Immer wieder kommt es bei Fensterscheiben zum Glasbruch, scheinbar ohne ersichtlichen Grund. Häufig werden dann Fensterbauer oder Glaser dafür verantwortlich gemacht und sollen den Schaden ersetzen. Dabei sind häufig thermische Belastungen, z.B. thermische Spannungen, die sich durch Temperaturunterschiede im Glas ergeben können, die Ursache.
Wie entsteht ein thermischer Glasbruch?
Solche Glasbrüche können beispielsweise durch ein dunkles Möbel – etwa ein Sofa – ausgelöst werden, das zu nahe am Fenster steht, genauer gesagt am Isolierglas. Weiter werden Temperaturunterschiede im Glas unter anderem durch eine Teilbeschattung, eine lokale Erwärmung, eine aufgeklebte Folien oder durch zu große Scheibeneinstände im Rahmen hervorgerufen.
Was sind die physikalischen Grundlagen für einen Glasbruch?
Im Vergleich zu anderen Baumaterialien (z. B. Metallen) ist Glas ein schlechter Wärmeleiter. Eine Glasscheibe kann sich z. B. durch Sonneneinstrahlung, Wärmestrahler u.a. örtlich aufheizen, ohne dass die Wärme abgeführt oder gleichmäßig verteilt wird.
Die erwärmten Stellen im Glas dehnen sich in der Folge aus, während die kalten Bereiche ihre Struktur beibehalten. Die verschiedenen Ausdehnungen führen dann zu örtlichen Zugspannungen, die ab einer bestimmten Größe oder im Zusammenspiel mit einer weiteren Einwirkung einen Glasbruch zur Folge haben können.
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Ein typisches Beispiel sind Temperaturdifferenzen, die bei starker Sonneneinstrahlung entstehen: Die Sonne bescheint und erwärmt den mittleren Teil der Glasfläche, der Scheibenrand oder die beschatteten Flächen bleiben kalt.
Warum ist auch der Glastyp beim thermischen Glasbruch entscheidend?
Je nach Zusammensetzung oder der Beschichtung des Glases erwärmt sich dieses stärker oder schwächer. Eingefärbtes Glas hat eine höhere Energieabsorption als normales Floatglas, eisenarmes Weißglas eine tiefere. Beschichtungen mit höheren Energieabsorptionen erhöhen das Risiko eines Glasbruches, dasselbe gilt für das Bekleben der Scheiben mit Folien.
Wie robust sich Glas bei Temperaturdifferenzen verhält, wird umgangssprachlich mit „Temperaturwechselbeständigkeit“ ausgedrückt – Beständigkeit gegen Temperaturunterschiede und plötzliche Temperaturwechsel. Sie gibt an, wie hoch Temperaturdifferenzen innerhalb der Scheibenfläche ungefähr sein dürfen, ohne dass die entstehenden Spannungen eine kritische Grenze überschreiten und zu einem Glasbruch führen.
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Die Temperaturwechselbeständigkeit ist etwa bei Einscheibensicherheitsglas (ESG) dank seiner inneren Vorspannung fünfmal höher als bei normalem Floatglas (Tabelle 1). Dabei spielt zudem die Lage bzw. Distanz der vorhandenen Temperaturextreme in der Scheibenfläche sowie die Qualität der Glaskanten eine maßgebende Rolle.
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Um Glasbrüchen vorzubeugen, kommt es auch auf die Planung der Fassade und der Innenräume
Vorstehende Gebäudeteile, äußere Beschattungseinrichtungen oder andere Körper auf der Außenseite der Fassade können eine Teilbeschattung auf den Gläsern hervorrufen . Dadurch erwärmen sich Teilbereiche des Glases schneller, während beschattete Bereiche kalt bleiben.
Heizkörper oder Auslässe von Kühlgeräten in unmittelbarer Nähe von Verglasungen können ebenfalls zu lokal erhöhten Glastemperaturen führen, und damit zu einem thermischen Glasbruch.
Und wie lässt sich ein thermischer Glasbruch vermeiden?
Um einen thermischen Glasbruch zu vermeiden, muss ein ausreichender Abstand zwischen Wärmequelle und Glas eingeplant werden, darüber hinaus muss für eine gute Ablüftung des Zwischenraums gesorgt werden. Das dunkle Sofa darf also auf keinen Fall direkt hinter der Scheibe stehen.
Lesen Sie in Teil 02 des Beitrags in unserem nächsten GLASWELT Newsletter weitere Details zu thermischen Glasbrüchen. Dort wird erläutert, welche Rolle die bearbeitete Glaskante in Bezug auf die thermische Widerstandsfähigkeit von Floatglas spielt und warum bei 3-fach-ISO die mittlere Scheibe anfälliger für Glasbruch ist.
Zum 2. Artikelteil klicken Sie einfach hier.
Die Autoren
Reto Meili und Markus Läubli, SIGAB
Weitere ausführliche Informationen bietet auch die SIGAB-Richtlinie 103 (2013): „Thermische Beanspruchung von Glas“ informiert kompakt über die thermische Thematik und ist über die Webseite des SIGAB in deutscher und französischer Sprache erhältlich.
