Forschungsprojekt - Dauerhaftigkeit Mehrscheiben-Isolierglas

Untersuchungen zum Einfluss der Größe des Scheibenzwischenraums auf die Dauerhaftigkeit von hochwärmedämmendem Mehrscheiben-Isolierglas


Ausgangssituation

Konstruktionsbedingt (hermetische Versiegelung) führen Änderungen des Luftdrucks und/oder der Temperatur im Mehrscheiben-Isolierglas zu Druckunterschieden zwischen dem Scheibenzwischenraum (SZR) und der Atmosphäre, und somit zu Klimalasten auf Glas und Randverbund. Die Höhe dieser Klimalasten steigt mit der Größe des SZR und der Scheibendicke an. Die Wirkung einer erhöhten Klimalast auf die Scheiben lässt sich mit anerkannten Methoden gut abschätzen. Dies ist aber nicht der Fall für den Randverbund. Insbesondere liegen keine Erfahrungen vor, wie sich eine erhöhte Randlast auf die Dauerhaftigkeit, also die Nutzungsdauer, eines Mehrscheiben-Isolierglases auswirkt. Deshalb werden zurzeit Scheibenzwischenräume von 2 x 12 mm für den Standardaufbau von Dreischeiben-Wärmedämmglas empfohlen. Der Nachteil ist, dass der Wärmedurchgangskoeffizient erheblich über dem des energetisch optimierten Aufbaus mit 2 x 18 mm Scheibenzwischenraum liegt.

Zielsetzung

Es war das Ziel dieses Forschungsvorhabens, den Einfluss der Randlast auf die Dauerhaftigkeit von Dreifach-Wärmedämmglas zu untersuchen. Dabei sollte die Randlast über die Größe des Scheibenzwischenraumes und die Scheibendicke gezielt verändert werden. Da bekannt war, dass die Dauerhaftigkeit eines MIG ganz wesentlich von der Fertigungsqualität bestimmt wird, die von Hersteller zu Hersteller erheblich variieren kann, musste eine ausreichende Anzahl von Probekörpern geprüft werden, um statistisch belastbare Aussagen treffen zu können, die auch für „die Industrie“ als Ganzes gültig sind.

Vorgehensweise

Probekörper drei verschiedener Aufbauten, die unter Klimalast zum Auftreten unterschiedlicher Randlasten führen, wurden der Feuchtigkeitsaufnahmeprüfung gemäß EN 1279-2 unterzogen. Dabei war es wichtig, die durch die Klimabelastung verursachte absolute Feuchteaufnahme (in g) zu ermitteln, denn nur der absolute Wert (in g) sagt etwas über die Dichtheit des Randverbundes aus.

Zwanzig Hersteller lieferten Probekörper für alle drei Aufbauten. Es konnten nur starre Randverbundsysteme (Hohlprofilabstandhalter) mit schüttbaren Trockenmitteln berücksichtigt werden. Darüber hinaus konnten die teilnehmenden Betriebe selber über die Systemparameter wie Abstandhaltertyp, Trockenmittelmenge, Butylauftrag, Sekundärdichtstoff (PU oder PS), Rückenüberdeckung etc. entscheiden. Es wurden überwiegend Abstandhalter aus Kunststoff mit metallischer Diffusionssperre sowie PU als Dichtstoff verwendet.

Folgende Aufbauten wurden untersucht:

Aufbau 1: 4-12-4-12-4
Aufbau 2: 4-18-4-18-4
Aufbau 3: 6-18-4-18-6


Ergebnisse


Höhere Randlasten führen zu höheren Feuchteaufnahmen.

Ein linearer Zusammenhang zwischen Randlast und Feuchteaufnahme konnte im Rahmen der Untersuchungen nicht ermittelt werden. So zeigten die Scheiben mit dem Aufbau 2 (4-18-4-18-4) im Vergleich zu denen mit dem Aufbau 1 (4-12-4-12-4) deutlich höhere Feuchteaufnahmen. Der Anstieg der Feuchteaufnahme von Aufbau 2 zu Aufbau 3 (6-18-4-18-6) war jedoch weniger deutlich, als aufgrund der berechneten Randlasten zu vermuten wäre.

Der Einfluss der Herstellungsqualität auf die Feuchteaufnahme zeigte sich bei den Untersuchungen als mindestens genauso stark wie der Einfluss der Randlast, und er überlagerte die Ergebnisse deutlich.

Aus dem vorangehenden Punkt folgt direkt: Einer erhöhten Prozesssicherheit bei der Herstellung von MIG mit erhöhten Randlasten (3-fach-MIG mit großem SZR, dicke Scheiben) kommt eine große Bedeutung zu.

Der Feuchtigkeitsaufnahmefaktor I (Anteil der nach der normierten Alterung verbrauchten Feuchtigkeitsaufnahmekapazität eines MIG) ist kein hinreichendes Kriterium zur Beurteilung der Qualität eines Randverbundes, da er neben der eigentlichen Herstellungsqualität auch von der Trockenmittelmenge abhängig ist.

Projektinformationen


Projektleiter:
Dipl.-Phys. Norbert Sack

Projektmitarbeiter:
Dr. Ansgar Rose

Projektlaufzeit:
01.10.2013 – 01.10.2015

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