. Felix Nicklisch, Bernhard Weller | Technische Universität Dresden Sebastian Hernández, Maximilian Schlehlein | Gumpp & Maier | Binswangen Pavillon mit aussteifender Holz‐Glas‐Verbundfassade Holz‐Glas‐Verbundelemente gehören zu den neuen Entwicklungen im Glasbau. Mit dieser Bauweise, bei der Glas umlaufend mit einer Unterkonstruktion aus Holz verklebt wird, lassen sich bisher ungenutzte Tragpotenziale von Verglasungen zur Aussteifung von Gebäuden nutzen. Im Rahmen eines transnationalen Forschungsprojektes entstanden vielversprechenden Ansätze zur Anwendung dieser Elemente in Fassaden. Zur Demonstration und technischen Erprobung der entwickelten Lösungen wurde ein Pavillon realisiert. In diesem Versuchsobjekt Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 3
werden zum ersten Mal die untersuchten, 2,40 x 2,40 m großen Fassadenelemente eingesetzt. Die tragende Innenscheibe besteht aus einem Verbund‐Sicherheitsglas, das auf einen Adapterrahmen aus Sperrholz aufgeklebt wird. Im Rahmen umfangreicher experimenteller Studien wurde hierfür ein Vorzugsklebstoff ausgewählt. Der Beitrag berichtet über die Versuche, die vor der Realisierung notwendig waren sowie über die Besonderheiten bei der Planung und Ausführung des Vorhabens. Christoph Erban | Fraunhofer ISE | Freiburg Robert Hecker | Ed. Züblin | Stuttgart Jens Oman, Christian Popp | Technische Universität Dresden Z3‐Fassade in Stuttgart – Lastabtragend geklebte Photovoltaik‐
Verbundverglasung Die Fassade des 2012 fertiggestellten Bürogebäude Z3 in Stuttgart ist Thema intensiver Forschung. Derzeit werden die vorgehängten, hinterlüfteten Einscheiben‐Sicherheitsgläser (ESG) über lastabtragende Klebungen auf der Unterkonstruktion gehalten. Ziel eines EU‐
Projektes ist die Entwicklung einer neuen Verbundverglasung mit zwischenliegender Photovoltaik, die die bestehende ESG‐Verglasung auf der Südseite des Gebäudes ersetzen soll. Der rückseitige Lastabtrag wird wieder ausschließlich über strukturelle Klebungen ohne mechanische Sicherung erfolgen. Eine besondere Herausforderung dieser Konstruktion besteht im dauerhaften Lastabtrag der einzelnen Komponenten und dem Erfüllen der Anforderungen für eine Zustimmung im Einzelfall. Der Beitrag zeigt und bewertet eine Auswahl konstruktiver Lösungsansätze. Zudem werden die derzeit gültigen Bemessungsregeln anhand einer Variantenberechnung erläutert. Lisa Heinze, Mascha Baitinger | VERROTEC | Hamburg, Mainz Bemessung sphärisch gebogener Isolierglasscheiben am Beispiel des Kasachstan‐Pavillons der Expo 2017 Im Rahmen der Expo 2017 in Kasachstan wird im Mittelpunkt des Expo‐Geländes der Kasachstan‐Pavillon errichtet. Dabei handelt es sich um eine Glas‐Stahl‐Konstruktion in Form einer Kugel mit einem Durchmesser von rund 80 m. Aufgrund der Kugelform liegen hier sphärisch gebogene, trapezoidale Isolierverglasungen vor. Um dem architektonischen Anspruch gerecht zu werden, werden die Gläser als SG‐Verglasung mit Togglen im Scheibenzwischenraum ausgeführt. Die Schwierigkeit bestand darin, ein geeignetes Bemessungskonzept zu finden, welches diese komplexen Randbedingungen hinreichend genau berücksichtigt ohne die Bemessung zu ungünstig zu gestalten. Anhand des Projektes soll zudem auf die Bemessung von kleinen, steifen Isolierglasscheiben unter Klimalasten eingegangen werden. Dabei werden die Auswirkungen des Teilsicherheitskonzeptes der DIN 18008 auf den Glasaufbau gegenüber der alten Normung betrachtet. Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 4
Felix Schmitt | Josef Gartner | Würzburg Transparenz – Wohin mit den Kräften am Beispiel Columbia University Medical School Im Norden von Manhattan entsteht derzeit für die Columbia University ein neues Schulgebäude der medizinischen Fakultät (CUMC). Das renommierte Design Studio "Diller Scofidio + Renfro" wurde dabei für die Gebäudeplanung beauftragt und erzielte mit dem Entwurf große Beachtung. Für die Planung der Fassaden des Gebäudes wurde die Firma Josef Gartner GmbH in der Design‐Phase eingebunden, um die Vorstellungen der Architekten umzusetzen. Neben den Vorhangfassaden aus Aluminium im Schulungsbereich ist die komplette Südseite über 14 Stockwerke als transparente Glasschwert‐Fassade ausgebildet. Projektspezifische Anforderungen verursachen hier bei der Planung ganz neue Überlegungen, wie man die Kräfte und Gebäudeverformungen unter Einhaltung der Transparenz umsetzen kann. Hierzu wurden Lösungen zu Problemen wie z.B. unterschiedliche Langzeitverformungen der vorgespannten Betondecken, Abtragung der Glaseigengewichte über die Glasschwerter, Aufnahme von Windsoglasten in den Gebäudeecken entwickelt. Winfrid Heusler | Schüco International | Bielefeld Nachhaltige Gebäudehüllen – Update 2016 Aufbauend auf dem in Glasbau 2011 abgedruckten gleichnamigen Beitrag desselben Autors werden die damaligen Aussagen mittels neuer Erkenntnisse aktualisiert. Eine wesentliche Änderung ist die Tatsache, dass man zwischenzeitlich den ökologischen, ökonomischen und sozio‐kulturellen Aspekten der Nachhaltigkeit nicht mehr ausschließlich mit der Effizienzstrategie ("den Aufwand verringern") begegnet, sondern auch mit der Suffizienz‐ und Konsistenzstrategie. Unter Suffizienz versteht man im Umfeld der Gebäudehülle die Bedarfsverringerung durch das Minimieren von modischem und technischem Schnickschnack mittels "Lean‐Prinzipien". Konkret bedeutet das u.a. so viel Technik wie nötig, aber so wenig Technik wie möglich ("Light‐Tech‐Lösungen"). In der Konsistenzstrategie geht es darum, durch das Schließen von Stoff‐ und Energieströmen (z. B. Kreislaufwirtschaftsgesetz) sowie durch umweltverträgliche Technologien (z. B. Cradle‐to‐cradle‐Prinzip) unerwünschte Nebenwirkungen zu minimieren. Bemessung und Konstruktion Geralt Siebert | Universität der Bundeswehr München Aktueller Stand der Glasbaunormung Die Bemessungsnorm DIN 18008 hat inzwischen auch baurechtlich die Technischen Regeln abgelöst. Mit dem zuletzt als Entwurfsfassung erschienenen Teil 6 ist absehbar, dass auch die Regelungen für den Nachweis der Betretbarkeit und Durchsturzsicherheit von Glasbauteilen genormt sind. Nachdem Teile 1 und 2 mit ihrer Veröffentlichung 12‐2010 bereits zur Überprüfung anstehen, wird die Gelegenheit genutzt, Unstimmigkeiten und Nachbesserungen anzugehen. Gleichzeitig könnte das Anwendungsgebiet dahingehend erweitert werden, dass Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 5
der noch ausstehende Teil 7 weiter zurückgestellt werden kann. Die Teile 3‐5 bleiben unverändert. Auf europäischer Ebene laufen parallel in zwei Gremien Anstrengungen zur Erarbeitung von Bemessungsregeln: während in CEN/TC 129 WG8 eine enge Beschränkung des Anwendungsgebietes gegeben ist, beginnt beim Eurocode für Glas die Sacharbeit im Sinne einer Harmonisierung europäischer Regelungen ‐ jeweils unter Berücksichtigung politischer Randbedingungen. Michael Engelmann, Jan Ebert, Bernhard Weller | Technische Universität Dresden Verglasungen nach DIN 18008‐6 Für die Normung im Konstruktiven Glasbau bildete das vergangene Jahr 2015 eine deutliche Zäsur: die bisher gültigen technischen Regeln TRxV gehören der Vergangenheit an. Mit dem Entwurf der DIN 18008‐6 werden noch verbleibende, sicherheitsrelevante Glaskonstruktionen normativ erfasst und die Zusatzanforderungen an zu Instandhaltungsmaßnahmen betretbare und an durchsturzsichere Verglasungen definiert. Die Regelungen enthalten ebenso die Möglichkeit, die Stoßsicherheit in Anlehnung an die DIN 18008‐4 rechnerisch nachzuweisen. Gegenüber einer volldynamischen Berechnung werden häufig Vorbehalte laut, da häufig (noch) keine Erfahrungen und folglich nur ein geringes Vertrauen in diese Berechnungsweise vorhanden sind. Dem soll dieser Beitrag mit einem umfänglichen Berechnungsbeispiel im Vergleich mit einer experimentellen Studie nach GS‐BAU 18 und dem Pendelfallversuch Rechnung tragen. Es wird deutlich, dass eine sichere Berechnung möglich ist und die Realität ingenieurmäßig abgebildet wird. Matthias Seel, Geralt Siebert | Universität der Bundeswehr München Ein neues Verfahren für die Bemessung von punktgestützten Verglasungen Die Bemessung punktgestützter Verglasungen stellt für Ingenieure und zum Teil auch für Soft‐
warehersteller eine herausfordernde Aufgabe dar. Die Gründe hierfür sind einerseits die Menge an Parametern, das Fehlen von analytischen Lösungen und noch nicht vollständig analysierten Lastübertragungsmechanismen, und andererseits aber auch das Fehlen eines genauen und anerkannten Nachweisverfahrens. Basierend auf analytischen, experimentellen und numerischen Untersuchungsergebnissen wird in diesem Beitrag ein neues, zweigliedriges Bemessungsverfahren vorgestellt, welches den Nutzern als Leitfaden zur Dimensionierung von punktgehaltenen Verglasungen dienen kann. In der 1. Phase müssen die Nutzer nachweisen, dass ihre Modelle geeignet sind. Im Anschluss erfolgt die eigentliche Bemessung des Bauteils. Die Bauteilbemessung (2. Phase) beruht vorwiegend auf Grenzfallbetrachtungen aufgrund der Menge an Parametern und deren zum Teil divergenten Wirkungen. Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Jonas Kleuderlein, Jens Schneider | Technische Universität Darmstadt Frank Ensslen | Semcoglas | Westerstede Untersuchungen zur Kantenfestigkeit in Abhängigkeit von verschiedenen Arten der Kantenbearbeitung Für die Bemessung von Verglasungen wird die Kantenfestigkeit zukünftig an Bedeutung gewinnen, bei thermisch entspannten Gläsern vor allen im Hinblick auf den thermisch induzierten Bruch. DIN 1249‐11 definiert bisher nur visuelle und geometrische Merkmale. Jedoch wird die Glaskanten‐festigkeit in Abhängigkeit von der Bearbeitungsart derzeit noch unzureichend betrachtet. Unter Federführung des Arbeitskreises "Kantenfestigkeit" beim Fachverband Konstruktiver Glasbau e.V. (FKG) wurden verschiedene Kantenbearbeitungen experimentell untersucht und statistisch ausgewertet. Unterschiedliche Bearbeitungsarten an verschiedenen Glasdicken wurden berücksichtigt und die Kantenausführung zum Vergleich mit DIN 1249‐11 visuell begutachtet. Dazu wurden die Biegezugfestigkeit in DIN 18008 überprüft. Die statistische Analyse der Versuche erlaubt eine erste Abschätzung zur Korrelation der Kantenfestigkeit mit der Art der Kantenbearbeitung und eine erste Bewertung des Einflusses von Produktionsparametern. Khaled Saleh Pascha, Vitalija Saleh Pascha | Wien Tendenzen moderner Stahl‐/Glasfassaden am Beispiel von realisierten Bürogebäuden in Wien In dem Aufsatz werden einige, in den letzten 15 Jahren in Wien realisierte Beispiele von Bürofassaden untersucht und im Rahmen einer Fallstudie die technisch‐konstruktiven und ästhetisch‐gestalterischen Möglichkeiten zeitgenössischer ein‐ und zweischaliger Fassadentypologien aufgezeigt. Dabei stehen Gesichtspunkte wie Konstruktionstypologie, Fertigung und Montage, Bauteilverbindungen, Wärmeschutz, Belichtung/Sonnenschutz, Integration von Solarsystemen und Haustechnik (PV, Lüftung, Kühlung, Heizung…) im Vordergrund. Durch Bildmaterial, Konstruktionszeichnungen und eigene 3D‐Visualisierungen werden die einzelnen Typologien miteinander verglichen, wesentliche Unterschiede in Tragverhalten, Materialität und Bauphysik herausgearbeitet und Entwicklungstendenzen in der Ganzglasfassade im Bürobau aufgezeigt. Die ausgewählten und untersuchten Beispiele in Wien: ÖBB‐Konzernzentrale (Hauptbahnhof), DC Towers (Donau City), Ares Tower (Donau City), UNIQA TOWER (Donaukanal). Dieter Moor | ertex solar | Amstetten Gebäudeintegrierte Photovoltaik – Notwendige Detailbetrachtung bei diversen Montagemöglichkeiten. Der gebäudeintegrierten Photovoltaik (GIPV) kommt im Zuge der Nachhaltigkeitsdebatte im Baubereich immer mehr Bedeutung zu. Dieser Aufsatz befasst sich mit der Konzeption von GIPV‐Projekten im Bereich der Fassaden, Dächer, Abschattungslamellen, usw. Bereits in der Planung müssen in Abstimmung mit den Gewerken bestimmte Details berücksichtigt werden, damit es während der Produktion, Montage und im Betrieb nicht zu Komplikationen kommt. In diesem Aufsatz wird der Fokus gerichtet auf: Bedarf des Fassadenbaus, dichte Hülle, Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 7
einfache Montage, Montagedetails, Schnittstelle Fassadenbau zu PV‐Modul, Verschaltungskonzepte, Eingehen auf Verschattung, Temperaturentwicklung, hinterlüftete versus nicht hinterlüftete Fassaden, Verschmutzung, Detailplanung und Wartungskonzepte (Reinigung) um Ertrag stabil zu halten. Der Aufsatz soll einen groben Überblick geben, was als Fassadenbauer oder Planer zu berücksichtigen ist, um erfolgreiche GIPV realisieren zu können. Christian Kelleter, Walter Haase, Werner Sobek | Universität Stuttgart Michael Drass | Technische Universität Darmstadt Aspekte experimenteller und numerischer Untersuchungen von Klemmhalterungen im konstruktiven Glasbau Klemmhaltersysteme für punktförmig gelagerte Glasfassadenelemente finden aktuell großen Anklang im Bauwesen. Grund hierfür liegt im deutlich günstigeren Lastabtrag unter Vermeidung von Querschnittsschwächungen und den damit verbundenen Kerbwirkungen, wie sie bei konventionellen, gebohrten Verbindungstechnologien des konstruktiven Glasbaus vorkommen. Der kraftschlüssige Verbund ist auch gegenüber geklebten Systemen ein deutlicher Vorteil, da eine mechanische Lagesicherung stets gegeben ist. Bei der Ausführung geklemmter Verbindungen, bei denen der Abbau von Spannungsspitzen im Vordergrund steht, hat insbesondere das mechanische Verhalten der polymeren Zwischenlage einen wesentlichen Einfluss auf die Dimensionierung der Glasscheiben. Daher befasst sich der Beitrag mit der Charakterisierung polymerer Werkstoffe basierend auf Zug‐ und Druckuntersuchungen zur Entwicklung hyperelastischer Materialmodelle, welche für numerische Simulationen auf Bauteilebene herangezogen werden. Florian Doebbel, Ulli Müller | Sika Services | Zürich Bemessung elastischer Klebefugen in kaltverformten SSG‐Einheiten Der Einsatz kaltverformter Verglasungen ist in der Fassadenindustrie längst "Stand der Technik" und stellt besondere Anforderungen an Design und Bemessung der Glas‐ und Rahmenbauteile sowie der elastischen und lastabtragenden Klebefugen von Structural Sealant Glazing Elementen. Je nach Vorgehensweise und geometrischen Randbedingungen werden neben den üblichen Lasten zusätzlich permanente Zwangskräfte und Zwangsverschiebungen in die lastabtragenden Silikonfugen eingeleitet. Aus der gekrümmten Geometrie können sich signifikante Änderungen auf Lastverteilung und Steifigkeitsverhältnisse ergeben sowie Spannungsspitzen in der umlaufenden Verklebung entstehen. Dieser Aufsatz soll eine Zusammenfassung technischer und ingenieurmäßiger Regeln und Konstruktionsgrundsätze wiedergeben, welche Design und Bemessung lastabtragender Silikonverklebungen in kaltverformten SSG‐Elementen in angemessener Form und unter Beachtung gültiger Sicherheitskonzepte sowie des angestrebten Lebenszyklus ermöglichen. Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Andreas Maier, Jonas Kleuderlein, Jens Schneider | Technische Universität Darmstadt Einfluss von Bauwerksverformungen auf Fassadenkonstruktionen aus Glas am Beispiel der ETA‐Fabrik Die thermische Aktivierung der Gebäudestruktur inklusive dessen Hülle zur Gewinnung, Speicherung und Verteilung von Energie kann einen entscheidenden Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz von Produktionsstätten unter Ausnutzung von Synergieeffekten aus der Anlagen‐ und Gebäudetechnik leisten. Damit gehen, je nach statischem System der Primärstruktur, deutlich größere Verformungen einher, die beim Anschluss von Vorhangfassaden an den umgebenden Baukörper berücksichtigt werden müssen. Bereits gewöhnliche Bauwerksverformungen haben einen erheblichen Einfluss auf die Fassadenkonstruktionen und deren Befestigungselemente. Im Rahmen des Forschungsbauprojektes ETA‐Fabrik wurden diese Anforderungen bei einer Pfosten‐Riegel‐ und einer Elementfassade mit dem gewünschten architektonischen Erscheinungsbild in Einklang gebracht. Der Beitrag stellt den Einfluss der Bauwerksverformungen auf die Statik und Konstruktion der ausgeführten Ganzglas‐Fassaden vor. Forschung und Entwicklung Franz Feldmeier | Hochschule Rosenheim Ganz entspannt – Ein neuer Ansatz bei Isolierglas Der hermetisch abgedichtete Zwischenraum von Isolierglas bietet entscheidende Vorteile und ist deshalb auch Kennzeichen von Mehrscheibenisolierglas nach DIN EN 1279. Andererseits verhindert die Abdichtung einen Druckausgleich mit der Umgebung und die durch Temperatur‐ und Luftdruck‐änderung entstehenden Druckdifferenzen können erhebliche Werte erreichen und sogar bis zum Glasbruch führen. Bei großen Höhenunterschieden zwischen Herstellung und Einbau wird deshalb eine Anpassung an den äußeren Luftdruck vor Ort hergestellt. Bei sehr großem Scheibenabstand, wie er z.B. für die Integration von Sonnenschutz erforderlich ist, sind solche Maßnahmen aber nicht ausreichend. Der Beitrag beschäftigt sich mit den Möglichkeiten eines Druckausgleichs und stellt erste Ergebnisse des ift Forschungsprojekts "Druckentspanntes MIG" vor. Thiemo Fildhuth, Jan Knippers | Universität Stuttgart Entwicklungen zur Anwendung faseroptischer Sensoren für die Spannungsmessung in Glaslaminaten Seit 2012 werden am ITKE (Universität Stuttgart) Einsatzmöglichkeiten faseroptischer Sensoren mit Bragg‐Gittern zur Spannungsmessung auf Glasoberflächen erforscht. Ihre Robustheit, der geringe Durchmesser (< 0.2 mm) und die Verwendung von Laserlicht als Messsignal machen die kaum wahrnehmbaren Glasfasersensoren besonders geeignet zum Spannungsmonitoring in Glaslaminaten. Im Gegensatz zu elektrischen Dehnungsmessstreifen kann eine Faser mehrere Sensoren über die Länge aufnehmen. Die Entwicklung einer Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 9
transparenten, autoklavgeeigneten Klebeverbindung zur Sicherstellung des Dehnungsübertrages von der Glasoberfläche in den Sensor, Versuche und numerische sowie analytische Modelle zur Ermittlung der Sensorparameter haben die Anwendung zum kontinuierlichen Echtzeit‐Spannungsmonitoring in laminationsgebogenen Gläsern ermöglicht. Das Potential faseroptischer Sensorik von Glas konnte mittels eines begehbaren, sensitiven Glasbogens auf der glasstec 2014 gezeigt werden. Christian Schranz | Technische Universität Wien Stefan Marinitsch | Technische Universität Wien | seele | Gersthofen Entwicklung eines linearen Verbindungsdetails für Faltwerke aus Glas Faltwerke sind ein idealer Tragwerkstyp für den flächigen Baustoff Glas. Die hierfür notwendige linienförmige Verbindung stellt eine Herausforderung für die konstruktive Umsetzung dar. Aufbauend auf der Diskussion vorhandener Detaillösungen und daraus abgeleiteten Entwurfszielen wird im folgenden Beitrag der Entwicklungsprozess für ein experimentelles Verbindungsdetail skizziert. Der Beitrag schließt mit einer Zusammenfassung der erreichten Eigenschaften. Bernhard Weller, Sebastian Horn, Dennis Thorwarth, Julia Seeger | Technische Universität Dresden Fassadenintegration von Dünnschicht‐Photovoltaik‐Paneelen mit rückseitigen Latentwärmespeicher (PCM) Opake Fassadenbereiche besitzen ein großes Potential zur Erzeugung von Energie durch den Einsatz von PV‐Modulen. Die Leistung dieser Module sinkt mit zunehmender Temperatur der PV‐Zellen, wodurch sich die Verwendung im Fassadenbereich bisher hauptsächlich auf Kaltfassaden beschränkt hat. Im Unterschied zu Kaltfassaden ist bei standardmäßigen Pfosten‐
Riegel‐Fassaden eine Hinterlüftung zur Kühlung der Module nicht möglich. Um auch hier niedrige Modultemperaturen und damit eine hohe Leistung sicherzustellen, sollen die PV‐
Module mit rückseitig angebrachten Phasenwechselmaterialien (PCM) kombiniert werden. Erreicht die Temperatur in der Fassade den (frei einstellbaren) Schmelzpunkt des PCM, erfolgt ein Phasenübergang von fest zu flüssig. Dabei absorbiert das Material thermische Energie und entzieht sie auf diese Weise dem PV‐Modul, sodass die Temperatur in den PV‐Zellen weitestgehend konstant bleibt. Nachts wird die im PCM latent gespeicherte Wärmeenergie wieder an die Umgebung abgegeben. Helen Rose Wilson, Wendelin Sprenger, Karoline Fath, Christoph Erban, Tilmann E. Kuhn | Fraunhofer‐Institut für Solare Energiesysteme ISE | Freiburg Komplettcharakterisierung der winkelselektiven Photovoltaik‐Verglasung PVShade® Seit Sommer 2013 bieten 15 m² winkelselektive PVShade®‐Verglasungen im Brüstungsbereich eines Seminarraums am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg saisonalen Sonnenschutz und selektive Durchsicht und erzeugen Photovoltaik‐Strom (PV). Während mehrerer Forschungsprojekte wurden die technischen, energetischen, wirtschaftlichen Eigenschaften dieser patentierten PV‐Verglasungen durch Messungen und Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Glasbau 2016, S. 10
modellbasierte Simulationsrechnungen umfassend untersucht. Zu den untersuchten Eigenschaften gehören der winkelabhängige g‐Wert, der U‐Wert, die Eignung als absturzsichernde Verglasung, die Auswirkung der Verglasungen auf den Energiebedarf im Seminarraum, die Strom‐Spannungskennlinien der PV‐Module, der elektrische Ertrag der PV‐
Anlage, die Temperaturentwicklung der PV‐Verglasung und die Lebenszykluskosten. In diesem Beitrag werden sowohl die Untersuchungsmethoden als auch Ergebnisse der verschiedenen Charakterisierungsansätze für diese besonderen Verglasungen vorgestellt. Walter Haase, Marzena Husser, Werner Sobek | Universität Stuttgart Potentiale strukturierter schaltbarer Verglasungen Als Ergebnis der Forschungsarbeiten der letzten Jahrzehnte stehen heute diverse schaltbare Verglasungen zur Verfügung, um den Licht‐ und Energieeintrag in das Gebäudeinnere zu regeln. Diese Verglasungen basieren beispielsweise auf elektrochromen, thermochromen oder photochromen Materialien. Andere verwenden Partikelsuspensionen, Micro‐Lamellen‐Folien oder Flüssigkristalle zur Funktionalisierung. Derzeit sind sie überwiegend als Gesamtverglasung in der Licht‐ und Energiedurchlässigkeit, also im g‐Wert, anpassbar. Das vollständige Potential können solche Verglasungen entfalten, wenn sie in kleine, einzeln und unabhängig voneinander schaltbare Einheiten, sogenannte Pixel, strukturiert werden. Die Leistungsfähigkeit einer solchen strukturierten Verglasung, die auf der Verwendung von Flüssigkristalltechnologien basiert, soll aufgezeigt werden. Grundlage sind Ergebnisse aus Untersuchungen an einer geschosshohen Verglasung eines Fassadentestgebäudes. Alireza Fadai, Matthias Rinnhofer, Wolfgang Winter | Technische Universität Wien Experimentelle Untersuchung des Kurzzeitverhaltens von verklebten Holz‐
Glas‐Verbund‐Trägern Im Rahmen des Forschungsprojektes "Entwicklung & Langzeituntersuchungen von Holz‐Glas‐
Verbundkonstruktionen (HGV) mit gleichzeitiger Verklebung und Verklotzung" wurde das Kurzzeit‐verhalten von HGV‐Trägern untersucht. Dafür wurden Versuchskörper in Form eines ca. 8 m langen Trägers hergestellt (Holzbauteile aus Baubuche GL70). Die Glassegmente sind in drei Teile unterteilt, wobei sich zwischen den Scheiben eine Gewindestange und Polyamid‐
Klötze zur Druckübertragung befinden. Es wurden zwei unterschiedliche Klebstoffe, Silikon und Epoxidharz, eingesetzt und deren Tragverhalten miteinander verglichen. Die Unterschiede von Silikon‐ und Epoxidverklebung spiegeln sich sowohl in der Verarbeitung als auch im Verhalten der Schubverklebung und daraus folgend in der Größe der maximal erreichbaren Belastung wieder. Die Kombination der kontinuierlichen Verklebung mit den Verklotzungen ermöglicht eine Steigerung der aufnehmbaren Lasten. Es wird ein Überblick über diese Entwicklungen gegeben. Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Jan Tywoniak | Czech Technical University | Prag Leichte Elementfassade auf Holzbasis für Modernisierung Nichtwohnhäuser Der Beitrag befasst sich mit der Entwicklung einer Systemlösung für den Ersatz alter nichttragender Außenwände der Nichtwohnbauten der sechziger und siebziger Jahre des 20. Jahrhunderts. Die Hauptidee war, ein vorfabriziertes Produkt zu entwickeln, das durch folgende Eigenschaften zu charakterisieren ist: ausgezeichnete wärmetechnische Eigenschaften, Anwendung der Werkstoffe auf Holzbasis, minimale Anwendung von metallischen und erdölbasierenden Stoffen (tiefe Werte der Primärenergien), schnelle Montage ohne Gerüst (vorgehängt), Vorsatzschale nachträglich im Interieur, Verglasung in passivhaustauglicher Qualität, alternative Lösungen der Fassadengestaltung: großformatige Platten, Holzverkleidung, Verputz auf Trägerplatte, PV im Brüstungsbereich, etc. Das System wurde umfangreich getestet. Eine Zusammenfassung der Eigenschaften (Brandverhalten, Akustik, Dichtigkeit der Fugen, …) und erste Pilotprojekte werden präsentiert. Volker Prautzsch, Bernhard Weller | Technische Universität Dresden Untersuchung des Tragverhaltens geklebter Glas‐Rahmenecken im Zeitstandversuch Die Leistungsfähigkeit transparent geklebter Glas‐Rahmenecken wurde erfolgreich in Tragfähigkeitsversuchen an Bauteilmustern nachgewiesen und bereits in drei umgesetzten Bauvorhaben in Ganzglaskonstruktionen verwirklicht. In der Anwendung ist die geklebte Fügeverbindung neben den angreifenden Schadmedien einem größeren Gebrauchstemperaturbereich ausgesetzt. Aufgrund des ausgeprägten temperaturabhängigen Materialverhaltens des verwendeten Klebstoffs ist der Lastabtrag unter einer erhöhten Temperaturbelastung von besonderem Interesse. Im Rahmen durchgeführter Zeitstanduntersuchungen wurden geklebte Kleinteilproben sowie Bauteilmuster einer andauern‐den mechanischen Belastung bei erhöhter Temperatur ausgesetzt. An zwei umgesetzten Bauvorhaben wurde ein Temperaturmonitoring durchgeführt, um die tatsächlich auftretende thermische Maximalbeanspruchung der geklebten Bauteilverbindung zu ermitteln. Caroline Böckermann, Thorsten Weimar | Universität Siegen Entwicklung neuartiger Glas‐Polycarbonat‐Verbundtafeln In Zusammenarbeit mit einem Unternehmen werden an der Universität Siegen neuartige Glas‐
Polycarbonat‐Verbundtafeln entwickelt. Verglichen mit üblichen Verbundsicherheitsgläsern ist eine Steigerung der Leistungsfähigkeit der Verbundtafeln durch ein innovatives Herstellungsverfahren und die Verwendung ideal aufeinander abgestimmter Materialien möglich. Die Verbundtafeln weisen eine hohe Robustheit und eine große Redundanz bei geringer Querschnittsstärke auf. Der Aufbau der Glas‐Polycarbonat‐Verbundtafeln besteht mindestens aus zwei äußeren Glasscheiben und einer inneren Polycarbonattafel, die über thermoplastische Zwischenschichten flächig miteinander verbunden sind. Unter Druck und Temperatur werden die Schichten in einer speziell entwickelten Laminierungsmaschine Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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miteinander verschmolzen. Nach der Aushärtung der thermoplastischen Zwischenschicht stellt sich ein sehr hoher Haft‐ und Schubverbund der einzelnen Lagen miteinander ein. Christiane Kothe, Michael Kothe, Jan Wünsch, Bernhard Weller | Technische Universität Dresden Adhäsive Verbindungen für punktuelle Befestigungssysteme in Fassaden und Glastragwerken Im Bauwesen werden im Konstruktiven Glasbau sowie im Beton‐, Stahl‐, Holz‐, Kunststoff‐ und Gleisbau lastabtragende Klebverbindungen teilweise erfolgreich eingesetzt. Die Technologie des adhäsiven Verbindens mittels geklebter Punkthalter ist aber, auch auf Grund des hohen administrativen und experimentellen Aufwands zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) wenig verbreitet. Geklebte Punkthaltersysteme und Beschläge stellen ihrerseits aber eine vorteilhafte Alternative zu bisher üblichen Lochleibungsverbindungen dar. Der Wegfall von Bohrungen führt neben einer Kostenersparnis beim Glas vor allem zu konstruktiven Erleichterungen. Generell entstehen bei geklebten Punkthaltern homogenere Spannungsverteilungen im Lasteinleitungsbereich. Weitere Vorteile geklebter punktueller Befestigungselemente bilden die Reduzierung von Verbindungselementen, die damit verbundene höherwertige Ästhetik und die Zunahme an gestalterischer Freiheit bei der Fassadenkonstruktion. Bauprodukte und Bauarten Michael Elstner | AGC Interpane | Plattling Iris Maniatis | Universität der Bundeswehr München Festigkeit emaillierter, thermisch vorgespannter Gläser – aktuelle Erkenntnisse Emailliertes Glas wird seit Langem in der Architektur verwendet. Der Emailleauftrag auf der Glasoberfläche thermisch vorgespannter Gläser reduziert die charakteristische Festigkeit und wird in den europäischen Produktnormen durch geringere Mindestbiegezugfestigkeiten berücksichtigt. Die in den Normen genannten Biegezugfestigkeiten gelten unabhängig vom verwendeten Farbton und Herstellverfahrens der Emaille. Die Basis der bisher in den Produktnormen genannten Werte wurde schon vor einigen Jahren festgelegt. Aktuelle Erkenntnisse fehlen. In einem ersten Forschungsprojekt wurden die unterschiedlichen Parameter wie Glasart, Farbton und Herstellverfahren der Emaille untersucht und Biegezugprüfungen gemäß DIN EN 1288‐3 durchgeführt. Die Vorgehensweise und die Ergebnisse sollen in diesem Aufsatz beschrieben werden. Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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Michael Elstner | AGC Interpane | Plattling Matthias Haller | Eastman Chemical Company Verbund‐ und Verbundsicherheitsglas im Bauwesen – aktuelle Entwicklung und Hinweise zur Anwendung Der Einsatz von Verbund‐ und Verbundsicherheitsglas erfreut sich steigender Beliebtheit. Sowohl in der Gebäudehülle als auch im Innenausbau nimmt der Anteil stetig zu. Die Vorteile liegen zum einen darin, dass verschiedene funktionelle Eigenschaften, wie Schalldämmung oder konstruktive Eigenschaften, mit Designanforderungen kombiniert werden können. Das bedeutet, dass in den letzten Jahren eine Vielzahl von neuen Zwischenschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften im Markt eingeführt wurde. Das hat zur Folge, dass die Kenntnis in Bezug auf die richtige oder geeignete Anwendung der unterschiedlichen Produkte vorhanden sein muss. Darüber hinaus muss auch die Anwendung entsprechend dem Einsatz des erforderlichen Produktes geplant werden. Dieser Aufsatz soll dazu beitragen, die aktuellen Produkte und deren Eigenschaften zu erläutern und Hinweise zur richtigen bzw. geeigneten Anwendung aufzeigen. Oliver Hans, Jörg Möhring | Schüco International | Bielefeld Stefan Peters | Graz University of Technology Andreas Fuchs | FAT LAB | Stuttgart Systemische Individualität: Schüco Parametric System Kontinuierlicher Fortschritt im Bereich der digitalen Werkzeuge bietet Architekten und Fachingenieuren heute wachsende Möglichkeiten in der Entwicklung und Umsetzung von Gebäude‐ und Fassadenentwürfen. Geometrisch komplexe Formen werden damit in der Planung zunehmend vereinfacht. Durch die Schaffung von Verknüpfungen und Gesetzmäßigkeiten zwischen einzelnen Entwurfselementen oder ganzen Fassadenbereichen lassen sich Änderungen im virtuellen Modell leichter und schneller umsetzen. Die Realisierung wird jedoch oft von Schnittstellenproblemen und aufwendigen Sonderlösungen geprägt. Mit dem "Parametric System" wurden diese Probleme durch Entwicklung eines variablen Rahmensystems, einer geschlossenen digitalen und konstruktiven Prozesskette, einer parametrisierten Systemstatik und der "mass customization" von Systemkomponenten gelöst. Andreas Fuchs, Belen Torres | FAT LAB | Stuttgart "Digital Patterns", Parametrischer Glasdruck für selektive Transparenz in der Gebäudehülle Der Digitaldruck auf Glas ist eine der progressivsten Technologien in der Glasveredelung der letzten Jahre. Nach dem Architekten und Designer bis vor kurzem auf den Siebdruck angewiesen waren, sind nun digitale Druckverfahren in unterschiedlichsten Qualitäten möglich. Neben organischen sind nun auch keramische Farben möglich, die sowohl für die thermische Vorspannung der Gläser als auch eine zuverlässige Lamination notwendig sind. Von Seiten der Industrie werden inzwischen Digitaldruckverfahren für alle Glasformate (6 x 3,21m) und sogar Überlängen (Seele, Gersthofen) angeboten. Aufgrund der mindestens vier Ebenen bei einer VSG Scheibe entstehen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten der Gestaltung und Funktion. Für das Projekt "Nestle Glass Cube" entwickelte FAT LAB gemeinsam mit Seele Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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einen 3D Druck mit Hilfe eines parametrisch manipulierbaren Musters auf unterschiedlichen Glasebenen. So konnten selektive Transparenzen, Tiefenwirkung und bewegungsadaptive Durchblicke realisiert werden. Bernhard Koll, Stefan Hiss | Kuraray Europe | Troisdorf Tragverhalten von ESG‐Verbundsicherheitsglas mit PVB‐Folie und SentryGlas Ionoplast Verbundsicherheitsglas gewinnt im konstruktiven Glasbau immer mehr an Bedeutung. Immer komplexere Glasstrukturen in der Gebäudehülle, größere Glasflächen verbunden mit aufwendigen Montage‐ und Halterungs‐Systemen bedingen Folien im Verbundsicherheitsglas mit größerer Struktursteifigkeit und verbessertem Schubmodul. Anhand von VSG‐
Glasaufbauten mit ESG werden Ergebnisse von Penetrations‐Tests und das Resttragverhalten in Abhängigkeit der Zwischenschicht‐Folie und der Temperatur gezeigt und diskutiert. *Änderungen vorbehalten Verlag Ernst & Sohn, Anzeigenmarketing
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