Originally posted 2018-04-19 04:31:13.
Architekturglas ist Glas, das als Baumaterial verwendet wird. Es wird typischerweise als transparentes Verglasungsmaterial in der Gebäudehülle verwendet, einschließlich Fenstern in den Außenwänden. Glas wird auch für interne Trennwände und als architektonisches Merkmal verwendet. Bei der Verwendung in Gebäuden ist Glas oft ein Sicherheitstyp, zu dem verstärkte, vorgespannte und laminierte Gläser gehören.
Gussglas
In den wichtigsten Gebäuden Roms und in den luxuriösesten Villen Herculaneums und Pompejis begannen Glasfenster zu erscheinen, wenn auch mit schlechten optischen Eigenschaften.
Kronenglas
Eine der frühesten Methoden der Glasfensterherstellung war die Kronenglasmethode. Heiß geblasenes Glas wurde gegenüber dem Rohr aufgeschnitten und dann schnell auf einem Tisch gedreht, bevor es abkühlen konnte. Die Zentrifugalkraft formte die heiße Glaskugel zu einem runden, flachen Blech. Das Blatt würde dann von dem Rohr abgebrochen und zurechtgeschnitten werden, um ein rechteckiges Fenster zu bilden, das in einen Rahmen paßt.
In der Mitte eines Stückes Kronglas würde ein dicker Rest des ursprünglich geblasenen Flaschenhalses verbleiben, daher der Name „Bullseye“. Optische Verzerrungen, die durch das Bullseye erzeugt werden, könnten durch Schleifen des Glases reduziert werden. Die Entwicklung von Fenstern mit Windelgittern war zum Teil darauf zurückzuführen, dass drei regelmäßige scheibenförmige Scheiben aus einem Stück Crown-Glas mit minimalem Verschnitt und minimaler Verformung bequem geschnitten werden konnten.
Dieses Verfahren zur Herstellung von Flachglasplatten war sehr teuer und konnte nicht zur Herstellung großer Scheiben verwendet werden. Es wurde im 19. Jahrhundert durch die Zylinder-, Blech- und Walzplattenprozesse ersetzt, wird aber immer noch in der traditionellen Konstruktion und Restaurierung verwendet.
Zylinderglas
Bei diesem Herstellungsverfahren wird Glas in eine zylindrische Eisenform geblasen. Die Enden werden abgeschnitten und ein Schnitt wird an der Seite des Zylinders vorgenommen. Der geschnittene Zylinder wird dann in einen Ofen gestellt, wo sich der Zylinder zu einer flachen Glastafel aufrollt.
Gezogenes Tafelglas (Fourcault-Verfahren)
Tafelglas wurde hergestellt, indem man einen Vorspann in einen Bottich aus geschmolzenem Glas tauchte und dann den Vorspann gerade nach oben zog, während ein Glasfilm direkt aus dem Bottich herausgehärtet wurde – dies wird als Fourcault-Prozess bezeichnet. Dieser Film oder das Band wurde nach oben gezogen, wobei die Traktoren an beiden Kanten gehalten wurden, während sie sich abkühlten. Nach etwa 12 Metern wurde das vertikale Band abgeschnitten und nach unten gekippt, um weiter geschnitten zu werden. Dieses Glas ist klar, hat jedoch Dickenschwankungen aufgrund kleiner Temperaturänderungen gerade aus dem Bottich heraus, wenn es aushärtet. Diese Variationen führen zu leichten Verzerrungen. Dieses Glas kann noch in älteren Häusern gesehen werden. Floatglas ersetzte diesen Prozess.
Gussplattenglas
Entwickelt von James Hartledsay im Jahr 1848. Das Glas wird in großen Eisenpfannen aus dem Ofen geholt, die auf Schlingen getragen werden, die auf Deckenschienen laufen; von der Schöpfkelle wird das Glas auf das gusseiserne Bett eines Rolltisches geworfen; und wird mit einer Eisenwalze zu einem Blech gewalzt, wobei das Verfahren dem bei der Herstellung von Flachglas verwendeten ähnlich ist, jedoch in einem kleineren Maßstab. Die so gerollte Folie wird grob geschnitten, während sie heiß und weich ist, um diejenigen Glasabschnitte zu entfernen, die durch unmittelbaren Kontakt mit der Pfanne verdorben sind, und die noch weiche Folie wird in die offene Öffnung eines Glühtunnels oder einer Temperatur gedrückt -gesteuerter Ofen, der als Kühlofen bezeichnet wird und von einem Walzensystem getragen wird.
Poliertes Tellerglas
Das polierte Plattenglasverfahren beginnt mit Blech oder gerolltem Plattenglas. Dieses Glas ist maßlich ungenau und erzeugt oft visuelle Verzerrungen. Diese groben Scheiben wurden flach geschliffen und dann klar poliert. Dies war ein ziemlich teurer Prozess.
Vor dem Float-Prozess waren Spiegel Plattenglas, da Glasscheiben visuelle Verzerrungen aufwiesen, die denen ähnelten, die in Vergnügungspark- oder Kirmesspiegeln zu sehen waren.
Rolled Platte (gemustert) Glas
Die ausgeklügelten Muster, die auf gerilltem (oder „Cathedral“) Walzplattierungsglas zu finden sind, werden in einer ähnlichen Weise wie das Walzplattierungsglasverfahren hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Platte zwischen zwei Walzen gegossen wird, von denen eine ein Muster trägt. Gelegentlich können beide Rollen ein Muster tragen. Das Muster wird auf das Blatt durch eine Druckwalze aufgedrückt, die auf das Glas gebracht wird, während es die Hauptwalzen verläßt, während es noch weich ist. Dieses Glas zeigt ein Muster im Hochrelief. Das Glas wird dann in einem Kühlofen geglüht.
Das für diesen Zweck verwendete Glas ist typischerweise weißer in der Farbe als die klaren Gläser, die für andere Anwendungen verwendet werden.
Dieses Glas kann abhängig von der Tiefe des Musters laminiert oder vorgespannt werden, um ein Sicherheitsglas zu erzeugen.
Schwimmendes glas
Neunzig Prozent des Flachglases der Welt wird nach dem Floatglas-Verfahren hergestellt, das in den 1950er Jahren von Sir Alastair Pilkington aus Pilkington Glass erfunden wurde, bei dem geschmolzenes Glas auf ein Ende eines geschmolzenen Zinnbades gegossen wird. Das Glas schwimmt auf der Dose und gleicht sich aus, während es sich entlang der Badewanne ausbreitet und beiden Seiten ein glattes Gesicht verleiht. Das Glas kühlt ab und erstarrt langsam, wenn es sich über das geschmolzene Zinn bewegt und das Zinnbad in einem kontinuierlichen Band verlässt. Das Glas wird dann durch Kühlen in einem Ofen, der als Kühlofen bezeichnet wird, geglüht. Das fertige Produkt hat nahezu perfekte parallele Oberflächen.
Auf der Seite des Glases, die mit der Dose in Kontakt war, ist eine sehr kleine Menge des Zinns in seiner Oberfläche eingebettet. Durch diese Qualität lässt sich diese Seite des Glases leichter beschichten, um sie in einen Spiegel zu verwandeln, aber diese Seite ist auch weicher und leichter zu zerkratzen.
Glas wird in metrischen Standarddicken von 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 19 und 22 mm hergestellt. Geschmolzenes Glas, das in einer Stickstoff / Wasserstoffatmosphäre auf Zinn schwimmt, wird sich auf eine Dicke von etwa 6 mm ausbreiten und aufgrund der Oberflächenspannung stoppen. Dünneres Glas wird hergestellt, indem das Glas gedehnt wird, während es auf der Dose schwimmt und abkühlt. Ähnlich wird dickeres Glas zurückgedrückt und darf sich nicht ausdehnen, wenn es auf der Dose abkühlt.
Prismenglas
Prismenglas ist architektonisches Glas, das Licht verbiegt. Es wurde häufig um die Wende des 20. Jahrhunderts verwendet, um unterirdische Räume und Bereiche fern von Fenstern mit Tageslicht zu versorgen. Prismenglas findet man auf Gehwegen, wo es als Gewölbebeleuchtung bekannt ist, in Fenstern, Trennwänden und Vordächern, wo es als Prismenplatten bekannt ist, und als Deckprismen, die zur Beleuchtung von Räumen unter Deck auf Segelschiffen verwendet wurden. Es könnte sehr verziert sein; Frank Lloyd Wright hat über 40 verschiedene Designs für Prismenplatten entworfen. Moderne architektonische Prismenbeleuchtung wird im Allgemeinen mit einer Kunststofffolie auf gewöhnlichem Fensterglas ausgeführt.
Glas block
Glasblock, auch Glasstein genannt, ist ein architektonisches Element aus Glas, das in Bereichen verwendet wird, in denen Privatsphäre oder Sichtbehinderung erwünscht ist, während es Licht aufnimmt, wie Tiefgaragen, Waschräume und städtische Schwimmbäder. Glasblock wurde ursprünglich in den frühen 1900er Jahren entwickelt, um natürliches Licht in industriellen Fabriken zur Verfügung zu stellen.
Getempertes Glas
Getempertes Glas ist Glas ohne innere Spannungen, die durch Wärmebehandlung, dh schnelles Abkühlen, oder durch Zähmachen oder Wärmehärten verursacht werden. Glas wird geglüht, wenn es über einen Übergangspunkt erhitzt wird, dann kann es langsam abkühlen, ohne abgeschreckt zu werden. Floatglas wird während des Herstellungsprozesses geglüht. Das meiste vorgespannte Glas wird jedoch aus Floatglas hergestellt, das speziell wärmebehandelt wurde.
Geglühtes Glas zerbricht in große, gezackte Scherben, die zu schweren Verletzungen führen können und bei architektonischen Anwendungen eine Gefahr darstellen. Bauvorschriften in vielen Teilen der Welt beschränken die Verwendung von geglühtem Glas in Bereichen, in denen eine hohe Bruch- und Verletzungsgefahr besteht, z. B. in Badezimmern, Türverkleidungen, Feuerausgängen und in geringen Höhen in Schulen oder Wohnhäusern.
Verbundglas
Verbundglas wird hergestellt, indem zwei oder mehr Glasschichten unter Wärme und Druck mit einer Zwischenschicht, wie PVB, verbunden werden, um eine einzige Glasscheibe zu erzeugen. Wenn sie zerbrochen ist, hält die Zwischenschicht die Glasschichten fest und verhindert, dass sie auseinander brechen. Die Zwischenschicht kann dem Glas auch eine höhere Schalldämmmaßzahl geben.
Es gibt verschiedene Arten laminierter Gläser, die unter Verwendung verschiedener Arten von Glas und Zwischenschichten hergestellt werden, die beim Brechen unterschiedliche Ergebnisse liefern.
Verbundglas, das aus geglühtem Glas besteht, wird normalerweise verwendet, wenn Sicherheit ein Anliegen ist, aber Tempern ist keine Option. Windschutzscheiben sind typischerweise laminierte Gläser. Wenn sie bricht, verhindert die PVB-Schicht das Auseinanderbrechen des Glases, wodurch ein „Spinnennetz“ -Rissmuster erzeugt wird.
Gehärtetes Verbundglas ist so konstruiert, dass es in kleine Stücke zersplittert und so Verletzungen vorbeugt. Wenn beide Glasscheiben zerbrochen sind, entsteht ein „feuchter Deckeneffekt“, der aus der Öffnung fällt.
Wärmehärtendes Verbundglas ist stärker als geglüht, aber nicht so stark wie gehärtet. Es wird oft verwendet, wenn Sicherheit ein Anliegen ist. Es hat ein größeres Bruchmuster als temperiert, aber weil es seine Form behält (im Gegensatz zum „nassen Blanket“ -Effekt von gehärtetem Verbundglas), bleibt es in der Öffnung und kann längere Zeit mehr Kraft standhalten, was es viel schwieriger macht durchkommen.
Vorgehärtetes Glas
Warmverfestigtes Glas ist Glas, das wärmebehandelt wurde, um eine Oberflächenkompression zu induzieren, jedoch nicht in dem Ausmaß, dass es beim Zerbrechen in der Art von gehärtetem Glas zu „würfeln“ beginnt. Beim Brechen bricht thermisch vorgespanntes Glas in scharfe Stücke, die typischerweise etwas kleiner sind als jene, die beim Brechen von geglühtem Glas gefunden werden, und hat eine mittlere Festigkeit zwischen geglühten und vorgespannten Gläsern.
Chemisch verstärktes Glas
Chemisch verstärktes Glas ist eine Glasart, die eine erhöhte Festigkeit aufweist. Wenn es zerbrochen wird, zerbricht es immer noch in langen, spitzen Splittern, ähnlich wie Float (geglühtes) Glas. Aus diesem Grund wird es nicht als Sicherheitsglas betrachtet und muss laminiert werden, wenn ein Sicherheitsglas benötigt wird. Chemisch gehärtetes Glas ist typischerweise sechs- bis achtmal so stark wie geglühtes Glas.
Das Glas wird chemisch verstärkt, indem das Glas bei 450ºC (842ºF) in ein Bad getaucht wird, das ein Kaliumsalz (typischerweise Kaliumnitrat) enthält. Dies bewirkt, dass Natriumionen in der Glasoberfläche durch Kaliumionen aus der Badlösung ersetzt werden.
Im Gegensatz zu vorgespanntem Glas kann chemisch gehärtetes Glas nach dem Verstärken geschnitten werden, verliert jedoch seine zusätzliche Festigkeit im Bereich von etwa 20 mm des Schnitts. Wenn die Oberfläche von chemisch gehärtetem Glas stark zerkratzt wird, verliert dieser Bereich seine zusätzliche Festigkeit.
Chemisch verstärktes Glas wurde auf einigen Vordächern von Kampfflugzeugen verwendet.
Niedrig-Emissions-Glas
Glas, das mit einer Substanz mit niedrigem Emissionsvermögen beschichtet ist, kann eine Strahlungsenergie reflektieren, die Strahlungswärme anregt, auf der gleichen Seite des Glases zu verbleiben, aus der sie stammt, während sichtbares Licht durchgelassen wird. Dies führt oft zu effizienteren Fenstern, da Strahlungswärme, die im Winter von Innenräumen stammt, zurückreflektiert wird, während Infrarot-Wärmestrahlung von der Sonne im Sommer wegreflektiert wird, wodurch sie im Inneren kühler bleibt.
Beheizbares Glas
Elektrisch beheizbares Glas ist ein relativ neues Produkt, das beim Entwurf von Gebäuden und Fahrzeugen hilft, Lösungen zu finden. Die Idee der Glasbeheizung basiert auf der Verwendung von energieeffizientem, emissionsarmem Glas, das in der Regel einfaches Silikatglas mit spezieller Metalloxidbeschichtung ist. Beheizbares Glas kann in allen Arten von Standardverglasungssystemen aus Holz, Kunststoff, Aluminium oder Stahl verwendet werden.
Selbstreinigendes Glas
Eine Neuheit (2001 Pilkington Glass) ist ein sogenanntes selbstreinigendes Glas, das auf Gebäude-, Automobil- und andere technische Anwendungen ausgerichtet ist. Eine Beschichtung von Titandioxid auf der Glasoberfläche im Nanometermaßstab führt zu zwei Mechanismen, die zur Selbstreinigungseigenschaft führen. Der erste ist ein photokatalytischer Effekt, bei dem ultraviolette Strahlen den Abbau organischer Verbindungen auf der Fensteroberfläche katalysieren; der zweite ist ein hydrophiler Effekt, bei dem Wasser von der Oberfläche des Glases angezogen wird und ein dünnes Blatt bildet, das die abgebauten organischen Verbindungen wegspült.
Isolierglas
Isolierglas oder Doppelverglasung besteht aus einem Fenster oder einem Verglasungselement aus zwei oder mehr Glasschichten, die durch einen Abstandshalter entlang der Kante getrennt und abgedichtet sind, um einen toten Luftraum zwischen den Schichten zu schaffen. Diese Art von Verglasung hat Funktionen der Wärmedämmung und Geräuschreduzierung. Wenn der Raum mit einem Inertgas gefüllt ist, ist dies ein Teil der nachhaltigen Energiearchitektur für Niedrigenergiehäuser.
Evakuierte Verglasung
Eine Innovation von 1994 für Isolierglas ist das Vakuumglas, das bisher nur in Japan und China kommerziell hergestellt wird. Die extrem geringe Dicke von Vakuumverglasungen bietet viele neue architektonische Möglichkeiten, insbesondere in der Denkmalpflege und in der historisierenden Architektur, wo evakuierte Verglasungen die traditionelle Einfachverglasung ersetzen können, die viel weniger energieeffizient ist.
Eine evakuierte Verglasungseinheit wird hergestellt, indem die Ränder von zwei Glasscheiben abgedichtet werden, typischerweise unter Verwendung eines Lötglases, und der Innenraum mit einer Vakuumpumpe evakuiert wird. Der evakuierte Raum zwischen den beiden Platten kann sehr flach sein und dennoch ein guter Isolator sein, was isolierendes Fensterglas mit nominalen Dicken von nur 6 mm ergibt. Die Gründe für diese geringe Dicke sind täuschend komplex, aber die Potentialisolierung ist im wesentlichen gut, weil es im Vakuum keine Konvektion oder Gasleitung geben kann.
Leider hat evakuierte Verglasung einige Nachteile; seine Herstellung ist kompliziert und schwierig. Zum Beispiel ist ein notwendiger Schritt in der Herstellung von evakuierten Verglasungen Ausgasen; das heißt, es wird erhitzt, um an den Innenflächen adsorbierte Gase freizusetzen, die sonst später austreten und das Vakuum zerstören könnten. Dieser Heizprozess bedeutet derzeit, dass evakuierte Verglasungen nicht vorgespannt oder verfestigt werden können. Wenn ein evakuiertes Sicherheitsglas benötigt wird, muss das Glas laminiert werden. Die zum Ausgasen erforderlichen hohen Temperaturen neigen auch dazu, die hochwirksamen „weichen“ Beschichtungen mit niedrigem Emissionsvermögen zu zerstören, die oft auf eine oder beide der inneren Oberflächen (dh diejenigen, die dem Luftspalt zugewandt sind) anderer Formen moderner isolierender Verglasung angewendet werden um Wärmeverluste durch Infrarotstrahlung zu vermeiden. Etwas weniger effektive „harte“ Beschichtungen sind jedoch immer noch für evakuierte Verglasungen geeignet.
Aufgrund des Atmosphärendrucks, der an der Außenseite einer evakuierten Verglasungseinheit vorhanden ist, müssen außerdem ihre beiden Glasscheiben irgendwie auseinandergehalten werden, um zu verhindern, daß sie sich zusammen biegen und einander berühren, was das Ziel der Evakuierung der Einheit beeinträchtigen würde. Die Aufgabe, die Scheiben auseinander zu halten, wird durch ein Gitter aus Abstandshaltern ausgeführt, die typischerweise aus kleinen Scheiben aus rostfreiem Stahl bestehen, die etwa 20 mm voneinander entfernt angeordnet sind. Die Abstandhalter sind so klein, dass sie nur in sehr geringen Abständen, typischerweise bis zu 1 m, sichtbar sind. Die Tatsache, daß die Abstandshalter eine gewisse Wärme abgeben, führt jedoch häufig bei kaltem Wetter zur Bildung von temporären, gitterförmigen Mustern auf der Oberfläche eines evakuierten Fensters, die entweder aus kleinen Kreisen der inneren Kondensation um die Abstandshalter herum bestehen, wo das Glas ist ist etwas kälter als der Durchschnitt oder, wenn Tau draußen ist, kleine Kreise auf der Außenseite des Glases, in denen der Tau fehlt, weil die Abstandhalter das Glas in der Nähe etwas wärmer machen.
Die Wärmeleitung zwischen den Scheiben, verursacht durch die Abstandshalter, neigt dazu, die gesamte isolierende Wirksamkeit der evakuierten Verglasung zu begrenzen. Nichtsdestoweniger ist eine evakuierte Verglasung immer noch so isolierend wie eine viel dickere herkömmliche Doppelverglasung und neigt dazu, stärker zu sein, da die zwei konstituierenden Glastafeln durch die Atmosphäre zusammengepreßt werden und somit praktisch als eine dicke Platte auf Biegekräfte reagieren. Evakuierungsverglasungen bieten im Vergleich zu anderen gängigen Fensterverglasungen eine sehr gute Schalldämmung.
Erdbebenanforderungen für Gebäudecodes
Die aktuellste Bauordnung, die in den meisten Gerichtsbarkeiten in den Vereinigten Staaten durchgesetzt wird, ist der International Building Code von 2006 (IBC, 2006). Die 2006 IBC-Referenzen für die 2005 Ausgabe der Standard-Minimum Design Loads für Gebäude und andere Strukturen von der American Society of Civil Engineers (ASCE, 2005) für seine seismischen Bestimmungen vorbereitet. ASCE 7-05 enthält spezifische Anforderungen für nichttragende Bauteile, einschließlich Anforderungen an Bauglas.
Gefahr von reflektiertem Sonnenlicht
Bei falscher Auslegung können konkave Flächen mit großen Glasmengen je nach Sonnenstand als Solarkonzentratoren wirken, wodurch Personen verletzt und Sachwerte beschädigt werden können.