Forschungsprojekt - Klimabelastung von Isolierglas bei Structural Glazing

 


Ausgangssituation

Structural Glazing ist eine neue Fassaden-Bauart, bei der die Glasscheiben nicht mehr wie bisher mechanisch gehalten, sondern verklebt werden. Die Klebefuge muß daher die Lasten aufnehmen und entsprechend bemessen werden. Wird Isolierglas angeklebt und der Isolierglasrandverbund zur Lastabtragung herangezogen, so gilt dies auch für die Verklebung des Randverbundes.

Bei Isolierglas führt eine Änderung der Temperatur oder eine Änderung des äußeren Luftdruckes zu einer Druckdifferenz zwischen dem Scheibenzwischenraum und der Umgebung. Diese klimatisch bedingte Belastung führt zu einer zusätzlichen wesentlichen Beanspruchung der Verklebung. Andererseits führt das im Scheibenzwischenraum von Isolierglas eingeschlossene Gasvolumen zu einer mechanischen Kopplung der beiden Glasscheiben und reduziert damit die Beanspruchung bei Windbelastung.

Das elastische Verhalten des Isolierglasrandes wird durch zwei Kenngrößen charakterisiert und die bisherige Theorie entsprechend erweitert. Damit können beide Effekte aufbauend auf der linearen Plattentheorie geschlossen abgeleitet werden. Es zeigt sich, daß die resultierenden Gleichungen mit ausreichender Genauigkeit durch wesentlich einfachere Ausdrücke angenähert werden können.

Die Kenngrößen wurden an Proben typischer Randverbundsysteme experimentell ermittelt. Es zeigt sich, daß durch die Randelastizität letztlich nur eine geringe Abminderung der klimatischen Belastung stattfindet.

Die Klimabelastung beansprucht gerade kleine Scheiben am stärksten, während die mittragende Wirkung erst bei großen Isolierglasscheiben zum Tragen kommt. Die Ergebnisse des theoretischen Modells wurden deshalb an einer kleinen Scheibe im Bauteilversuch überprüft. Es ergibt sich eine ausgezeichnete Übereinstimmung.

Damit kann die klimatische Beanspruchung und die mittragende Wirkung mit einem gesicherten Verfahren einfach berechnet werden. Gerade bei Structural Glazing sollte das Verhalten von lsolierglas bei der Bemessung der Randverbundverklebung berücksichtigt werden.

Der aktuelle Entwurf "Draft guideline for European Technical Approval for Structural Sealant Glazing System" [EOTA94] legt unter anderem die Grundlagenversuche zur Beurteilung des Klebesystems (Sealant) fest und gibt in Anhang 2 "Method of Calculation" die Regel zur Bemessung der Klebefuge. Die Bemessung der Klebefuge erfolgt dabei nach einer einfachen Gleichung, die sich auf ursprünglich amerikanische Erfahrungen mit dem Verkleben von Einfachglas mit Silikon stützt. Dabei wird angenommen, daß das System nur über die langen Kanten trägt.

Dieses Verfahren wird auch zur Bemessung des tragenden Randverbundes von Isolierglas verwendet. Dabei wird unabhängig von der Scheibengröße bei symmetrisch aufgebauten Scheiben die mittragende Wirkung der Innenscheibe voll angesetzt. Klimatisch induzierte Druckdifferenzen zwischen Scheibenzwischenraum und Umgebung werden dagegen nicht berücksichtigt.

Zielsetzung

Ziel ist es, die vorhandene Theorie der klimatischen Belastung von lsolierglas den besonderen Gegebenheiten von Structural Glazing anzupassen. Insbesondere sollen die elastischen Eigenschaften des lsolierglasrandverbundes mit einbezogen werden.

Projektinformationen


Projektleiter:
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Projektmitarbeiter:
Prof. Dr. F. Feldmeier

Projektlaufzeit:
März 1995

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