STAB2026-Glasbau und Fassade

Sonderbeilage der „Stahlbau“

93. Jahrgang

46 . Jahrgang

Ausgabe 1

Oktober 2024

0038-9145

Glasbau & Fassade

–

Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit

Kopfbolzendübel mit fehlerbehafteten Schweißungen

– Geklebte Beulsteifen im Brückenbau

– Pulverlack-Beschichtungssystem für den Stahlwasserbau

– Trag- und Verformungsverhalten von Verteilrohrleitungen

– Eisenbahnbrücken in Chemnitz und Hannover

Effizienz und Behaglichkeit von Wärmeenergie und Potentiale akkubetriebener Wärmekleidung in Innenräumen Ökobilanzielle Bewertung von Wohnbauten – Teil 1: Erreichbarkeit der KfW-Anforderungen „Klimafreundlicher Neubau“ Wärmedämmverbundsysteme mit Holzfaserdämmplatten

Vom Fenster zur Ressource: Glas als zirkuläre Baukomponente Energetische Simulation der Wandtemperierung ‚EnergySkin‘ Circularity and climate neutrality in the glass industry Eurocode 10: Neue Regeln zur Bemessung von Glasbauteilen – Teil 2 Ressourceneffizientes und kreislaufgerechtes Umbauen von Fassaden

– Optimierung des Trittschallschutzes von Holzbalkendecken in Gründerzeithäusern – Teil 2: Deckenaufbau und Flankenübertragung

Gare Maritime: Reversible Stahlleichtbaufassaden

CO2-Amortisationszeit mehrschaliger Glas-Fassaden

– Kombinierter Einsatz einer PV- und KWE-Anlage bei einem Wohngebäude mit Elektroauto

Zum Titelbild: Fassadenansicht des neuen Museums

Peter & Traudl Engelhornhaus der Reiss-EngelhornMuseen. Nach rund drei Jahren Bauzeit wurde im Januar 2023 das von der Brombeeren Stiftung finanzierte Museum Peter & Traudl Engelhornhaus der Reiss Engelhorn Museen in Mannheim eröffnet, das sich auf Glaskunst und Fotografie spezialisiert. Die ursprüngliche, verputzte und in die Jahre gekommene Bestandsfassade wurde mit einer vorgesetzten hinterlüfteten PfostenRiegel-Fassade verkleidet. Die insgesamt 19 in der Gebäudeansicht sichtbaren Verglasungen sind mit je zwei Wölbungen, den sog. Bubbles, sphärisch gekrümmt ausgebildet. Die markante Glasfassade erzeugt dynamische Licht- und Spiegeleffekte und bildet zugleich das größte Glaskunstwerk der Sammlung. Möglich wurde der Bau durch die bedeutende Glaskunstsammlung und eine 10 Millionen Euro Spende des verstorbenen Ehepaars Engelhorn. Die Planung und Umsetzung erfolgte durch das Unternehmen Glasbau Pritz GmbH. Herr Dr. Sebastian Schula, SGS Engineering GmbH, erstellte das Gutachten sowie die statischen Berechnungen. (Foto: Thomas Möller, Glasbau Pritz GmbH)

Inhalt Stahlbau Sonderheft

Glasbau & Fassade

EDITORIAL

Michael Engelmann, Ingo Stelzer 15 30 Jahre Fachverband Konstruktiver Glasbau e.V.

AUFSÄTZE

Sebastian Wernli, Hans I. Scholz, Miriam Schuster, Martien Teich 16 Vom Fenster zur Ressource – Glas im Wandel zur zirkulären

Baukomponente

Max Stoppel, Clara Uhlig, Michael Engelmann, Pietro Di Biase

Februar 2026, Sonderheft Glasbau & Fassade, Ausgabe 1

ISSN 0038-9145 (print)

ISSN 1437-1049 (online)

Stahlbau ist im Journal Citation Report von Clarivate Analytics (vormals Thomson Reuters) sowie in Scopus von Elsevier gelistet.

Impact Factor 2023: 0,3

CiteScore 2023: 0,9

27

34

Energetische Simulation zur Entwicklung der außen liegenden Wandtemperierung: EnergySkin

Linda Hildebrand, Lisa Rammig

Readiness for circularity and climate neutrality in the glass industry

BERICHTE

Maximilian Laurs, Ruth Kasper, Markus Feldmann

48 Berechnung von Verbundglasscheiben

Eurocode 10: neue Regeln für die Bemessung von Bauteilen aus Glas – Teil 2

Lucio Blandini, Katrin Chwalek, Jan Bolay, Carl Niklas Haufe, Bernd Köhler

73 Ressourceneffizientes und kreislaufgerechtes Umbauen von Fassaden

Anne Marie Ring, Ron Jacobs

82 Gare Maritime, Brüssel: Reversible Stahlleichtbaufassaden

Stefan Wiedemann

89

CO2-Amortisationszeit mehrschaliger Glasfassaden

101 Stahlbau aktuell

111 VERANSTALTUNGSKALENDER

Produkte & Objekte

A4 Glasbau & Fassade

http://wileyonlinelibrary.com/journal/stab

Hyparschale

bild 1 Außenansicht der sanierten Hyparschale Magdeburg mit vertikaler Pfosten-Riegel-Fassade und Glas-Metall-Hülle.

Mit der Hyparschale in Magdeburg besitzt die landeshauptstadt sachsen-Anhalts eines der bedeutendsten bauwerke der ddRModerne. das 1974 eröffnete bauwerk wurde von dem renommierten Architekten ulrich Müther entworfen und zählt zu seinen wichtigsten schalenkonstruktionen. Prägend sind die stützenfreie Tragstruktur sowie die filigrane Glas-und Metallhülle, deren Form auf einem hyperbolischen Paraboloid basiert und der Halle ihren Namen gab. Im Zuge einer umfassenden sanierung in den Jahren 2021 bis 2024 wurde insbesondere die vertikale Fassadenkonstruktion energetisch und konstruktiv vollständig erneuert – unter außergewöhnlich anspruchsvollen Rahmenbedingungen.

Aufgabenstellung und besondere Herausforderungen

Die Leistung von Metallbau Windeck umfasste die vollständige Demontage der bestehenden Vertikalfassade sowie die Montage einer neuen energetischen Pfosten-Riegel-Fassade. Eine besondere Herausforderung stellte dabei die Ausführung der Fassade als Umkehrfassade dar. In dieser Konstruktionsweise befindet sich die Deckschale nicht wie üblich auf der Außenseite, sondern raumseitig im Gebäudeinneren. Die neue Fassade musste an die vorhandenen vertikalen Stahlstützen des Bestandsgebäudes angebunden werden.

Im Zuge der Bestandsanalyse zeigten sich mehrere zentrale Herausforderungen:

– Die vorhandenen Stahlstützen wiesen über die Jahre erhebliche Verformungen in unterschiedliche Richtungen auf.

– Die Achsabstände zwischen den einzelnen Stützen variierten deutlich und entsprachen nicht mehr dem ursprünglichen Planungsraster.

– Verglasungen und Einsatzelemente sollten aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit ausschließlich von außen montier- und im Schadensfall austauschbar sein.

Individuelle lösungen im bestand

Um die ungleichmäßige Bestandssituation beherrschbar zu machen, wurde das Gebäude systematisch in mehrere Fassadenbereiche unterteilt. Für jeden dieser Bereiche wurde mithilfe präziser Lasertechnik eine eigene Fassadenebene definiert. Auf dieser

bild 2 Luftaufnahme der Hyparschale Magdeburg mit charakteristischer Schalenkonstruktion.

Grundlage konnten die Fassadenhalter individuell an die vorhandenen Stahlstützen angepasst und angeschlossen werden.

Da die Lage jeder einzelnen Stütze von der idealen Geometrie abwich, war eine serielle Lösung nicht möglich. Stattdessen musste jeder Fassadenhalter einzeln angepasst werden, um eine einheitliche Fassadenebene sicherzustellen. Dieser hohe Grad an Individualisierung setzte sich in der gesamten Fassadenkonstruktion fort.

Durch die variierenden Achsabstände ergaben sich für jeden Fassadenabschnitt unterschiedliche Rastermaße. In der Konsequenz mussten sämtliche Riegel, Verglasungen, Paneele sowie Sonnenschutzanlagen objektspezifisch gefertigt werden. Zusätzlich erschwert wurde die Umsetzung durch einen schräg verlaufenden oberen Fassadenabschluss.

bild 3 Detail der neuen Pfosten-Riegel-Fassade mit objektspezifisch angepassten Anschlüssen.

bild 4 Innenansicht mit raumseitiger Umkehrfassade und großformatiger Verglasung.

doppelte umkehrfassade als konstruktive besonderheit

Auf Wunsch des Auftraggebers sollten sämtliche Verglasungen sowie Einsatzelemente wie Lamellenfenster und Lüftungspaneele von außen montiert werden können. Um dies zu ermöglichen, wurde innerhalb der Pfosten-Riegel-Konstruktion ein zusätzlicher Einsatzrahmen in Form eines Wechselrahmens integriert.

Durch diese Lösung wurde die vertikale Pfosten-Riegel-Fassade konstruktiv nicht nur einmal, sondern gleich zweimal umgekehrt. Diese außergewöhnliche Fassadenkonstruktion stellt eine besondere technische und planerische Leistung dar und ist in dieser Form nur selten realisiert worden.

Technische Ausstattung der vertikalen Fassade

Die neue Fassadenkonstruktion erfüllt hohe Anforderungen an Energieeffizienz, Schallschutz und Einbruchhemmung. Neben feststehenden Verglasungselementen kamen öffenbare Lüftungselemente, Türen sowie opake Paneele zum Einsatz. Ergänzt wird die Fassade durch integrierte Sonnenschutzsysteme, einen objektspezifischen Hochwasserschutz im Türbereich sowie eine einheitliche, helle Oberflächengestaltung aller sichtbaren Bauteile.

Fazit

Die Sanierung der Hyparschale Magdeburg verdeutlicht, wie sich denkmalprägende Architektur mit modernen Fassadensystemen technisch anspruchsvoll und zugleich sensibel weiterentwickeln lässt. Der hohe Grad an individueller Anpassung, die besondere Konstruktion der doppelten Umkehrfassade sowie die Berücksichtigung aktueller energetischer und funktionaler Anforderungen machen dieses Projekt zu einer herausragenden Referenz im Glasund Fassadenbau.

barrierefreies Wohnen mit Weitsicht: Komfortabel und stilvoll in die Zukunft

bild 1 Drinnen und draußen gehen fließend ineinander über. Die barrierefreie Bodenschiene ist sogar überrollbar und somit für Rollstühle geeignet.

Oft geschieht es leise, fast unmerklich und doch verändert es alles: die Kinder sind ausgezogen, das Haus wirkt stiller, leerer, vielleicht auch zu groß. Was einst voller leben war, wirkt plötzlich überdimensioniert oder unpraktisch. In dieser Phase stellt sich die entscheidende Frage: Wie möchte ich in Zukunft wohnen?

Ein neuer Lebensabschnitt bringt nicht nur veränderte Tagesabläufe, sondern auch neue Wohnbedürfnisse mit sich. Jetzt ist der richtige Zeitpunkt, das Zuhause neu zu gestalten: als einen Ort, der Geborgenheit mit Bewegungsfreiheit und Komfort verbindet.

bild 2 Großflächige Schiebefenster, die sich über Eck öffnen lassen, schaffen einen vollkommen freien Bereich – ohne störenden Pfosten oder ohne Stolperkante.

(Foto: Viola Epler für Solarlux GmbH)

(Foto: Solarlux GmbH)

bild 3 Im Ziehharmonika-Prinzip lässt sich die Glas-Faltwand aufschieben und öffnet den Wohnraum zum Garten.

barrierefreiheit beginnt nicht erst im Alter

Barrierefreiheit ist längst kein Thema mehr für später, sondern eine Investition in Selbstbestimmung, Unabhängigkeit und Lebensqualität. Wer beim Bauen oder Sanieren vorausschauend plant, schafft ein Wohnumfeld, das sich flexibel an die eigenen Lebensphasen anpasst und dabei ästhetisch und modern bleibt.

Barrierefreies Wohnen bedeutet, Räume so zu gestalten, dass sie allen Generationen offenstehen – unabhängig von Alter oder körperlichen Voraussetzungen. Bodengleiche Übergänge, etwa bei Türen, Terrassen oder Duschen, sorgen für Komfort und Sicherheit. Breite Flure und Türöffnungen schaffen Bewegungsfreiheit, auch für Rollator oder Rollstuhl. Eine gute Beleuchtung sowie klare Sichtachsen erleichtern die Orientierung und steigern das Wohlbefinden.

licht, Weite und Offenheit

Helle, offene Räume wirken einladend und großzügig. Großflächige Verglasungen spielen dabei eine zentrale Rolle: Sie holen Licht und Natur ins Haus und verbinden Innen- und Außenbereiche nahtlos miteinander. Die beweglichen Verglasungen von Solarlux setzen diese Idee konsequent um. Ob mit dem Maximal-Schiebefenster cero oder den vielseitigen Glas-Faltwänden – beide Lösungen schaffen maximale Transparenz und Leichtigkeit.

Die großen Glasflächen lassen sich leicht bewegen und öffnen sich über weite Bereiche hinweg, sogar über Ecken. Eine barrierefreie Bodenschiene sorgt dabei für einen ebenen Übergang zwischen Wohnraum und Terrasse. So entstehen Räume, die vielseitig nutzbar sind, sich jederzeit öffnen oder schließen lassen und dennoch stets hell, freundlich und offen bleiben.

Barrierefreiheit muss nicht funktional oder nüchtern wirken. Im Gegenteil: In der Verbindung von Funktion, Design und architektonischem Anspruch liegt die Stärke moderner Wohnkonzepte. Wer heute baut oder renoviert, sollte die Gelegenheit nutzen, das eigene Zuhause nicht nur schöner, sondern auch zukunftsfähiger zu gestalten. Denn letztlich geht es um mehr als Wohnen. Es geht um Lebensqualität.

www.solarlux.com

Innovation Center düren: Multifunktionsgebäude mit ikonischer Präsenz

die stadt düren schafft mit dem neuen Innovation Center einen zukunftsweisenden Ort für wirtschaftliche Entwicklung und gesellschaftliche Transformation. der Neubau, der das Herzstück des entstehenden Innovationsquartiers bildet, bietet ein multifunktionales umfeld für start-ups, technologieorientierte unternehmen und bildungseinrichtungen.

Das Konzept von ATP architekten ingenieure überzeugte im EUweiten Vergabeverfahren durch eine identitätsstiftende Architektur mit flexiblen Arbeits-, Lern- und Begegnungsräumen und nachhaltigen Lösungen. Matthias Koch, Architekt und ATP-Geschäftsführer in Frankfurt: „Das Gebäude wird zum aktiven Impulsgeber für kreative Prozesse – als Ort, der Menschen zusammenbringt, zum Dialog anregt und Entwicklung Raum gibt.“

Mit seinem Wechselspiel aus Skulpturalität und Transparenz setzt der Neubau ein markantes städtebauliches Zeichen in unmittelbarer Nähe zum Bahnhofareal. Die konkave Kubatur, die eine prägnante Raumkante entlang der Bahntrassen erzeugt, und die über sechs Geschosse reichende Glasfassade verleihen dem Gebäude eine ikonische Präsenz.

Im Inneren schaffen offene, kommunikative Raumstrukturen ein inspirierendes Umfeld für Austausch und Entwicklung. Die dreigeschossige Lobby mit großzügiger Sitztreppe ist zentraler Treffpunkt und bietet Raum für vielfältige Nutzungen. Das nachhaltige Konzept integriert zirkuläres Bauen, begrünte Fassaden und Dächer, PV-Module sowie Regenwassernutzung – als Beitrag zu einer gesunden und zukunftsfähigen Arbeitswelt.

Als zentrales Leitprojekt der Strukturwandelstrategie wird das Innovation Center Düren von der WIN.DN GmbH im Auftrag der Stadt Düren umgesetzt. ATP architekten ingenieure übernimmt als Kompetenzplattform die Integrale Planung von Architektur, Tragwerksplanung und Gebäudetechnik. Die digitale Planungsmethode mit Building Information Modeling (BIM) bildet dabei die Grundlage für ökologische Qualität, Flexibilität und Zukunftsfähigkeit. „Mit ATP haben wir einen erfahrenen und international anerkannten Partner gewonnen, der unsere Vision eines zukunftsfähigen, nachhaltigen und offenen Innovationsortes teilt“, so Winfried Kranz-Pitre, Geschäftsführer der WIN.DN GmbH.

www.atp.ag

Lamellenfenster von EuroLam sind die intelligenten, innovativen und funktionellen Fassadenlösungen für die natürliche Be- und Entlüftung von Gebäuden im öffentlichen, gewerblichen und privaten Raum.

der neue Tiffany-Flagship store im Palazzo Taverna in der Via Montenapoleone im historischen Zentrum von Mailand verwandelt einen denkmalgeschützten Innenhof zum Herzstück des Gebäudes. Überdacht mit einem kunstvollen Oberlicht und belebt durch eine filigrane Glastreppe, entstand hier ein außergewöhnliches architektonisches Ensemble.

die Glastreppe – Transparenz im historischen Raum

Die vollständig aus Glas gefertigte Treppe wurde nach einem Entwurf des New Yorker Stararchitekten Peter Marino und Hugh Dutton Associés gestaltet. Ihre transparente Erscheinung fügt sich in den historischen Raum und lädt Besucher ein, die oberen Etagen zu erkunden. Tageslicht strömt ungehindert durch die transluzente Dachkonstruktion in den Innenhof.

Als erste tragende Nur-Glastreppe Italiens erforderte das Bauwerk umfangreiche Tests und Genehmigungen. Die Konstruktion besteht aus Glasträgern, die über Glas-Glas Verbindungen als auch Metallbolzen verbunden sind. Sowohl die Stufen als auch die Seitenwangen sind mehrfach laminiert und bieten höchste Sicherheit und Stabilität.

Die technische Meisterleistung zeigt sich in den Details: Die Seitenwangen spannen zwischen den Auflagern über 10,4 Meter. Mit einer seitlichen Stabilitätsverbindung am Zwischenpodest, sodass die historische Gebäudestruktur nicht beansprucht wird.

Alle Glas-Glas Verbindungen und Glas Metall Verbindungen wurden mit Kunstharzfüllungen zwischen den Metallkomponenten und den Glaskontaktflächen ausgeführt, um eine gleichmäßige Lasteinleitung zu gewährleisten. Die gesamte Treppe wurde vollständig mit der neuesten 3D-Software modelliert und mit äußerst feinmaschiger Finite-Element Analyse berechnet.

Die Detaillierung folgt einer spezifischen Formensprache für Ti ffany: Graviertes eisenoxydarmes Glas erzeugt ein sanftes Ti ffany-Leuchten im charakteristischen Stil. Jedes Verbindungselement wurde nach den speziellen Kundenwünschen entworfen und aus hochglanzpoliertem Edelstahl mit Champagner-Finish gefertigt. Die gläsernen Trittstufen und Podeste sind auf ihren Unterseiten graviert, um Tageslicht und Treppenbeleuchtung zu streuen und damit die Stiege in funkelten Licht erstrahlen zu lassen.

das Oberlicht – Ein leuchtender diamant

Das Oberlicht mit seinem zentralen Diamantmotiv verstärkt die lichtdurchflutete Atmosphäre und schafft eine harmonische Verbindung zwischen Innenraum und natürlichem Licht. Das zentrale Diamantglas ist hoch transparent, während es von speziell dunkel beschichtetem Sonnenschutzglas umgeben ist. Dieser Kontrast lässt das Diamantmotiv noch stärker hervortreten und ermöglicht gleichzeitig, dass Tageslicht tief in den Innenhof gelangt.

Die Gestaltungsauflagen des Denkmalschutzes erforderten, dass das Oberlicht der traditionellen Dachform mit vier geneigten Flächen und einem zentralen First folgt. Das zentrale Diamantmotiv wurde in der mittleren Glasscheibe realisiert und entlang der Firstlinie gebogen. So folgt das Oberlicht der Formensprache der angrenzenden Ziegeldachtopografie und erfüllt die städtebaulichen Auflagen.

Direkt unterhalb der Dachkonstruktion bieten dekorative Glasschwerter aus satiniertem und reflektierend beschichtetem Glas einen seidig leuchtenden Glanz. Sie schützen vor direkter Sonneneinstrahlung und verbergen die vertikalen Rauchabzüge. Sie enthalten Beleuchtungselemente, lenken die Aufmerksamkeit von der Tragstruktur in eine spielerische, seidene Ebene.

Nachts entfalten die Glasschwerter ihre besondere Wirkung: Sie erzeugen einen leuchtend gemusterten Rahmen um das zentrale Diamantmotiv. Kleine LED-Leuchten sind diskret im Aluminiumrahmen verborgen. Sie beleuchten die Oberflächen aufeinanderfolgender Glasschwerter so, dass ein homogenes sanftes Leuchten entsteht.

Tests und Genehmigungen

Die für Zulassungen erforderlichen Tests wurden in Zusammenarbeit mit dem lokalen, akkreditiertem Prüflabor ITC-CNR durchge#glasstec

bild 5 Oberlicht über beleuchteter Glastreppe (Fotos: WBSG

führt. ITC überprüfte und verifizierte die statischen Berechnungen anhand von 1:1 maßstabsgetreuen „Performance Mock-Ups“, hergestellt aus den originalen Materialien und durch aufbringen physischer Last. Im Labor wurden alle relevanten Verbindungen zwischen Glas-Glas und Metall-Glas intensiv geprüft. Vor Inbetriebnahme der Stiege wurden zusätzlich Tests an der fertig gebauten Stiege durchgeführt. Diese simulierten unter anderem die Belastungen gemäß den lokalen Vorschriften wie z.B. die maximale

Personenlast auf der Treppe oder die Horizontallasten von Personen im Gedränge, als auch das Schwingungsverhalten im Betrieb.

Realisierung durch Waagner biro steel and glass

Waagner Biro steel and glass führte die gesamte Detailplanung durch und organisierte und koordinierte die Fertigung und bauseitige Montage der Treppe und des Oberlichts.

Die Herausforderungen bei der Umsetzung waren der eingeschränkte Zugang durch die engen Straßen und die Komplexität der Baustelle. Der gesamte Palazzo Taverna wurde zeitgleich zu den Montagearbeiten für Louis Vuitton, Bulgari und Tiffany & Co. kernsaniert und renoviert.

Waagner Biro steel and glass realisierte eine Arbeitsplattform unterhalb des Oberlichts, die zusätzlich mit einem Kran ausgestattet war. Mit diesem eigens entworfenem Kran wurden die Glastreppenbauteile in Position gebracht.

Die Montage der Dachkonstruktion und der Treppe wurden unabhängig von allen anderen Arbeiten im Gebäude als eine Art autonome Mini-Baustelle durchgeführt, um sie vor dem Einfluss der unmittelbar angrenzenden Kern-Sanierungs-Arbeiten zu schützen.

Auftraggeber: Tiffany & Co.

Innenarchitektur: Peter Marino Architect Entwurf Treppe und Oberlicht:HDA Hugh Dutton Associés Detailplanung und Ausführung: Waagner Biro steel and glass Fertigstellung und Eröffnung: 2025

www.wb-sg.com

Verdeckt entwässert, kupferverkleidet: Kupfer an der Fassade, stahl dahinter

Ein Hingucker: das trifft auf die außergewöhnliche Villa in KölnRodenkirchen zu. Kubatur und Fassadengestaltung zeigen sich selbstbewusst nach außen. Kein einfacher Würfel, sondern akzentuierte Teilkuben; keine einfache, weiße standard-Putzfassade, sondern Kupfer-schindeln, die auf Teilflächen ihre besondere Wirkung entwickeln. Für die perfekte Wirkung ist auch wichtig, dass nichts den flächigen Eindruck stört – noch nicht einmal ein Fallrohr. diese liegen deshalb hinter der Fassade, im dämmsystem. Ebenso unverzichtbar: die akkurate Handwerksarbeit. Metallfassade und dach-/ dachterrassen-Entwässerung übernahm der Fachbetrieb Nebeler

Ein Zuhause als Kontrapunkt zum 08/15: Der Neubau in Rodenkirchen zeigt sofort, dass der Bauherr offen und fern von Standards denkt. Optisch steht ein hoher, kupferverkleideter Kubus in einem etwas niedriger gehaltenen, hell verputzten Würfel. Zur Straße und zu den Seiten zeigt sich das Bauwerk weitgehend geschlossen, zum Garten hin kommen große verglaste Flächen hinzu – sowie ein ausgesparter Würfel in der Gebäudeecke, der so Platz für eine geschützte Terrasse schafft.

Schon die Putzfassade zeigt hohen Anspruch: hochglatt, flächig und elegant in einem hell-weißen Creme-Ton. Doch in erster Linie bildet sie den Rahmen für die Kupfer-Fassade. Die Schindeln (KME Tecu Classic coated) sind präzise verarbeitet – bis in die

Laibungen hinein. Mit dieser Spannung der ruhigen Putzfassaden und der glänzenden Kupferflächen entsteht der außergewöhnliche Gesamteindruck, das Gebäude wirkt aus jedem Winkel anders.

Durch die Wahl der beschichteten Kupferschindeln bleibt diese Optik dauerhaft erhalten: Bei dieser Architektur war die Verwitterung und Bildung einer Patina nicht gewünscht, daher fiel die Wahl auf die witterungsunempfindlichen Schindeln, die ihren Kupferglanz dauerhaft behalten. Die Fachhandwerker verlegten sie im Halbversatz auf einer Holzunterkonstruktion.

Verdeckt verlegt: Haupt- und Notentwässerung

Ganz anders als für das Gesamtbauwerk, galt für die Entwässerung von Flachdach und Dachterrassen der Leitspruch: „Wie Sie sehen, sehen Sie nichts“. Die attraktive Fassade sollte so wenig wie möglich in ihrer Homogenität unterbrochen werden, also auch nicht durch Fallrohre.

Die Lösung: Die gesamte Entwässerung liegt unter Putz. Für das Gebäude sind nur zwei Entwässerungspunkte auf dem Flachdach notwendig, die über eine Kaskaden-Anordnung auch die Dachterrassen entwässern. Die Fallleitungen liegen in der Fassade, hinter

bild 1 Beeindruckender Baukörper: Der Kupfer-Kubus wirkt wie in den Putzbau hinein gestellt. Zum Garten hin zeigt sich der Bau offen

dem Putz. Die einzigen sichtbaren Elemente sind zwei „Wuppertaler Blenden“ und zwei Notausläufe knapp über dem Boden. Die Blenden sind zur Belüftung der Fallleitungen notwendig. Hier sind sie im Farbton der Fassade gehalten und fallen so kaum auf. Die Notausläufe entwässern normkonform auf die Freifläche, stören aber ebenso kaum den Gesamteindruck der Fassade: Dieses Rohr ist besonders schmal (DN 50) und ragt etwa 25 Zentimeter über dem Boden aus der Wand.

tionell montiert. Damit die Entwässerung zuver-lässig und langlebig funktioniert, fiel die Wahl auf den Werkstoff Stahl mit Systemen von Loro. Es galt zudem, mit relativ schmalen Rohren eine hohen Ablaufleistung zu erreichen. Dafür kam ein System mit drückender Freispiegelentwässerung zum Einsatz. So genügen Rohre mit 100 Millimeter Durchmesser (DN 100) für die Haupt- und Not-Entwässerung.

Auf dem Flachdach sind an zwei Punkten an der Attika Abläufe von Loro verbaut, die in einem Bauteil Haupt- und Notentwässerung übernehmen: „Haupt-Not-Kombi Duoflux Flach 50 Attika-

bild 2 Damit die Kupferfassade ihre volle Wirkung entfalten kann, war höchste Akkuratesse bei der Verarbeitung gefragt – insbesondere bei den Anschlüssen.

direktablauf, Serie 43“. Vom Dach geht es mit einem Rohr-in-RohrSystem (äußere Rohrleitung DN 100 als Haupt-entwässerung, innere Rohrleitung DN 50 als Notentwässerung) zu der Dachterrasse. Von dort wird das Wasser mit zwei DN 50 Rohrleitungen vom Dach zum Terrassenablauf unter dem Plattenbelag lang geleitet. Hier nimmt ein Loro-X Quattroflux-Ablauf für die Staffelge -

bild 3 Damit die Entwässerung das Fassadenbild nicht stört, verlaufen die Fallleitungen hinter der Fassade. Nur für die Entlüftung der Rohre ist ein Durchbruch notwendig. Dies ist elegant mit einer „Wuppertaler Blende“ im Farbton des Fassadenputzes gelöst.harmonisch in die Fläche ein.

schossentwässerung das Niederschlags-wasser der Dachterrasse auf und führt dann das Wasser vom Dach und das Wasser der Dachterrasse in zwei Fallrohre „Rohr in Rohr“ ab (äußere Rohrleitungen DN 100 für die Haupt-, innere Rohrleitungen DN 50 für die Notentwässerung). Der Quattroflux vereint also vier getrennte Fließwege in einem System (Hauptentwässerung von Dach und Dachterrasse sowie Notentwässerung von Dach und Dachterrasse).

Da das Entwässerungssystem eine belüftete Fallleitung benötigt, um seine Funktion zu gewährleisten, aber aufgrund der Optik kein konventionelles Entlüftungsstück gewünscht war, fiel die Wahl auf eine „Wuppertaler Blende“. Sie steht nur wenige Zentimeter aus der Fassade hervor und ist von unten geschlossen – das Belüftungsloch zeigt nur nach oben. Mit dieser besonders eleganten Lösung sind auch anspruchsvolle architektonische Ideen realisierbar – wie bei diesem Gebäude. Weiterer positiver Effekt der Belüftung: Die Geräusch-entwicklung ist minimal. Das ist bei Dachterrassen besonders wichtig, da der Raum darunter bewohnt ist.

www.loro.de

deutscher schulpreis: lamellenfenster prägen Neubau in Weimar

Mit dem Open source schulbauprojekt der Jenaplanschule in Weimar ist ein lernort entstanden, der neue Maßstäbe für Architektur, Pädagogik und Nachhaltigkeit setzt. Ein zentrales Element: die lamellenfenster der Eurolam GmbH, die Transparenz, leichtigkeit und gesunde Raumluft in die Klassenzimmer bringen.

Die Architektur des Projekts steht für Offenheit und Partizipation – Prinzipien, die sich auch in der Wahl der Fenster widerspiegeln. Mit ihren großzügigen Lamellenflächen verbinden die 103 Fenstersysteme von EuroLam Innen- und Außenräume, lassen Licht und Luft frei fließen und schaffen so eine lernfördernde Atmosphäre für Wohlbefinden und Konzentration.

Das Projekt gilt als wegweisend für eine neue Generation von Schulbauten: offen, nachhaltig, flexibel und auf die Bedürfnisse moderner Pädagogik zugeschnitten. Mit Lamellenfenstern von EuroLam setzt die Schule auf eine energieeffiziente und gesundheitsfördernde Lösung für die natürliche Lüftung in Klassenräumen.

Die Lüftung war eines der zentralen Planungsthemen, die es von Anfang an zu beachten galt. So heißt es in einem Auszug aus dem Planungskonzept der Montag Stiftung Jugend und Gesellschaft:

„Gute Luft erhält die Konzentrationsfähigkeit, schlechte Luft macht müde und führt dauerhaft zu Gesundheitsschäden. … Neue Schulraumkonzepte mit fließenden, teiloffenen Raumbereichen können jedoch eine gute Luftqualität auch durch natürliche Lüftung ohne Einbußen bei der Energiebilanz ermöglichen. Außerdem wird das allgemeine Wohlbefinden in Räumen gesteigert, wenn Fenster einfach geöffnet werden können.“

„Schulen sind Lebensräume, in denen junge Menschen wachsen, denken und gestalten. Unsere Lamellenfenster tragen dazu bei, dass sich diese Räume lichtdurchflutet, lebendig und gesund anfühlen“, betont Henning Röper, Geschäftsführer von EuroLam. „Wir sind überzeugt: Gute Architektur kann Bildung beflügeln –und wir sind stolz, mit unseren Produkten Teil dieses visionären

in Weimar gilt als wegweisend für eine neue Generation von Schulbauten.

(Quelle: Montag Stiftung Jugend und Gesellschaft, Foto: Thomas Müller)

Projekts zu sein. Sehr verdient wurde die Jenaplanschule, wenige Wochen nach der Eröffnung am 1. September 2025, mit dem Deutschen Schulpreis ausgezeichnet. “ so Henning Röper weiter.

Das Open Source Schulbauprojekt der Jenaplanschule geht weit über ein einzelnes Bauvorhaben hinaus. Es versteht sich als Labor für die Schule der Zukunft, dessen Konzepte frei zugänglich sind und Nachahmung ausdrücklich erwünscht ist. Damit ist in Weimar ein einmaliges Modell entstanden, das zeigt, wie Architektur, Nachhaltigkeit und Pädagogik zu einer neuen Einheit verschmelzen können.

www.eurolam.de

Js16 bürogebäude am Hubland in Würzburg: Multifunktionales Kühlsegel-system für höchsten Komfort am Arbeitsplatz

Im neuen Würzburger Gewerbegebiert skyline Hill auf der früheren Housing Area der leighton baracks entstand mit dem bürogebäude Js16 ein moderner büro-Neubau. Multifunktionale licht- und Akustiksegelsysteme von Kiefer Klimatechnik bieten optimale bedingungen für thermischen und akustischen Komfort und garantieren stets hygienische Raumluftqualität.

Seit 2018 verwandelt sich das Areal der ehemaligen US-Kaserne im Osten Würzburgs sukzessive in einen vielfältigen neuen Stadtteil. Städtebauliches Ziel der Konversion ist es, auf dem 134,5 Hektar großen Areal einen offenen, lebendigen Raum zum Wohnen, Arbeiten, Erholen, Einkaufen & Studieren zu entwickeln. Im östlichen Quartier VII entsteht das Gewerbegebiet „Skyline Hill“ – hier befindet sich auch das neue „Bürogebäude JS16 am Hubland“. Projektiert hat es die Oechsner-Kratz Grundbesitz III GmbH & Co. KG aus Würzburg. Die Planung stammt von oechsner architekten ingenieure GmbH in Würzburg.

Für mehr Inspiration

In dem vierstöckigen kubistischen Neubau sind auf einer Bruttogrundfläche von 3.818 m² verschiedene Büro- und Verwaltungsflächen angesiedelt. Das äußere Erscheinungsbild prägen die markante Fassade aus Cortenstahl und weitläufige Terrassenflächen im Süden. Großzügige Fenster leiten viel Tageslicht ins Innere. So entsteht ein luftig-einladendes Ambiente mit einem attraktiven Kontrastmix aus hellen Wand- und Holzelementen gepaart mit markanten Sichtbeton- und schwarzen Stahlakzenten. Maxime der Architekten war es, ein energieeffizientes und nachhaltiges Gebäude zu errichten. So kam etwa eine Photovoltaikanlage mit ca. 60 kWp zum Einsatz.

Indusail luminous und Indusail sonic – flexible Multitalente im büro

Die Gebäudeheizung und -kühlung erfolgt via Bauteilaktivierung über Wasserleitungen in Böden bzw. Decken. Ergänzt wird diese

Im neuen Würzburger Gewerbegebiet „Skyline Hill“ liegt der Neubau „Bürogebäude JS16 am Hubland“.

um verschiedene Module des leistungsstarken Indusail System von Kiefer Klimatechnik. Es vereint die Aspekte Akustik, Licht, Kühlung sowie Lüftung und bietet maximale Flexibilität bei der Konzeption von Bürolandschaften. In der Ausführung Luminous steht die Beleuchtung im Fokus. Die Variante Sonic legt den Fokus auf Schallabsorption.

In den Einzel- und Gruppenbüros sind die Lichtsegel Indusail Luminous Plus installiert: Ihr transluzentes Diffusorgewebe überzeugt durch eine energieeffiziente LED-Flächenbeleuchtung. Die blendfreien Panels sind in der Ausführung „tunable white“ gewählt: Die Farbtemperatur lässt sich stufenlos zwischen Kaltweiß (6.500 K)

und Warmweiß (2.700 K) einstellen. Dadurch kann je nach Uhrzeit und Wetterlage eine circadiane Lichtsteuerung analog zu den natürlichen Tag- und Nacht-Lichtverhältnissen erfolgen. Dies gewährleistet die optimale Beleuchtung der Arbeitsräume und ermöglicht ermüdungsfreies, konzentriertes Arbeiten.

Darüber hinaus garantieren Sensoren an den Modulen eine konstant hohe Raumluftqualität in Abhängigkeit zur Raumtemperatur: In der Ausführung Luminous Plus wird die Raumluft über eine aufgesetzte Umluftkühleinheit geführt und anschließend mittels der hochinduktiven integrierten INDUL Schlitzdurchlässe von Kiefer in den Raum eingebracht. Durch die speziell entwickelte Ausblasgeometrie ergeben sich feinste Einzelstrahlen, an deren Oberfläche effizient Raumluft induziert werden kann. Bei dieser dezentralen Kühllösung erhält man einen optimalen Raumkomfort mit angenehmen Wohlfühltemperaturen ohne Zuggefahr. Pro Segel können bis zu 120 m³/h Primärluft in die Büroräume eingebracht werden.

Im Deckenbereich des geschossübergreifenden Atriums kam ergänzend das optisch identische Akustiksegelsystem Indusail Sonic Plus – ebenfalls mit Umluftkühlung – zur Verbesserung der Raumakustik zum Einsatz. Es eignet sich aufgrund seiner optimalen Schallabsorptionswerte ideal für den Einsatz in offenen Gebäudearealen. Das Absorbermaterial mit sichtseitiger Glasvlieskaschierung unterstützt auf Grund seines hohen Lichtreflexionsgrades >90 % außerdem die harmonische Ausleuchtung der Innenräume.

www.kieferklima.de

Neue Generation Vakuumisolier-Technologie: Transparente dämmung par excellence

Mit GEWE Enthermal™ und GEWE Enthermal plus™ präsentiert die schollglas unternehmensgruppe gemeinsam mit dem us-amerikanischen Pionier für transparente Isolierung, luxWall™, die neueste Generation leistungsstarker Vakuumisolier-Technologie.

Schollglas macht die transparente Isoliertechnologie von LuxWall™ als Exklusivpartner nun erstmals für Kunden in Deutschland verfügbar. Die innovativen Isolierglaseinheiten vereinen eine herausragende Wärmedämmleistung von nur 0,3 W/m2K mit nur 8 mm schmaler Dicke und eröffnen damit neue Möglichkeiten für energieeffiziente Renovierung, Restauration sowie hochwertige Neubauprojekte.

Gebündelte Expertise

Die Kooperation vereint LuxWall™ ’s Pionierrolle bei der transparenten Dämmtechnologie mit dem flächendeckenden Marktzugang der Schollglas Unternehmensgruppe in Europa. Das gemeinsame Ziel ist es, den Übergang zu energieeffizienten Gebäudehüllen in den Fokusländern entscheidend voranzutreiben.

„Als bedeutende europäische Glashandels- und -verarbeitungsGruppe sehen wir uns seit jeher in der Verantwortung, Glasinnovationen zu entwickeln oder am Weltmarkt zu identifizieren, operativ verfügbar zu machen und aktiv zu vermarkten“, so Günter Weidemann, Inhaber und Geschäftsführer der Schollglas Unternehmensgruppe. „Die strategische Exklusivpartnerschaft mit LuxWall™ ist ein weiterer, wichtiger Baustein in unserem Angebot an hochwertigen Glasprodukten, mit denen die Performance der Gebäudehülle

bild 1 Verblüffend authentisch: Als Restaurationsglas sorgt GEWE Enthermal™ für Top-Dämmung in Original-Fensterrahmen mit ursprünglicher Einfachverglasung.

verbessert werden kann. Über das Netz unserer Handels- und Produktionsstandorte koordinieren wir eine leistungsstarke Lieferkette und decken damit den wachsenden Bedarf an innovativen Bauprodukten für Fensterrenovation und Neubau.“

GEWE Enthermal™: leicht, schmal, energieeffizient und lichtstark

Die Vision hinter den neuen Vakuum-Gläsern: Das Fenster von einer energetischen Schwachstelle hin zu einem leistungsstarken

bild 2 Nicht nur für historische Fassaden: GEWE Enthermal™ eignet sich ebenso für die energetische Optimierung von Glasfassaden jüngerer Bestandsbauten.

Energiesparelement der Gebäudehülle zu wandeln. Das gelingt aufgrund der bislang unerreichten Dämmwerte von GEWE Enthermal™, die so gut sind wie die einer durchschnittlichen Ziegelwand mit 10 cm Dämmung.

Dank minimaler Glasdicken ab nur 8 mm und einer Gewichtseinsparung von über einem Drittel im Vergleich zu Dreifach-Isolierglas eignen sich GEWE Enthermal™ Gläser ideal für Renovierungs- und Restaurationsprojekte. Besonders bei historischen Fenstern kann die ursprüngliche Konstruktion oft erhalten bleiben, während die neue Dämmverglasung gleichzeitig die thermische und akustische Leistung verbessert.

Der 1:1-Austausch ermöglicht eine effiziente Modernisierung mit minimalem Umrüstungsaufwand. Die gesteigerte Energieeffizienz sanierter Fensterflächen reduziert nicht nur die Betriebskosten von Gebäuden, sondern wirkt auch indirekt auf weitere Investitionen, etwa beim Heizungswechsel durch kleiner dimensionierbare Heiztechnik.

Gleichzeitig sorgt die Doppelverglasung für eine um bis zu 10 % bessere Lichttransmission im Vergleich zu konventionellem Dreifach-Isolierglas. Damit gelangt bei gleichem Dämmwert spürbar mehr natürliches Licht in die Räume.

Patentierte Technologie – maximale leistung

GEWE Enthermal™ Vakuumisoliergläser werden in Kooperation mit dem US-amerikanischen Exklusivpartner LuxWall™ in einem vielfach patentierten Prozess gefertigt. Das Ergebnis ist die perfekte Kombination aus maximaler Leistung und eleganter Ästhetik – bei langer Lebensdauer, denn GEWE Enthermal™ behält seine hoch dämmenden Eigenschaften über Jahrzehnte unverändert.

„Deutschland zählt zu den fortschrittlichsten Märkten und agiert bei Gebäudestandards extrem zukunftsorientiert. Unsere Zusammenarbeit mit Schollglas ist ein wichtiger Meilenstein für die europaweite Verbreitung unserer transparenten Isolier-Technologie“, so Scott Thomsen, CEO und Gründer von LuxWall™.

„Gemeinsam beschleunigen wir den Wandel hin zu Gebäuden, die nicht nur effizient, sondern auch langlebig sind, die unser Klima schützen, Komfort bieten und die technologische Leistungsfähig-

keit der menschlichen Umweltgestaltung für die kommenden Jahrzehnte neu definieren.“

Flexible Erweiterung zu GEWE Enthermal Plus™

Mit GEWE Enthermal Plus™ stehen zudem Hybrid-Aufbauten zur Verfügung, bei denen das Ausgangsprodukt um eine zusätzliche Scheibe ergänzt wird. Die objektspezifisch maßgeschneiderten Konstruktionen erreichen einen minimalen Ug-Wert von 0,25 W/m²K und setzen damit neue Maßstäbe in der Wärmedämmung.

(Quelle: Schollglas)

Als Gegenscheibe können bei Schollglas alle gängigen Funktionsgläser integriert werden – Einscheiben- und Verbundsicherheitsglas, mit optionalen Sonnen- und Wärmeschutz-Beschichtungen bis hin zu Vogelschutzmustern. Damit bieten die GEWE Enthermal Plus™ Gläser maximale Flexibilität für anspruchsvolle Objektanforderungen im Bestand und beim Neubau.

„Durch die Ergänzung der Schollglas Produktpalette um die GEWE Enthermal™ Serie bieten wir Bauherren, Architekten und Planern ab sofort eine weitere hocheffiziente, transparente Dämmverglasung mit signifikanten Vorteilen für Energieverbrauch und Betriebskosten, die aktiv die Dekarbonisierung von Gebäuden und nachhaltige Architekturansätze unterstützt“ stellt Günter Weidemann in Aussicht.

www.luxwall.com www.schollglas.com

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30 Jahre Fachverband Konstruktiver Glasbau e.V.

Anlässlich des 30-jährigen Bestehens und Wirkens ist dieses Editorial dem Fachverband Konstruktiver Glasbau e. V. gewidmet, der maßgeblich und beständig die Forschung und Entwicklung im konstruktiven Glasbau der letzten Jahrzehnte vorangetrieben hat.

Seit seiner Gründung hat der FKG eine zentrale Rolle in der Fachwelt des konstruktiven Glasbaus eingenommen. Dieses Jubiläum ist ein Moment der Rückschau, aber auch motivierender Anlass, zukünftige Herausforderungen in den Fokus zu nehmen, um Forschung und Entwicklung, Wissensaustausch und Kooperation sowie technologischen Fortschritt im konstruktiven Glasbau auch in Zukunft auf das Beste zu verzahnen.

Der Verband wurde am 9. Mai 1996 in Würzburg ins Leben gerufen, mit dem Ziel, den Erfahrungsaustausch im konstruktiven Glasbau bundesweit zu fördern. Seither beteiligen sich Glashersteller und Fassadenbauer, Verarbeiter und Zulieferer, Architektur- und Ingenieurbüros sowie Forschungseinrichtungen und Prüfanstalten. Die Mitglieder engagieren sich in derzeit sieben Arbeitskreisen – etwa zum Thema Verbundglas oder Fassadentechnik. Die Arbeitskreise greifen wesentliche Forschungsthemen auf, um als Bindeglied sowohl akademische Spitzenforschung zu inspirieren als auch Ergebnisse zielgerichtet in die Praxis zu überführen.

Der FKG unterstützt Forschungs- und Entwicklungsvorhaben rund um Glas im konstruktiven Ingenieurbau und ist

aktiv an der Erarbeitung von Normen und Richtlinien beteiligt. Zuletzt wurden wichtige technische Leitfäden und Merkblätter – etwa zur optischen Qualität von Glas, thermischen Spannungen oder Silikonklebungen – als wertvolle Orientierung im Baualltag veröffentlicht.

Besonders hervorzuheben ist das neue Merkblatt zur nachhaltigen Verwendung von Glasprodukten aus dem Bestand, welches gemeinsam mit dem Bundesverband Flachglas e.V. (BF) herausgegeben wurde und erstmals eine umfassende Orientierung zur Kreislaufwirtschaft in der Glasbranche bietet. Die Ausgabe 01/2026 ist dem Thema „Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit“ gewidmet. Es zeigt, dass Forschung sowie Praxis eine besonders hohe Relevanz in Industrie und Gesellschaft erkannt haben. Viel Freude beim Lesen!

Für die kommenden Jahre stehen Themen wie nachhaltiger Ressourceneinsatz in der transparenten Gebäudehülle und Weiterentwicklung von Nachweisverfahren im Fokus. Wie der Verband diese Zukunft mitgestaltet, wird nicht nur spannend sein, sondern insbesondere durch seine Mitglieder, vielleicht auch Sie selbst, liebe Leser, bestimmt. Daher möchte wir Sie herzlich dazu aufrufen, sich weiterhin zu engagieren oder als neues Mitglied des FKG tätig zu sein.

Insbesondere die Begeisterung und Gewinnung von Nachwuchs und die Ausbildung der neuen Generation ist gesellschaftliches Thema unserer Zeit. Um den Nachwuchs für dieses Fachgebiet zu motivieren, hat der FKG jüngst einen Studentenwettbewerb initiiert, dessen Ergebnisse spannende, innovative und frische Entwürfe einer Glaskonstruktion hervorgebracht hat. Die Entwurfskonzepte und die konstruktiven Details der prämierten Arbeiten können über die Website des Fachverbandes www.glas-fkg.org eingesehen werden!

Prof. Dr.-Ing. Michael Engelmann Ingo Stelzer

VomFensterzurRessource–GlasimWandelzur zirkulärenBaukomponente

GlasweistaufgrundseinerenergieintensivenHerstellung einenhohenAnteilsogenannter„grauerEnergie“aufund beeinflusstüberseinebauphysikalischenEigenschaftenden EnergiebedarfvonGebäudenimBetrieb.InDeutschlandsind derzeitnochüber150Mio.FenstereinheitenmitunbeschichtetenZweifach-Isoliergläsernverbaut,dieindenkommenden Jahrenersetztwerdenmüssen.DieAufbereitung,ErtüchtigungunderneuteNutzungausgebauterGlasscheibenbieten einerheblichesPotenzialzurReduktionvonCO2 -Emissionen. DerBeitraguntersuchtanhandaktuellerFallstudien,wieein solchesVorgehentechnischumgesetztwerdenkann.ZentraleAspektesindderUmgangmitdervisuellenQualität unddieBestimmungderFestigkeitausgebauterGlasscheibensowiedieHerstellungneuerIsolierglaseinheitenunter VerwendungdieserBestandskomponenten.DieErgebnisse zeigen,dassRemanufacturing-Konzepteeinenwirksamen Ansatzdarstellen,umMaterialkreisläufeimBereichFlachglas zuschließenundRessourcenzuschonen.

Stichworte Isolierglas;Bestandsglas;Wiederverwendung;Wiederaufbereitung;Kreislaufwirtschaft;Ressourcenschonung;FestigkeitBestandsglas

1EinleitungundMotivation

1.1FlachglasimGebäudebestand

ImmerwiederwirdinderFachliteraturaufdieRolledes BauwesensimZusammenhangmitderKlimakrisehingewiesen[1,2].DasenormeAbfallaufkommen,derhohe Energie-undRessourcenverbrauchunddiedamitverbundenenTreibhausgase,diedurchdieErrichtungund denBetriebvonGebäudenverursachtwerden,verdeutlichen,dassdringendeinUmdenkenstattfindenmuss. AuchderWerkstoffGlasspieltinderThematikeine wichtigeRolle,denngeradedurchdieenergieintensive HerstellungvonFlachglasentstehengroßeMengenklimaschädlicherEmissionen.OftwirdderAnteildieser EmissionenimBauwesenunterschätzt.DabeizeigenZahlendesdena-Gebäudereportsvon2022,dassFenster, TürenundGlasbeidenEmissionenimHochbauwesen anzweiterStellestehenundjedesJahrinsgesamt10,8 Mio.tCO2 -Äquivalente(CO2 e)verursachen[3].Wiein Bild1dargestellt,istGlasalleinfür5Mio.tCO2 everantwortlichundverursachtsomitgleichvieleEmissionenwie DämmstoffeundsogarmehralsStahl.

GleichzeitigbietetderWerkstoffvielPotenzialfüreine erfolgreicheTransformationdesBauwesenshinzurKlimaneutralität.VorallemderEinsatzmodernerIsolierglä-

Fromwindowstoresources–Howflatglassbecomesa circularbuildingmaterial

Glass,duetoitsenergy-intensiveproduction,hasahigh shareofso-called“embodiedenergy”andinfluencesthe operationalenergydemandofbuildingsthroughitsbuildingphysicalproperties.InGermany,morethan150million windowunitswithuncoateddouble-glazingarestillinstalled,whichwillneedtobereplacedinthecomingyears.The processing,upgrading,andreuseofdismantledglasspanes offersignificantpotentialforreducingCO2 emissions.This paperexamines,basedoncurrentcasestudies,howsuch anapproachcanbetechnicallyimplemented.Keyaspects includedealingwithvisualquality,determiningthestrength ofdismantledglasspanes,andproducingnewinsulating glassunitsusingtheseexistingcomponents.Theresults showthatremanufacturingconceptsrepresentaneffective approachtoclosingmaterialloopsintheflatglasssectorand conservingresources.

Keywords IGUs;reuse;remanufacturing;circulareconomy;strengthaged glass

seristessenziell,umdenWärmeschutzvonGebäuden zuverbessernundsoauchdiebetrieblichenEmissionenzureduzieren.DerSanierungsbedarfinDeutschland isthoch,dennvieleFensterverglasungenimGebäudebestandentsprechennichtmehrdemStandderTechnik. WieinBild2zusehen,waren2023nochca.168Mio. Fenstermitunbeschichteten2-fach-Isoliergläsernausgestattet[4].SolcheGläserweiseneinenUg -Wertvonca. 3,0W/m2 Kauf[5].ImVergleichdazuerreichenmoderne 3-fach-IsoliergläserUg -Wertebis0,4W/m2 K[5].Ineiner BeispielrechnungwirddasjährlicheEinsparpotenzial durchdenAustauschderVerglasungdeutlich:BeiderDifferenzdesUg -Wertsvon2,6W/m2 Kvonalterzuneuer Bild1

Bild2 VerglasungsartenimGebäudebestandinMio.Fenstereinheiten(FE) (Quelle:[4])

TypesofGlazingintheExistingBuildingStockinMillionUnits

Verglasung,multipliziertmit24h/dundderGradtagzahl 3410(Bsp.:langjährigerMittelwertderKlimastation427–BerlinBrandenburg[6]),ergibtsicheineMinderungdes jährlichenHeizbedarfsvonrund213kWhprom2 Glas. JenachHeizsystembedeutetdasaucheineerhebliche ReduktionderbetrieblichenEmissionen.Dasbetrifftvor allemFenstergläserinGebäuden,dievor1990erbaut odersaniertwurden.Über25%desFensterbestandssind sanierungsbedürftigundbeiderzeitrund9Mio.Fenstern, dieproJahrfürSanierungeneingesetztwerden[7],dauertesnochmindestens20Jahre,bisderFensterbestandin Deutschlandenergetischertüchtigtist.

DochwaspassiertderzeitmitdenausgebautenFenstern?ImmerhinsinddarinMillionenTonnenanMaterial gebunden,diedemMaterialkreislauferhaltenbleiben könntenundsodemAbbaunatürlicherRessourcen vorbeugen.

DashochwertigeRecyclingvonsog.„Post-Consumer Scherben“ausrückgebautenFensterngestaltetsichnach wievorschwierig[8],dennoftwerdenalteFensterinklusiveGläserineinemContainergesammelt(exemplarisch inBild3dargestellt)–diespätere,sortenreineTrennung istaufwendigundkostenintensiv.DieHerstellungvon Low-Carbon-GlasfindetdeshalbuntervermehrtemEinsatzvon„Pre-ConsumerScherben“ausverarbeitenden Betriebenstatt,diesortenreinundingroßenMengen gesammeltwerdenkönnen.DerhochwertigenNutzung vonGlasscheibenausdemGebäudebestandstehtbisher dietechnischeundwirtschaftlicheMachbarkeitgegenüber,weshalbsolcheScherbengegenwärtigbestenfallsin andereProduktkreisläufeabfließen[8],z.B.zurHerstellungvonDämmmaterialien,odersogardeponiertwerden. InbeidenFällenwerdendemStoffkreislaufdauerhaft RessourcenentzogenunddieHerstellungvonFlachglas istaufdenEinsatzneuerRohstoffeangewiesen.Konzepte,dieweiterdenken,existierenbereitsundrücken zunehmendindenFokusderForschungundnachhaltigen Baupraxis.

1.2R-StrategienfürIsolierglas

DieR-StrategienderKreislaufwirtschaftzielendarauf ab,denLebenszyklusvonBauproduktenzuverlängern, denEinsatzprimärerRohstoffezureduzierenundCO2Emissionenzusenken.FürIsoliergläsersindbesonders relevant:Reuse(Wiederverwendung),Remanufacturing (Wiederaufbereitung)undRecycling(stofflicheVerwertung).DieseStrategiensindininternationalenNormen wieISO59004:2024undindenHandlungsempfehlungenderFachverbändeFKGundBFverankert[9,10]. WährendReusenurseltenAnwendungfindet,rückt RemanufacturingzunehmendindenFokus,daeseine hochwertigeWeiternutzungundtechnischeAnpassungen anheutigeAnforderungenerlaubt.Dadurchistesauf einengrößerenAnteilderBestandsgläseranwendbar.

Reuse beschreibtdieunveränderteNutzungausgebauterEinheiten,wasmeistnichtmöglichist,daältere Zweifach-IsoliergläserheutigenenergetischenStandards nichtentsprechen[9,10].

Remanufacturing:Einheitenwerdenzerlegt,gereinigt unddurchKombinationderEinzelscheibenmitneuen KomponentenzunormgerechtenProduktenaufbereitet [9–11].

Recycling führtdieGlasscheibennachZerkleinerung undSortierungindenFloatprozesszurück.ImVergleich zudenanderenStrategienistderökologischeNutzen aufgrunddesEnergiebedarfsamgeringsten[9,10]. Stahlbau95(2026),SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1

S.Wernli,H.I.Scholz,M.Schuster,M.Teich:VomFensterzurRessource–GlasimWandelzurzirkulärenBaukomponente

Bild4 DreistufigesModellderR-StrategienfürIsolierglas(Quelle:eigene Darstellung,basierendauf[9,12])

Three-stagemodelofR-StrategiesforIGUs

Bild4zeigteindreistufigesModell,indemIsolierverglasungennachihrenEigenschaftendenStrategien zugeordnetwerden.

2StandderTechnik

2.1HerstellungvonIsolierglasundPrüfungder visuellenQualität

IsolierglasproduktewerdeninEuropagrundsätzlichnach derNormenreiheEN1279[13]geprüft.DieNormenreihe adressiertdiemaßgeblichenProdukteigenschaften.In BezugaufdieWeiterverwendungvonBestandsglassind u.a.DichtheitdesRandverbundsundFeuchteaufnahme, GasfüllstandsowiedievisuelleQualitätrelevant.Inder EN572werdenAnforderungenandievisuelleQualität vonBasisgläsernzurweiterenVerarbeitunggestellt[14]. ErgänzenddientinDeutschlanddieBF-Richtlinie

006/2019alspraxisnaheGrundlagezurvisuellenBeurteilungvonIsoliergläsernundmonolithischenGlasproduktenimBauwesen[15].DiePrüfmethodenwerdeninTab.1 vergleichendaufgeführt.

DiezulässigeAnzahlunddieGrößevonFehlernsind inFehlerkategorieneingeteiltundabhängigvonProduktartundGrößederGlasscheibe.Sodürfenbei FloatglaslautEN572Teil8[14]inFestmaßenkeinerleilineare/langgestreckteFehler(alsoz.B.Kratzer) auftreten.Diestrengen,werkseitigenQualitätsanforderungenfürBasisglasnachEN572Teil8setzenjedoch eineprimäreHerstellungvoraus[14]undlassensich demnach,geradeinBezugaufdievisuelleQualität, nursehrbeschränktaufrückgewonneneEinzelscheiben übertragen,dadiesebereitseinenLebenszyklushinter sichhaben.Wernlietal.habenhierzudieEntwicklungderNormenreihezuFlachglasanalysiertundderen BedeutungundLimitationenfüreineBewertungvon Bestandsgläsernerläutert.AuchdieHadamar-Richtlinie verweistaufdenunvermeidbarenEinflussderweiteren VerarbeitungsschritteaufdievisuelleQualitätderGlasprodukte[15].SeitensderAutorenwirddeshalbeine BewertungdesEndproduktshinsichtlichdervisuellen Qualitätvorgeschlagen.

DasniederländischeUnternehmenGSFGlasgroepB.V. produziertbereitsIsolierglasausrückgebautenGläsern, diemitdervonHeglaentwickeltenMaschineIG2Pieces imeigenenWerkaufgetrenntwerden(isoMAX,[16]). DieBewertungdervisuellenQualitäterfolgtdabeinach deninEN1279definiertenKriterienundunabhängigvomZustandderEinzelgläser,soferndieseletztlich dieMindestanforderungderProduktnormfürIsolierglas erfüllen.DieseVorgehensweisestellteinenKompromiss dar:zwischengeltendenQualitätsansprüchenanGlasprodukteundeinempragmatischenUmgangmitgebrauchten Basisgläsern,derderzeitimgeltendennormativenRegelwerkkeineBeachtungfindet.

Tab.1 VergleichvisuellerPrüfmethodenfürlineare/langgestreckteFehlervonFlachglasprodukten(Quelle:[13–15]) Comparisonofmethodsforvisualqualitycontrolofflatglass

NormativeGrundlage

BewertungskriterienEN572–81

EN1279-1

BF006/2019 (Hadamar-Richtlinie)

AbstandzumGlas 2m min.3m min.1m

Prüfdauer - 1min/m2

Prüfumgebung/ Hintergrund mattschwarzerHintergrund (Reflexionskoeffizient0,2–0,4)

EinbausituationoderSimulation dessen Lichtverhältnisse künstlicheBeleuchtung, SimulationdiffusesTageslicht diffusesTageslicht,keinedirekte Sonneneinstrahlungoderkünstliche Beleuchtung

Zonen keine R(Falzzone),E(Randzone), M(Hauptzone)

Bemerkungen

„visuellstörende“Kratzersind zudokumentieren,direkte BetrachtungderGlasoberfläche

einzelneHaarkratzersinderlaubt (keineAnsammlung),Fokussierungdes HintergrundsbeiBetrachtung

1 DieBewertungskriterienvonBasisglasnachEN572werdenfürdenFalleinesRemanufacturingsaufgeführt(Vergleichvonaufbereitetemund fabrikneuemGlasalsBasisprodukt),umdenZielkonfliktbeiderWeiterverwendungvonBestandsglaszuverdeutlichen.

S.Wernli,H.I.Scholz,M.Schuster,M.Teich:Fromwindowstoresources–Howflatglassbecomesacircularbuildingmaterial

Tab.2 VergleichvonStudienzurBiegezugfestigkeitvonrückgebautenVerglasungen(Quelle:[11,28–33]) Comparisonofstudiesonstrengthofagedglass

Studie

Zammit& Overend(2010)

Datsiou& Overend(2017a)

Datsiou& Overend(2017b)

Veer(2023)

Alterder Proben

Einbausituation

20J.schlechtgewartetesGebäude + organ./anorg.Ablagerungen

20J.Fassade,Geb.niedrigerHöhe, ländlich(> 10kmvonKüste)

20J.Fassade,Geb.niedrigerHöhe, ländlich(> 10kmvonKüste)

30–50J.GebäudeindenNiederlanden, verschiedeneExpositionen

Rotaetal.(2023)28–41J.IGUs,klassifiziertnach EN572-1:2016-06(QL1–QL3)

Teichetal.(2024)25–35J.IGUs,verschiedene Einbausituationen(Pos.1–4)

Cupacetal.(2024)30J.IGUs,verschiedene Einbausituationen(Pos.1–4)

2.2FüllgaseundLow-E-Beschichtungen

SeitMitteder1970er-JahretragenFüllgasemaßgeblichzurLeistungsfähigkeitvonIsolierglaseinheitenbei. NebenderReduzierungdesWärmedurchgangskoeffizientenkönnenbestimmteGaseauchdieSchalldämmungverbessern[17,18].AbMitteder1980er-Jahre kamenmetallischeLow-E-Beschichtungenhinzu,welche dieemissivenWärmeverlustedurchStrahlungdeutlich senkten.Messungenzeigten,dassBeschichtungenmit einerEmissivität ε von0,15–0,35denU-Wertgegenüber unbeschichtetenVerglasungen(ε ≈ 0,84)signifikantmindern[19].InKombinationbeiderMaßnahmenwurden deutlicheVerbesserungenerzielt.

HeutigerStandardsindnachEN1279Teil3GasfüllungenmitinertemGaswieArgon,KryptonoderXenon [13].LautNormkanneineGasverlustratevon Li < 1% a 1 proJahrangenommenwerden[13].DieFelduntersuchungenvon[20]belegen,dassderArgongehaltstark vomProduktionsjahrabhängt:BeijüngerenIsoliergläsern (<15Jahre)liegtermeistüber85%,währendältere EinheitendeutlicheVerlusteaufweisenkönnen.Der NachweiseinerfunktionsfähigenGasfüllunggiltdaher alsIndikatorfürausreichendethermischePerformance, ähnlichwieeineintakteLow-E-Schicht.BeideEigenschaftensindwichtigeKriterienbeiderBewertungrückgebauterIsoliergläserhinsichtlichderAnwendungvon R-StrategienderKreislaufwirtschaft.

HistorischeRollevonSchwefelhexafluorid

Zwischenden1970er-und1990er-JahrenwurdeSchwefelhexafluorid(SF6 ),oftinKombinationmitLuftoder Argon,gezieltfürSchallschutz-Isoliergläsereingesetzt. AufgrundseinerhohenMolekülmasseverbesserteesdie

Beobachtungen

DeutlicheUnterschiedezw. neuemundgealtertemGlas; vieleOberflächendefekte 1,55 ca.14

zusätzlichkünstlichgealterte ProbenmittelsSandabriebals Vergleich

ZweiHauptschäden:punktuelle SchädenundKratzer; quasi-inertgetestet

Einflussfaktoren:Exposition, Dicke,Zinn-/Luftseite, Handhabung

Klassifizierungnachoptischer Qualitätgem. EN572-1:2016-06(QL1–QL3)

PositionsabhängigeErgebnisse, Pos.3beschichtet

37–5334–49

120 –

55–104ca.50

37–5564–95

48–6884–119

PositionsabhängigeErgebnisse73–12384–142

Schalldämmungum2dBbis8dB[17,18].Gleichzeitig zähltSF6 zudenstärkstenbekanntenTreibhausgasen: SeinPotenzialistrund24.300-malhöheralsdasvon CO2 [21].Bereits2002untersagtenÖsterreichsowiedie deutscheGlasindustriedurchSelbstverpflichtungdieVerwendungvonSF6 inIGUs[22].MitderEU-Verordnung (EC)Nr.842/2006folgteschließlicheineuropaweites Verbot[23].DadurchsollvordemAuftrennenvonIsolierglasscheiben,diezwischen1970und2002hergestellt wurden,geprüftwerden,obsichSF6 imScheibenzwischenraumbefindet,damitdieses–fallsvorhanden–ordnungsgemäßentsorgtwerdenkann.

2.3BiegezugfestigkeitvonBestandsglas

DietheoretischeBiegezugfestigkeitvonGlasliegtbei etwa14GPa[24].DiesewirdmaßgeblichdurchmikroskopischeOberflächendefekteabgemindert[25].Dadurch liegtdietechnischeKurzzeitfestigkeitvonnichtvorgespanntemFloatglasimBereichvon30MPabis100MPa [24].IndenletztenJahrenwurdendazuempirische Studiendurchgeführt,diedieBiegezugfestigkeitvon gealtertemGlassystematischmitneuenReferenzgläsernvergleichen.Üblicherweisekommenstandardisierte Doppelringbiegeversuchenach[26]oder[27]zurAnwendung.DieErgebnissesindinTab.2zusammengefasst. DieinderLiteraturauffindbarenWertederFestigkeit vonaltemGlasliegenzwischen14%und142%im VergleichzudengleichermaßenermitteltenReferenzwertenvonneuemGlas.Esseiangemerkt,dassdie absolutenWerteaufgrundunterschiedlicherVersuchsparameterwedermitdemNorm-Wertnochuntereinander vergleichbarsind.DieBandbreitederermitteltenWerte zeigt,dassesbislangkeinenpauschalenWertfürdie FestigkeitvonBestandsglasgibt.UmdieErgebnisse Stahlbau95(2026),SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1

S.Wernli,H.I.Scholz,M.Schuster,M.Teich:VomFensterzurRessource–GlasimWandelzurzirkulärenBaukomponente

Tab.3 ÜbersichtdurchgeführterPrüfungen OverviewofConductedTests

Prüf-Parameter

Allgemeine Informationen

FrankfurtGroßerHasenpfad BerlinFasanenstraße

Bestandsaufnahmenach DINSPEC91484[34] visuelleQualitätder rückgebautenIGUs

manuellePrüfungaufOberflächendefekte nachEN1279-1[13] Dichtheitdes rückgebautenIGUs

allgemeinePrüfungaufFüllgaseim SZRmitO2 -Analysatorund SF6 -Messgerät

VisuelleQualitätder Einzelscheiben

Festigkeitder Einzelscheiben

Weiterverarbeitungzu neuemIsolierglas

manuellePrüfungauf Oberflächendefekte,angelehntan EN572–8[14]

Doppelring-Biegeversuchenach ASTMC1499-03[26]bzw.EN1288-5 [27]

einzelnerUntersuchungenbesservergleichenzukönnen,solltendeshalbimmermöglichstallePrüfparameter dokumentiertwerden.EineeinheitlichePrüfvorschriftfür Bestandsgläserwürdediesweiterbegünstigen.DieErgebnissezeigenjedochauch,dassgealtertesGlasineinigen FällendurchausdieFestigkeitswertevonneuemGlas erreichthat.

3ExperimentelleUntersuchungen

ImFolgendenwerdendieErgebnisseverschiedener UntersuchungenanBestandsgläsernauszweiRückbauprojekten(FrankfurtGroßerHasenpfadundBerlin Fasanenstraße)erläutert.DiedurchgeführtenVersuche sollenErkenntnissehinsichtlichderWiederverwendbarkeitderGläserliefern,sowohlalsbestehendesIsolierglas alsauchdurchAuftrennendesRandverbundsundWeiterverarbeitungderEinzelgläser.DieVersuchesindinTab.3 zurÜbersichtdargestellt.

3.1BestandsaufnahmeundRückbau

VordemAusbauwurdendieIsolierverglasungenjeweils einerdetailliertenBestandsaufnahmeinAnlehnungan dieDINSPEC91484:2023-09unterzogen,umüberverschiedeneProjekteeinevergleichbareDatengrundlagezu schaffen[34].NebeneinererstenvisuellenBegutachtung wurdenalleEinheitenetikettiert,fotografischdokumentiertundihrewesentlichenMerkmaleerfasst.DieRückverfolgbarkeitbiszumursprünglichenEinbauortwurde durchsystematischeKennzeichnunggewährleistet.Die HandlungsempfehlungendesBF&FKGstelleneingeeignetesDokumentfürdieBestandsaufnahmespeziellvon GlasproduktenzurVerfügung[10].

nichtzerstörendeMessungGasfüllstand (Argon)mitSparklikeHandheld

Taupunktmessung

manuellePrüfungaufOberflächendefekte, angelehntanEN572–8[14],zusätzlichoptisches Scanverfahren

AuftrennendesRandverbunds,Reinigungund ProduktionvonPrüfkörpern(352mm ×502mm) Klimakammertest,angelehntanEN1279-2[13] HaftungsprüfungennachH.B.Fuller| KömmerlinginternerPrüfmethode

DerRückbauprozessistfürdieweitereNutzungderIsoliergläsereinekritischePhase,denndieErkenntnisseaus denbeidenFallstudienzeigen,dassauchdievisuelleQualitätdurchdenUmgangmitdenScheibenbeeinflusst wird.DerEinsatzunsachgemäßerWerkzeugeundein unzureichenderTransportschutzführtenbeieinemRückbauzuOberflächenschädenundGlasbrüchen,wodurch 20%derScheibenfürdieweitereNutzungverloren gingen.ImzweitenFallwurdeentschieden,dieIsoliergläsersamtFlügelrahmenauszubauenundzutransportieren,wodurchdieGläserausreichendgeschütztwerden konnten.

DieSensibilisierungundSchulungvonPersonal, einefachlicheBegleitungdurchExpertensowie dieAnwendungetablierterBranchenstandardswie derBF-Richtlinie002/2008[35]sindessenziell,um unnötigeVerlustezuvermeidenunddieökologischewieökonomischeWirkungvonReuse-und Remanufacturing-Strategiensicherzustellen.

3.2VisuelleQualität

DieIsoliergläserwurdenzunächstinAnlehnungan[13] bzw.[15]untersimuliertenEinbaubedingungenvisuell begutachtet.NichtalleGläserausFrankfurtkonntendie AnforderungenderNormerfüllenundeswurdenvermehrtKratzerfestgestellt,diewahrscheinlichbeiRückbau/Transportentstandensind.DieGläserausdemBerlinerBauvorhabenzeigteneinesehrgutevisuelleQualität entsprechend[13].Wenige,feineKratzerkonntenerst durchdenEinsatzeinerbeleuchtetenPrüfvorrichtungmit schwarzemHintergrundundimoptischenScanverfahrensichtbargemachtwerden.Bild5zeigtexemplarisch einenScanmitmarkiertemOberflächendefekt,derunter diffuserBeleuchtungnichterkennbarwar.

3.3Füllgas-Messungen

DieindieserStudieanalysiertenIGUsstammten auseinemFrankfurterBürogebäude(Produktionsjahr 1992,erkennbaramAluminium-Abstandhalter).DaSF6 damalsfürSchallschutz-Isoliergläserüblichwar,bestand dieMöglichkeitseinesEinsatzesimScheibenzwischenraum.ZurÜberprüfungwurdenGasprobenmiteinem spezialisiertenGasanalysator(SF6 )sowieeinemO2Analysator(IndizfürArgonfüllung)untersucht.Inkeiner ProbekonnteSF6 oderArgonnachgewiesenwerden.

DarausergebensichzweiSchlussfolgerungen:Erstens besitzendieEinheitenwederArgonnocheineLowE-Beschichtung,sodassihreweitereNutzungnichtzur energetischenQualitätbeiträgt.ZweitensistdieTrennung imRemanufacturingökologischunbedenklich,dakeine FreisetzungvonSF6 droht.UnterdiesenVoraussetzungenkönnendieGlasscheibenrisikofreiaufbereitetund wiederverwendetwerden.

EswurdeeineweitereIsolierglaseinheitausBerlinuntersucht.ZielwardienichtdestruktiveBestimmungdesGasfüllgradesundderDichtigkeit.DieAnalyseerfolgtein einemPrüflabormittelszweierVerfahren:DerTaupunkt wurdebei–60°Cbestimmt,wasaufeinesehrguteDichtigkeitderEinheithinweist.Ergänzendwurdemiteinem Sparklike-GerätderArgongehaltimScheibenzwischenraumgemessenundeinWertvon96,6%nachgewiesen, wasdieWiederverwendungebensobegünstigt.

3.4Doppelring-Biegeversuche

FürdieEvaluationderBiegezugfestigkeitwurdenvier zweifachverglaste,nichtbeschichteteIsolierglaseinheiten ausdemBürogebäudeinFrankfurtamMainausdemJahr 1992begutachtet.DiePositionen1und4wurdenuntersucht.WeitereEinbaumerkmalesowiedieZinn-/Luftseite

Tab.4 Prüfparameter

Testparameter

wurdendokumentiert,jedochbeiderEvaluationder Festigkeitsversuchenichtberücksichtigt.Diegeprüften IsolierverglasungenstammtenausdemErdgeschoss(EG–07–N,EG–12–S)unddemdrittenObergeschoss(G3–03–N,G3–12–S),wobeidieBezeichnunginGeschossPosition-Himmelsrichtungdefiniertist.NachTrennung derIsolierverglasungergabensichachtSerienausgealtertemGlas(vierausPos.1undvierausPos.4).Die DoppelringbiegeversuchewurdenangelehntanEN12885durchgeführt[27].DiegewähltenRingdurchmesser weichenvondennormativenAngabenabundwurdenso gewählt,dasseinmöglichstgroßerBereichinnerhalbdes LastringesgeprüftundsodieChanceaufvorhandene,festigkeitsminderndeOberflächendefekteerhöhtwird.Essei angemerkt,dassderZweckderEN1288-5ausschließlich vergleichendenFestigkeitsprüfungendient.DerVersuch istnichtdafürvorgesehen,dieinEN572angegebene charakteristischeFestigkeitvonFloatglaszubestimmen, diefürdiestatischeBemessungherangezogenwird.Die PrüfparametersindTab.4zuentnehmen.

FürdieSerienEG-07-N,EG-12-SundG3-12-Ssowie dieReferenzserieRef.[1]kameineUniversalprüfmaschinevomTypSmarTens020(KARG)zumEinsatz; G3-03-NunddieReferenzserieRef.[2]wurdenauf einerZwickRoell(Z050ZwickRoellGmbH&Co.KG) geprüft.

DiestatistischeAuswertungderBruchspannungenwurde mittelsderzweiParameter-Weibull-Verteilungsfunktion mit95%Vertrauensintervalldurchgeführt[36].AlsKennwertewurdender5%–FraktilwertderBiegezugfestigkeitunddiearithmetischeMittelwertfestigkeitbestimmt. ZweiReferenzserien(Ref.[1]undRef.[2])ausneuem FloatglaswurdenunteridentischenBedingungenmit derZinnseiteimZugbereichgetestet.DieErgebnisse ausEG–07–N,EG–12–SundG3–12–Swurdenmitder ReferenzserieRef.[1]verglichen,dadiesemitderselbenUniversalprüfmaschinegetestetwurden;dementsprechendwurdendieErgebnisseausG3–03–Nmitder ReferenzserieRef.[2]verglichen.

Ergebnisse

Bezogenaufden5%-Fraktilwertmit95%Vertrauensintervall(σ k,5% )zeigtesichbeisechsderachtSerien eineReduzierungderBiegezugfestigkeitzwischen3% und33%.Beizweisüdorientierten,bewittertenScheiben,derenLuftseiteaufderZugseitederProbenlag, wurdenhingegenhöhereFestigkeiten(106%und142%) festgestellt(sieheTab.5).DieErgebnissederSerieEG12-S-Pos.1-Lsolltenjedochkritischhinterfragtwerden,da nur19von30ProbengültigwarenunddasBestimmtheitsmaß R2 = 0,87deutlichunterdemderübrigenSerienlag

Stützringradius[mm] Lastringradius[mm] Probenabmessungen[mm] Prüfgeschwindigkeit[mm/s] 601 301 150 × 150 × 41 2

1 AbweichunggegenüberEN1288-5[27]

S.Wernli,H.I.Scholz,M.Schuster,M.Teich:VomFensterzurRessource–GlasimWandelzurzirkulärenBaukomponente

Tab.5 ErgebnisseBiegezugfestigkeitenderTest-undReferenzserien Resultstensilestrengthtestandreferenceseries

IGU/SeriePos.SeiteAnzahlProben (gültig/gesamt)

G3–03_N1Z35/39

G3–03_N4L39/45

G3–12_S1L32/50

G3–12_S4Z19/35

EG–07_N1Z47/60

EG–07_N4L45/60

EG–12_S1L19/30

EG–12_S4Z32/50

k,5% (Ref.[1]) = 51,73MPa, σ k,5% (Ref.[2]) = 62,22MPa (R2 ≥ 0,94).DadurchistdiestatistischeAussagekraftder Serienichtverlässlich.

EindeutlicherUnterschiedzwischendenExpositionsseitenPos.1(bewitterteSeite)undPos.4(innereSeite) konntenichtfestgestelltwerden.Eszeigtesichjedoch überallevierIsolierglaseinheitenhinweg,dassdieLuftseitehöhereFestigkeitenalsdieZinnseiteaufwies.

3.5HerstellungundPrüfungvonIsolierglasaus Bestandsgläsern–FallstudieBerlinFasanenstraße

Klimakammertest

BeiderBestandsaufnahmederIsoliergläserinBerlinkonntenderenProduktionsjahr1993sowieeine vorhandeneBeschichtungfestgestelltwerden.Ebenso wurdefürdasIsolierglaseineU-Wert-Messunginder EinbausituationundvisuellePrüfungendurchgeführt. ObwohldievisuelleQualitätdenAnforderungenderBFRichtlinie[15]entspricht,istderermittelteUg -Wertvon

Tab.6 AufbauderPrüfkörperundErgebnissederTaupunktmessung Specimenconfigurationanddewpointmeasurementresults

ca.1,4W/m2 KfüreinedirekteWiederverwendungzu hoch.DieGläserwurdendeshalbindieEinzelscheiben aufgetrennt,zuneuen2-fach-und3-fach-Isoliergläsern mitdenMaßen352mm × 502mmverarbeitetundeinem verkürztenKlimakammertestunterzogen,angelehntan [13]:21TageLagerungimSchwitzwasserklima(SWK) bei58°Cund100%relativerFeuchtigkeit(r.F.)mit anschließenderTaupunktmessung.BeimZuschnittder EinzelscheibenzurHerstellungderPrüfkörperwurde daraufgeachtet,immermindestenseineKanteausdem RandbereichdesBestandsglaseszuerhalten.Dadurch konnteüberprüftwerden,obsichetwaigeRückstande aufderGlasoberflächenegativaufdieDichtheitoder dasHaftvermögenauswirken.DieKonfigurationender vieruntersuchtenPrüfkörperunddieMessergebnisseder TaupunktmessungsindinTab.6aufgeführt.

BeiKombinationvonunbeschichtetemBestandsglasmit neuem,beschichtetemGlastratenkeineAuffälligkeitenauf;Taupunktstabilbei 60°C(vgl.Bild6a).Wie beispielhaftinBild6bdargestellt,zeigtenzweivonvier

ScheibenaufbauPrüfkörper TaupunktSZR1zwischen(alt)und(alt)TaupunktSZR2zwischen(alt)und(neu) vor nach vor nach

4mmFloatglas(FG),beschichtet(bes.)(alt)/ 12mmScheibenzwischenraum(SZR)/ 6mmFG,unbes.(alt)

4mmFG,bes.(alt)/ 12mmSZR/ 6mmFG,unbes.(alt)/ 12mmSZR/ 4mmFG,bes.(neu)

4mmFG,bes.(alt)/ 12mmSZR/ 6mmFG,unbes.(alt)/ 12mmSZR/ 4mmFG,bes.(neu)

4mmFG,bes.(alt)/ 12mmSZR/ 6mmFG,unbes.(alt)/ 12mmSZR/ 4mmFG,bes.(neu)

Bild6

Isolierglas-Prüfkörpera)ohneundb)miteinseitigemAdhäsionsverlust desSekundärdichtstoffs

IGUtestsamplea)withoutandb)withone-sidedadhesionlossof secondarysealant

ProbenindenKammernmitzweiBestandsgläsern erhöhteTaupunkte(bis 46°C)undvisuellwahrnehmbareAdhäsionsverlustedesSekundärdichtstoffs.Dabei wardasäußereBestandsglas(4mmFloatglas)beschichtet unddasmittlereBestandsglas(6mmFloatglas)unbeschichtet.DieUrsacheliegtwahrscheinlichinfehlenderRandentschichtungderbeschichtetenBestandsgläser (sieheBild6b),diezuHaftungsproblemenführte.Beiden neuenGläsern(Bild6a),beideneneineRandentschichtungdurchgeführtwurde,bliebdieDichtstoffhaftung intakt.

Tab.7 ErgebnisseSchälprüfung Resultspeeltest

Proben-Nr.

Schälprüfung(ohneRandbereich)

Haftprüfung

ZurUntersuchungderAdhäsionseigenschaftender BestandsgläserwurdenReststückeausMittel-undRandbereichendesaufgetrenntenIsolierglasesvorbereitet (Abmessungenca.50mm × 150mm),gereinigtund mitSekundärdichtstoffsowieAluminiumstreifenfür Schälprüfungenversehen.Diesewurdennachinterner PrüfmethodedesProjektpartnersH.B.Fuller|KömmerlingdurchgeführtundsindangelehntandenSchälversuch fürgeklebteGlaskonstruktionennachETAG002-1[37], dersichbeiHerstellernvonDicht-undKlebstoffenauch alsMethodezurPrüfungvonSekundärdichtstoffenfür Isoliergläseretablierthat.

ZielwardieBeurteilungdesVersagensverhaltens:ein kohäsivesVersagendesDichtstoffsgiltalspositiv,ein adhäsivesVersagenanderGlasoberflächealskritisch. DieErgebnissederPrüfungsindinTab.7aufgeführt. DieBewertungmitsehrgut„++“attestiert100%igen Kohäsionsverlust,„+ –“beschreibteingemischtesBruchverhaltenund„––“einenvollständigenAdhäsionsverlust (ohnegroßenKraftaufwandbeimZiehen).Diegrauen Felderimplizieren,dassdieProbenunterdenjeweiligen Bedingungennichtgeprüftwurden.

DiePrüfkörperwurdenteilsimNormalklima(23°C,50% r.F.),teilsimSchwitzwasserklima(58°C,100%r.F.)gelagert.AlleProbenausdemmittlerenGlasbereichzeigten

G6_2,#1a1 ++ ++

G6_2,#1a2

G6_2,#1b1

G6_2,#1b2

G6_2,#4a1

G6_2,#4a2

G6_2,#4b1

G6_2,#4b2

G6_3,#4a1 ++

G6_3,#4a2 ++

G6_3,#4b1

G6_3,#4b2

Schälprüfung(aufProbekörpernausRandbereich)

G6_2,#1ar –

G6_2,#1br

G6_2,#4ar ++

G6_2,#4br

G6_3,#4ar ++

G6_3,#4br ++

a:Normalklima(NK),b:Schwitzwasserklima(SWK),r:Randabschnitt

S.Wernli,H.I.Scholz,M.Schuster,M.Teich:VomFensterzurRessource–GlasimWandelzurzirkulärenBaukomponente

Bild7 PrüfkörperderSchälprüfungen,exemplarischfürunterschiedliche Prüfresultate

Testingsamplesofadhesiontest,exemplaryforvarioustestresults

einsehrgutes(„++“)Adhäsionsverhalten(sieheexemplarischBild7,Probe6).DagegenkamesbeieinigenRandabschnittenzuadhäsivemodergemischtemVersagen, auchbereitsnachLagerungimNormalklima.Ursachebei Probe1wardiebeschädigteRandentschichtung,diezu Haftungsproblemenführte–inrandentschichtetenBereichenkonntehingegenkeinAdhäsionsverlustfestgestellt werden.

ZusätzlichdeuteteneinzelneProbentrotzApplikation aufunbeschichtetenOberflächenaufmöglicheEinflüsse derBewitterunghin(Probe2und3),etwadurchschwer entfernbareRückständederTrockendichtung.Insgesamt bestätigtendieErgebnissediezuvorinderKlimaprüfungbeobachtetenProblemebeinichtrandentschichtetenBereichen,währendInnenflächenohneBewitterung durchwegstabileErgebnisselieferten(Probe4und5).Bei derWeiterverarbeitungvonBestandsglassolltedeshalb aufdiePositionderEinzelscheibenimIsolierglasgeachtetundggf.einegründlicheReinigungderRandbereiche durchgeführtwerden.

4ZusammenfassungundAusblick

DieUntersuchungenhabengezeigt,dassneueIsoliergläserunterEinhaltungdernormativenAnforderungen ausrückgebautenGläsernhergestelltwerdenkönnen. FolgendeAspektesinddabeizuberücksichtigen.

VisuelleQualität

DieUntersuchungenhabengezeigt,dassrückgebaute IsoliergläserdengeltendenAnforderungenandievisuelleQualitätauchnachlangjährigemEinsatzentsprechen können,soferneinsachgemäßerRückbauundTransport gewährleistetwird.DieaktuellenRegelwerkegehenausschließlichaufherkömmlichproduzierte,„neue“Ware ein,weshalbdiesehinsichtlichderWieder-undWeiterverwendungvonBauproduktenalsunvollständigerscheinen. Soistbspw.dieBewertungvonEinzelgläsern,dieaus rückgebautenIsoliergläsernherausgetrenntwurden,nicht eindeutiggeregelt.DabeibleibtdievisuelleQualität vonGlasproduktengeradeimWohnungsbauzumindest

teilweiseGegenstandindividuellenEmpfindens,diees imRahmenderzulässigenMindestanforderungenkontinuierlichundprojektspezifischauszulotengilt.Eine OrientierungandergewünschtenQualitätdesEndproduktesstattderBewertungderEinzelgläsererscheint dabeigeradeimHinblickaufgebrauchteMaterialienals zielführend.

Festigkeit

FürdietechnischmöglicheWiederverwendungvonrückgebautenVerglasungenzeigtsich,dassdieBiegezugfestigkeitdifferenziertbetrachtetwerdenmuss.DievorliegendenUntersuchungenbestätigendieinderLiteratur dokumentierteTendenzeinerreduziertenBiegezugfestigkeitvongealtertemGlasimVergleichzuneuenReferenzgläsern.NurbeizweiSerientratenhöhereFestigkeitenals beidenReferenzserienauf.

KünftigsollenfundierteReferenzstudienentwickeltwerden,wobeidieRohdatenvonSerienmitmöglichst einheitlichenEigenschaftenundvergleichbarenRegressionskurvenzusammengeführtwerden.AuchderEinfluss vonOberflächendefekten,diealsBruchinitiatorenwirken,istsystematischzuuntersuchen.

HerstellungvonIsolierglasausBestandsgläsern

DiehieraufgeführtenUntersuchungenhabengezeigt, dassdieWeiterverwendungvonEinzelscheibenausrückgebautenBestandsgläsernzurHerstellungneuerIsolierglasproduktegrundsätzlichumsetzbaristunddieseentsprechenderstenErgebnissenauchdenAnforderungen nach[13]entsprechenkönnen.EinzelnenBearbeitungsschrittenwiebspw.demZuschnitt,einergründlichen ReinigungoderRandentschichtungistdabeibesondere Aufmerksamkeitzuwidmen,umetwaigenVeränderungenderGlasoberflächeausdervorherigenEinbausituationdesBestandsglasesentgegenzuwirkenundso negativeEinflüsseaufdietechnischenEigenschaftendes Isolierglaseszuminimieren.UmdieEignungsolcher GläserfürdieProduktionvonIsoliergläsernweiterzu untersuchen,wirddieDurchführungvonzusätzlichen, umfassenderenPrüfserienangestrebt,diedennormativen Vorgabennach[13]vollumfänglichentsprechen.

Danksagung

DieAutor:innenbedankensichherzlichbeiH.B.Fuller |KömmerlingundGlas-DreisbuschfürdieUnterstützunginderHerstellungundPrüfungvonIsoliergläsern.EbensogehtDankanBollinger + Grohmann fürdieUnterstützungbeiderAkquiseeinesgeeigneten Rückbauprojekts.DiesesProjektwurdegefördertvom BundesinstitutfürBau-,Stadt-undRaumforschungim AuftragdesBundesministeriumsfürWohnen,StadtentwicklungundBauwesenausMittelnderZukunftBau Forschungsförderung.

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S.Wernli,H.I.Scholz,M.Schuster,M.Teich:VomFensterzurRessource–GlasimWandelzurzirkulärenBaukomponente

Autor:innen

SebastianWernli,M.A.(Korrespondenzautor:in) sebastian.wernli@hm.edu HochschuleMünchen FakultätfürBauingenieurwesen Karlstraße6

80333München

HansI.Scholz,M.Sc. scholz@ismd.tu-darmstadt.de TechnischeUniversitätDarmstadt GlassCompetenceCenter

InstitutfürStatikundKonstruktion

Franziska-Braun-Straße3 64287Darmstadt

Dr.-Ing.MiriamSchuster schuster@ismd.tu-darmstadt.de

TechnischeUniversitätDarmstadt GlassCompetenceCenter

InstitutfürStatikundKonstruktion

Franziska-Braun-Straße3 64287Darmstadt

Prof.Dr.-Ing.MartienTeich martien.teich@hm.edu HochschuleMünchen FakultätfürBauingenieurwesen Karlstraße6

80333München

ZitierenSiediesenBeitrag

Wernli,S.;Scholz,H.I.;Schuster,M.;Teich,M.(2026) VomFensterzur Ressource–GlasimWandelzurzirkulärenBaukomponente.Stahlbau95, SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1,S.16–26. https://doi.org/10.1002/stab.70081

DieserAufsatzwurdeineinemPeer-Review-Verfahrenbegutachtet. Eingereicht:15.September2025;angenommen:10.Dezember2025.

EnergetischeSimulationzurEntwicklungderaußen liegendenWandtemperierung:EnergySkin

UmdieKlimaneutralitätzuerreichenunddieSanierungsrate vonGebäudehüllenzusteigern,bedarfesinnovativerAnsätze ressourcensparenderSystemezurseriellenErtüchtigung.

DasEnergySkin-SystemsteuertdenTransmissionswärmestromeinerbestehendenGebäudehülleaktiv.Dieswirddurch integrierteEnergiegewinnungundkontrollierteWärmeerzeugungermöglicht.DurchgeführteSimulationenderErzeugung elektrischerEnergieausorganischerPhotovoltaikergebenin VerbindungmitdemsimuliertennichtstationärenEnergiebedarfderdynamischenWandtemperierungdieEnergiebilanz desSystems.DieJahresbilanzzeigt,dassdasSystembei einerAusrichtungnachOsten,SüdenoderWestenenergieautarkseinkann.Hierbeihateinintegrierterelektrischer SpeicherdieerzeugteEnergiefürdiePhasenmitEnergiebedarfzusichern,daErtragundBedarfseltengleichzeitig vorliegen.MithilfederTagesbilanzenkönnenBetriebsmodidefiniert,derelektrischeSpeicherdimensioniertund Regelungsstrategienoptimiertwerden.

Energysimulationfordevelopingthe“EnergySkin”external walltemperaturecontrolsystem

Toachieveclimateneutralityandincreasetherateatwhich buildingenvelopesarerenovated,innovativeapproaches toresource-savingsystemsforlarge-scalerenovationare required.TheEnergySkinsystemconsistsofamountingsystemandaglassmodulethatactivelyoptimizestheheatflow transmissionofexistingbuildingenvelopesthroughintegratedenergygenerationandcontrolledheatproduction. Simulationsofelectricalenergygenerationfromorganicphotovoltaics,inconjunctionwithsimulationsofthe non-stationaryenergyrequirementsofthedynamicwall temperaturecontrolsystem,determinethesystem’senergy balance.Theannualbalanceshowsthatthesystemcan beenergyself-sufficient,ifitisorientedtotheeast,south orwest.Inthiscase,anintegratedelectricalstoragesystemmustsecuretheenergygeneratedforthephaseswith energydemand,asgenerationisusuallynotsimultaneous withdemand.Thedailybalanceisusedtodefineoperating modes,dimensionanelectricalstorageunit,anddevelop controlstrategies.

Stichworte dynamischeGebäudehülle;außenliegendeWandtemperierung; Energiebilanzierung;Photovoltaik;Transmissionswärmeverluste

1Einleitung

DieenergetischeSanierungvonGebäudenisteinKernaspektnachhaltigenBauensundbirgtgroßesPotenzialbei derReduktionvonTreibhausgasemissionenundderMinimierungdesRessourcenverbrauchs.Diedabeierzielten EnergieeinsparungenstehenimZentrumfürdenvonder BundesregierungangestrebtenenergieneutralenGebäudebestandbis2050[1].Dabeisinddieaufgebrachten EnergienundRessourcenzurHerstellungderBaustoffe, derErrichtungderBauteileundimGebäudebetriebzu berücksichtigen[2].DynamischeFassadentechnologien erweiterndasPotenzialzurReduktiondesRessourcenverbrauchsimVergleichzukonventionellenstatischen Technologiendasieeinenaktivenvariablenthermischen Widerstandaufweisenkönnen[3,4].SerielleSanierungenverkürzendieSanierungszeitbiszu70%imVergleich zukonventionellenSanierungen,beigleichzeitigverbesserterRessourceneffizienzundTreibhausgasintensität [5].

ImRahmendesForschungsprojektesEnergySkinwirdein modularesSanierungssystemalsaußenliegendeWandtemperierungentwickelt,dasdieWärmeverlusteüber

Keywords dynamicbuildingenvelope;externalwalltemperaturecontrol; energybalancing;photovoltaic;transmissionheatlosses

dieFassademinimiert.EinZweischeibenisolierglas,als passiveDämmebene,mitintegrierterPhotovoltaikund HeizschichtbildetdasGlasmodul,welchesmittelseines Montagesystemsbefestigtwird.DiePhotovoltaikversorgt dieHeizschichtdirektoderübereinenZwischenspeichermitEnergie.Hierzugilteszuuntersuchen,ob dieEnergieerträgeausreichendsind,umdasSystem autarkzubetreiben.AlsprimärerVorteilsollendie EnergieeffizienzdesGebäudeserhöhtundeinausgewogenesVerhältnisvonwinterlichemundsommerlichem Wärmeschutzgeschaffenwerden.DurchdenmodularenAufbau,einekreislauffähigeKonstruktionundeine geringeSystemdickekannEnergySkinmitreduziertem Ressourcenverbrauchminimalinvasivmontiertwerden.

2WissenschaftundPraxis

TechnologienderGebäudehüllekönnenalsstatischoder dynamischklassifiziertwerden[4,6].StatischeTechnologiensinddurchunveränderlicheEigenschaftencharakterisiert,währenddynamischeTechnologienveränderlicheEigenschaftenaufweisen[4].EineaktivedynamischeGebäudehüllenutztergänzendeineRegelungoder

M.Stoppel,C.Uhlig,M.Engelmann,P.DiBiase:EnergetischeSimulationzurEntwicklungderaußenliegendenWandtemperierung:EnergySkin

Bild1 WärmeströmebeiaußenliegenderWandtemperierung,a)ohne,b)mitaWT(Quelle:THKöln) Heatflowswithexternalwalltemperaturecontrol,a)without,b)includingeWTC

Steuerung,umbeispielsweisethermischeEigenschaften zuvariieren.DieFassadekannmiteinemintegriertenEnergiewandlerautarksein,wennsieihrenEnergiebedarfeigenständigauseinerunmittelbarenQuelle deckt.DiedynamischenGebäudehüllenkönnenihre FunktionalitätdabeiganzjährigodernurfürdenHeizbzw.Kühlfalleinbringen[3].DynamischeTechnologiengreifendieseFunktionenaufunderweiternsie, beispielsweiseumHeizung,Kühlung,Lüftung,gebäudeintegriertePhotovoltaik,Solarthermie,RegenwassernutzungoderInformationstechnologie[5,7,8].SieweisendabeiPotenzialauf,dieÖkobilanzeinesGebäudes direktunddurchinterdisziplinäreWechselwirkungenzu verbessern[2].

DerWärmedurchgangdurcheinBauteilerfolgtvom höherenzumniedrigerenTemperaturniveau.DerWärmedurchgangskoeffizient(U-Wert)wirdkonventionellals MaßderwärmedämmtechnischenQualitäteinesBauteils verwendet[9].SehrgutgedämmteGebäudemitniedrigemU-WertneigenjedochzuÜberhitzungsproblemen imSommer,dasieeinkonstanthöheresTemperaturniveauhalten[10]undkaumWärmeabgeben[11].Ein alternativerAnsatzkanndemgegenüberdieManipulationdesWärmestromsimBauteildurchdieEinbringung zusätzlicherWärmeenergiealsaußenliegendeWandtemperierung,aWT,sein[12–14].DerWärmestromistsomit imstationärenFallnichtmehrüberdasBauteilkonstant.StattdessenrichtetsichderWärmestromnachder TemperaturderWärmequelle.Bild1veranschaulichtden Wärmestrom q inAbhängigkeitderTemperatur θ fürdie FällemitundohneaWT.DadasTemperaturgefälleüber dieWandschicht1sinktundüberdieWandschicht2steigt, folgendieWärmeströmeentsprechend.DieDifferenz derWärmeströmeergibtdenEnergiebedarfderWärmequellezurTemperaturerhaltunganderaWT.Durch dieeingebrachteEnergiekönnensomitdieTransmissionswärmeverlusteausdemInnenraumaktivgesenkt werden.

3EnergySkin–Systembeschreibung

DasEnergySkin-Systemisteineinnovative,energieautarkeFassadensanierungslösung,dieEnergie-undRessourceneffizienz,Kreislaufwirtschaftundeinereversible MontagemithoherDauerhaftigkeitundstruktureller Integritätvereint.ZielistdieintegrativeVerbindungvon thermischerGebäudeoptimierungundaktiverEnergiegewinnungineinemmodularen,vorgefertigtenSystem, welchesvonderNetzversorgungentkoppeltwird.Das bestehendeHeizsystembleibterhaltenundwirdentlastet. DasKonzeptbestehtauseinemaktiviertenGlasmodul(1) undeinemtragendenMontagesystem(2)(sieheBild2). DasGlasmodulintegriertdreiFunktionsschichten:eine DämmebenezurReduktionderTransmissionswärmeverluste(a-a),eineniedertemperaturfähigeHeizschicht (b)zurdezentralen,bedarfsgerechtenlokalenWärmebereitstellungundPhotovoltaik-Elemente(c)zursolarenStromerzeugung.DasMontagesystemermöglichtdie mechanischeundthermischeAnbindungderGlasmodule andieBestandsfassadeundfungiertalsEinhausungfür Regelungseinheiten.

Bild2 SchematischeDarstellungdesAufbausvonEnergySkin (Quelle:TUDresden) SchematicrepresentationofthestructureofEnergySkin

M.Stoppel,C.Uhlig,M.Engelmann,P.DiBiase:Energysimulationfordevelopingthe’EnergySkin’externalwalltemperaturecontrolsystem

DasprimärekonstruktiveElementdesGlasmodulsbildet einZweischeiben-Isolierglas.DiewärmedämmendeWirkungwirddurcheinenmitArgongefülltenScheibenzwischenraumerzielt,derdieTransmissionswärmeverluste reduziert[4].Transparente,elektrischleitfähigeBeschichtungenwerdenverwendet,umdieVerglasungaktivzu beheizen.DieseBeschichtungenbestehenaustransparentenleitfähigenOxiden,z.B.aluminiumdotiertesZinkoxid (AZO)[15].SolcheBeschichtungenwerdenimklassischenFassadenbauüberwiegendalsLow-E-Schichten inWärmeschutzverglasungenverwendet,dasieeinen hohenReflexionsgradimSpektrumderWärmestrahlung aufweisen[16,17].WirddieBeschichtungübergeeigneteKontakteelektrischgespeist,führtderresultierende StromflussaufgrunddesOhmschenWiderstandsverhaltenszueinerWärmeentwicklunginnerhalbderSchicht. DieseWärmebewirktdieaWT.

EinwesentlicherAspektdabeiistdieangestrebteAutarkie:DiebetriebsnotwendigeelektrischeLeistungwird systemintegriertbereitgestellt.HierfürsindPhotovoltaikelementeanderzweitenSchichtdesGlasmodulsvorgesehen.OrganischeSolarzellenalsVorzugsvarianteweisen nachPerowskit-SolarzellendasgeringsteTreibhausgaspotenzialauf[18].Ebenfallszeichnensiesichdurcheinen geringennichterneuerbarenEnergieverbrauchinder Herstellungundeinebiszu89%geringereLebenszyklusauswirkungalssiliziumbasierteTechnologienaus[18,19]. WeitereVorteilegegenübersiliziumbasierterPhotovoltaikwieniedrigeProduktionskosten,hohemechanische Flexibilität,geringesGewichtundTransluzenzstehen geringerenWirkungsgradenundTemperaturinstabilitäten entgegen[20].WirwählenorganischePhotovoltaikfür ersteStudien.

DasMontagesystem(2)gewährleistetüberdievorgeseheneLebensdauereinemechanischstabileundreversible VerbindungzwischenGlasmodul(1)undBestandsfassade (3).Zugleichermöglichteseinethermischoptimierte KopplungohnesignifikanteWärmebrückenunddientals TrägerstrukturfürSteuerungs-undRegelungseinheiten. EinmodularesPlug-and-Play-Prinzipwirdangestrebt, umdiewerkseitigeVorfertigungderModuleundderen raschesowiepräziseMontagevorOrtmitminimalem Installationsaufwandzuermöglichen,sodassgleichzeitigdieAnforderungenandieKreislauffähigkeitdurch sortenreinesTrennenbedientwerdenkönnen.

4Photovoltaiksimulation

DieErtragssimulationderorganischenPhotovoltaikwird mitModulenmiteinemWirkungsgradvon6,6%und einerNennleistungvon57,3WimProgrammPV*SOL simuliert.DieModulewerdenfassadenintegriertohne Hinterlüftungin90°NeigungausderHorizontalen modelliert.EineVerschattungwirdnichtberücksichtigt, umsovorerstdiemaximaleLeistungzubestimmen.Die AnlagentechnikwirdalsoptimiertohneKabelverluste miteinemPerformanceRatiovon73,75%angenommen.DieEinstrahlungwirdgemäßdemTestreferenzjahr

Bild3 TäglicherErtragderorganischenPhotovoltaikimJahresverlauf(Quelle: TUDresden)

Dailyyieldoforganicphotovoltaicsoverthecourseoftheyear

2015,basierendaufdenDatensätzenvon1995bis2012 desDeutschenWetterdienstesfürKöln(50,9327°Nund 6,9866°O)minutengenausimuliert.DieBodenreflexion iststandardmäßigmit20%imJahrhinterlegt.EswerdendieFassadenausrichtungenSüd,Ost,WestundNord jeQuadratmeterModulflächeausgewertet.

Bild3veranschaulichtdentäglichenErtragsverlaufder organischenPhotovoltaiküberdasJahrinkWh.Die GegenüberstellungderOst-undWestausrichtungzeigt nahezuidentischeErgebnisse,weshalbbeideAusrichtungeninderGrafikzurbesserenÜbersichtzusammengefasstwurden.

PhotovoltaikmoduleerzielenbeisenkrechtemSonneneinfalldiehöchstenErträge.AufgrundderFassadeninstallationliefernsomitdiesüdseitigausgerichtetenModule imFrühlingundHerbstmaximaleErträge,imSommer hingegendieöstlichundwestlichausgerichtetenModule. DeraufdenQuadratmeterbezogeneJahresertragundder maximaleTagesertragsindinTab.1dargestellt.

AufBasisdieserDatenundihrerVerteilungkönnenin KombinationmitderBedarfsermittlungderHeizschicht dieBilanzderAnlageimTagesverlaufermitteltwerden undspäterdieDimensionierungeinesSpeicherserfolgen.

5Energiebedarfssimulation

5.1Simulationsgrundlagen

DerEnergiebedarfwirdalseindimensionalerundsemistationärerWärmedurchgangdurchdieGebäudehülle simuliert.DieUmweltrandbedingungenwerdenanalog derPhotovoltaiksimulationgemäßTestreferenzjahr2015 desDeutschenWetterdienstesinstationärberücksichtigt.DieInnenraumtemperaturwirdinAnlehnungan

Tab.1 ErtragswertederorganischenPhotovoltaik Yieldvaluesoforganicphotovoltaics

Ausrichtung SüdOstWestNord Jahresertrag[kWh]54,3740,1741,0119,58 Maximaler Tagesertrag[kWh] 0,3990,3050,3370,133

M.Stoppel,C.Uhlig,M.Engelmann,P.DiBiase:EnergetischeSimulationzurEntwicklungderaußenliegendenWandtemperierung:EnergySkin

Tab.2 VerwendeteMaterialkennwertenachSchichten Materialpropertiesusedbylayer

DINENISO6946konstantmit20°Cbeieineminneren Wärmeübergangskoeffizientenvon7,7W/(m2 K)gewählt [9].EineTemperaturabsenkungvon4Kwirdfüreinen reduziertenBetriebtäglichalsNachtabsenkungzwischen18Uhrund7UhrsowieganztagsSamstagund SonntaginAnlehnungandieDINV18599Tab.A.1einbezogen[21].FürdieÜbertragbarkeitderErgebnisse beziehensichdieseauf1m2 Fassadenflächeundes wirdkeineSpeichermasseimInnenraumsimuliert,da diesevonGebäudekonstruktionenundRaumaufteilungenabhängen.AufgrundnumerischerUnbestimmtheit beimWechselzwischenstandardmäßigemundreduziertemBetriebohneSpeichermassenwirddieSimulation inzweiDurchläufendurchgeführt.DieeinzelnenErgebnissewerdenzumEndergebnisgemäßdenUhrzeiten vereint.FolglichbleibtgespeicherteWärmeunberücksichtigt,dieabendsvorteilhaftist,einTemperaturniveau zuhalten.ImGegenzugwirdWärmenichtberücksichtigt,diebenötigtwird,dasTemperaturniveaumorgens zuheben.

DieLeistungzuraWTvonEnergySkinwirdmittelseiner ZweipunktregelunginAbhängigkeitderHeizschichttemperaturgeregelt.Zielistes,unterstationärenRandbedingungen(Außentemperatur 5°C,Innentemperatur 20°C)anderäußerenSchichtderBestandswanddieselbeTemperaturzuerzeugenwieeinekonventionelle WärmedämmungmiteinemU-Wertvon0,15W/(m2 K). DiehierfürerforderlicheHeizschichttemperaturbeträgt 16,5°C.DiezurBerechnungundSimulationherangezogenenWertederSchichtensindinTab.2aufgeführt.DieWärmeleitfähigkeitenderLuftunddesArgonssindberechneteWerte,umdennachDINEN673 undDINENISO6946bestimmtenWärmedurchlasswiderstandzuerhalten.DieunsanierteBestandswandhat einenU-Wertvon1,2W/(m2 K).DamitliegtsieimDurchschnittderAußenwändevonBüro-,Verwaltungs-,und Amtsgebäudenvor1979[23].DieSolltemperaturzur Zweipunktregelungwurdefolglichauf17°C ± 0,5K (13°C ± 0,5KimreduziertenBetrieb)gesetzt.DieLeistungderHeizschichtwirdzwischen20W/m2 und0W/m2 geregelt.

DerEnergiebedarfistmitdemAdvancedLeveldes SimulationsprogrammsIDAICEbestimmtworden.Die BerechnungderWärmeströmeerfolgtüberdieFiniteDifferenzen-MethodefürdieSchichtenderGebäudehül-

leninSchrittenvonsechsMinuten.Dieeinzelnen SchichtensindjeweilsinzehnTeilintervallediskretisiert.

5.2Simulationsergebnisse

DieaWTreduziertdieTransmissionswärmeverlusteaus derBestandswandnachaußendeutlich.Bild4verdeutlicht,dassEnergySkindiekumuliertenTransmissionsverlusteaufeinvergleichbaresNiveauwiekonventionelle Sanierungslösungenreduziert.WährenddesWinterhalbjahres(01.10.bis31.03.)sindz.B.fürdieNordausrichtung dieTransmissionsverlustevon12,7kWhbeiEnergySkin mitdeneneinerSanierungnachGEG(12,0kWh)vergleichbar.IndenkältestendreiMonaten(01.12.bis 28.02.)kehrtsichdasVerhältnisum,sodassEnergySkin mit6,7kWhgeringereVerlusteaufweistalseineGEGkonformeSanierung(7,4kWh).DieserTrendeinerverbessertenthermischenPerformancebeiniedrigenAußentemperaturenzeigtsichüberalleHimmelsrichtungen hinweg.FürdasSommerhalbjahr,indemTransmissionswärmeverlustedasÜberhitzungsrisikosenken[10], könnenbeieinerErtüchtigungderFassademitEnergySkin3,3kWhinNordausrichtungabgeführtwerden.Bei einerSanierungnachGEGsindes2,0kWhimSommerfall,wasaufdiegrößerenthermischenSpeichermassen derKonstruktionzurückzuführenist.

DertäglicheEnergiebedarfderaWTistinBild5überdas Jahrdargestellt,wobeidieSüdausrichtungdengeringsten Energiebedarfaufweist,währenddieNord-undOstausrichtungenandenmeistenTagenHöchstwerteerreichen. DastheoretischeMaximumvon0,480kWh(Produkt

Bild4 KumulierteTransmissionsverlustenachSanierungsvarianten,getrennt nachJahreszeit(Quelle:THKöln)

Cumulativetransmissionlossesaccordingtorenovationoptions, separatedbyseason

Bild5 EnergySkin:TäglicherEnergiebedarfüberdasJahr(Quelle:THKöln)

EnergySkin:dailyenergyrequirementsthroughouttheyear ausmaximalerLeistungderHeizschichtvon20Wüber 24StundeneinesTages)wirdunterdenbetrachteten Bedingungennichterreicht.Dertatsächlichemaximale BedarfliegtbeieinerWestausrichtungam6.Januarmit 0,424kWhbei88%dertheoretischenMaximalleistung vor.

DerüberdasJahrkumulierteEnergiebedarfvonEnergySkin(Bild6)zeigtdieEffektedersolarenEinstrahlung. DerEnergiebedarfimFallderNordausrichtungbeträgt überdasJahr29,1kWh,währenderbeiderSüdausrichtung25,0kWhbeträgt.AufderOstseitebeträgtder Energiebedarf28,1kWhundbeiderWestausrichtung 26,8kWh.DiezeitlicheVerteilungdesAnstiegeszeigt deutlich,dassdiedynamischenEffektevonEnergySkin nurimWinteraktivsind.

6Gesamtenergiebilanz

DieGesamtenergiebilanzistdieDifferenzzwischen Energiebedarfund-ertrageinesSystems.EinepositiveBilanzzeigt,dassimbetrachtetenZeitraumgenug EnergiezurDeckungdesBedarfserzeugtwird.ElektrischeSpeicherermöglichen,ÜberschüsseausPhasen mitpositiverBilanzinZeitenmitnegativerBilanzzu übertragen.

DieJahresbilanzausdemEnergieertragderorganischen PhotovoltaikunddemEnergiebedarffürEnergySkinist inBild7abgebildet.Siezeigt,dassmiteinerAusrichtungnachOsten,SüdenundWestenausreichendEnergie erzeugtwird,umdieaWTautarkzubetreiben.Dergrößte ÜberschussliegtbeieinerSüdausrichtungmit29,4kWh vor.BeiOst-undWestausrichtungenwerdenÜberschüsse

EnergiebilanzausPV-ErtragundEnergiebedarf(Quelle:THKölnund TUDresden) EnergybalancefromPVgenerationandenergydemand von12,0kWhbzw.14,2kWhimJahrerhalten.Aufder NordseitewerdenüberdasJahr9,5kWhzuwenigfür einenautarkenBetriebgeneriert.

IndertäglichenBilanz,sieheBild8,zeigtsichdie Herausforderung,dassderErtragundderBedarfan unterschiedlichenTagenundTageszeitenvorliegen.EinzelneStreifenbildenjeweilseinenTagab.Nurfürdie SüdausrichtungfindensichamJahresanfangund-ende einzelneTagemitpositiverBilanz.FürdieanderenAusrichtungensindimZeitraumvonDezemberbisMärz bestenfallsTagemitneutralerBilanzzufinden.Die notwendigeSpeicherungmüsstesomitsaisonalzurVerschiebungderErträgeausdemSommerindenWinter erfolgen.DieTagemitgrößterpositiverBilanzliegenfür Nord-,Ost-undWestausrichtunginderMittedesJahresvor,wenndieHeizleistungnahezunullbeträgt.Die SüdausrichtungverzeichnetdiebestenBilanzenimMärz undAprilsowieimSeptemberundOktober.Ebenfallsist deutlicherkennbar,dassdieSüdausrichtungdenlängsten ZeitraumpositiverBilanzenaufweist.DerZeitraumpositiverBilanzenistzwischendenweiterenAusrichtungen nahezugleich.DieNordausrichtungerreichtjedochnicht vergleichbarguteBilanzen.

7Fazit

DieerhalteneEnergiebilanzausdenSimulationendes PV-ErtragsunddemBedarfderaWTgibtAuskunft

Bild6

M.Stoppel,C.Uhlig,M.Engelmann,P.DiBiase:EnergetischeSimulationzurEntwicklungderaußenliegendenWandtemperierung:EnergySkin darüber,obdieVerbesserungderthermischenEigenschaftenderGebäudehülledurchEnergySkinenergieautarkerreichtwerdenkann.DiegrundlegendeErkenntnis ist,dassmiteinemausreichenddimensioniertenSpeicher beieinerAusrichtungnachOsten,SüdenoderWestendas Systemenergieautarkseinkann.FürdieseAusrichtungen wirdeinEnergieüberschusserhalten,derfüreinambitionierteresTemperaturniveauderaWToderdieMitversorgungnichtautarkerAusrichtungengenutztwerden könnte.EsisteinsaisonalerelektrischerEnergiespeicher notwendig,dessenUmweltwirkungenabgewogenwerden müssen.GemäßderRegelungeinerkonstantenaWTTemperaturfallendiekumuliertenTransmissionsverluste oberhalbderervonkonventionellenSanierungskonzeptenaus.BeiniedrigenTemperaturenzeigtdieaWTjedoch einebesserethermischeLeistungalsdiese.Außerhalb derHeizperiodekönnengrößereTransmissionsverluste imHinblickaufdasÜberhitzungsrisikogünstigersein. EnergySkinweistsomiteinpotenziellausgewogeneres VerhältnisauswinterlichemundsommerlichemWärmeschutzauf.EineAuslegungderSolltemperaturderaWT beihäufigerauftretendenRandbedingungenoderein komplexeresRegelungskonzeptkönntendiethermische Leistungverbessern.

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InderweiterenEntwicklungvonEnergySkinwirddas GesamtsystemhinsichtlichseinerÖkobilanzundKreislauffähigkeitmitkonventionellenDämmsystemenverglichen.DerEnergieverbrauchsowiedieTransmissionswärmeverlustesollendurchkomplexereRegelungenoptimiertunddaraufbasierendderSpeicherdimensioniert werden.DerBetrachtungsrahmenwirdinzukünftigen StudienumverschiedeneStandortesowieGebäudegeometrienund-konstruktionenmitihrenAuswirkungenauf PV-ErtragunddasthermischeVerhaltenerweitert.HierbeikönntesichEnergySkinpositivaufdensommerlichen Wärmeschutzauswirken,daesbeideaktivierteraWTeine erhöhteKühlungdesGebäudesinderNachtermöglicht.

Danksagung

DieArbeitensindimRahmendesZIM-Projektes„EnergySkin“(FKZ:16KN113621),gefördertvomBundesministeriumfürWirtschaftundEnergie,entstanden. BesondererDankgiltauchdenweiterenProjektpartnern DoblerMetallbauGmbHundFlachglasSachsenGmbH.

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Autor:innen

MaxStoppel,M.Sc.(Korrespondenzautor:in) max.stoppel@th-koeln.de TechnischeHochschuleKöln InstitutfürTechnischeGebäudeausrüstung BetzdorferStraße2 50679Köln

Dipl.-Ing.ClaraUhlig clara.uhlig@tu-dresden.de TechnischeUniversitätDresden InstitutfürBaukonstruktion NürnbergerStraße31A 01187Dresden

Prof.Dr.-Ing.MichaelEngelmann michael.engelmann@tu-dresden.de TechnischeUniversitätDresden InstitutfürBaukonstruktion NürnbergerStraße31A 01187Dresden

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Prof.Dr.-Ing.PietroDiBiase pietro.dibiase@th-koeln.de TechnischeHochschuleKöln InstitutfürTechnischeGebäudeausrüstung BetzdorferStraße2 50679Köln

ZitierenSiediesenBeitrag Stoppel,M..;Uhlig,C.;Engelmann,M.;DiBiase,P.(2026) EnergetischeSimulationzurEntwicklungderaußenliegendenWandtemperierung:EnergySkin Stahlbau95,SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1,S.27–33. https://doi.org/10.1002/stab.70079

DieserAufsatzwurdeineinemPeer-Review-Verfahrenbegutachtet. Eingereicht:1.September2025;angenommen:10.Dezember2025.

Readinessforcircularityandclimateneutralityinthe glassindustry

Theglassindustryisstrivingtoachieveclimateneutrality by2045and,likemanyotherindustries,isfacingprofound transformationprocesses.Differentchallengesarisealong thevaluechainofglassandfaçadeproducts:whileenvironmentalaspectscanbeintegratedmoreeasilyinsomeareas, othersrequirefar-reachingchanges.AspartoftheCircuClarityinitiative,stakeholdersfromindustryandacademiaare workingtogetheroninnovationsforclimateneutralityand circularity.Thisevaluationstudyprovidesanoverviewofcurrenttrendsandusestheinitiative’sstructuretoassessthe stateofdevelopmentusingasix-stagemodel.Theresults indicateavariedrange:whileonlylimitedprogresshas beenmadetodateintermsofenergysourcesforglassproductionandthereisstillaneedforfurtherinnovation,the multipleusesofglassareundergoingdynamicdevelopment, withfurtherdifferentiationintermsofproductsandpractical,resource-savingsolutionsthathavethepotentialfor widespreadapplication.

StatusderKreislaufwirtschaftundderKlimaneutralitätin derGlasindustrie

DieGlasindustriestrebtbis2045Klimaneutralitätanundsteht –wievieleandereBranchen–vortiefgreifendenTransformationsprozessen.EntlangderWertschöpfungskettevonGlasundFassadenproduktenzeigensichunterschiedlicheHerausforderungen:WährendsichökologischeAspekteinmanchen Bereichenleichterintegrierenlassen,erfordernanderetiefgreifendeUmstellungen.ImRahmenderCircuClarity-Initiative arbeitenAkteureausWirtschaftundWissenschaftgemeinsamanInnovationenfürKlimaneutralitätundZirkularität.Die vorliegendeEvaluationsstudienutztdieStrukturderInitiative,umeinenEinblickinaktuelleProdukttrendszugeben unddenEntwicklungsstandanhandeinessechsstufigen Modellszuerfassen.DieErgebnisseverdeutlicheneindifferenziertesBild:WährendbeimThemaklimaneutraleEnergie fürdieGlasherstellungbislangnurbegrenzteFortschritte erzieltwurdenundweitererInnovationsbedarfbesteht, entwickeltsichdieMehrfachnutzungvonGlasdynamisch, differenziertsichproduktseitigweiterundbietetpraxisnahe sowieressourcenschonendeLösungenmitdemPotenzialzur breitenAnwendung.

Keywords circularity;reuse;remanufacture;recycling;circulareconomy; collaborativeinitiative

1Introduction

1.1Globaltrendforclimateissues

Mostmajorindustriesareintegratingclimate-related objectivesintotheirstrategicdevelopmentframeworks [1,2].Attheinternationallevel,theEuropeanUnion (EU)hassetanambitioustargettoachieveclimateneutralityby2045,positioningitselfasastrongdriverof transformationandprovidinganimpulsefortheglobal constructionandmaterialssector[3].Whiletimelinesand targetsvaryglobally,acleartransitionisunderwayin theglassandfaçadeindustry,involvingadiverserange offieldsandchallenges.Companiespresentproductsand processesregardingtheirenvironmentalimpact,asithas developedintoarelevanttopicformarketing.

1.2Glassandfaçadeindustry

Annualglassproductionaccountsgloballyfor60–86 milliontonsofgreenhousegasemissions[4–6],which correspondstoupto0,3%oftotalemissions.Globally,

Stichworte Zirkularität;Wiederverwendung;Aufbereitung;Recycling; Kreislaufwirtschaft;kollaborativeInitiative

thesefiguresarecomparativelylow,butglassproducts caninfluenceaproject’soverallenvironmentalassessment [7].Thematerialisrobust,anditspropertiesallowmultipleusagecycles,mostcommonlythroughwindowreuse [8]andrecycling[9,10].Innovationtrendsinflatglass havefocusedprimarilyonlarge-format,ultra-thin,curved, transparentandenergy-efficientglasssolutions.Only recentlyhaveclimate-neutralfabricationandcircularity becomerecognisabletrends;thenumberofEnvironmentalProductDeclarationhasgrown[11](visibleon platformslikeIBU[12]orenvirondec[13]),rolesfor sustainabilityandcirculareconomymanagershavebeen created[14],productshavebeenpromotedwithacertain recyclingshare[15],andconferences,researchactivities andjournals[16,17]havebeendedicatedtothistopic. Severalprofessionalassociationsintheglassindustryhave publishedroadmapstowardsclimateneutrality[18,19], buttheirapplicationinpractiseremainschallenging.

1.3CircuClarityinitiative

Theseactivitiesdocumentthewillingnesswithinthe industrytoaddresscircularityandclimateneutrality.

Fig.1 Rolesofthe81memberswithintheCircuClarityinitiative(2025) Rollender81MitgliederinnerhalbderCircuClarity-Initiative(2025)

However,theinnovationsachievedremainbelowtheir potential,asproductswithlowcarbonandsecondary resourcesarenotmainstream.TheCircuClarityinitiative waslaunchedin2022bytheauthorstosupportandacceleratethetransitiontowardcircularitybyunitingexperts fromacademia,industry,andpractice.CircuClarityisa globalinitiativewithmembersmainlyfromacrossEurope andNorthernAmerica,dedicatedtopromotingacirculareconomywithintheglassandfaçadeindustry.Since itsinception,theinitiativehasfostereddialogueandinnovationthroughaseriesofdedicatedevents.Throughthis platform,itbringstogetherfabricators,manufacturers, architects,engineers,materialsuppliersandresearchersto exchangescalablemethodsandbestpracticesforcircularconstruction(Fig.1).Thegroup’scompositionemerges fromvoluntaryparticipation,motivatedbypersonalcommitmentandsustainedinterest.Theparticipantsare organisedingroups(seeSection2.3),inwhichresearch issharedbasedonrelevantcategoriesandresultsare discussedandcomparedtosupportadvancementand innovation.Thedistributionofparticipantsisglobal,and professionalbackgrounds/industryaffiliationarediverse.

2Methodology

2.1Goalandscope

Whiletheglassandfaçadeindustryisaddressingclimateneutralityandcircularity,thepaceofprogressvaries acrossdifferentsub-sectorsofthevaluechain.Somenew productsandprocessescanbeimplementedwithrelativeease,whileothersrequiremajordisruption.Thegoal ofthispaperistoprovideinsightsintoinnovationsthat arerelevanttoclimateneutralityandcircularity,includingtheirlevelofreadinessformarketpenetrationand environmentalimpact.Basedonthese,decision-makers inindustryandpoliticscanmanageexpectations,support innovationprocessesforrelevantandrapiddevelopments, andprovidenecessarystepsfordisruptiveandtherefore time-intensiveshifts.

Themainresearchquestionguidingthispaperis:atwhat pacedothedifferentfieldsofactivitieswithintheglass andfaçadeindustrydevelop?

2.2Methodologyandstructure

Thispaperfocussesonactivitiesinpracticetoprovide insightintocurrentdevelopments.Asmembersofthe CircuClarityinitiativearedistributedacrosstheflatglass valuechainandinternationallyrelevantcompaniesare involved,theactivitieswithinthisinitiativeareinvestigatedandevaluatedregardingtheirpaceofprogress towardsreadiness.Toacertainextent,thesedevelopmentsreflectthediscussionwithintheglassandfaçade industry.

Theactivitiesthattookplaceoverthelastfouryears formthefocusofthispaperandarebasedonpresentations,workshopsandpublicationsfromtheconferences Glasstec(Gt)2022,GlassPerformanceDays(GPD)2023, Glasstec2024andGlassPerformanceDays2025.These werechosenastheyinvolveinternationalstakeholders andcanbeconsideredthemostrelevantgatheringsof industryandacademia.Thetopicofcircularitywasfirst introducedattheGlasstecconferencesin2022,whichis whytheevaluationstartsatthispoint.Overtheyears, innovationswithinthegrouphavebeenmonitored,and thecompanieshavereportedontheirprogress.Foreach conference,informationontheinnovationwascollected, ortheirprogresswasdocumentedbytheauthors.Readinessforclimateneutralityandcircularityisratedby asix-stepreadinessscheme(Section2.4).Theauthors providedtheevaluationanddiscusseditwithfellow members.Thepresentedinnovationsarestructuredinto fivecategoriesderivedfromtheCircuClaritygroups (Section2.3).

Thepaperstartswithabriefintroductionofthereadiness levels,followedbyadescriptionofthefieldsofactivity. Themainpartisthedescriptionofinnovationsregarding theirstageforreadiness.Adiscussionoftheresultsforms theconcludingpart.

2.3Introductionofthethematiccategories

DuringtheinitiationphaseoftheCircuClarityinitiative,intensivediscussionswereheldtodefinethefields ofinterestandactivitiesofthemembers.Fivethematic groupswereestablishedaccordingtotheinterestsofthe members,eachwithdesignatedcontactpersons:Energy, SecondaryMaterials,MaterialRecoverySystems,Design forDisassemblyandProductDevelopment,andDataand Communication.Whilethefirstfourtopicsprovedtobe largelyindependent,DataandCommunicationemerged asacross-cuttingthemerelevanttoallothergroups. Thisstructurehasfacilitatedbothinternaldiscussionsand externalevents,suchastheCircuClarityOneconference [20].

Fig.2 OverviewofthethematiccategoriesoriginatingfromtheCircuClaritygroups ÜberblicküberdiethematischenKategorien,dieausdenCircuClarity-Gruppenhervorgegangensind

2.4Levelsofreadiness

Basedontheninetechnologyreadinesslevels(TRL) presentedbytheEuropeanCommission[21],sixstages relevanttoclimateneutralityandcircularity,referred tohereasreadinesslevels(RL),wereidentifiedafter applyingthemtodifferentinnovations.

Thecategoriesareusefulfordescribingtheprogress ininnovationbasedonpresentations,discussionsand publications.Thesixreadinesslevelsaredescribed below:

(1)Relevanceaddressed

–BasedonTRL1:Basicprinciplesobserved

–Theproblemwasidentifiedandafirstapproachtothe solutionwasformulated.

(2)Solutionproposed

–BasedonTRL2:Technologyconceptformulated

–Conceptsandideasforasolutionwhichencompass notonlytechnologiesbutalsoproductdesignandnew processesarepresented.

(3)Labtesting

–BasedonTRL3:Experimentalproofofconceptand TRL4:Technologyvalidatedinthelaboratory –Smallproductsornewprocessesaretested.Experimentalandlaboratorytestingcouldnotbedistinguishedandarethereforesummarised.

(4)Prototypestage

–BasedonTRL5:Technologyvalidatedinrelevant environment,TRL6:Technologydemonstratedin relevantenvironment,andTRL7Systemprototype demonstrationinoperationalenvironment

–Thevalidationisimplementedusingthebuildingcontextasademonstrator.Applicationinabuildingis documented.

(5)Productpioneering

–BasedonTRL8:Systemcompleteandqualified andTRL9:Actualsystemproveninanoperational environment

–Theproductisintroducedtothemarketwithoutcompetition.Enteringthemarketasthefirstprovideris seenasthecompletionofdevelopment.

(6)Commercialproduct

–Theproductispartofthemarketandincludedina varietyofprojects.

Theinnovationwillbeevaluatedregardingtheirreadinesslevelwithinthethematiccategories,whichwillbe displayedattheendofeachsubchapter(Section3).

3Towardsreadiness

Thischapterpresentstheinnovationsstructuredaccordingtotheintroducedthematiccategories(basedonFig.2). Adescriptionofeachinnovationisfollowedbyanassessmentusingthepresentedreadinessstages.Inaddition,the environmentalrelevancefortheflatglassindustryasa wholeisindicated,asreadinessalonedoesnotsufficiently allowassessmentoftheoverallimpact.Thisindicationis deducedfromcarbonreduction,aswellasthedegreeof disseminationacrosstheindustryandtherelatedimpact aspresentedbytheauthors.

Relevanceisassessedusingthefollowingcriteria:

–High–impactstheentireflatglassindustryandachieves alargecarbonreduction.

–Medium–impactstheentireflatglassindustryor achievesalargecarbonreduction.

–Low–impactspartsoftheflatglassindustryorachieves alowcarbonreduction.

Eachinnovationisinvestigatedregardingitsimpacton theentireflatglassindustryanditspotentialforsignificantcarbonreduction.Therelevancefortheindustryand thelevelofreductionarejudgedbytheauthorsbased oninformationprovidedduringtheconferences,workshops,orbasedonpublications.Forallinnovations,the carbonreductionratioiscommunicated,asitisoften thestartingpointfortheimprovement.Theinformation ontheperformancecomesfromtheinventorandisnot reviewedbyathirdparty.Carbonreductionof50%is consideredlarge.Thelifecyclephasesconsideredare specifictotheproductsorprocesses.Fortheclassificationintothethreelevels(high,mediumandlow),the authorsrelyontheinformationprovided.Thisindication isafirstclassificationtoidentifyrelevanttopics.Fora detailedcomparisonandadifferentiatedhierarchy,other aspects–mainlysystemboundaries–wouldneedtobe specified.

3.1Energy

Theamountofenergyconsumedandtheenergysource definethedegreeofenvironmentalimpactandtherefore affectallactivitiesalongthevaluechainofflatglassand façadeproducts.Theflatglassindustryhasmanagedto reducecarbonemissionsthroughtechnicaladaptations (Section3.1.1)andreportsareductionof30%[6].

Withinthelifecycleofglass,themostcarbon-intensive phaseistheinitialmeltingofrawmaterialsduring thefloatprocess,requiringhightemperaturesachieved withtheuseoffossilfuels.Effortshavebeenmadeto decreasetheenergyconsumption,leadingtoareduction inaveragefurnaceenergyconsumptionfrom6000kWhto 1000kWhpertonneglass(between1990and2022)[19]. Decarbonisingthisstageiscriticalforachievingclimate neutrality.Numerousroadmapsoutlinetheshifttoward renewableenergysources,particularlytheintegration ofgreenhydrogen[18,19].However,thesetransformationscomewithsignificanttechnologicalandfinancial challenges.

Anotabledevelopmentisthe2023announcementofthe VoltaProject,whichcommencedoperationinearly2025–acollaborativeeffortbetweentwomajorfloatglassmanufacturersintheCzechRepublic.Theprojectaimsto retrofitanexistingfloatlineintoahybridsystem:50% electrifiedand50%poweredbyanoxygen-gasmixture. Materialiscurrentlybeingproducedonapilot-scaleline (microfloatlineforrolledglass),withplanstoscaleupto acapacityof750tandtotransferthetechnologytotypical floatplants[22,23].

AlookattheLCArawdataforflatglassshowsthatof thethreemanufacturingphases(A1-extraction,A2transport,A3manufacture),A3,thefloatingprocess,isthe mostenergy-andemission-intensive,accountingforat leasttwo-thirdsofproductionemissions[24].Itcanbe notedthatchangesinenergysourceshavethegreatest impactonreducingenergyconsumption,whichislargely drivenbythehigh-energyintensityofthefloatprocess. Thissupportstherelevanceofaclimate-neutralenergy source.

Impact:High.

3.1.2Culletforenergyreduction

Whileafulltransitionoftheenergyinfrastructuremay takedecades,immediatereductionsinemissionscanbe achievedthroughincreasedculletuseinthefloatprocess,providedsufficientsortingisavailable.Incorporating culletintothemeltlowersthemeltingtemperatureand hencereducestherequiredenergyinputandassociated emissions.A10%increaseinculletusageleadstoa2%–3%reductioninenergyconsumptionduringthemelting process;eachtonneofculletusedavoids230kg–300kg ofCO2 emissionswhencomparedtousingonlyvirgin rawmaterials[25].Thissuggeststhatsignificantamounts ofpost-consumerglassarerequiredtoachieveahigh impact.Exactnumbersontheavailabilityofpurecullet arenotavailable.Challengesrelatedtothisarediscussed inSection3.3.1.

Thepotentialachievedthroughpost-consumercullet,as mentionedabove,isrelativelylowincomparisonwiththe

impactoftheenergysourceinthefloatprocess.Thisis drivenbothbytheavailabilityofcullet,whichisdifficultto estimate,andbytheoverallpossiblereductioninenergy demandandthelimitsofmeltingtemperaturereductionachievablethroughculletaddition.Additionally,the useofpost-consumerculletinflatglassmanufacturingis limitedtoafewfloatlinesinEurope.

Impact:Medium.

3.1.3Decentralisedrenewableenergy

Whilethefloatprocessissignificantlymoreenergyintensivethananysubsequentprocessingsteps,energyuse duringglassfabricationcanbeoptimisedbyadoptinglocal renewableenergysources,suchasphotovoltaic(PV)systems,whichreducerelianceongridelectricityandlower thecarbonfootprint.Severalcompanieshaveinstalled decentralisedsystems,mainlyPVelements[26,27].

Theimpactofdecentralisedrenewableenergylargely appliestotheglassfabricationstages,whicharesignificantlylowerinimpactwhencomparedtothefloatprocess; hence,theoverallimpactachievedislower.

Impact:Low.

3.1.4LevelofreadinessfortheEnergygroup

Therelevanceofthistopichasbeenestablished[Tab.1]. However,fundamentalchangeisnotexpectedinthenext fewyearsbutratherinthemediumterm.Duetoitshigh environmentalimpactandhighrelevancetotheindustry, theoverallimpactoftheEnergygroupisratedashigh.

3.2Secondarymaterials

Theuseofsecondarymaterialscancontributetothe reductionofprimaryresourceconsumptionandemissions linkedtoproduction(asrecycledmaterialcanbeused toreduceenvironmentalimpact,seeSection3.1.2).Furthermore,theuseofsecondarymaterialscansupportthe promotionofsustainableproductsandprocessesthrough effectivecommunication.BasedontheR-Strategies[30], themainapproachescurrentlyapplicableinthecontext offlatglassandfaçadesarereuse,remanufactureand recycling.Theotherstrategies(refuse,rethink,repair, refurbish,repurpose,recover)werealsomentionedinpresentationsandpublicationswithinthescopeofthispaper, butsignificantlylessfrequently.Theenvironmentalbenefitsaresubstantialforsolutionsthatavoidre-meltingof glassthroughthedisassemblyofglassunits.

3.2.1Reuseandremanufacture

Reuseandremanufacturinginthecontextofglassand façadeproductsincludedifferentprocessesforextending

Tab.1 InnovationsintheEnergycategory InnovationeninderKategorieEnergie

PRODUCT/PROCESSGlasstec22

Floatprocess Roadmaps[18,19] publishedbyindustry andinstitutes addressingclimate neutrality

Greenhydrogento powerfloatplants mentionedasa theoreticalsolution(e.g. flatglassmanufacturer atworkshop)

Project-specificcullet collectioninGB

Collaborationof competitorstobuildan electricfloatline[22]

Inaugurationofasmall productionline[23]

RelevanceaddressedSolutionproposedLabtesting Prototypestage Culletforenergy reduction Roadmaps[18,19]state therelevanceof recyclingforemission andenergyreduction.

Growingnumberof project-specificcullet collectioninGB[25,28]

RelevanceaddressedPrototypestage Pioneeringto commercialisation

Decentralisedrenewable energy Roadmaps[18,19]state therelevanceof renewableenergy.

Decentralised renewableplants(e.g. glassfabricatorata workshop)

SolutionproposedPioneeringto commercialisation

productuse.Reusedescribestherelocationofproductswithoutmodification,whileremanufacturinginvolves disassemblingtheproduct,cleaning,andinspectingits quality,documentingitsproperties,andreassemblingthe usablepartswithothercomponentsintoanewproduct [30].

Reusedproductsinclude,forexample,windowsthatare disassembledfromfaçadesandusedinagreenhouseoras apartitionwall.Thisisoflimitedrelevancefortheindustry,asthetransferofownershipoccursmostcommonly betweenprivateindividuals.

Remanufacturedproductsaregainingincreasingvisibilityandevolvingfromisolatedsolutionsintostructured,system-orientedapproaches.Innovativeremanufacturestrategieswerepresentedin2024,including theremanufactureofinsulatingglassunits(IGUs) (Fig.3).

After30yearsofuse,multiplestudieshavefound thattheimpactonbendingstrengthcanbemarginal, particularlywhenconsideringboththeinitialprecedentstudydeterminingbendingstrengthandthetypicalusecaseasafour-side-supportedpanelwithina curtainwallorwindowframing[31,32].Usedfloat glassexhibitsremarkablelongevity,withavarietyof fundamentalresearchfocusingontestingthematerial propertiesofaged(scratched)glass.Theseprototypes signalagrowingmarketforremanufacture-basedproducts,pioneeringtheshiftfromexperimentationtoearly commercialisation.

Theimpactofreuseandremanufacturehasthepotentialtobehigh,asideally,noadditionalenergyisrequired fortheenergy-intensivefloatprocess.Wernlietal.(2025)

Differentcompanies (e.g.machine manufacturer)mention electricityfrom decentralisedrenewable energysources[26,27].

Pioneeringto commercialisation

Growingnumberof project-specificcullet collectioninGB[29]

Pioneeringto commercialisation

Differentcompanies (e.g.supplier)mention electricityfrom decentralisedrenewable energysourcesat workshops.

Pioneeringto commercialisation

presentedrepresentativecasestudiesinwhichgreenhouse gasreductionsforremanufacturedglass,incomparisonto newglass,amountupto84%[30].Remanufacturecould affectlargepartsoftheindustry.However,itiscurrently notwidespread,andthereforetheimpactcanberatedas medium.

MaschinellgeschnitteneIsolierglaseinheit;Vorbereitungder GlasscheibenfürdieWiederaufbereitung

Existingwindowsplus newglassorfoil

Existingwindowwith additionalglasslayer (e.g.VIG)

Reuseofwindowsfor lowerthermal requirements

Reuseofglassin partitionwalls

Separationofglass panesinIGUs,new IGUswithoneoldand onenew

Refurbishmentand repaironsitewere mentionedinthefirst session.

Ideaswereexchanged ataworkshop.

Ideaswereexchanged ataworkshop.

Ideaswereexchanged ataworkshop.

RelevanceaddressedRelevanceaddressedRelevanceaddressedRelevanceaddressed

Refurbishmentand repaironsitewere mentionedinthefirst session.

Labtestingmentioned inworkshop

Labtestingmentioned inworkshop

Labtestingmentioned inworkshop

LabTesting LabTesting LabTesting LabTesting

Projectsreusing windowsarewell documented [34,35].

Projectsreusing windowsarewell documented [34,35].

Projectsreusing windowsarewell documented [34,35].

Projectsreusing windowsarewell documented [34,35,36].

Prototypestage Prototypestage Prototypestage Prototypestage

Dismantling, transpositionand installationwere discussedina workshop.

Dismantling, transpositionand installationwere discussedina workshop.

Cooperationbetween companiesforthe multipleuseof partitionwalls[37]

Cooperationbetween companiesforthe multipleuseof partitionwalls[38,39]

Labtesting Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

Manualdismantling, productwithonenew andoneoldpanewere partlyavailable.

Manualdismantling, productwithonenew andoneoldpanewere increasinglyavailable.

Machine-supported disassemblyfor productswithonenew andoneold pane[40]

Machinesupported disassemblyfor productswithonenew andoneold pane[35]

Prototypestage Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

Glasspanewithsilicone Sampleswere presentedina workshopanda presentation[26].

Productswith post-consumerrecycling

Applicationina project[27](Fig.4)

Applicationina projectdiscussedina workshop

Notdiscussed Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

ProductdescribedProductpresentedina workshop[14]

Productavailableto themarket[14,30]

Productavailableto themarket[14]

Prototypestage Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

Culletfromflatglassin otherproducts Standardpractice[10]Standardpractice[10]Standardpractice[10]Standardpractice[10]

CommercialisationCommercialisationCommercialisationCommercialisation

3.2.2Recyclinganddowncycling

Cleanculletvolumeshaveincreasedaccordingto researchpresentedatGt24[25,28],reachingearly stagesofcommercialadoption,whichcouldalsobe definedaspioneeringcommercialisation.Integration intoexistingproductionlinesisrelativelystraightforward(littledisruption)andservesasaneffective environmentalcommunicationtool.Despitetheneed formoreefficientcollectionsystems,implementation isprogressing.Culletfrompost-consumerrecycling isusedinproductsthatarecurrentlyenteringthe market[30,33].

Whilerecyclinganddowncyclingarewidespreadthroughouttheindustry[10],carbonreductionislower,asnew materialsarestillrequiredfornewbuildings;therefore,theoverallimpactcanbeconsideredmediumfor post-consumerrecyclingandlowfordowncycling.

3.2.3LevelofreadinessfortheSecondaryResources group

Theenvironmentalbenefitsofavoidingglassmelting andreducingemissionsthroughtheadditionofrecycled culletprovideanimpetusforproductdevelopment.Of

Fig.4 Silicon-reinforcedusedglasspanesremanufacturedintospandrelafter safetytesting(Source:EnricoCutri,DOW,andPhilippeWillareth,LMP Zurich)

SilikonverstärktegebrauchteGlasscheiben,dienach SicherheitsprüfungenzuFassadenpanelenwiederaufbereitetwurden particularinterestaredevelopmentsthatleavethepane intactandrenewthecomposite.Productdevelopment basedontheuseofsecondaryresourcesisamongthe mostrapidlyadvancingareas.Whileremanufactureshows significantlygreaterenvironmentalimpact,recyclingis easiertobeintegratedintheproductionprocess(table2). TheoverallimpactofSecondaryResourcesisconsidered medium.

3.3Materialrecoverysystems

Materialrecoverysystemsintheglassandfaçadeindustry areguidedbytheabove-mentionedpost-useapplication: reuse,remanufactureandrecycling.

3.3.1Culletcollection

Pre-consumerculletcollectionanditsadditiontothefloat glassprocessareanintegralpartofflatglassproduction.Theintegrationofusedglassrequiresmoresteps

Tab.3 InnovationsintheMaterialRecoverySystemscategory InnovationeninderKategorieMaterialrückgewinnungssysteme

PRODUCT/PROCESSGlasstec22

Culletcollection Differentcullet collectionsystemswere discussed[10,41].

Prototypestage

Producttake-backDifferentconceptsfor take-backsystemswere discussed.

ExamplefromtheSt.OberholzprojectinBerlin:reusedglassinteriorwalls weretemporarilystoredafterdemolitionandthenreusedinanoffice extension(Source:Concular)

BeispielausdemProjektSt.OberholzinBerlin:Wiederverwendete Glas-InnenwändewurdennachdemRückbauzwischengelagertund anschließendineinerBüroerweiterungerneuteingesetzt

suchascollection,cleaningandselection.deconstruction. Commonly,theyaremixedwithothermineralmaterials andreprocessedasbuildingrubble.Oncetheglassisbrokenandmixedwithotherbuildingmaterialsduringthe demolitionprocess,theselectionofculletforglassrecyclingbecomesimpossible.Inordertouseglassshards forrecycling,precautionsmustbetakentoenablesorting bymaterial.Glasshastoolowamarketvaluetojustifycomplexsortingprocesses.Culletisproducedinthe contextofselectiveInafaçaderefurbishmentscenario involvingwindowreplacement,flatglassismorelikely toberecycled,asthewindowsareprocessedseparately andnomixingoccurswhenthewallcontainingthemis dismantled.

Differentcollectionapproachesforculletfromwindows andfaçadescanbeobservedinEurope.IntheNetherlands,arecyclingfeeiscollectedthatfinancescollection pointsforflatglass[41].IntheUK,recyclingcompanies providelocalsortingservicesincollaborationwithglass producers[42].

Manufacturersgive insightoncullet recoveryintheUKand theNL[41](workshop).

Pioneeringto commercialisation

Aconsultancyfirm sharescooperationwith amanufacturerfor partitionwallsina workshop.

SolutionproposedPrototypestage

Manufacturersgive insightoncullet recoveryintheUK[28].

Pioneeringto commercialisation

Cooperationswith manufacturerfor partitionwalls announced[37].

Pioneeringto commercialisation

Manufacturersgive insightoncullet recoveryintheUK (workshop).

Pioneeringto commercialisation

Cooperationwith manufacturerfor partitionwalls[38,39].

Pioneeringto commercialisation

Fig.6 Disassemblyofapost-and-beamfaçade(Source:Knaack) DemontageeinerPfosten-Riegel-Fassade

Recyclingsystemsintheflatglasssectorremainunderdevelopedwhencomparedtothecontainerglassindustry, withflat-to-flatrecyclingratesrarelyexceeding1% [43].Thedecisionpointduringbuildingdeconstruction determineswhetherglassisrecycledathighvalueor downcycledtolow-gradeapplications,suchasaggregate inmineralprocessingorfibre-basedproductssuchasmineralwool[10].Municipalregulationsforinspectingthe buildingstockandpreparingforselectivedemolitionby meansofapre-demolitionauditinaccordancewithDIN EN91484canhelppreventfurtherdeterioration[44].

Theimpactofculletcollectionismedium,asithasthe potentialtobewidespreadandisalreadyreasonably establishedinparticularmarketslikeLondon.However, theenergyreductionislowerincomparison.

3.3.2Producttake-backsystems

Examplesofemergingsystemsincludedirectculletcollection(fromflatglass)bymanufacturersintheUKanda logistics-basedinitiativeintheNetherlands,whereshared infrastructuresupportspackaging,transport,andstorage. Attheproductlevel,interiorglasspartitionsarewellsuitedforreuseduetotheirrelativelyshortservicelife andgoodphysicalcondition.Examplesofimplementation canbefoundinGermany,wherecooperationbetween manufacturersandintermediariesensuresthatconstructionproductssuchasinteriorwallsarereusedmultiple times(Fig.5).

Whencircularityspecialistsareintegratedintorefurbishmentprocesses,theseelementscanbeharvestedand redeployed,sometimeswithrenewedwarranties.This modelisgainingtraction,supportedbyanincreasing numberofspecialiseddesignersandengineers[38,39].

3.3.3LevelofreadinessfortheMaterialRecovery Systemsgroup

Thecurrentimpactofproducttake-backismedium,given thatitisnotwidespreaddespitethelargereductionin energyachievableifproductscanbereusedwithminimal remanufacture(table3).Overall,theimpactofmaterial recoverysystemscanbeconsideredmedium.

3.4Designfordisassemblyandproductdevelopment

Designfordisassemblyasadesignstrategyhasbeenpart ofthediscussioninacademiaandprojectsformorethan twodecades[45,46].Windowsandskeletonconstructioningeneralaremostoftensuitablefordeconstruction. Themajorityoftheconstructionmaterialsareofa robustnature,andmostcomponentscanberemanufactured(glass)orrecycled(opaquematerials).Withthe shifttowardsremanufacturing,disassemblyincreasesin relevance.

3.4.1Curtainwalls

Façadesystems–typicallycurtainwalls(likeinFig.6), windows,andspandrelelements–offerfavourabletypologiesfordisassemblyandreuse.Disassemblyisnolonger viewedasaprerequisiteforcircularity,butratherasa facilitativeconditionthatincreasesreusepotential.Literature[45,46]andprototypestudieshaveconfirmed thetechnicalfeasibilityoffaçadedeconstruction,and practicaltestspresentedatGPD2025havefurthervalidatedthesefindings[47,48].Interestingly,manually disassembledfaçadesrevealedthattraditionalfasteners suchasscrews,whileseeminglyeasytoreverse,canprove moretime-consumingthanadhesivesolutionssuchassilicone–particularlywhenappropriatetoolsareemployed. Thesefindingsareinformingbestpracticesandadvancingtheindustry’sreadinessforscalabledisassembly protocols.

CurtainwallsystemsStudentworksfrom 2013containedvaluable insights. Improvements regardingmoreefficient disassemblydiscussedin aworkshop

Testsandimprovements formoreefficient disassembly[47]

Productimprovements [48]

Fig.7 WorldofGlassmapshowingfloatlines,fabricatorsandrecyclingfacilities,forexampleforuseincalculatingtransport-relatedemissions[52] “WorldofGlass”-KartemitStandortenvonFloatglaslinien,VerarbeitungsbetriebenundRecyclinganlagen,u.a.alsGrundlagefürdieBerechnung transportbedingterEmissionen[52]

3.4.2LevelofreadinessfortheDesignforDisassembly& ProductDevelopmentgroup

TheimpactofDesignforDisassembly&ProductDevelopmentislowbecauseenergyreductioncanonlybe measuredafteranassumedservicelifeof30+ years. Inaddition,ithasalimitedspreadbecauseitlargely appliestofutureprojects.Theinnovationsinthisgroup aredisplayedinTab.4.

3.5Dataandcommunication

Dataandcommunicationarecross-cuttingenablersacross allfouraforementionedtopics.AtGPD2025,threecategoriesofdatastructureswereidentified:(A)information containers,(B)toolsandmethodsforgeometricand semanticdata,and(C)digitalplatforms.

3.5.1Informationcontainers

StandardisedformatssuchasEnvironmentalProduct Declarations(EPDs),DigitalProductPassports,and BuildingResourcePassportsservetodocumentsustainabilityperformanceatbothproductandbuildinglevels. Whileproduct-leveldataisincreasinglyavailable,comprehensivebuilding-levelformatsremainattheprototype stage.

3.5.2Toolsandmethods

LifeCycleAssessment(LCA)toolsandcircularitycalculatorsarebecomingmorewidespread,althoughinte-

grationintoBuildingInformationModelling(BIM)and digitaltwinsremainslimited.Currentdigitaltwintechnologiesoftenexcludecyber-physicalfunctionalityand areconfinedtomechanicalsystems.

EffortstocapturefaçadedatathroughAI-enabledimage analysis(e.g.viaGoogleStreetView[49])orbymappingbuildingtypologiesrepresentpromisingfrontiers [50].Progressinthisdomainrequiresclosecollaboration betweentheglassindustry,datascientists,andsoftware developers.

3.5.3Platforms

OnlineplatformssuchastheWorldofGlassMap(Fig.7) orGlazingRecovery[51],whichcentralisestakeholders suchassuppliersanddeconstructionexperts,areemergingaslow-barriermechanismstofacilitateinformation sharing–anessentialfactorinacceleratinginnovation.

3.5.4LevelofreadinessfortheData&Communication group

TheimpactoftheData&Communicationgroupismore oneroustomeasure,asithaswidespreadrelevance,given thatitappliestoallothergroups[Tab.5].However,it hasnotachievedtheinterconnectivityrequiredtoreduce environmentalimpactandthereforeitsimpactonenergy andemissionreductionislow.Predictingfutureimpact,it canberatedasmedium.

4Resultsanddiscussion

TheoverviewinFig.8showcasesawiderangeofinnovations,withmostfollowingatrajectoryfromideationto

PRODUCT/PROCESSGlasstec22 GPD23 Glasstec24

(A)EPDs

(A)Buildingresource passport,logbook, materialinventory

(B)Digitaltwins,BIM

Dataavailablewith varyingdegreesof validationquality [11,12,13]

Growingamountofdata withvaryingdegreesof validationavailable [11,12,13]

Growingamountofdata withvaryingdegreesof validationavailable [11,12,13]

GPD25

Growingamountofdata withvaryingdegreesof validationavailable [11,12,13]

Pioneeringto commercialisation CommercialisationCommercialisationCommercialisation

Researchandconcepts available[53,54]

Conceptforabuilding resourcepassport[55]

Buildingresource passportappliedonafew buildings[56]

Buildingresource passportappliedonafew buildings

SolutionproposedPrototypestage Prototypestage Prototypestage

Conceptsandstateofthe artdiscussedina workshop

(B)LCAandcircularity indicatortools

(B)Cadastralmap(for materials)

(C)Platformfor best-practiceprojects

As-builtmodelshowing environmentaldata[57]

As-builtmodelshowing environmentaldata[58]

Notdiscussed Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

Agrowingnumberof toolsareavailable.

Agrowingnumberof toolsareavailable.

Anumberoftoolsare available[58].

Anumberoftoolsare available.

Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation CommercialisationCommercialisation

Digitalconceptswerepart ofthediscussion

Digitalconceptswere discussedinaworkshop

Cadastralmapavailable onlineforGermany[50]

Cadastralmapavailable onlineforGermany[50]

Prototypestage Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

Documentationof successfulprojectsin termsofclimate neutralityandcircularity wasmentioned.

Documentationof successfulprojectsin termsofclimate neutralityandcircularity wasmentionedina workshop.

Documentationof successfulprojectsin termsofclimate neutralityandcircularity wasmentioned[59].

Documentationof successfulprojectsin termsofclimate neutralityandcircularity wasmentionedina workshop.

SolutionproposedSolutionproposedSolutionproposedSolutionproposed (C)Platformfor stakeholders

Preparationforplatforms waspartofthediscussion

Prototypestage

Preparationforplatforms wasdiscussedina workshop

Announcementofa platformintheUK[59], publicationofaplatform intheUS[52]

Announcementofamap intheUK,publicationof amapintheUS[52]

Prototypestage Pioneeringto commercialisation Pioneeringto commercialisation

commercialrealisation.Mostmedium-impactinnovations havereachedprototypelevel(RL4)andwillbereadyto enterthemarketintheforeseeablefuture.

Thesinglehigh-impactinnovationinglassproduction –namelyclimate-neutralflatglass–remainsalongtermchallenge,requiringcoordinationacrosstechnical, industrial,andpoliticaldomains,andisexpectedto takeyearsbeforeenteringthemarket.Thelow-rated productsarewellintegratedintothemarketandare thereforebetterunderstoodasestablishedratherthan novelinnovations.NewprocessesandproductsinthethematiccategorySecondaryMaterials&MaterialRecovery Systemsarematuringrapidly,withseveralapproaches enteringearlycommercialisationstages.Forprojectdevelopers,developmentsupportshouldprioritiseproducts withahighproportionofsecondaryresources–ideally includingremanufacturedglassandfaçadecomponents. Suchchoicesdirectlysupportcircularconstructionpracticesandreduceenvironmentalimpact.Atthesametime, policymakersmustactivelyacceleratetheenergytransi-

tion,asitrepresentsafundamentaltransformationandis criticaltoachievingclimateneutrality.

Theintegrationofdata-drivenapproachesincircular andclimate-relevantdomainsremainssegmentedand hasnotreacheditspotential,atleastwithintheCircuClarityinitiative.However,furtheradvancementscan beanticipated,particularlythroughtargetedinnovationbycompaniesandengineeringfirmscommittedto sustainabletransformation.

4.1Limitations

Theinnovationsdiscussedreflectthosepresentedat Europeanconferenceswithinternationalspeakersand attendees.Additionalinnovationsmayexistwhichwere notshowcasedattheseeventsandarethereforebeyond thescopeofthisevaluation.Thevalueofthepresented workliesinitsproposedhierarchy,whichservesasan

Fig.8 Overviewofobservedinnovationswithlevelsofreadinessandimpact(H = high,M = middle,l = Low),organisedinthegroupsEnergy,SecondaryResources, MaterialRecoverySystems,DesignforDisassembly&ProductDevelopmentandData&Communication ÜberblicküberbeobachteteInnovationenmitAngabedesReifegradsundderWirkung(H = hoch,M = mittel,L = niedrig),gegliedertindieGruppenEnergie, Sekundärressourcen,Materialrückgewinnungssysteme,DesignfürDemontageundProduktentwicklungsowieDatenundKommunikation

initialframeworkforapproachingthistopic.Whilethe yearofinnovationandtheyearofpresentationmaydiffer, theoveralltrendremainsconsistent.

Thisevaluationstudydrawsnotonlyonscientificand technicalpublicationsbutalsooninsightsgainedfrom workshops,whichwerecriticallyassessedbytheauthors. Theinclusionofsuchinformationisnecessarilyselective anddoesnotclaimcompleteness,asparticipantswere abletosharetheirexpertiseonlytoalimitedextent.In addition,thesourcebasecomprisesreferencestoevents whosetraceabilityisrestricted.Whilethereferences providetransparency,thepresentationoffindingsisinherentlyshapedbytheauthors’interpretationandunderstanding.Amorein–depthexaminationofeachtopic wouldrequireaccesstofurtherinformationanddetailed data.

5Conclusionandoutlook

Inrecentdecades,innovationintheglassindustryhas beendrivenprimarilybyimprovementsinavailablesize,

thickness,transparency,andenergyperformance.Today, however,circularityandclimateneutralityaregaining relevance,thoughtheyhaveyettobecomemainstream. Followingtheclassicalstagesofinnovationcommunication,thesectorhasalreadyreachedthestageofattention andinterest,asreusedandremanufacturedproducts, take–backsystemsforsecondaryresources,andnewdata formatsareincreasinglydiscussedandshowcased.The stageofevaluationandtrialisvisibleinpilotprojects andearlycommercialisationefforts,whileadoptionat scaleremainsuncertainandwilldependonregulatory support,marketincentives,andtheemergenceofnew actors.

Projectsinthisdomainarestillatanearlystageofdevelopment(e.g.[60,61]),andtheirfuturetrajectories–includingtheemergenceofnewactorsandthepotential displacementofexistingones–remainuncertain.Such dynamicsneverthelesscreateopportunitiesfortheglass andfaçadesectortoengageproactivelyinprocessesof sectoraltransformation,therebysafeguardingitslong–termrelevanceandensuringeconomicresilienceinthe faceofstructuralchallenges.

L.Hildebrand,L.Rammig:StatusderKreislaufwirtschaftundderKlimaneutralitätinderGlasindustrie

Althoughcollaborationwasnottheprimaryfocusof thisresearch,itssignificancecannotbeoverstated.Transformativeinnovationoftenstemsfromtheinitiative ofindividualswithincompanieswhochampionnew approachesandchallengeestablishedpractices.The

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Authors

Dr.-Ing.LindaHildebrand(correspondingauthor) linda@c-u-b-e.net

Co-founderConcular cubeOfficeforCircularityintheBuiltEnvironment Weserstraße205 12047Berlin

Dr.-Ing.LisaRammig Lisa@eocengineers.com EckersleyO’Callaghan 555RoseAve,Suite2 CA90291LosAngeles

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HowtoCitethisPaper

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Thispaperhasbeenpeerreviewed.Submitted:19October2025;accepted:12 December2025.

BerechnungvonVerbundglasscheiben

Eurocode10:neueRegelnfürdieBemessungvonBauteilenausGlas–Teil2

MitVerbundglaswerdentransparenteBauteilealslastabtragendeBauteilerealisiert,welcheauchimFalleeines GlasbruchsdiebenötigteRobustheitinFormvonResttragfähigkeitseigenschaftenaufweisen.BeispielesindÜberkopfverglasungen,absturz-/durchsturzsicheresowiebegehbare Verglasungen.InDeutschlandistnormativeingünstiger AnsatzdesSchubverbundesbishernichtzulässig,sodass analytischeBerechnungsverfahrennichtindieDIN18008aufgenommenwurden.AusnahmengeltenfürVerbundgläser, derenSchubsteifigkeitnachgewiesenwurde.UnterKenntnisdiesererfolgtdannmithilfevonFE-Berechnungendie Ermittlungderbelastungsdauer-undtemperaturabhängigen VerformungenundSpannungen.ImEurocode10wurdedie sogenannteEET-Methodeaufgenommen,mitwelcheranalytischeffektiveDickenfürverschiedeneLagerungs-und LastsituationenvonrechteckigenGlasscheibenbestimmtund dieSpannungsverteilungenüberdenVerbundquerschnitt berechnetwerdenkönnen.NacheinerkurzenDarstellung internationalverwendeterAnsätzezurErfassungderVerbundtragwirkungwerdendietheoretischenGrundlagender EET-Methodeausführlichdargestelltunddiepraktische AnwendunganBeispielendemonstriert.DerAufsatzwird ergänztdurchdieCBET-Methode,diesichinsbesonderefür eingespannteGlasbrüstungeneignet.DieVeröffentlichung istderzweiteTeileinerReihe,inderRegelnundBerechnungsverfahrendesneuen„Eurocode10–Bemessungund KonstruktionvonBauteilenausGlas“vorgestelltwerden.

Stichworte Eurocode;BemessungvonBauteilenausGlas;Glasbau; Verbundglas;Schubsteifigkeit;Schubverbund;EET;EnhancedEffective Thickness;Eurocode10;EN19100;CEN/TS19100;CBET

1Einleitung

DerEurocode10[1–3]wirdzukünftigdieDIN18008 [4–9]fürdieBemessungvonGlasbauteilenalsetabliertesRegelwerkinDeutschlandablösen[10].Nachdem imerstenTeildieserVeröffentlichungsreihezumEC10 [11]dieBAM-MethodealsAlternativezumbewährtenBerechnungsablauffürIsolierglasscheibenvorgestelltwurde,konzentriertsichdervorliegendeBericht aufdiesogenannteEET-Methode[12]zurBerechnungvonVerbundglasscheiben.Eswerdenhierzunächst keineRegelnzureigentlichenBemessung,sondern eineneueMethodezurhändischenErmittlungeffektiverDickeninAbhängigkeitvonderSchubsteifigkeitdesZwischenmaterialsvorgestellt.Hierdurchkön-

Designoflaminatedglass–Eurocode10–Newtechnical rulesforthedesignofglasscomponents–Part2 Laminatedglasscanbeusedtocreatetransparentcomponentsthatbearloadsand,evenintheeventofglass breakage,stilloffertherequiredrobustnessintheformof residualload-bearingcapacity.Examplesincludeoverhead glazing,fall-proofandfall-through-proofglazing,andwalk-on glazing.InGermany,afavourableapproachtoshearbondinghasnotyetbeenpermittedbystandards,meaningthat analyticalcalculationmethodshavenotbeenincludedin DIN18008.Exceptionsapplytolaminatedglasswhoseshear stiffnesshasbeenverified.Withthisknowledge,FEcalculationsarethenusedtodeterminetheloaddurationand temperature-dependentdeformationsandstresses.Eurocode10includestheso-calledEETmethod,whichcanbe usedtoanalyticallydetermineeffectivethicknessesfor varioussupportandloadingconditionsofrectangularglass panesandtocalculatethestressdistributionacrossthe laminatedcross-section.Afterabriefdescriptionofinternationallyusedapproachestocompositeaction,thetheoretical principlesoftheEETmethodarepresentedindetailand itspracticalapplicationisdemonstratedusingexamples. ThearticleissupplementedbytheCBETmethod,whichis particularlysuitableforclampedglassbalustrades.This publicationisthesecondpartofaseriespresentingtherules andcalculationmethodsofthenew‘Eurocode10–Designof glassstructures’.

Keywords Eurocode;designofglassstructures;glassconstruction;laminatedglass;shearstiffness;shearcoupling;EET;enhancedeffectivethickness; Eurocode10;EN19100;CEN/TS19100,CBET

nendieSpannungenundderenVerteilungsowiedie VerformungenvonVerbundglasscheibeninAbhängigkeitvondenRandbedingungen(Lagerung,Schlupfbehinderung,Scheibengrößen,Seitenverhältnissenund Lastarten)hinreichendgenauhändischberechnetwerden.

ImGegensatzzurDIN18008ermöglichtderEurocode 10denAnsatzdergünstigenVerbundwirkung,sodassmit derEET-MethodederPraxiseinfundiertesanalytisches BerechnungsverfahrenalsHilfestellungzurVerfügung steht.

AbgeschlossenwirddieserBeitragmitexemplarischen Beispielrechnungen.

b)eingespannteGlasbrüstung,c)absturzsicherndeIsolierverglasung,d)absturzsicherndeIsolierverglasung,e)begehbareÜberkopfverglasung

Examplesofconstructiondesignsthatmeetsafetyrequirementsthroughtheuseoflaminatedglass:a)structurallyusedglassasabeam,b)clampedglass balustrade,c)fall-proofinsulatingglazing,d)fall-proofinsulatingglazing,e)walkableoverheadglazing

2Problemstellung

2.1VerwendungvonVerbundglas

Verbund-undVerbundsicherheitsglas(nachfolgendallgemeinalsVGoderspezifischalsVSGbezeichnet)[13,14] wirdinGlaskomponentenwiebeispielsweisebodentiefen VerglasungenmitabsturzsichernderWirkung,Glasfußböden,betretbarenÜberkopfverglasungenundGlasbrüstungenverwendet(Bild1).DurchdieKombinationdes inhärentsprödenWerkstoffsGlasmiteiner(visko-) elastischenundvorallemduktilenZwischenschichtwird dieindenBemessungsstandardsderEurocode-Reihe geforderteRobustheitgewährleistet,sodassfürGlaskomponentengemäßEC10nebendenbekanntenNachweisen indenGrenzzuständenderTragfähigkeit(GZT/ULS)und derGebrauchstauglichkeit(GZG/SLS)auchdieNachweiseindenneueingeführtenGrenzzuständenFracture LimitState(FLS)undPostFractureLimitState(PFLS) geführtwerdenkönnen.PFLSentsprichtimWesentlichen dembekanntenNachweisderResttragfähigkeit.

DerUnterschiedzwischenVGundVSGliegtimsicherheitstechnischenPotenzial.WährendVGeineKombinationausmehrerenLagenGlas-und/oderKunststoffmaterialdarstellt,diedurcheineodermehrereZwischenschichtenverbundensind,istfürVSGeinezusätzliche KlassifikationanhandDINEN12600[15]imStoßversuchvorgesehen.FürdiestatischeBetrachtungsinddiese Eigenschaftenjedochzunächstnichtrelevant.

EinweitererGrundfürdieVerwendungvonVGistdie limitierteDickedesBasisproduktesFlachglas.Floatglas istbeispielsweisestandardmäßignurindenDicken2mm,

3mm,4mm,5mm,6mm,8mm,10mm,12mm,15mm undinAusnahmen25mmverfügbar.Teilvorgespanntes GlaswirdinderRegelnurbiszuDickenvon12mm undEinscheiben-Sicherheitsglasbismaximal15mmvorgespannt[16,17].GrößereQuerschnittebzw.dickere GlaskomponentenkönnendannnurmitVGrealisiert werden.

2.2Verbundmaterialien

AlsZwischenschichtenvonVGundVSGwerden beispielsweiseMaterialienwiePolyvinylbutyral(kurz: PVB),EVA,TPUoderionoplastischesMaterial(z.B. SentryGlas®)verwendet.EshandeltsichhierbeiumviskoelastischeMaterialien,derenSchubsteifigkeit G keine festeGrößeist,sondernvonderEinwirkungsdauerund derUmgebungstemperaturabhängt.

DavonseitenderProduktnormungkeineabgesicherten EigenschaftenzurSchubsteifigkeitderZwischenschichtendeklariertwerden,istderrechnerischeAnsatzin DeutschlandbishernurimRahmenallgemeineroder vorhabenbezogenerBauartgenehmigungen(z.B.[18,19]) möglich.InAbhängigkeitvomMaterialwerdenhier Wertezwischen0,5N/mm2 und100N/mm2 –wiederum abhängigvonBeanspruchungsdauerundMaterialtemperatur–angegeben.

MitderDINEN16613[20]liegtmittlerweileeine Prüfnormvor,aufderenGrundlagezukünftigdie SchubsteifigkeitenderZwischenmaterialienstandardisiertbestimmtwerdenkönnen,umdannfürGlaskomponenteninAbhängigkeitvonUmgebungstemperatur undBelastungsdauermitausreichenderZuverlässigkeit

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:BerechnungvonVerbundglasscheiben

dieSpannungsverteilungundVerformungunterAnsatz desSchubverbundszuermitteln.Durchdieenge ZusammenarbeitvonProduktnormungundEurocodeEntwicklungwirddiebestehendeLückehinsichtlichder Materialeigenschaftenzukünftiggeschlossen.

2.3StatischesTragverhalteneinesVerbundglases

BeieinemVGhandeltessichstatischumTeilquerschnitte, diedurcheineschubkraftübertragendeZwischenschicht miteinanderverbundenwerden(Bild2).DurchdieKopplungderEinzelquerschnittewerdendieSteineranteile derTeilquerschnitteaktiviert.InAbhängigkeitvonder SchubsteifigkeitderverbindendenZwischenschichtwird somiteinZustandzwischendenGrenzfällenzweier einzelnerübereinandergleitenderQuerschnittemit gekoppelterDurchbiegung(„ohneVerbund“,Abkürzung oV)unddemGrenzfalleinesmonolithischenQuerschnitts(„vollerVerbund“,AbkürzungvV)realisiert. WährendimerstenFalldieVerformungenimmergrößer sindalsimzweiten,isteineallgemeingültigeAussage überdiemaßgebendenSpannungennichttrivial.Im erstenFallergibtsichgemäßderlinearenBiegetheorie injedemTeilquerschnitteinlinearerSpannungsverlauf, dessenNulldurchgangjeweilsimSchwerpunktdesQuerschnittsliegt,währendsichimzweitenFalleineinziger linearerVerlaufüberdenGesamtquerschnitteinstellt, dessenNulldurchgangimSchwerpunktdesGesamtquerschnittsliegt.AufgrunddiesesZusammenhangs kannsichdemnach–inAbhängigkeitvonQuerschnittsaufbau(Festigkeits-undSteifigkeitsverteilung)und Lastrichtung–ergeben,dasseineOberflächenspannunganeinerGrenzflächeimInnerendesLaminatsdie maßgebendeSpannungdarstellt.

Bild2 QualitativeSpannungsverläufeübersymmetrischeundasymmetrische QuerschnitteindenverschiedenenVerbundzuständen(Abkürzungen: „ohneVerbund“ = oV,„vollerVerbund“ = vV)

Qualitativestressdistributionsacrosssymmetricalandasymmetrical cross-sectionsinthevariouscompositestates(abbreviations:‘without composite’ = oV,‘fullcomposite’ = vV)

2.4StandderForschungundRegelwerke

GemäßDIN18008[4–9]istderAnsatzdesSchubverbundsderZwischenschichtenbishernichtzulässigund dergünstigeEffektderSchubkopplungwirdvernachlässigt.DieAussage,dassderGrenzzustandoVdamit auchimmerdenmaßgebendenFallinderGlasbemessungdarstellt,istallerdingszukurzgegriffen.Inder imTeil1dieserVeröffentlichungsreihe[11]behandelten IsolierglasberechnunghängtbeispielsweisedieBelastung ausDruckänderungenimScheibenzwischenraumvonder SteifigkeitderjeweiligenScheibendesIsolierglasesab. GrößereSteifigkeiten,wiesieimFallvVauftreten,führen hierauchzugrößerenBeanspruchungenausKlimalasten.BeiIsolierglasscheibenmussgemäßDIN18008daher zusätzlichderGrenzfallvVbetrachtetwerden,dasich hierdurcherhöhteinnereDrückeinfolgevonLuftdruckänderungenoderTemperaturergebenunddieLastverteilungderäußerenLastendurchdieEinzelsteifigkeitender Glasscheibenbeeinflusstwird.

DaDIN18008nurdieGrenzfällevVundoVbetrachtet,bestandbisherkeineNotwendigkeit,einanalytischesVerfahreninDeutschlandzuetablieren.Falls MaterialienmiteinerallgemeinenBauartgenehmigung verwendetwerden,kommenFEM-ProgrammemitspeziellenSchalenelementenoderModellierungenüber VolumenelementezurAnwendung,umSpannungen undVerformungenzuberechnen.DieBerechnungvon VGistdemnachnureinembegrenztenAnwenderkreis möglich.

Die„unvollständigeWechselwirkung“durchelastische ZwischenschichtenverbundenerTeilquerschnittewurde bereits1951von Newmark erforscht[21].Damalsnoch aufStahl-Beton-Verbundbrückenbezogenunddurch Stabanalogienhergeleitet,konntediesesModellschon fürausreichendschlanke(stabförmige)Glasquerschnitte angewendetwerden,dadieKopplungvoneinerkontinuierlichenScherverbindungundeinemzurübertragenenKraftproportionalenSchlupf(einerlongitudinalenRelativverschiebungderTeilquerschnittezueinander) ausgeht.

ErsteBeschreibungendesTragverhaltensvonzusammengesetztenQuerschnittenmitbiegeweicherZwischenschicht(zunächstSandwichplattengenannt)sindin Stamm/Witte [22]zufinden.Darinwurdenauchdiebis heutefürlaminierteGlasscheibengültigenzutreffenden Annahmenfestgelegt.

1987schlug Wölfel [23]eineNäherungslösungfürdie TragwirkungvonSandwichkonstruktionenaufbauendauf denArbeitenvon Stamm/Witte [22]vor,welchedie GrundlagefürdieerstenBerechnungeneffektiverDicken fürVerbundgläserdarstellte.Diesewurdeanschließend von Bennison explizitaufVerbundgläserangewandt [24]undimASTME1300[25]normativfestgeschrieben. DerNachteildieserBerechnungsmethodeist,dasssie lediglichfüreineHandvollstatischerSystemeundBelastungengeschlossenvon Wölfel hergeleitetwurde.

DerAnsatzdesSchubverbundswurdeseitdemimThemengebietdeskonstruktivenGlasbausineinerVielzahl vonVeröffentlichungenundUntersuchungenbetrachtetundweiterentwickelt.EineumfänglicheÜbersicht zuMaterial-undBauteilversuchenbietet Bucak in[26]. AktuellereForschungsschwerpunktewerdenvon LópezAenlle in[27]undvon Biolzi in[28]beschrieben.Eine ausführlicheÜbersichtzurinternationalenVerwendung vonSchubverbundtheorienimBereichdesVerbundglases unddendafürbenötigtenMaterialparameternwurdevon Kuntsche und Schuster in[29]erstellt.

DINEN16612[30],alsTeilderProduktnormenundnicht bauaufsichtlichalsRegelderTechnikeingeführt,erlaubt dieBerücksichtigungdesSchubverbundsinAbhängigkeit vonTemperatur,BelastungsdauerundFolienart.VerbundmaterialienmitähnlichenEigenschaftenwerdenin sogenannteSteifigkeitsfamilien(Klassen0,1und2)eingeordnetundeinem ω -WertinAbhängigkeitvonder Belastungsdauerzugeordnet.DieSchubmodulwerteder Zwischenschichten Gint werdenaufderGrundlagevon DINEN16613[20]ermittelt,jedochstelltdieZuordnung indieSteifigkeitsfamilieneineVereinfachungdar,dadie EinteilunglediglichvonderTemperaturundderLasteinwirkungsdauer,nichtabervonderGeometrieundder LastverteilungdesfinalenstatischenSystemsabhängigist.

ImEC10wurdedievon Galuppi und Royer-Carfagni in [31–36]fürverschiedenestatischeSysteme,QuerschnittsaufbautenundBelastungenhergeleiteteEET-Methode, die EnhancedEffectiveThicknessMethod (Methode dererweiterteneffektivenDicken),zurBerechnungder SpannungenundDurchbiegungenvonVerbundgläsern inEN19100-2,AnhangA[12]aufgenommen.AlsEingangswertwirddieSchubsteifigkeitderZwischenschicht (= interlayer) Gint benötigt.ImUnterschiedzudenzuvor genanntenMethodenkönneneffektiveDickenfürdie BerechnungenvonVerformungenundSpannungenin AbhängigkeitvonderScheibengrößelagerungs-undlastabhängigberechnetwerden.Darinwerdenumlaufend linienförmiggelagertePlattenunterPunktlast,variabler LinienlastundgleichmäßigerFlächenlastberücksichtigt, ebensodrei-undgegenüberliegendzweiseitiglinienförmigsowiepunktförmiggelagertePlattenuntergleichmäßigerFlächenlast.AußerdemwerdenBeiwertefür Balkensystemeangegeben,diefürausreichendschmale PlattenoderTrägerverwendetwerdenkönnen.FürPlattenstehendienotwendigenBeiwertefürzweioderdrei unterschiedlichodergleichdickeScheiben,fürBalken diein[34]hergeleiteteGleichungfür n-gleichschichtige sowiedreiunterschiedlichschichtigeodergleichschichtige LaminatezurVerfügung.

2.5Vorgehen

ImAbschnitt3werdenausgehendvondenGrenzfällen„ohneVerbund“oVund„vollerVerbund“vVdie BerechnungsannahmenfürdieHerleitungderVerbundansätzegenannt.DieGleichungennachASTMund DINEN16612werdenkurzerläutertundimAnschluss dieVorgehensweisederEET-Methodeausführlichher-

Bild3 TypischeVerbundquerschnittemitgeometrischenDefinitionen Typicallaminatedcross-sectionswithgeometricdefinitions

geleitet.Abschnitt4enthältnachvollziehbareZahlenbeispielefürüblicheEinbau-undLastsituationen,dieals HilfestellungzurAnwendungderEET-Methodedienen. DieverwendetenFormelzeichenundAbkürzungengehen ausTab.1undBild3hervor.

3AnalytischeBerechnungsansätze

3.1Definitionen

3.2BeschreibungderGrenzfälle„ohne“und„voller“ Verbund

DieeinfachstenBetrachtungsweisenderTragwirkung vonVerbundquerschnittenliegeninderVernachlässigung ebendiesesVerbundsdurchdieBetrachtungderGrenzzustände„vollerVerbund“(vV)und„ohneVerbund“ (oV).DieseZuständestellenauchdieSystemzuständemit maximalenSpannungs-bzw.Verformungsgrößendar–wassieunterUmständenzuroberflächlichenBemessung einesSystemsqualifizierenkann.Mechanischsinddiese beidenGrenzzuständefürdiebeispielhaftenQuerschnitte ausBild3nachfolgendbeschrieben.

ImZustandoVkanndasSystemderEinzelquerschnitte aufzweiArtenbeschriebenwerden,umdieVerformungenzuberechnen.EntwederwerdendieVerformungen mithilfederSummederEinzelquerschnitteunterder gesamteneinwirkendenLastberechnet,oderdieLast wirdentsprechendderrelativenEinzelsteifigkeitender Teilquerschnitteaufgeteilt.DieseÄquivalenzfolgtaus derAnnahme,dassauchimverformtenZustandkein SpaltzwischendeneinzelnenTeilquerschnittenauftritt. Somussz.B.einbiegesteifererTeilquerschnittmehr LastabtragenalseinbiegeweichererTeilquerschnitt, umdieselbeVerformungzuerfahren.Resultierende Spannungenmüssenhingegenmitdenentsprechendder BiegesteifigkeitenaufgeteiltenLastenunddenWiderstandsmomentenderTeilquerschnitteberechnetwerden, umdieBeanspruchungderTeilquerschnittezubestimmen.BeigleichenMaterialienwirdderbiegesteifere TeilquerschnittaufgrundderAnnahmedergleichen DurchbiegungenfolglichimmerhöhereSpannungenaufweisenalsderbiegeweichere.DerSpannungsverlaufist jeweilslinearüberdenTeilquerschnittundverläuftdurch

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Tab.1 VerwendeteFormelzeichenundAbkürzungen Formulasymbolsandabbreviationsused

GeometrischeKennwerteundMaterialkennwerte

Ai FlächedesTeilquerschnittsi

MechanischeKennwerte

Flächenträgheitsmomentdes Teilquerschnittsi

b BreitedesQuerschnitts (y-Koordinate) Iw,oV verformungseffektives Flächenträgheitsmomentdes Gesamtquerschnittsohne BerücksichtigungderVerbundwirkung

hi Dicke/HöhedesTeilquerschnitts i (z-Koordinate)

w,vV = Itot verformungseffektives Flächenträgheitsmomentdes Gesamtquerschnittsmit BerücksichtigungderVerbundwirkung = Trägheitsmomentunter BerücksichtigungderSteineranteile

hint DickederZwischenschicht Ieff EffektivesTrägheitsmoment (allgemein)

di AbstandderSchwereachsedes Teilquerschnitts i zurSchwereachse desGesamtquerschnitts

Widerstandsmoment

l oder L Länge Di Plattensteifigkeit

z AbstandderQuerschnittsfaserzum Schwerpunkt h

Eg

ElastizitätsmodulvonGlas

Gint Schubsteifigkeitder Zwischenschicht

effektiveDickeeines verformungsgleichenmonolithischen Ersatzquerschnitts(allgemein)

effektiveDickeeines verformungsgleichenmonolithischen ErsatzquerschnittszurBerechnung derSpannungen(allgemein)

Belastungen,SpannungenundVerformungen

ν QuerkontraktionszahldesGlases q

Belastungssystem δ i LastanteilaufdieEinzelscheibei

Energiemethode

(x) Gesamtmoment

Beiwert

E Energiefunktional Ni (x), Mi (x) SchnittkräftederTeilquerschnitte

ui (x), w(x)

Verschiebungsfunktionen q(x) WillkürlicheexterneLast

A, B, C Biegeanteil,Axialdehnung, Schubverformungder Zwischenschicht

Wölfel/ASTM

w(x) Verformung

σ ||

NormalspannunginZwischenschicht Verbundparameter σ i , σ i,int SpannungimEinzelquerschnitti

H Abstandder Teilflächenschwerpunkte τ xy Schubspannungen β FaktorinAbhängigkeitvonder Belastungaus[23]

EN16612/EN16613

ω KoeffizientfürdieÜbertragung vonSchubkräftenineiner Zwischenschicht

EET-Methode

g(x)

CBET-Methode a / i

μ, α Hilfswerte

SchubverzerrungderZwischenschicht

Randbedingungserfüllende Verformungsfigur

äußereundinnereArbeit

Verbundparameter

P und B belastungs-und randbedingungsabhängigerParameter

Abkürzungen fürPlattenbzw.Balken

oV ohneVerbund

vV vollerVerbund

Bild4 StatischesSystemfürBeispielherleitungundkinematischeBeziehungen Staticsystemforexamplederivationandkinematicrelationships dessenjeweiligenFlächenschwerpunkt,dabeitransversalerBelastunglediglichBiegungundkeineaxialeBelastungauftritt.AusderBiegungderEinzelquerschnitte folgtaucheinlinearerDehnungsverlaufindenTeilquerschnitten.AnderGrenzflächederTeilquerschnittetritt aufgrundderKrümmungenderTeilquerschnitte wi und derenentgegengesetztenVorzeichenandensichberührendenFaserneinmaximalerSchlupfauf.DieserZustand entsprichtdemreibungslosenGleitenvongestapelten TeilquerschnittenundwirdimEnglischendaheroftals „layeredlimit“bezeichnet(s.Bild2undBild4).

BeivVmussbeiderDurchbiegungsberechnungdierelativePositionderEinzelquerschnittezueinanderberücksichtigtwerden.Dasbedeutet,dassdieSteineranteile derEinzelquerschnitteinderBerechnungdesFlächenträgheitsmomentsberücksichtigtwerdenmüssen.Es ergibtsichdemnachauchnureineinzigesFlächenträgheitsmomentfürdenGesamtquerschnitt,dasbeider Verformungs-undSpannungsberechnungmitdergesamtenLastzubeaufschlagenist.IndiesemGrenzfallgeht manvoneinemmonolithischenQuerschnittaus,wonach keinSchlupfinderVerbundfugeentstehendarf.DerDehnungsverlaufüberdengesamtenQuerschnittistlinear undohneSprünge.GleichesgiltfürdenSpannungsverlauf.ImEnglischenwirddieserZustandgemeinhinals „monolithiclimit“bezeichnet(s.Bild2).

ImVergleichtretenfürdengleichenQuerschnittim ZustandoVhöhereVerformungenundhöhereSpannungenaufalsimZustandvV.

DiesichindenGrenzfällenergebendenGln.(1)–(3) fürdieeffektivenSteifigkeiten Ieff zurBerechnungvon DurchbiegungenzusammengesetzterrechteckigerStabquerschnittegleicherBreite(repräsentativfürdiemeisten Glasquerschnitte)sindnachfolgenddargestellt.ImFall andererQuerschnittsgeometrienändertsichlediglichdie Berechnungvon Ii

FlächenträgheitsmomentdesTeilquerschnitts i:

wirkung:

VerformungseffektivesFlächenträgheitsmomentdesGesamtquerschnittsmitBerücksichtigungderVerbundwirkung:

DieeffektiveDickeergibtsichdurchdenVergleichmit einemverformungsgleichenmonolithischenErsatzquerschnittmitderDicke heff,w (Gln.(4)–(6)):

VerformungseffektivesFlächenträgheitsmomentdesGesamtquerschnittsohneBerücksichtigungderVerbund-

HäufigwirddieeffektiveDickedesVerbundquerschnitts immonolithischenZustandmitderSummederDicken beschrieben.Diesistmechanischallerdingsnichtkorrekt, dadieSteineranteilederEinzelquerschnitteunterschlagenwerden.AnalogzurBetrachtunginGl.(4)ergeben sichfürvVdieGln.(7)–(9):

ZurSpannungsberechnunggreiftmanaufgrunddesFehlenseineseffektivenWiderstandsmoments W desQuerschnittsimFalloVaufeineAufteilungderLastenauf dieEinzelscheibenzurück.AlleEinzelscheibenmüssen unterdemausdemBelastungssystem q inAbhängigkeit vomstatischenSystem(berücksichtigtdurchdenBeiwert ξ ,dersichherauskürzt)hervorgerufenenMoment M die gleicheDurchbiegung w erfahrenwiedereffektiveErsatzquerschnitt.DerLastanteil δ i derEinzelscheibe i ergibt

sichbeieinemlinearenZusammenhangvonLastund Verformungzu(Gln.(10)–(13)):

3.3BerücksichtigungdesTeilverbunds

3.3.1Annahmen

FürallehierdiskutiertenBerechnungsansätzegeltendie folgendenAnnahmen:

–Eshandeltsichumlinearelastischeisotropedicke Schichten,derenSchwereebenenzueinanderparallel sind.Hierbeibeziehtsich„dick“aufdieTatsache,dass dieBiegesteifigkeitenderGlasschichtensogroßsind, dasssienichtvernachlässigtwerdenkönnen.

–ImVergleichzudenGlasschichtenhandeltessichum biegeweicheZwischenschichten(σ || ≈ 0und τ xy = const.).

–DasLaminatkannalsinkompressibelangenommen werden.

–DieVerformungensindhinreichendklein.Demnach gehendiehierdiskutiertenMethodenvoneinemgeometrischlinearenTragverhaltenaus.

AnschließendkanndieSpannungimEinzelquerschnitt mithilfedesLastanteilsunddesbekanntenWiderstandsmomentsdesEinzelquerschnittsberechnetwerden (Gln.(14)und(15)).ImZustandoVistderEinzelquerschnittmitdergrößtenDickemaßgebend.

WeiterhingeltendiekinematischenVerformungsannahmenausBild4,indemdieVerformungsanteiledes Schlupfsseparatdargestelltsind.

3.3.2ASTM-Methode

DieASTM-Methode,welcheaufdenNäherungslösungen von Stamm/Witte [22]beruht,definiertdenParameter . HierausergibtsichausderBerechnungderDurchbiegung mithilfevirtuellerArbeitsansätzeunterBerücksichtigung derSchubverformungendieGl.(17):

DieSpannungineinemmonolithischenQuerschnittkann beiVernachlässigungderBiegesteifigkeitderZwischenschichtenüberdenfolgendenZusammenhangberechnet werden,wobei z denAbstandderuntersuchtenFaserzum Schwerpunktbezeichnet(Gl.(16)). σi = M (q ) Eg Iw,vV z (16)

Hierwirddeutlich,dassaufgrundderlinearenAbhängigkeitderSpannungvon z stetsdieaufderZugseite liegendeFasermaßgebendwird,unabhängigvonder AnordnungderGlasdickenbezogenaufdieLastangriffsseite.

BeiderBerechnungvonPlattenistdieHerangehensweise überdieFlächenträgheitsmomentewenigzielführend, allerdingsergebensichdiegleichenVerhältnisseunter HeranziehungderPlattensteifigkeiten Di .Hierauslässt sichauchdieeffektiveDicke hw,eff ,welcheEingangin TabellenodersimpleFE-Modellefindet,ableiten.

DieBetrachtunganhanddieserbeidenGrenzzustände unterschlägtallerdingsdieTatsache,dassdiemeisten realenVerbundquerschnitteaufeinegewisseWeisemiteinanderinteragierenundKraftanteileuntereinander übertragenwerden,sodasssicheinTeilverbundeinstellt. DieseZusammenhängewerdennachfolgenderklärt.

H AbstandderTeilflächenschwerpunkte

DurchAusmultiplizierenderkonstantenFaktoren bestimmtmandieverformungseffektiveDickeeines monolithischenErsatzquerschnitts(Gl.(18)):

(18)

ZubeachtenisthierdieHerkunftdesFaktors .Dieser berechnetsichgemäßGl.(19):

(19) mit

β FaktorinAbhängigkeitvonderBelastungaus[23]

DerFaktor β wirdinderASTMfüralleFälleals9,6angenommen,waslaut Wölfel demFalleinesEinfeldträgers unterkonstanterLinienlastentspricht.Damitignoriert dieseGleichungbeiderBerechnungdereffektiven

SteifigkeitendietatsächlichwirkendeBelastungssituationunddievorhandenenLagerungsbedingungenundist somitbestenfallseineNäherungfüralleanderenSysteme.

AuchmitdiesemAnsatzlassensichnuneffektiveDicken zurSpannungsberechnungderTeilquerschnittegemäß Gl.(20)herleiten:

heff,σ,i,ASTM = (heff,w,ASTM )3 hi + 2 hi h1 +h2 H (20)

3.3.3Omega-Verfahren

Das ω -VerfahrenderEN16612gehtvoneinerlinearen InterpolationzwischendenbeidenVerbundgrenzzuständenaus.Mithilfevon ω wirddaseffektiveTrägheitsmomentzwischendenGrenzeneingestellt(Gl.(21)).

heff,w,EN16612 = 3 (1 ω ) Ii + ω Itot (21)

DieeffektivenDickenderTeilquerschnitteergebensich gemäßGl.(22): heff,σ,i,EN16612 = heff,w,EN16612 3 hi + 2ω di (22)

DernachEN16613abgeleitete ω -WertgiltstrenggenommennurfürdieLastsituationimVier-Punkt-Biegeversuch sowiedengetestetenVerbundglasaufbau.Rückschlüsse aufSchubmodul Gint sindimNachgangnichtmöglich. AusdiesemGrundkanndieMethodeauchkeineanderen LastkonfigurationenoderstatischenSystemealsdieaus denTestszur ω -Bestimmungdarstellen.Eineausführliche Kritikfindetsichin[35].

3.3.4EnhancedEffectiveThicknessMethod

EineMethodezurBerücksichtigungverschiedenerLastkombinationenundstatischerSystemestelltdieEETMethodedar,dieinEC10inFormeinesinformativenAnhangsaufgenommenwurde.DieEET-Methode fußtaufeinemenergietheoretischenAnsatz.Dabeiwird zunächstdasVariationspotenzialdergebogenenVerbundplattehergeleitet.DiesesergibtsichimeindimensionalenFallunterderAnnahme,dassdiekinematischen GegebenheitenlediglichdurchdieDurchbiegung w(x) sowiedieVerschiebungenzweierexemplarischerTeilquerschnitteinihrerSchwerpunktebene, u1 (x)und u2 (x), beschriebenwerden(Gl.(23),(s.Bild4)):

[u1 (x ) , u2 (x ) , w (x )]

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:Designoflaminatedglass

DabeisetztsichdieGesamtverformungsenergieals SummederunbekanntenVerschiebungsfunktionen u

und w(x)bzw.ausdemBiegeanteil A,denAxialdehnungen B undderSchubverformungderZwischenschicht C zusammen.DerSchubanteilergibtsichdabeiausden AnteilenderRelativverschiebungderEinzelquerschnitte undderSchubverzerrungderZwischenschicht.Derletzte SummandinGl.(23)berücksichtigtdieArbeitderwillkürlichenexternenLast q(x).UmdiestatischeGleichgewichtskonfigurationdesSystemszufinden,wirddie VariationdesEnergiefunktionals E[u1 (x ), u2 (x ), w (x )] angewandt.DemnachbefindetsicheinelastischesSystemimGleichgewichtineinerKonfiguration,inderdie totalepotentielleEnergie(ArbeitderexternenKräfte minusinnereVerformungsenergie)stationärist,wasin derRegeleinerMinimierungentspricht.DasNullsetzen dererstenVariation δ E = 0inBezugaufdieVerschiebungsfelderergibtfolgendeEuler-Lagrange-Gleichungen (Gln.(24)–(26)):

Dabeiwirddeutlich,dassdasNormalkräftegleichgewicht, dasdurchdieZwischenschichtübertragenwird,durch folgendeBedingungeingehaltenwird(Gl.(27)):

DabeigiltFolgendes(Gl.(28)):

DieGrenzfallbetrachtungdesZustandsoVkannauch hierwiedererkanntwerden,indemman Gint → 0laufen lässt.DamitergebensichausGl.(24)dieGln.(29)und (30):

g (I1 + I2 ) w (x ) + p = 0 (29)

Eg A1 u1 (x ) = 0 (30)

Eg A2 u2 (x ) = 0

Darausfolgt,dassdieNormalkräfte Ni füroVjeweilsnull sindundindenTeilquerschnittenlediglichBiegungwirkt.

FürdenFalldesvVgilt Gint →∞.DazuwirdGl.(27) folgendermaßenumgeformt(Gl.(31)):

⇒ A1 u1 (x ) =−A2 u2 (x )

⇔ Eg A1 u1 (x ) + Eg A2 u2 (x ) = 0 (31)

⇒ Eg A1 u1 (x ) + Eg A2 u2 (x ) = const

DieAbleitungenderAxialverschiebungen,diedieLängsdehnungendarstellen,könnenmitdemE-ModulalsNormalkräftedargestelltwerden: EAi ui = Ni .Diesemüssen fürjedenTeilquerschnittamfreienEndeeinesBalkenszu Nullwerden.DamitkannausGl.(31)geschlossenwerden, dassdieKonstantefüralleximFallvVgleichNullsein muss.Darauskannweitergeschlossenwerden,dassauch folgendeBeziehunggeltenmuss(Gl.(32)):

(A1 u1 (x ) + A2 u2 (x )) = 0

⇒ A1 u1 (x ) + A2 u2 (x ) = const (32)

DieserAusdruckkannalsgewichtetesVerschiebungsfelddesGesamtquerschnittsbetrachtetwerden.Aufgrund derRandbedingung,dassdieStrukturinihrerAchseim Raumgehaltenist,kanndieseszuNullgesetztwerden, wodurcheinerelativeDarstellungderVerschiebungsfelderzueinanderinAbhängigkeitvonihrenFlächen ermöglichtwird(Gl.(33)).

Itot isthierbeidasTrägheitsmomentunterBerücksichtigungderSteineranteile.

MithilfedieserGleichungenkönnennun,lautder EnhancedEffectiveThicknessMethod (EET),durchdieWahl geeigneterVerformungs-undVerschiebungsfunktionen undeinerenergetischenMinimierungNäherungslösungenfüreineeffektiveSteifigkeitdesSystemsabgeleitet werden.DieseFunktionenmüssenNäherungslösungen bieten,diezubeidenGrenzfällenkonvergieren.Nach denGln.(29)und(35)mussfüroVundvValsogelten (Gln.(38)und(39)):

NunkanndieAxialverschiebungmithilfederSchubverzerrungderZwischenschicht γ ,diebeivVgleichnullsein muss,inAbhängigkeitvonderKrümmung w dargestellt werden(Gl.(34)). γ = u

DieLösungfüralleZwischenzuständekanndannals w(x)mithilfederangenommenenVerformungsfigur g(x) (Gl.(40))als

(40)

dargestelltwerden. g(x)hängtdabeivonderGeometriedesSystemsundderBelastungab.Dabeibeschreibt Ieff dengewichtetenMittelwertinAbhängigkeitvonder VerbundsteifigkeitgemäßGl.(41):

1 Ieff = η Itot + 1 η I1 + I2 (41)

Darinist η eineskalareGröße,diedieSystemantwortzwischenvV(η = 1)undoV(η = 0)inAbhängigkeitvon derBelastungundRandbedingungeneinstelltunddabei dasEnergiefunktionalfürdenjeweiligenVerbundzustand minimiert.

DamitkönnendieEuler-Lagrange-GleichungenfürdiesenFallmithilfevonGln.(28),(33)und(34)infolgender Formgeschriebenwerden(Gln.(35)–(37)):

AusgehendvonvVkönnennunebenfallsdieAxialverschiebungen ui (x)inAbhängigkeitvonderVerformungsfigur g(x)definiertwerden.MitGl.(25)bzw.(26)ergibt sichGl.(42): u1 (x ) = β 1 Eg Itot A2 A1 + A2 Hg (x )

u2 (x ) =−β 1 Eg Itot A1 A1 + A2 Hg (x ) , (42)

Dabeistellt β ebenfallseinenParameterdar,derdieSystemantwortzwischendenGrenzfällen β = 1fürvVund

β = 0füroVeinstellt.DannkanndieelastischeBiegeenergiedesVerbundquerschnittsentsprechendGl.(43) aufgestelltwerden:

DerenGleichheitführtzufolgenderBedingung,diein Gl.(43)eingesetztwerdenkann(Gl.(48)):

HiermussdieFormfunktion g(x)freigewähltwerden, jedochdenRandbedingungendeszuuntersuchendenstatischenProblemsentsprechen.SomitistdieMinimierung derEnergielediglichvondenParametern β und η abhängigunddieersteVariationergibtfolgende Gleichungen,dieminimiertwerdenmüssen(Gln.(44) und(45)):

DasNullsetzendererstenVariationunterVerwendung vonGl.(48)ergibtdieenergieminimierendenFaktoren β *und η *,welcheindiesemFallidentischsind (Gln.(49)–(50)).

DasGleichungssystemderGln.(44)und(45)kanndurch eineVergleichsbetrachtungweitervereinfachtwerden.

Dazunimmtman g(x)soan,dass w(x)inGl.(40)eine LösungderelastischenBiegungeinesBalkensmitkonstantemFlächenträgheitsmomentunterderLast p(x)mit dengleichenRandbedingungenwiedenendeszuuntersuchendenProblemsdarstellt.Damitistbeigewählter vorhandenerDurchbiegung w(x)dasBiegemomentim Gleichgewicht: M(x) = w (x)Eg Ieff .Darauslassensich dieinnerenundäußerenArbeitenwiefolgtbestimmen (Gln.(46)und(47)):

ÜberdieDefinitionvon Ieff inGl.(41)lässtsichschließlicheineverformungseffektivemonolithischeDicke heff,w inAbhängigkeitvonderVerbundsteifigkeitdefinieren.DieBreite b undderFaktor12können dabeiausallenTrägheitsmomentenherausmultipliziert werden,waseinedirekteDarstellunginAbhängigkeitderDicken hi derEinzelglasscheibenermöglicht (Gl.(51)).

AbschließendsindnochdieSpannungenindenTeilquerschnittenzuberechnen.DazuwirdproTeilquerschnitt i einespannungseffektiveDicke heff,σ ,i berechnet.Dabei werdendievomVerbundzustandabhängigenTeilquerschnittsschnittgrößenbenötigt,dasichdieSpannungen indenTeilquerschnittennachdenausderBalkentheorie bekanntenAnteilenausBiegungundNormalkraftgemäß Gl.(52)zusammensetzen:

Hierbeistellt M(x)dasGesamtmomentdar,daszugleich dieeinzigeEinwirkungaufdenTrägerist, Ni bzw. Mi sinddieSchnittgrößenund Ai und Ii bezeichnen diegeometrischenGrößendesTeilquerschnitts i.Die TeilquerschnittsgrößenergebensichausdenDifferentialgleichungenunterVerwendungderFormfunktion

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:BerechnungvonVerbundglasscheiben

gemäßGl.(53)und(54):

DurchdenVergleichderSpannungendeseffektiven Monoliths(linkeSeite)mitdenenderTeilquerschnitte (rechteSeite)inGl.(52)kannnundiespannungseffektiveDicke heff,σ ,i bestimmtwerden(Gl.(55)).FürSchicht 1lautetdiese:

Abschließendmussnurnochderbelastungs-undrandbedingungsabhängigeParameter bestimmtwerden.Hier zeigtsichauchderVorteilderEET-Methode:Andersals beianderenTheorien,dielediglichfürstatischbestimmte Systemegalten[21]odernuraneinzelnenSystemenkalibriertwurden[23],kannmandenFaktor füralleim GlasbaurelevantenSystememiteinfacheningenieurtechnischenRechnungenherleitenoderdietabelliertenWerte derNormverwenden.Erstereswirdhieranhandeines Beispielsdemonstriert.

DasstatischeSystemisteinanseinenbeidenEnden freiverdrehbargelagerterBalkenderLänge l unter konstanterFlächenlast q.DamitergebensichdieRandbedingungen w(± l/2) = 0, w (± l/2) = 0und ui (± l/2) = 0.DieFormfunktion g(x)entsprichtdannder ausderBalkenstatikbekanntenVerformungsfigur w (x ) = q ( 1 24 x4 1 16 l 2 x2 + 5 384 l 4 ).Bildetmannun g (x)und g (x),lässtsichmitGl.(50)derFaktor bestimmen (Gln.(56)–(58)).

Bild5 Beispiel„GlasplatteunterFlächenlast“(Varianten1und2):Verbundfaktor EET,effektiveDicken,VerformungenundmaximaleHauptzugspannungen inAbhängigkeitvomSchubmodulderZwischenschicht Example‘glassplateundersurfaceload’(variants1and2):couplingfactor EET,effectivethicknesses,deformationsandmaximumprincipaltensile stressesasafunctionoftheshearmodulusoftheintermediatelayer

FürbeliebigeLagerungs-undRandbedingungenkönnen sodieParameter bestimmtwerden.

DashiervorgestellteVerfahrenwurdederVerständlichkeithalberaneinemBalkenmodellhergeleitet.Die ÜbertragungaufeinzweidimensionalesPlattensystemist ausführlichin[33]beschrieben.Hauptsächlichistdabei dasFlächenträgheitsmoment I durcheineentsprechende Plattensteifigkeit D zuersetzenundderEinflussderQuerkontraktionzuberücksichtigen.AlleVerfahrensschritte bleibendiegleichen.

DieAuswirkungendesSchubverbundsaufdieTragwirkungvonVerbundglasscheibennachderEET-Methode sindinBild5füreinschmalesundeinquadratisches FormatentsprechendderBeispielvarianten1und2 (sieheAbschnitt4.2)vergleichenddargestellt.Diefürdie BemessungnotwendigenGrößensindüberdenvorhandenenSchubverbund–gleichbedeutendmitderSchubsteifigkeitderZwischenschicht Gint –aufgetragen.Zunächst wirdimoberstenDiagrammdeutlich,dassdieEntwicklungdesSchubverbundkoeffizienten η vomuntersuchten Scheibenformatabhängigist.DasquadratischeFormat erreichtbereitsdeutlichfrühereinebemerkbareKopplungderEinzelquerschnitte.Bemerkenswertistebenfalls, dassbeideSystemeschonbeigeringenSchubsteifigkeiten derZwischenschicht Gint ≈ 5–7N/mm2 beinahemonolithischesVerhaltenzeigen(η ≈ 1).EineSteigerungder SchubsteifigkeitinBereiche Gint > 100N/mm2 hatnur nocheinenmarginalenEinflussaufdieSchubkopplung derTeilquerschnitte.

ÄhnlichzumVerlaufdesSchubparametersverhalten sichdieKurvenderverformungs-undspannungseffektivenDicken heff,w und heff,σ inderzweiten SpaltevonBild5.Hierwirdzusätzlichdeutlich,wie derSchubverbundkoeffizientdieWertedereffektiven DickezwischendenbeidenGrenzzuständenoVund vVeinstellt.

BesondersdeutlichwirdderEinflussinAbhängigkeit vomFormatimunterenBereichvonBild5,indem derVerlaufdermaximalenHauptzugspannungenim ElementundderVerlaufdermaximalenDurchbiegungin Scheibenmittedargestelltsind.DieVerformungdesquadratischenElementsunterEinheitsflächenlastkanndurch dieVerwendungeinersteifenZwischenschichtumden Faktor5reduziertwerden.DieSpannungenwerdenmehr alshalbiert.AuchfürdasschmaleFormatisteindeutlicherEinflussersichtlich.DennochsinddieAuswirkungen auchaufgrundderkleinenTragweitegeringeralsbeider quadratischenPlatte.

3.3.5CBET-Methode

ImNachgangzurEET-Methodewurdedie Conjugate BeamEffectiveThickness-Methode (CBET)speziellfür eingespannteGlasbrüstungenabgeleitet[37–39],nachdemfestgestelltwurde,dassbeimstatischenSystem einesKragträgersdieRelativverschiebungzwischen denEinzelquerschnittenamAuflagernuridealisiert abgebildetwird(keinSchlupfinderEinspannung)und dadurchdieeffektivenDickenüberschätztwerden.Die LösungderCBET-Methodebasiertaufeinemdem ProblementsprechendgelagertenmonolithischenBalkenmiteinemübereineSchubschichtverbundenen zweitenBalkenundeinemsogenanntenkonjugierten Balken,dessenLagerungsbedingungenentsprechend bestimmterVorschriftenausgehendvomAusgangsträger auszutauschensind.Entsprechendder ConjugateBeam Method stehendannVerformungundKrümmungdes zuuntersuchendenOriginalsystemsineinemfestgelegtenZusammenhangzumkonjugiertenSystem(einem imaginärenErsatzsystem).Insbesonderegilt,dassdie KrümmungdesOriginalsystemsgleichderQuerkraftdes entsprechendenPunktsdeskonjugiertenBalkensistund dieVerformungdesOriginalsystemsaneinemPunktdem MomentdesentsprechendenPunktsdeskonjugierten Systemsentspricht.DurchdiegeschickteWahlvonLast undRandbedingungenkanndannderVerbundzweier Teilquerschnitteabgebildetwerden.DerSchlupfzwischendenEinzelschichtenwirdhierbeientsprechendder insituauftretendenLagerungsbedingungenberücksichtigt.PraktikableLösungenliegenfüreinZweifach-VG mitEinspannungbzw.alsEinfeldträgermitKragarm vor[38].

DadieinderPraxisüblichenKlemmungenvoneingespanntenBrüstungendurcheinenEinfeldträgermit KragarmmitEndschlupfidealisiertwerdenkönnen, werdenhierohneweitereHerleitungdienotwendigen GleichungenfürdieanalytischeBerechnungnachder CBET-Methodebereitgestellt(s.Bild7).

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:Designoflaminatedglass

gefundenhat,explizithergeleitetworden.DieVorteile derEET-MethodedurchdieumfassendeBereitstellung vonBeiwerteninAbhängigkeitvonderLagerungund BelastungsowiefürZweifach-undDreifachaufbauten wurdenimVergleichzudenbisherbekanntenVerfahren herausgestellt.InBild6istdieVorgehensweiseinForm einesAblaufdiagrammsdargestellt.FürdenamhäufigstenverwendetenFalllinienförmig,gelenkiggelagerter GlasplattenunterFlächenlastenwerdeninTab.2exemplarischdieVerbundparameterzurVerfügunggestellt. WeitereLastfälleundLagerungsvariantenfindensichim EC10[12].

DieEET-Methodewirdsichzukünftigalsnützlicherweisen,wenndurchdieWeiterentwicklungderProduktnormungauchinDeutschlanddieSchubsteifigkeitvon VGbeiderBemessungstatischberücksichtigtwerden kann.ImVergleichzuFEM-Berechnungenkönnenunter AnnahmederlinearenBalken-undPlattentheoriesehr einfachParameterstudienzumTragverhaltenvonVG durchgeführtundderVerbundeffektinAbhängigkeitvon denLager-undLastrandbedingungenhinreichendgenau händischberechnetwerden.

DadieEET-MethodedenScheibenschlupfbeieingespanntenBalkenfalschabbildet,sindhierergänzenddie GleichungenzurAnwendungderCBET-Methodefür denhäufigenFalldesauskragendenEinfeldträgersunter Gleich-undEinzellastmitEnd-/LagerschlupfinBild7 zusammengestellt.

Abschnitt4enthältAnwendungsbeispiele,ausdenen derBerechnungsablaufzahlenmäßigfürunterschiedliche Fällehervorgeht.

4Anwendungsbeispiele

4.1Allgemeines

DurchdiefolgendenBeispielewirdderBerechnungsablaufderEET-undderCBET-Methodenverdeutlicht.Die SpannungenundVerformungenwurdenentsprechend derBerechnungsannahmengeometrischlinearmittels TabellenwerkenoderlinearerBalkentheorieermittelt. UmauchdenEinflussderSchubsteifigkeitderZwischenschichtzuverdeutlichen,sindfürjedesBeispieldie ErgebnissefürdieGrenzfälleoV(Gint → 0)und vV(Gint →∞)sowiefüreineSchubsteifigkeitvon Gint = 0,5N/mm2 und Gint = 10N/mm2 angegeben. Variiertwurden

3.4Zusammenfassung

IndiesemAbschnittsinddieBerechnungsverfahren fürVerbundgläservergleichendzusammengefasstund dieEET-Methode,welcheEingangindenEurocode10

–dieSeitenverhältnisse(quadratischeundrechteckige Formate), –Belastungen(Flächenlast,EinzellastundHolmlast), –Glasaufbauten(2-fachund3-fachVG)und –dasstatischeSystem(vierseitiggelagertePlatten,EinfeldträgerundKragarm).

DieBeispielvariantenmitdenstatischenSystemenund AbmessungensindinBild8dargestellt.

AblaufdiagrammzurAnwendungderEET-Methode FlowchartforapplyingtheEETmethod

AblaufdiagrammzurAnwendungderCBET-Methode FlowchartforapplyingtheCBETmethod

4.2GlasplatteunterFlächenlast–Variationder Abmessung(Varianten1und2)

GlasplattenunterkonstantenFlächenlasten,umlaufend gelenkiglinienförmiggelagertmiteinemsymmetrischen2-fach-VSG,sindsehrhäufigverwendeteGlaskomponenten.DiesekommenalsEinfachglasoder auchinnerhalbeinesIsolierglaseszumEinsatz.Die KoeffizientenfüreinfachlinienförmiggelagertePlattenbildendiepraxisnaheRandbedingungab,dassder

SchlupfzwischendenEinzelschichtennichtbehindert wird.

AnhandderBerechnungfürzweiGlasabmessungen (a/b = 500mm/1500mmund a/b = 1500mm/1500mm; s.Bild8)untersonstidentischenParameterngehtder BerechnungsablaufausTab.3hervor.

VerformungenundSpannungenwurdenmithilfevon[37] überdieGln.(59)und(60)

Tab.2 WertedesKoeffizienten P [mm 2 ]·10 6 fürumlaufendlinienförmiggelagerteGlasplattenunterFlächenlastohneSchlupfbehinderungnachderEETMethode[12]|

Valuesofthecoefficient P [mm 2 ]·10 6 forcircumferentiallylinearlysupportedglassplatesundersurfaceloadwithoutslipresistanceaccordingto theEETmethod[12]

λ = a/b

b [mm]0,100,200,300,400,500,600,700,800,901,00 5004018,0001042,790486,328290,422199,746150,612121,070101,94788,86579,528 6002790,280724,160337,728201,682138,713104,59284,07770,79661,71255,228 8001569,530407,340189,972113,44678,02658,83347,29339,82334,71331,066 10001004,500260,698121,58272,60649,93737,65330,26825,48722,21619,882 1500446,445115,86654,03632,26922,19416,73513,45211,3279,8748,836 2000251,12565,17430,39618,15112,4849,4137,5676,3725,5544,971 2500160,72041,71219,45311,6177,9906,0244,8434,0783,5553,181 3000111,61128,96613,5098,0675,5494,1843,3632,8322,4682,209 350082,00021,2819,9255,9274,0763,0742,4712,0811,8141,623 400062,78116,2947,5994,5383,1212,3531,8921,5931,3891,243 450049,60512,8746,0043,5852,4661,8591,4951,2591,0970,982 500040,18010,4284,8632,9041,9971,5061,2111,0190,8890,795 550033,2078,6184,0192,4001,6511,2451,0010,8430,7340,657 600027,9037,2423,3772,0171,3871,0460,8410,7080,6170,552

mitdenBeiwerten kw = 0,139(Variante1)und kw = 0,046 (Variante2)sowie kσ = 0,711(Variante1)und kσ = 0,272 (Variante2)händischbestimmt.

Tab.4enthältdieVerbundparameter,dieeffektiven DickensowiedieSpannungsverläufeüberdenQuerschnittfürdieGrenzfälleoVundvVsowiedieZwischenwerte Gint = 0,5N/mm2 und Gint = 10N/mm2 .Im

direktenVergleichwirddeutlich,dassderVerbundparameterdurchdasSeitenverhältnisbzw.hierdenLastabtrag beeinflusstist:BeieinemzweiachsigenLastabtragmit einemSeitenverhältnisvon a/b = 1,0istselbstbeieinem geringenSchubmodulvon Gint = 0,5N/mm2 einedeutlicheReduktionderSpannungenundVerformungen erkennbar.

4.3GlasplatteunterFlächenlastundEinzellast (Varianten3und4)

GlasplattenunterkombinierterEinwirkungauskonstantenFlächenlastenundEinzellastensindrepräsentativ

Tab.3 Material-undgeometriespezifischeRandbedingungenderVarianten1und2„GlasplatteunterFlächenlast“–ParameterundZwischenergebnisse Material-andgeometry-specificboundaryconditionsforvariants1and2‘glassplateundersurfaceload’–parametersandintermediateresults

a

b

h1 4mm

hint 0,76mm

h2 4mm

Lagerung

UmlaufendeLinienlagerung(NavierscheLagerung) Belastung q = 1kN/m2

AbstanddesSchichtschwerpunkts zumSchwerpunktdes Verbundglases

Biegesteifigkeitohne Schubverbund

Koeffizient P fürPlattenabhängig vonderLagerungundder Belastung

Tab.4 ErgebnissefürVarianten1und2imVergleich Resultsofvariants1and2incomparison

Variante1

c1 = c2 1 1 11

Spannungsverlauf

1 = c2 1 111

Spannungsverteilung fürbetretbareÜberkopfverglasungen.Betrachtetwird hiereinequadratische,umlaufendlinienförmiggelagertesymmetrische2-fach-Verbundglasscheibe(Bild8). VerformungenundSpannungenfürVariante3können wiedergemäßVariante2(quadratischePlattemitFlächenlast)berechnetwerden;fürVariante4(quadratische PlatteunterEinzellast)werdenTabellenwerteaus[40] verwendet:

mx = my = ηx Q mit

ηx = 0,31

(BeiwertfürAbmessung a/b = 1500mm/1500mm ) w = 1 25.000 · ηw · a2 b2 K · q mit q = Q/ 0,01m2 und K = E (heff,w )3 12 (1 ν 2 ) und ηw = 1,28

Parameter,Zwischen-undEndergebnissesindinTab.5 undTab.6zusammengestellt.BeimVergleichder Varianten2und3wirddeutlich,dassmitzunehmenderScheibendickebzw.SteifigkeitderScheibeder

Beispielvarianten–GeometrieundstatischeSysteme Examples–geometryandstaticsystems

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:Designoflaminatedglass

Tab.5 Material-undgeometriespezifischeRandbedingungenderVarianten3und4„GlasplatteunterFlächenlastundEinzellast“–ParameterundZwischenergebnisse

Material-andgeometry-specificboundaryconditionsforvariants3and4‘glassplateundersurfaceloadandpointload’–parametersandintermediate results

Variante3

a 1500mm

b 1500mm

h1 8mm

hint 0,76mm

h2 8mm

Lagerung

Belastung

AbstanddesSchichtschwerpunktszumSchwerpunktdes Verbundglases

BiegesteifigkeitohneSchubverbund

BiegesteifigkeitmitSchubverbund

Koeffizient P fürPlattenabhängigvonderLagerungund derBelastung

UmlaufendeLinienlagerung(NavierscheLagerung)

Variante3:q = 1kN/m2

Variante4

Variante4:Q = 1kN

Variante3:8,83644·10 6 mm 2

verformungs-undspannungsreduzierendeEffektdurch denAnsatzdesSchubmodulsderZwischenschichtgeringerist.GleichesgiltauchfürdieArtderBelastung:Bei geringerSchubsteifigkeitderFoliesindbeieinerEinzellastimVergleichzueinerFlächenlastnurgeringe spannungs-undverformungsreduzierendeEffekte feststellbar(Tab.6).

4.4GlasplatteunterFlächenlast–Variationder Glasaufbauten(Varianten5und6)

DieSpannungsverteilungenderVariante2zeigendie Ergebnissefüreinsymmetrisches2-fach-Verbundglas

Variante4: 31,66262·10 6 mm 2

(vgl.Abschnitt4.2).FürdieVarianten5und6wurden hierdieidentischenAbmessungenundLagerungsbedingungengewählt;dieKomponentensindmit (3mm + 5mm)und(2mm + 6mm)jedochunsymmetrischaufgebaut(Bild8).DerVerbundparameter wirdhierdurchnichtwesentlichbeeinflusst,jedoch verändertsichdieSpannungsverteilung.InAbhängigkeitvonderBeanspruchungsrichtungkanndie bemessungsmaßgebendeSpannungdannauchan einerandieZwischenschichtangrenzendenSeite auftreten.DieSpannungenundVerformungenwurdenerneutgemäßVariante2ermittelt(s.Tab.7und Tab.8).

Tab.6 ErgebnissefürVarianten3und4imVergleich

Resultsofvariants3and4incomparison

c1 = c2 1 1 11

Spannungsverteilung

Tab.6 Fortgesetzt Continued Variante4 Einzellast

Spannungsverteilung

Tab.7 Material-undgeometriespezifischeRandbedingungenderVarianten5und6„asymmetrischesVGunterFlächenlast“–ParameterundZwischenergebnisse

Material-andgeometry-specificboundaryconditionsforvariants5and6‘asymmetricalLGundersurfaceload’–parametersandintermediateresults

h2 5mm 6mm

Lagerung

UmlaufendeLinienlagerung(NavierscheLagerung)

Belastung q = 1kN/m2

AbständeSchichtschwerpunktezum SchwerpunktdesVerbundglases

BiegesteifigkeitohneSchubverbund

d1 = 2,88mm d2 = 1,88mm

abs = 936.191Nmm

d1 = 3,38mm

d2 = 1,38mm

abs = 1.379.650Nmm BiegesteifigkeitmitSchubverbund

full = 4.081.439Nmm

Koeffizient P fürPlattenabhängigvonder LagerungundderBelastung 8,83644·10 6 mm 2

4.5GlasplattealsDreifachaufbau(Variante7)

IndiesemBeispielwirdderVerlaufderSpannungen füreinDreifachlaminatdargestellt(s.Bild8,Tab.9 undTab.10).BeidieserAnwendungsindvorallem dieVorzeichenwechselindenQuerschnittenrichtigzu berechnenunddieSpannungenentsprechendanzutragen. AuchhierkanninAbhängigkeitvonderBeanspruchungsrichtungdiebemessungsmaßgebendeSpannunganeiner andieZwischenschichtangrenzendenSeiteauftreten. DieSpannungenundVerformungenwurdenaufgrund deseinachsigenLastabtragsgemäßBalkentheoriemit

ermittelt. DieVorzeichenunddieLagederSpannung σ i deräußerenSchichtensindeindeutigüberdasKoordinatensystem festgelegt(hier σ 1 und σ 3 ).DieVorzeichenderSpannungenandenGrenzschichten σ int,1 und σ int,3 werdendurch dieFaktoren c1 und c3 bestimmt.DieLagevon σ 2 und σ int,2 hängtvomVorzeichenvon d2 ab:Ist d2 negativ,gilt σ2 =− M Weff 2 aufdernegativen z-Seite.Falls d2 positivist, gilt σ2 =+ M Weff 2 ,wobei σ 2 und σ int,2 vertauschtangetragen werden(s.Bild9undTab.10).

Tab.8 ErgebnissefürVarianten5und6imVergleich Resultsofvariants5and6incomparison

Spannungsverteilung

4.6EingespannteGlasbrüstung(Varianten8,9,10und 11)

Wieobenerläutert,istdieEET-Methode,welcheEingang indenEC10gefundenhat,füreingespannteGlasbrüstungennichtgeeignet,dasiedieeffektivenDicken überschätzt.ImVergleichwurdendieVarianten8und 9alseingespannteGlasbrüstungmitderEET-Methode berechnet(s.Bild8,Tab.11undTab.12);dieverbesserteCBET-MethodewurdebeidenVarianten10und 11aufeineeingespannteGlasbrüstungunterFlächenlastundLinienlastangewendet(s.Bild8,Tab.13und Tab.14).

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:BerechnungvonVerbundglasscheiben

Tab.9 Material-undgeometriespezifischeRandbedingungenderVariante7„3-fachVGunterFlächenlast“–ParameterundZwischenergebnisse Material-andgeometry-specificboundaryconditionsforvariant7‘3-plyLGundersurfaceload’–parametersandintermediateresults

b

h

Lagerung

Gegenüberliegende Linienlagerung

Belastung q = 2kN/m2

AbständeSchichtschwerpunktezumSchwerpunktdesVerbundglases

BiegesteifigkeitohneSchubverbund 1.724.563Nmm

BiegesteifigkeitmitSchubverbund 15.678.029Nmm

Koeffizient b fürBalken 6,8627·10 6 mm 2

Tab.10 ErgebnissefürVariante7 Resultsofvariant7

Spannungsverteilung

BeiderEET-MethodewurdeeineingespannterKragarm angenommen,beiderCBET-MethodeistdieKlemmungalsEinfeldträgermitAuskragungzugrundegelegt.

HierdurchunterscheidensichdanndieGleichungenzur BerechnungdermaximalenVerformungengemäßlinearerBalkenstatik.

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:Designoflaminatedglass

Tab.11 Material-undgeometriespezifischeRandbedingungenderVarianten8und9„EET-Methode(Kragarm)“–ParameterundZwischenergebnisse Material-andgeometry-specificboundaryconditionsforvariants8and9‘EETmethod(cantilever)’–parametersandintermediateresults

Variante8

Variante9

a 1000mm 1000mm

b 1000mm 1000mm

h1 12mm

hint 1,52mm

h2 12mm

Lagerung

Belastung

AbstanddesSchichtschwerpunktszum SchwerpunktdesVGs

BiegesteifigkeitohneSchubverbund

BiegesteifigkeitmitSchubverbund

EinspannunganUnterseite

Variante8: F = 1kN

Koeffizient b fürBalken(hier: Kragarm)[12] Variante8:

Tab.12 ErgebnissefürVarianten8und9imVergleich Resultsofvariants8and9incomparison

Variante8(EET)

Variante9: q = 1kN/m

Spannungsverlauf

c1 = c2 1 1 11

Spannungsverlauf

M.Laurs,R.Kasper,M.Feldmann:BerechnungvonVerbundglasscheiben

Tab.13

Material-undgeometriespezifischeRandbedingungenderVarianten10und11„CBET-Methode(EinfeldträgermitKragarm)“–ParameterundZwischenergebnisse

Material-andgeometry-specificboundaryconditionsforvariants10and11‘CBETmethod(single-spanbeamwithcantilever)’–parametersand intermediateresults

Variante10

Kragarmlänge L 1000mm

B 1000mm

h1 12mm

hint 1,52mm

h2 12mm

Lagerung

Belastung

MaximalesMoment

Variante11

EinseitigeKlemmungmiteinerKlemmlängevon200mm

Variante10: F = 1kN

Variante10:1kNm

GrößederTeilquerschnitte A1 = A2 = 12.000mm2

FlächenträgheitsmomentederTeilquerschnitte I1 = I2 = 144.000mm2

Hilfswerte

A* A* = 6000mm2

H 13,52mm

Iw,oV 288.000mm4

Iw,mV 1.384.742mm4

μ 2,1927

FürdeneingespanntenBalkenderVarianten8und9 berechnensichdiemaximalenVerformungenhiernach gemäß wmax = 1 EIeff,w F l 3 3 und wmax = 1 EIeff,w q l 4 8 undfür denEinfeldträgermitKragarmderVarianten10und11 gemäß wmax = 1 EIeff,w Fl ( al 3 + l 2 3 )bzw. wmax = ql 3 EIeff,w ( a 6 + l 8 ) (s.auch[37]).

DerKragarmnachEET-MethodeisthieralsBalken berechnet.AlternativkönnendieeffektivenDickenauch

Variante11:q = 1kN/m

Variante11:0,5kNm

Tab.14 ErgebnissefürVarianten10und11imVergleich Resultsofvariants10and11incomparison Variante10(CBET)

füreineeingespanntePlatteermitteltwerden,dieErgebnissesindjedochidentisch.

5Ausblick

DurchdieEET-MethodeliegtfürgängigeLagerungsundBelastungsbedingungenvonGlasplattenein analytischesRechenverfahrenzurBerechnungvon SpannungenundVerformungenvonVerbundglasscheibenunterAnsatzderVerbundwirkungvor.Für

Spannungsverlauf

Tab.14 Fortgesetzt Continued

Spannungsverlauf

eingespannteGlasbrüstungenwirdjedochempfohlen,die CBET-Methodezuverwenden,dadieEET-Methodeden ScheibenschlupfimBereichderEinspannungunzureichendabbildet.

AufgabeaufnationalerEbeneistesnun,Regelungenzum Verbundansatzfestzulegen.DieBerechnungvonSpan-

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Autor:innen

MaximilianLaurs,M.Sc. maximilian.laurs@stb.rwth-aachen.de RWTHAachenUniversity InstitutfürStahlbau Mies-van-der-Rohe-Str.1 52072Aachen

Prof.Dr.-Ing.RuthKasper(Korrespondenzautor:in) ruth.kasper@th-koeln.de TechnischeHochschuleKöln InstitutfürKonstruktiverIngenieurbau BetzdorferStr.2 50679Köln

Prof.Dr.-Ing.MarkusFeldmann markus.feldmann@stb.rwth-aachen.de RWTHAachenUniversity InstitutfürStahlbau Mies-van-der-Rohe-Str.1 52072Aachen

ZitierenSiediesenBeitrag Laurs,M.;Kasper,R.;Feldmann,M.(2026) BerechnungvonVerbundglasscheiben:Eurocode10:neueRegelnfürdieBemessungvonBauteilenausGlas Teil2.Stahlbau95,SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1,S.48–72. https://doi.org/10.1002/stab.70083

RessourceneffizientesundkreislaufgerechtesUmbauen vonFassaden

DasForschungsprojekt„RessourceneffizientesundkreislaufgerechtesUmbauenvonFassaden“befasstsichmit derFassadenerneuerungvonNichtwohngebäudenausden 1960er-und1970er-Jahren.DasZielbestehtdarin,diebauphysikalischeLeistungsfähigkeitderFassadenzusteigern undzugleichderengestalterischeQualitätenaufzuwerten. DabeisolldiebestehendeBausubstanzmöglichstumfassenderhaltenbleiben,umgraueEmissionenundBauabfälle zuminimieren.ImRahmendieserStudiewurdenverschiedeneLösungsvariantenfürdienachhaltigeErneuerung undInstandsetzungvonFassadenflächenerarbeitet.HierbeiwurdenbewährteBautechnikenmitinnovativenund ökologischenMaterialiendurcheinenVariantenvergleich miteinanderkombiniertundaufihrejeweiligePerformance geprüft.DasUniversitätsgebäudeimPfaffenwaldring4f,das ursprünglichfüreinenRückbauvorgesehenwar,wirdim Projektals CaseStudy genutzt.DieimProjektgetesteten Lösungensindvielseitig.ImBrüstungsbereichwurdenHolztafelbauelementemitAerogel-undKorkdämmungsowiezwei multifunktional-gradierteBetonfassadenelementeexemplarischumgesetzt.ImFensterbereichkameinaufgesetztes AluminiumprofilsystemmitVakuumglaszumEinsatz.Die Lösungenzielendaraufab,einenreduziertenMaterialeinsatzundeinenminimalinvasivenUmbaumitmöglichstgroßer bauphysikalischerWirkungzuerproben.

Stichworte KreislaufgerechtesUmbauen;Fassadenerneuerung;Leichtbau; Ressourceneffizienz;innovativeFassade;ökologischBauen

1Allgemeines

1.1HerausforderungenimGebäudebestand

EingroßerTeildesGebäudebestandsinDeutschland erfülltnichtzeitgemäßeAnforderungenanenergetische Performance[1]unddenSchutzderNutzendenvor ÜberhitzungdurchdenfortschreitendenKlimawandel [2].DerAnteilenergetischsanierterBestandsgebäude istbislangvergleichsweisegering.Zwischen2010und 2016lagdieenergetischeSanierungsrateinDeutschland beilediglichetwa1%unddieModernisierungsrateder GebäudehüllflächenbeiNichtwohngebäudenbeilediglich 0,7%proJahr[1,2].DerErhaltbestehenderBausubstanz istaberzentral,umzusätzlichegraueEmissionendurch Neubautenzuvermeiden.

Resource-efficientandcircularretrofitofbuildingfacades Theproject“Resource-EfficientandCircularRetrofitof BuildingFacades”addressestherefurbishmentofbuilding envelopesinnon-residentialbuildingsconstructedduring the1960sand1970s.Itsobjectiveistoenhancethehygrothermalandstructuralperformanceofthefacadewhile simultaneouslyimprovingitsarchitecturalquality.Acentral premiseisthepreservationoftheexistingbuildingfabric tothegreatestextentpossibleinordertominimizeadditionalembodiedemissionsandconstructionwaste.Withinthis study,severalsolutionsforasustainablefacaderenovationweredeveloped.Establishedconstructiontechniques werecombinedwithinnovativeandecologicalmaterialsand evaluatedthroughasystematiccomparison.Theuniversity buildinglocatedinPfaffenwaldring4f,whichhadbeenslatedfordeconstructioninrecentyears,servesasthecase studyforthisproject.Thesolutionstestedwithintheproject coverabroadrangeofapplications.Intheparapetarea,timberpanelelementswithaerogelandcorkinsulation,aswell asamulti-functionallygradedconcretepanelwithintegrated photovoltaicmodules,areimplemented.Inthewindowzone, amountedaluminiumprofilesystemwithvacuumglazing isappliedtoachievereducedmaterialuseandaminimally invasiverefurbishmentprocess.Theaimofthesolutionsis todrasticallyreducematerialusageandadoptminimally invasiveconversionwhileachievingthegreatestpossible performance.

Keywords circularrenovation;facaderefurbishment;lightweightconstruction;resourceefficiency;innovativefacadesystems;ecologicalconstruction

DabeiwirddieenergetischeSanierunghäufigaufdie ErneuerungderthermischenGebäudehülleinForm einesWärmedämmverbundsystems(WDVS)reduziert [3].WirddasimVerbundmitdemBestandsuntergrund stehende,synthetischeWDVSalszentraleMaßnahme derenergetischenSanierungdefiniert,tretenalternative AnsätzeschnellindenHintergrund.WDVSsindausVerbundmaterialienaufgebaut,derenZerlegungineinzelne KomponentenunddamitdieRückgewinnungdereingesetztenMaterialienerschwertist[4].Darüberhinaus sindWDVS-ProduktehäufigmitschädlichenStoffenwie Flammschutzmittelnbelastet[5].BeieinerFassadenerneuerungsolltenabersowohlderZustanddesBestandes unddessenmöglichstweitgehenderErhaltzurReduktionvonAbfallaufkommenundRessourcenverbrauch alsauchalternativeLösungsansätze,etwaderEinsatz

L.Blandini,K.Chwalek,J.Bolay,C.K.Haufe,B.Köhler:RessourceneffizientesundkreislaufgerechtesUmbauenvonFassaden

Bild1

SüdseitederBestandsfassadedesUniversitätsgebäudesPfaffenwaldring 4f(Quelle:BerndKöhler/ILEK)

SouthfaçadeoftheexistinguniversitybuildingatPfaffenwaldring4f

innovativeroderökologischerMaterialien,berücksichtigtwerden,umeinemöglichstressourcenschonende undkreislaufgerechteFassadenerneuerungzuermöglichen.ImRahmendieserStudiewurdedeshalbein ersterAnsatzeinesLeitfadensentwickelt,derspeziellauf dieErneuerungderFassadenbereichesanierungsbedürftigerGebäudeausgerichtetist.Darüberhinauswurden alternativeLösungsansätzeerarbeitetundalspotenzielle Fassadensanierungenuntersucht.

1.2ZieleeinerFassadenerneuerung

BeieinerFassadenerneuerungstehtdieLebensdauerder FassadeinengemZusammenhangmitderNutzungsdauer dereinzelnenBauteile(Tab.1).NebenderErmittlung derRestnutzungsdauervorhandenerBauteilesolltenbei derFassadenerneuerungeinfache,wartungsfreundliche Konstruktionengewähltwerden.DerökologischeWert derFassadewirddurchdieAuswahlderMaterialien imVerhältniszumerreichtenNutzenbeeinflusst.Ziel

Tab.1 PlanungsphaseneinerressourceneffizientenFassadenerneuerung PlanningStagesofaResource-EfficientFacadeRefurbishment

Planungsphasen Planungsabschnitt

1.Fassadenanamnese

solltesein,dasFassadensystemnachdenPrinzipiender Ressourcenschonungzukonzipieren[6].

DarüberhinausübernehmenmultifunktionaleFassaden zusätzlicheAufgaben,etwadieEnergiegewinnungoder Raumkonditionierung.DieskannbeispielsweisedieIntegrationvonphotovoltaisch-thermischenSonnenkollektoren(PVT-Kollektoren)oderKlimaanlagenumfassen. DasNachrüstenvonFassadenelementen,inKombination miteinerkünftigenAustauschbarkeiteinzelnerKomponentensindhierbeiwichtigeZieleeinernachhaltigen Fassadenerneuerung,umWartungs-undErneuerungsprozessezuerleichtern.Diesistwichtig,umBauteile schadensfreierneuernzukönnen[7].DieVerwendung rückbaubarer,kreislaufgerechterLösungenermöglicht zudemmehrereRenovierungszyklenübereinenlängeren Zeitraum.

2LeitfadenzurFassadenerneuerungimBestand

DasindiesemAbschnittdargestellteVorgehenwurde imRahmendieserStudiealsersterAnsatzfüreinen zukünftigen„LeitfadenzurFassadenerneuerungvon Nichtwohngebäuden“entwickelt(sieheTab.1).Inder aktuellenBaupraxisexistierenetablierteundanerkannte LeitfädensowieStandards,diegemeinsaminPlanungsundGenehmigungsprozessenAnwendungfinden,darunterder LeitfadenNachhaltigesBauen [8],ergänzend das BewertungssystemNachhaltigesBauen(BNB) [9] sowiederLeitfaden ZirkuläresBauenerfolgreichumsetzen desLandesBaden-Württemberg[10].Jedochfehlt einLeitfadenzurgezieltenVerbesserungderenergetischenundfunktionalenPerformancevonFassadenim Gebäudebestand.HiersetztdasForschungsprojektan: DieBestandsanalysewirddurchdiePlanungsphasen 1,2und–3Fassadenanamnese,Bauteildiagnoseund dasDemontageverfahren–abgedeckt.Darauffolgtmit Planungsphase4dieFassadenneuplanungeinschließlich einesVariantenvergleichs,derdieAnalyseverschiedener DämmsystemlösungenaufBasisökologischeroder

a.AnalysederBestandsdokumenteundderBau-undeinesGebäudes b.AnalysederGebäudeumgebung c.EnergetischeBewertungderGebäudehülle d.IdentifikationvonFassadenschäden

2.Bauteildiagnoseverfahren e.AnalysederWandkonstruktionen f.ZustandsprüfungundBewertungdervorhandenenFassadenbauteile g.AbleitungeinerEntscheidungüberErhaltoderRückbauderBauteile

3.Demontageverfahren h.AnalysederDemontage-undTrennbarkeitseigenschaftenderBauteile i.FestlegungvonVerwertungsstrategiengemäßKreislaufwirtschaftsprinzipien

4.Fassadenneuplanung

j.VergleichstabelleverschiedenerDämmmaterialien k.FestlegungdesSystemrahmens l.PhysikalischeAuswertungnachGEG m.VergleichendeAnalyseverschiedenerDämmsysteme n.DigitaleDatenerfassungjedesNeubauteils

5.Planungs-undBauprozess o.ErstellungderPlanunterlagenundUmsetzungderFassadenerneuerung

Bild2 ErdgeschossdesGebäudesPfaffenwaldring4f GroundfloorofthePfaffenwaldring4fbuilding

innovativerMaterialvariantenumfasst.Esschließensich dieweiterenPlanungs-undBauprozessean.

2.1Fassadenanamnese

ImRahmenderFassadenanamnesewurdendie BestandsdokumenteüberdasGebäudePfaffenwaldring 4f,Bild1,ausgewertet,dieBau-undNutzungsgeschichtesowiedieGebäudeumgebunganalysiert, Fassadenschädenidentifiziertunddokumentiert sowieeineumfassendeenergetischeBewertungder Gebäudehülledurchgeführt.Fürdieexemplarische UntersuchungunddieexemplarischeErneuerungeines FassadenbereichswurdeinnerhalbderFallstudieein repräsentativerFassadenabschnittdefiniert,andemverschiedeneMock-upsgeplantwerden,umdiebestehende Fassadedurchgezielte,minimalinvasiveInterventionen zuerneuern,Bild2.

Das1963errichteteBestandsgebäudemitAußenwandflächeninhellgelbemSichtmauerwerk,Fensterbändern ausweißlackiertenHolzrahmenundvorgehängtemSonnenschutzzeigtfürseineBaualtersklassetypischeSchadensbilder.DietragendenStützenzeigenRissbildungen sowieAbplatzungenimPutz,andenBetonflächentretenMängelandenAnschlusspunktenauf.Besonders

indenFensterbereichenbestehtHandlungsbedarf:Die Holzrahmensindstarkverwittert,zeigenFäulnisschäden undabblätterndeBeschichtungen.

2.2EnergetischeBewertungderGebäudehülle

DieenergetischeAusgangssituationdesBestandsgebäudesPfaffenwaldring4fwurdeanhanddesEnergieausweisesnachEnEV2013gemäßdenVerbrauchsdaten charakterisiert.DerniedrigeHeizenergieverbrauchvon 105kWh/(m2 ·a)erforderteeinegenauereÜberprüfung: BasierendaufüblichenKonstruktionsweisender1960erJahrewurdeeineeinschaligeKlinkerwandohneWärmedämmungangenommen,wasnachDINENISO6946 einenU-Wertvon2,07W/(m2 ·K)ergab.

DieexperimentelleValidierunginKooperationmit derMPAStuttgartdurchThermografie,Georadar undIn-situ-MessungennachISO9869-1ergabüber vierWocheneinenU-Wertvon0,80W/(m2 ·K)–eine Abweichungvon61,4%gegenüberdemberechneten Wert.

EineKernbohrungoffenbartedentatsächlichen Wandaufbau:Hochlochziegelaußen(120mm),eine undokumentierteTeerkork-Dämmschicht35mm,

Maßnahmenempfehlung

FürdiesenBereichsindnachdem ErhaltkeineweiterenMaßnahmen vorgesehen.

Strategie

Schadensbild

GuterundfunktionsfähigerZustandErhalt

BauteildiagnoseverfahrenamBeispielzweierBauelementederBrüstungs-undFensterebene Componentdiagnosticsusingtwoexamplesfromtheparapetandwindowzones

Tab.2

Teil-DekonstruktionTeilweiseEntfernungvon Bestandsrahmenbereichenzur Vorbereitungvon Anschlussmaßnahmen

Anweisungzubauteilspezifischen MaßnahmenzurWiederherstellung desSoll-Zustandsoderzur VorbereitungvonAnschluss- maßnahmen

Erhalt, Teil-Dekonstruktion, Rückbau

Bauteildiagnoseverfahren

BaulicherZustand

Statik

Schutzbeschichtungabgelöst, Feuchtigkeitseintrittund fortschreitenderVerfalldes Holzrahmens

ErläuterungdesSchadensbildes

Betrachtungsebene

BrüstungsebeneMauerwerktragend2

FensterebeneFensterrahmennichttragend4

Bezeichnungdes Bauteils tragend,nicht tragend 1 = einwandfrei,2 = gut, 3 = mittel,4 = schlecht, 5 = Gefahr

Beschreibung

Tab.3 DemontageverfahrenamBeispielderFensterebene DismantlingProcedureIllustratedbytheWindowZone

Verwertungs-prozessAbgabestelle

Stoffliche Bezeichnung

Holz, lackiert energetische Verwertungdes Altholzes

Angabenzur Abgabestelle

Artder Material- Zusammen- setzung individuelle Prozessbeschreibung

Zusammensetzungdes Baustoffes

Demontageeigenschaften

Verwendungs-und Verwertungs-Optionen

Demontageverfahren

Betrachtungsebene

FensterebeneFensterrahmenTeilentsorgung PZ VM

homogenerBaustoff(HB), mechanischeVerbindungen(V), Verbindungsmittel(VM), Schadstoffe(S)imBaustoff

Entscheidungüberdie Teilentsorgung, Entsorgung,Wieder-/ Weiterverwendung, Weiterverwertung zerstörende(Z),partiell zerstörende(PZ),zerstörungsfreie (ZF)Demontage

Bezeichnungdes Bauteils

Beschreibung

λ = 0,065W/(m·K),Luftschicht40mmundinnenseitig Hochlochziegel120mm.DienachträglicheU-WertBerechnungergab0,84W/(m2 ·K)undbestätigtedie MessergebnissemiteinerAbweichungvonnur4,9%.

2.3Bauteildiagnose-undDemontageverfahren

Beidem Bauteildiagnoseverfahren (Tab.2)handeltessich umeinesystematischeMethodezurUntersuchungund BewertungderbestehendenFassade.Zielisthierbeidie IdentifikationvonBauteilenderFassademitPotenzialfür einehochwertigeAnschlussnutzung[11].FürBauteile,die zurEntnahmevorgesehensind,wurdeeinsystematisches Demontageverfahren entwickelt(Tab.3).Esumfasstdie Erfassung,BewertungundKategorisierungderBauteile, dieEntscheidungübergeeigneteWeiterverarbeitungsoderVerwertungswegesowiediekontrollierteDemontage.DieVerknüpfungvon Bauteildiagnose-undDemontageverfahren gewährleistet,dassBauteilenichtohne vorherigeBewertungausgebautoderentsorgtwerden. InbeidenVerfahrenswegenwerdensämtlicheBauteilederFassadenbereicheerfasstundsystematisch kartiert.

2.4VariantenvergleichderFassadendämmungim Brüstungsbereich

ImRahmenderFassadenneuplanungkanneinVariantenvergleichderDämmlösungendazubeitragen,Parameter wieSystemdicke,ökologischeQualitätoderInnovations-

Tab.5 BeispieleinesVariantenvergleichsnachDINENISO6946[12] ExampleofaVariantComparisonAccordingto[12]

Nr.Holztiefe[cm](Tab.4, Pos.4,5)

graddesSystemaufbausgezieltzubeeinflussen.Aufgrund desprototypischenCharaktersderLösungenstandeine KostenbetrachtungnichtimFokus.Diesewirdjedochin denweiterenSchrittenderForschungsarbeitberücksichtigt.JenachKombinationdereingesetztenMaterialien lassensichRessourceneinsparen,etwadurchdenEinsatz innovativerHochleistungsdämmstoffe.Alternativkann auchderökologischeWertdesGesamtsystemsinden Fokusgestelltwerden.ZieleinerGegenüberstellungist es,unterschiedlicheDämmstoffkombinationeninnerhalb einesfestgelegtenSystemrahmensdarzustellenunddarausprojektabhängigeinegeeigneteVarianteabzuleiten. HierfüristeinfestgelegterFassadenaufbaualseinheitlicherSystemrahmenmitdefiniertenParameternund variablenGrößenerforderlich(Tab.4).AlsFallbeispiel dientderAufbaudesHolztafelelements„Aero.HTB“ (sieheKapitel3.1).

2.5AuswertungdesVariantenvergleichs

DiebauphysikalischeBewertungderverschiedenen DämmstoffvariantenerfolgtedurchsystematischeUWert-BerechnungennachDINENISO6946-03[12].Ziel wardieErmittlungdererforderlichenDämmstoffdicken zurEinhaltungdesnachGebäudeenergiegesetz(GEG) gefordertenGrenzwertsvonU ≤ 0,24W/(m2 ·K).VergleichtmandievariablenParameter(Tab.4,Positionen 4und5),einevollständigökologischeDämmstofflösung wieexpandiertenKork,einenmonomateriellennatürlichenundnachwachsendenRohstoffmitvollständiger

(Tab.4Pos.3–9)

L.Blandini,K.Chwalek,J.Bolay,C.K.Haufe,B.Köhler:RessourceneffizientesundkreislaufgerechtesUmbauenvonFassaden

Bild3 HolztafelbauelementamUniversitätsgebäudePfaffenwaldring4f(Quelle:KatrinChwalek/ILEK) TimberpanelfaçadeelementattheuniversitybuildingPfaffenwaldring4f Rezyklierbarkeit,miteinerDämmstoffkombinationaus einemökologischenDämmstoffundeineminnovativen rezyklierbarenHochleistungsdämmstoffwiederAerogelDämmmatte,wirdindeneinzelnenBewertungskategorien(sieheTab.5)deutlich,welchenEinflussderEinsatz einesHochleistungsdämmstoffsmitgeringerWärmeleitfähigkeit(Aerogel-Dämmmatte)hat.DerSystemaufbau reduziertsichimVergleichvonVariante1und3umrund 50%.

3Mock-ups

3.1HolztafelbauelementAero.HTB

AmGebäudePfaffenwaldring4fwurdeaufderSüdseitedasFassadenelement „Aero.HTB“ installiert.Das alsHolztafelbau(HTB)ausgeführteElement,Bild3, bestehtausweiterverwendetemHolzundkombiniert traditionelleHolzbauweisemiteinerökologischinnovativenHochleistungsdämmungausKorkund Aerogel-Dämmmatte(Tab.5,Position3).Diekompakte FassadenkonstruktionmiteinerGesamtdickevonetwa 16cminklusiveWitterungsschutzsenktdenMaterialeinsatzdeutlich.ZudemkonntenichtnurdasHTB-Element selbst,sondernauchderWitterungsschutzausweiterverwendetenFichtenholzelementengefertigtwerden. ZumSchutzvoräußerenEinflüssenwurdedasHolzin AnlehnunganeinetraditionellejapanischeMethode oberflächlichleichtverkohlt.Diesesals Yakisugi (auch ShouSugiBan)bekannteVerfahren,erhöhtdiebiologischeWiderstandsfähigkeitdesHolzesohnechemische Zusatzstoffe[13].

EswurdenverschiedenenachhaltigeSystemlösungenin Betrachtgezogen.AufgrunddergebäudetypischenMerkmaleerwiessichfürdieAnforderungendesProjektseine kompakteDämmstrategieausinnovativ-ökologischen MaterialienmitschlankemSystemaufbaualsdiegeeignetsteLösungzurIntegrationhintervorgelagertenBetonstützen,Bild4.

3.2Multifunktional-gradiertesBetonfassadenelement

MultifunktionaleGebäudehüllenbieteneinhohesPotenzial,thermische,statischeundökologischeAnforderungengleichermaßenzuerfüllen.VordiesemHintergrund wurdenamTestgebäudeFassadenelementeausGradientenbeton[14]untersucht,diemitzweiverschiedenartigen leichtenmineralischenZuschlagstoffen(Blähglas-und Bimsgranulat)realisiertwurden(Bild5).SiekombinierendiefunktionaleGradierungvonBetonmiteiner mineralisch-textilenBasaltbewehrung,diealsnachhaltigeAlternativezuherkömmlichenTextilbewehrungen gilt[15,16].DieverwendetenLeichtzuschlägefungierenalsDämmstoff,sindregionalverfügbar,nicht brennbarundermöglicheneinesortenreineTrenn-und Rückbaubarkeit.ErgänzendunterstützteineAerogelAusgleichsschichtdieVerbesserungderwärmedämmendenLeistungsfähigkeit.

DerEinsatzvonGradientenbetonanderFassadebietetdenVorteil,dassdurchdiegezielteMaterialverteilung einefreieFormgestaltungdesInneren(LeitungsführungenohnezusätzlicheAufbauhöhenoderVerputze)und Äußeren(PVT-Kollektoren,Bild5a)möglichist.Hinzu

(1)Beplankung (2)Langschaftdübel (3)Richtbalken (4)Hinterlüftungsebene (5)Witterungsschutz (6)Dämmbebene aus Kork-Dämmplatten (7)Aerogel-Dämmmatte (Pureflex) (8)Schafschurwolldämmung (9)diffusionsoffene Unterdeckbahn

Bild4 VertikalschnittdesAnschlusseszwischenBestandswand,HTB-ElementundFensterelement(Quelle:KatrinChwalek/ILEK) Verticalsectionofthejunctionbetweentheexistingwall,HTBelement,andwindow

kommtdererhöhteBrandschutz.Darüberhinauskönnen FassadenelementeausGradientenbetonzusätzlichetragendeFunktionenübernehmenundermöglichendurch ihrgeringesEigengewichteinematerialeffiziente,multifunktionaleundnachhaltigeBauweise.DiemultifunktionalgradiertenBetonelementesindpunktuellanjeweils vierAufhängepunktenandenBestandsbauangeschlossen,Bild5b.AlsVerbindungsmittelwurdenchemische Dübelverwendet.

DurchdieexperimentelleUntersuchungderFassadenelementeamBestandsgebäudeentstehteinewesentliche GrundlagefürdiemultiphysikalischeOptimierungmultifunktionalgradierterBetonfassaden.Diegewonnenen

ErkenntnisseleisteneinenBeitragzurIntegrationvon Gradientenbetoninzukünftigeressourceneffizienteund zirkuläreGebäudehüllen.

3.3MinimalinvasivesVakuumglas-Fensterelement BeimFensterelement,Bild6b,wurdenimRahmender AnalysemehrerebestehendeFenstersystemebzw.Konstruktionsprinzipienuntersucht.ZumEinsatzkameine

Bild6 GegenüberstellungausderInnenansicht:a)neuesFensterelement, b)altesFensterelement(Quelle:BerndKöhler/ILEK) Comparisonoftheinteriorview:a)newwindowelement,b)oldwindow element

L.Blandini,K.Chwalek,J.Bolay,C.K.Haufe,B.Köhler:RessourceneffizientesundkreislaufgerechtesUmbauenvonFassaden mitVakuumverglasungkombinierteIsolierverglasung. DieserGlasaufbaukannhinsichtlichseinerEigenschafteneineDreifach-Isolierverglasungersetzen,bietetaber einendeutlichschmälerenAufbauundgeringerenMaterialeinsatz.DerGlasaufbauwurdeinAluminiumfenstereingesetzt,diewiederumaufeinemReststückdes BlendrahmensimBestandeingepasstwerdenkonnten. DadurchkonntendieangrenzendenBauteiledesFensters nahezuunangetastetbleiben.

DiealtenFensterflügelwurdendemontiert.DieBlendrahmenmiteinemMindestabstandzudenangrenzenden Bauteilenherausgefräst,sodasseinReststückalsAuflagerdesneuenRahmensverblieb.DiePfostenzwischen denFensternkonntenerhaltenbleibenundwurdenneu ausgedämmt.NachEinsatzderneuenRahmenkonnten dieDichtungsanschlüssezumBauwerkneuhergestellt werden.DiesewurdenjeweilsamneuenRahmenbefestigt.NacherfolgterAbdichtungwurdendieumlaufenden Verblendungenaufgeklipst.AbschließendwurdedieVerglasungeingesetzt.DieFäulnisschädenamBlendrahmen konntenweggefrästwerden.Währendsichdieneuen FensterelementevonaußensubtilindasBildderGesamtfassadeeinfügen,bietensievoninneneinenbesseren AusblickundmehrnatürlichesLichtzuspüren,Bild6a.

4Fazit

ImRahmenderBetrachtungverschiedenerFassadenlösungenamGebäudePfaffenwaldring4fwurdeersichtlich,dasseinhohesPotenzialzurRessourceneinsparung sowiezurEntwicklungkreislaufgerechterFassadenmodulebesteht.VordemHintergrundderEntwicklungenin derBauindustrie,wonachsowohldieDokumentationvon BauinformationenalsauchdieAnforderungenanBauproduktekünftigstrengerenRegelungenhinsichtlichder Kreislauffähigkeitunterliegenwerden[10],unterstützt

Literatur

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dieseForschungsarbeitdieEntwicklungeinesLeitfadens zurFassadenerneuerungvonNichtwohngebäuden,um einefrühzeitigeVorbereitungaufregulatorischeVorgabenzuermöglichen.

DieEntwicklunginnovativerundökologischerFassadenelementesowieneuartigerSystemezurUnterstützung desBestandserhaltswurdedurchdieentwickeltenMockupsdemonstriert.DurchdieKombinationinnovativer Hochleistungsdämmstoffe(Aerogel)mitnachwachsendenökologischen(Kork,Schafschurwolle)odermineralischen(GradientenbetonmittextilerBasaltbewehrung) Materialien,wurdedieGesamtaufbautiefebeiEinhaltung derGEG-AnforderungenU ≤ 0,24W/(m2 ·K)reduziert.

ZusätzlicheignensichdieFassadenmoduleaufgrund ihrerflexiblenBauweisefüreinezukünftigemodulare Erweiterung,beispielsweisedurchdieIntegrationvon PVT-Kollektoren.EinMonitoringzurAnalysedertatsächlichenWärmeflüssederneuenFassadenmoduleistim weiterenVerlaufdesProjektsvorgesehen.

Danksagung

DieForschungzuVakuumglas-Fensterelementenund HolztafelbauelementenwurdedurchdenStrategiedialog desLandesBWgefördert,währenddieUntersuchungenzudenmultifunktionalenGradientenbetonbauteilen vonderEuropäischenKommissionimRahmendes RahmenprogrammsHorizonEuropegefördertwurde (Fördervereinbarung/GrantAgreementNr.101092339). DieAutorinnenundAutorendankenfürdiefinanzielleFörderung.DarüberhinausgiltderDankden IndustriepartnernAGITECGmbH,SchücoInternational KGundAGCGlassEuropefürdiefachlicheUnterstützung,dieBereitstellungvonMaterialiensowiedas Sponsoring.

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L.Blandini,K.Chwalek,J.Bolay,C.K.Haufe,B.Köhler:Resource-efficientandcircularretrofitofbuildingfacades

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Autor:innen

Prof.Dr.-Ing.M.ArchLucioBlandini lucio.blandini@ilek.uni-stuttgart.de UniversitätStuttgart InstitutfürLeichtbauEntwerfenundKonstruieren Pfaffenwaldring14 70569Stuttgart

KatrinChwalek(Korrespondenzautor:in) katrin.chwalek@ilek.uni-stuttgart.de UniversitätStuttgart

InstitutfürLeichtbauEntwerfenundKonstruieren Pfaffenwaldring14 70569Stuttgart

JanBolay jan.bolay@ilek.uni-stuttgart.de UniversitätStuttgart

InstitutfürLeichtbauEntwerfenundKonstruieren Pfaffenwaldring14 70569Stuttgart

[16]Nigl,D.;Vetter,E.;Blandini,L.(2024) Experimentalinvestigationsofbentbasaltfibercompositetendonsforposttensionedgradedconcretecomponents.InProceedingsof thefibSymposium2024"ReConStruct"inChristchurch, NewZealand.

CarlNiklasHaufe

carl.haufe@ilek.uni-stuttgart.de UniversitätStuttgart InstitutfürLeichtbauEntwerfenundKonstruieren Pfaffenwaldring14 70569Stuttgart

BerndKöhler bernd.koehler@isv.uni-stuttgart.de UniversitätStuttgart InstitutfürLeichtbauEntwerfenundKonstruieren Pfaffenwaldring7 70569Stuttgart

ZitierenSiediesenBeitrag

Blandini,L.;Chwalek,K.;Bolay,J.;Haufe,C.N.;Köhler,B.(2026) RessourceneffizientesundkreislaufgerechtesUmbauenvonFassaden.Stahlbau95, SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1,S.73–81. https://doi.org/10.1002/stab.70082

GareMaritime,Brüssel:Reversible Stahlleichtbaufassaden

DieNotwendigkeit,Gebäudenachhaltigzuplanen,zubauen undzunutzen,istunbestritten.WennesjedochumdiepraktischeUmsetzunggeht,istvielesimFluss.DieRevitalisierung desBrüsselerGareMaritimesisteinvorbildlichesBeispiel dafür,wienachhaltigesBauengelingenkann.BeiderGestaltungderneuenPavillonsimGareMaritimedurchNeutelings RiedijkArchitectsspieltedieZirkularitätderverwendeten MaterialieneinewesentlicheRolle.Zielwares,eineArchitekturzuschaffen,dienichtnurdiehistorischeStruktur respektiert,sondernauchzukunftsweisendinBezugauf NachhaltigkeitundAnpassungsfähigkeitist.DieEntscheidungfüreineleichteStahlkonstruktionfürdieFassaden warindiesemdoppeltenBestrebenverwurzelt.Dieinsgesamt20großflächigenGlasfassadenandenGiebelseiten derPavillons,jeweilsmiteinerFlächevon215m2 ,wurden alsfreitragende,funktionalunabhängigeundreversible StahlleichtbaukonstruktionenausdemStahlsystemJansen VISS-Fassadeerrichtet.

Stichworte Stahlfassade;Glasfassade;Pfosten-Riegelfassade;VISSFassade;T-Verbinder;reversiblesBauen;demontierbareVerbindungen; modulareElemente;zerstörungsfreierRückbau;nachhaltigesBauen

1Einleitung

DerGareMaritimeinBrüssel,erbautzwischen1902 und1908,befindetsichineinerfrüherenZollenklave, diederLagerungunddemUmschlagvonWarendiente (Bild1).Dochso,wiejedeGesellschaftständigemWandelunterworfenist,wandelnsichauchdieAnforderungen anBauwerke:SeinerzeitEuropasgrößterGüterbahnhof –dasEnsembleist280mlang,140mbreit,amhöchsten Punkt24mhochundüberdachteineFlächevonmehrals 40.000m2 –,verlorendieFrachtabfertigungshallenmitder AbschaffungderZölleinnerhalbderEuropäischenUnion ihreFunktionundwurdennachundnachaufgelassen.

DasGebäudeensemblebestehtausdreihohenundvier niedrigerenHallen,dieräumlichmiteinanderverbunden sind(Bild2).SeineTransformationhinzueinemmodernenurbanenQuartiergeschahaufInitiativederNextensa GroupSA,einemImmobilienentwicklermitSchwerpunkt aufGewerbeimmobilieninLuxemburgundBelgien.Statt AbrissundNeubauwarenbehutsamerUmgangmitder gegebenenSubstanzunderhaltendeErneuerungangesagt,umdiecharakteristischeAtmosphäre,ursprüngliche MonumentalitätundGeräumigkeitderhistorischenHallenzubewahren.DieRealisationwurdeinzweiBereiche

GareMaritime,Brussels:Reversiblelightweightsteel façades

Theneedtoplan,constructandusebuildingsinasustainable fashionisundisputed.However,whenitcomestopractical implementation,thereareagreatmanyvariablestocontend with.TherevitalisationoftheGareMaritimeinBrusselsisa primeexampleofhowsustainableconstructioncanbeasuccess.WhenNeutelingsRiedijkArchitectssetouttocreatea designforthenewpavilionintheGareMaritime,thecircularityofthematerialsusedplayedakeyrole.Thegoalwas tocreatearchitecturethatnotonlyrespectsthehistorical structurebutisalsofuture-orientedintermsofsustainability andadaptability.Thedecisioninfavourofalightweightsteel constructionforthefaçadeswasrootedinthisdualendeavour.Thetotalof20large-surfaceglassfacadesonthegable endsofthepavilion,eachwithasurfaceareaof215m2 ,were installedasself-supporting,functionallyindependentand reversiblelightweightsteelstructuresmadeusingtheJansen VISS-Facadesteelsystem.

Keywords steelfacade;glassfacade;mullion-and-transomfacade;VISS façade;T-cleat;reversibleconstruction;removableconnections;modular elements;non-destructivedismantling;sustainableconstruction

gegliedert,diesichteilweisesowohlinderPlanungals auchinderAusführungüberschnitten:ein„WorkinProgress“,daseineengeAbstimmungallerBeteiligtenuntereinandererforderte.DieRenovierungderBausubstanz–derStahlkonstruktion,allerAußen-undInnenfassaden sowiederRegenwasserableitung–oblagdemArchitekturbüroAltstadt(seinerzeit:JDMAJandeMoffarts Architecten),Brüssel,inKooperationmitdemBureau Bouwtechniek,Antwerpen.DenAusbauderHallenmit einergeplantenNutzflächevonca.45.000m2 verantwortetenNeutelingsRiedijkArchitects,Rotterdam,wiederum gemeinsammitdemBureauBouwtechniek.

2Entwurfsprämissen

EineEntwurfsprämissevonNeutelingsRiedijkArchitects wares,sämtlicheEinbautenindasriesigeHallenvorlumen reversibelzugestalten.DamitentsprachendieArchitektendenVorgabenvonBrusselsEnvironment(IBGE), einerkommunalenBehörde,diefürUmwelt-undEnergiefrageninderRegionBrüssel-Hauptstadtzuständig ist;unteranderemobliegtIBGEdieEntwicklungund FörderungökologischnachhaltigenBauens[1].IndiesemZusammenhanghatsichIBGEandemPilotprojekt

„GTBLab“desGreenTransformableBuildingsInnovationszentrumsimniederländischenHeerlenbeteiligt. ZieldesPilotprojektswares,diematerialspezifischeund konstruktiv-technischeKreislauffähigkeitverschiedener BaustoffeinderPraxiszuuntersuchenundStandards fürreversiblesBauenzudefinieren.ImFolgendenhat

sichIBGE(vereinfachtgesagt)dieBewertungendes GTBInnovationszentrumszueigengemachtundbemisst BauvorhabeninderRegionBrüssel-Hauptstadtanhand derimGTBLaberarbeitetenWerte.Fürbestimmte BauvorhabeninderRegionBrüssel-Hauptstadt–und dieRevitalisierungdesGareMaritimezähltedazu–

Bild3 Grundriss(Quelle:NeutelingsRiedijkArchitects,Rotterdam) Floorplan

istdievorherigeGenehmigungdesIBGEunabdingbar. DieseGenehmigungbestätigtsowohldieEinhaltungder imGTBInnovationszentrumdefiniertenNachhaltigkeitsstandardsalsauchdieEinhaltungderUmweltvorschriften (möglicheBelastungderUmweltundderNachbarschaftdurchdieBaustelle)undistunabhängigvonder Baugenehmigungeinzuholen.

3ReversiblePavillonsausHolz,Glasund Stahlprofilen

MitRücksichtaufdiehistorischeKonstruktionblieben dieHalleninihrerGrundstrukturerhalten:Arbeitsräume, LädenundGastronomiebeherbergeninsgesamtzwölf Pavillons,dieNeutelingsRiedijkArchitectsindasgroßräumigeVolumeneinfügten–sofernmanbeieinem vierstöckigenGebäudeübereinerGrundflächevonca. 900m2 nochvoneinem„Pavillon“sprechenkann.Jeweils fünfdieserPavillonssindentlangderOst-undWestfassadenderäußerengroßenHallenangeordnetundüber skulpturalanmutendeHolztreppenmiteinanderverbunden.ZweikleinerePavillonsbefindensichamsüdlichen Giebel(Bild3).

BeiderAuswahlderverwendetenMaterialienspielte derAspektderZirkularitäteinewesentlicheRolle.Die PavillonssindinmodularerBauweiseausKreuzschichtholz(auchbekanntalsBrettsperrholz(BSP)bzw.Cross LaminatedTimber(CLT))errichtetundließensichals „HausimHaus“problemlosindievorhandeneräum-

licheStrukturintegrieren.IhreMontageerfolgtemit möglichstdemontierbarenVerbindungen,diedenzerstörungsfreienRückbauunddamitdieWiederverwendung einzelnerKomponentenundBauteileerstermöglichen. DieEntscheidungfürBSP(übrigensausEiche)stattMauerwerkreduziertnichtnurdasGewicht(inBetonwäre einPavillonfünfmalschwerergewesen),sondernauchdie CO2 -Emissionen:ForscherderUniBochumerrechneten ineinerVergleichsanalyse,dassbiszu56%Treibhausgase eingespartwerdenkönnen,wennstatteinermineralischen HauskonstruktioneineausHolzgewähltwird[2].Im ErdgeschossundimerstenStocksindauchAußentüren undFensterausHolzgefertigt.AbdemzweitenStock jedochsinddieFassadenweitgehendverglast.Während diezweiteEtagenochalsVollgeschossausgebildetist, nimmtsichdiedritteEtagezurückundgibtderRundungderhistorischenStahlträgerRaum–ein„kreatives Mezzanin“,wiedieArchitektenesnennen(Bild4).Durch dieseGlasfassadenhindurchhabenNutzerdenungestörtenBlickaufeinenbesondersstimmungsvollenTeilder tragendenKonstruktion:diemächtigenStützenmitihren floralenOrnamenten.Siekonntenerhaltenbleibenund wurdenlediglichgereinigtsowiefrischgestrichen.

4Freitragende,reversibleStahlfassaden „WährenddieHaupttragstrukturderPavillonsausHolz besteht,habenwirunsbeiderFassadefürschlanke Stahlprofileentschieden,ummaximaleTransparenz,PräzisionundDemontagezugewährleisten“,erläuterndie

DetailhorizontaleAnbindung.DeutlichzuerkennenistdieklareTrennung vonPfosten-RiegelfassadeundhistorischerKonstruktion(Quelle:Tim Fisher/JansenAG)

Detailedviewofthehorizontalconnection.Thedistinctseparationofthe mullion-and-transomfacadeandthehistoricalstructurecanbeclearly seen

Architekten.„StahlbotdaserforderlicheVerhältnisvon FestigkeitundGewicht,umhoheundoffeneFassaden mitminimalerTragstrukturzuschaffen,sodassTageslichtgroßzügigundtiefindieInnenräumeeindringen kann,währendderRhythmusundderMaßstabder ursprünglichenStahlhalleerhaltenbleiben.“Dieinsgesamt20großflächigenGlasfassadenandenGiebelseiten derPavillons,jeweilsmiteinerFlächevon215m2 ,wurden alsfreitragende,funktionalunabhängigeundreversibleStahlleichtbaukonstruktionerrichtet.DieArchitekten entschiedensichfürdashochwärmedämmendeStahlprofilsystemJansenVISS,dasteilsinKombinationmit VISS-BasicfürträgerunabhängigeFassadenkonstruktionenzurAnwendungkam.„DasVISS-Fassadensystem wurdeaufgrundseinerarchitektonischenKlarheit,seiner technischenLeistungsfähigkeitundseineshohenWiederverwendungspotenzialsausgewählt“,sodieArchitekten. „Seinetrockenen,mechanischenVerbindungenermöglicheneineeinfacheDemontageundWiederverwendung, währendseinethermischenundakustischenEigenschaftendenanspruchsvollenKomfortstandardsmoderner Büro-undEinzelhandelsumgebungenentsprechen.Des WeiterentragendieModularitätdesSystemsunddie raffinierteVerbindungstechnikauchzueinerkohärentenArchitekturspracheimDialogmitderhistorischen Hallebei.“IndiesemSinneistdieStahlfassadenicht nureinetechnischeLösung,sonderneinarchitektonisches Statement–einesorgfältigeBalancezwischenEleganz, LeistungundReversibilität.

DadiehistorischeKonstruktionuntergarkeinenUmständenbelastetwerdendurfte,ruhtdieVorhangfassadeauf denDeckenbalkendes2.Obergeschosses(OG).Im3.OG istsieandieGeschossdeckeangebundenunddarüber hinausmittelsDruckstäbenannurnochzweiPunkten desPavillonsbefestigt(Bild5).FürdienotwendigeStabilitätderVorhangfassadesorgenRücksprüngeinden EckbereichenundleichtnachinnenversetzteEingänge (Bild6).

DieBesonderheitderPfosten-Riegel-Konstruktionliegt inderVerbindungderPfostenuntereinandermittels einhängbarerRiegel:SiesindlediglichandenRück-

sprüngenindenEckbereichengeschweißt,ansonstenteils gesteckt,teilsverschraubtausgeführt,umDilatationen indenRiegelanschlüssenaufnehmenzukönnen.Diese sindaufgrunddergroßen,öffenbarenOberlichterim Hallendach,andasdiePfosten-Riegelfassademiteiner EPDM-Dichtunganschließt,zuerwarten:ReinrechnerischdehntsichdasDachinLängsrichtungumetwa 11cmaus,bewegtsichaberauchinvertikalerRichtung.DeshalbverfügtdieFassadenkonstruktionsowohl anderAußen-alsauchanderInnenseiteanihremoberen AbschlussübereineeigensentwickelteelastischeDichtung,diedieseAusdehnungenaufnehmenkann.Diese

Bild6 RücksprunginderFassadezurStabilisierungderfreitragenden Pfosten-Riegel-Konstruktion(Quelle:TimFisher/JansenAG) Recessinthefacadetostabilisetheself-supportingmullion-and-transom construction

Bild7 DieOst-undWestfassadenderhohenHallenwurdenindenBereichen,in denendiePavillonsanschließen,ebenfallsmitdemStahlprofilsystem JansenVISSerneuert(Quelle:TimFisher/JansenAG)

Theeastandwestfaçadesofthetallhallswerealsorenovatedusingthe JansenVISSsteelprofilesystemintheareaswherethepavilionsadjoin

objektspezifischgestalteteVerbindungderInnenfassade mitderDachkonstruktionistzudemwärme-,schall-und brandschutztechnischgeprüftundfreigegeben.

5Stahl:früherwieheuteeineguteWahl

Entstandenisteinefreitragende,funktionalunabhängige sowiereversibleFassadenachdemStandderTechnik, wiesienurmitStahlprofilenmöglichist–undzudem denVorstellungenderArchitektenvoneinerleichtenund filigranenKonstruktionvollundganzentspricht.Dass auchdieoriginalenFassadenmitStahlprofilenerrichtet wordenwaren,wareinzusätzlichesArgument.Leider warenweiteTeiledieserIndustrieverglasungenimLauf derZeitdurchBlecheersetztworden–einProvisorium, dasnunmehrbehobenwurde:DieOst-undWestfassadenderhohenHallenwurdenindenBereichen,in denendiePavillonsansieanschließen,ebenfallsmitdem StahlprofilsystemJansenVISSerneuert(Bild7).SensorgesteuertdimmbareDreifach-IsoliergläsermitLow-EBeschichtungschützendieBürosanderWestfassadevor allzuvielSonneneinstrahlung.ÖffenbareFlügelausdem TürprofilsystemJanisolermöglichendenAusstiegaufdie DachflächederniedrigerenHallen.

6ReversiblesBauenmitT-Verbindern

DasVorhangfassadensystemJansenVISSgibtesseit mehralseinemhalbenJahrhundert.ImLaufederZeit wurdenverschiedeneArten„trockener“T-Verbindungen fürdiesesSystementwickelt(Bild8).JenachTypermöglichenesdieseVerbindungen,dassdieFassadenelemente mehroderwenigerleichtvonderTragstrukturdes

DetaileinerVISS-Pfosten-RiegelfassademituniversellemT-Verbinder, dereinezerstörungsfreieDemontageermöglicht(Quelle:TimFisher/ JansenAG)

DetailedviewofaVISSmullion-and-transomfaçadewithuniversal T-cleat,enablingnon-destructivedismantling

Gebäudesgelöstwerdenkönnen.Grundsätzlichkann eineVorhangfassadeausdemStahlsystemJansenVISS geschweißt,verschraubtodergestecktwerden;eineKombinationderFertigungsweisenistebenfallsmöglich. SchweißkonstruktionenbietendieMöglichkeitsystematischerVorfertigungauchgroßflächigerFassadenund DachverglasungeninderWerkstatt(Bild9).Hierkönnen selbstkomplizierteElementeundausgefalleneFormen präzisehergestelltwerden.ReversibleKonstruktionen–verschraubt,gestecktodereineKombinationvonbeidem –lassensichmitT-Verbindernschnellundsicherfertigen(Bild10).ImFallderGlasfassadenderPavillons entschiedmansichfüreineKombinationausgeschweißten(fürdienötigeStabilität)undteilsgesteckten,teils verschraubtenPfostenundRiegeln(Bild11).AlleProfilewurdenbereitsinderWerkstattmitDichtungenund Befestigungsschraubenversehen,umdasGlasvorOrt aufzunehmen.

7DemontageundWiederaufbauanandererStelle

EineheutegängigeDefinitiondesBegriffs„Nachhaltigkeit“findetsichimbereits1987veröffentlichten Brundtland-BerichtderVereintenNationen:„NachhaltigeEntwicklungisteineEntwicklung,diedieBedürfnisse derGegenwartbefriedigt,ohnedieBedürfnisbefriedigungzukünftigerGenerationenzugefährden“[3].DemnachbedeutetNachhaltigkeitimBauwesen,Baustoffe soeinzusetzenundBauwerkesozuentwerfen,dass dasMaterialnacheinemnutzbringendenLebenszyklus füretwasNeueszurVerfügungsteht.Dassdasbei denPavillon-FassadentatsächlichderFallist,demonstriertedieSchweizerJansenAGanhanddesFassadenMock-ups:GemeinsammitdenArchitektenunddem FassadenbauerwurdenallefürdieDemontagedesVorhangfassadensystemserforderlichenSchritteausgeführt unddieeinzelnenBestandteiledesMock-upszwischengelagert.KurzeZeitdaraufwurdensie,wennauch etwasverkürzt,ineinemBürogebäudeimniederländischenLeidenwiedereingebaut(Bild12).Daszeigt:

Bild9 a)Schnittundb)AnsichtderVISS-FassadenkonstruktioninRahmenbauweisemitgeschweißtenRiegeln(Quelle:JansenAG) a)Intersectionandb)viewoftheVISSfaçadeconstructioninaframeconstructionwithweldedbars

Bild10 a)Schnittundb)AnsichtderVISS-FassadenkonstruktioninSteckbauweisemituniversellenT-Verbindern(Quelle:JansenAG) a)Intersectionandb)viewoftheVISSfaçadeconstructioninaplug-inconstructionwithuniversalT-cleats

Bild11 VISS-FassadenkonstruktioninRahmenbauweise,geschweißtin KombinationmitSteckbauweise(Quelle:JansenAG) ViewoftheVISSfaçadeconstructioninaweldedframedesign,in combinationwithplug-inconstruction

Bild12 WiederverwendungderFassadenprofiledesMock-upsfürdieFassade einesBürogebäudesinLeiden(Quelle:Blonkstaal/Ron Jacobs/JansenAG) Re-useofthefaçadeprofileofthemock-upforthefaçadeofanoffice buildinginLeiden

DasWiederverwendungspotenzialvonStahlprofilenkann insbesonderedannvollausgeschöpftwerden,wenndie WiederverwendungbereitsinderEntwurfsphaseberücksichtigtwird.

Stahlbau95(2026),SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1

A.M.Ring;R.Jacobs:GareMaritime,Brüssel:ReversibleStahlleichtbaufassaden

8(De-)Montagehierarchieund Lebenszykluskoordination

BeidemStahlfassadensystemJansenVISSwirdeine Montagehierarchieangewandt,dieaufderTheorievon StewartBrandbasiert[4].DemnachbestehteinGebäude ausmehrerenSchichtenvonKomponenten,diejeweils unterschiedlichenNutzungs-undErneuerungszeiträumen unterliegen.WährenddiegrundlegendeFormundGestalt einesGebäudesüber30,50oder–wieindiesemFall –mehrals100Jahreunverändertbleibt,gibtesbei einzelnenSchichten,beispielsweisederFassade,möglicherweisebereitsnachrund20,30JahreneinenBedarf anInstandsetzungoderErneuerung.Folglichmüssen dieseSchichtenfunktionalunabhängigvoneinandermontiertsein.DieserAnsatzerforderteineneueArtdes Entwerfens,diesichstärkeraufdiezukünftigeflexible NutzungeinesGebäudeskonzentriertunddieNeutelings RiedijkArchitectsbeiderRevitalisierungdesGareMaritimebemerkenswertkonsequentumgesetzthaben.Für BrusselsEnvironmentistdasProjektein„vorbildliches BeispielfürnachhaltigesBauenmitStahlsystemen“,so diePressestelleaufAnfrage.Nichtzuletztdeshalbwerden dieDemontagedesFassaden-Mock-upsunddieWiederverwendungderStahlprofilebeimBürogebäudeinLeiden aufderWebsitedesIBGEausführlichdargestellt[5].

9VielfachausgezeichnetesProjekt

BehutsamerUmgangmitdergegebenenSubstanzund erhaltendeErneuerungcharakterisierendieRevitalisierungdesGareMaritime.BeiderTransformationder einstigenFrachtabfertigungshallenzueinemmodernen urbanenQuartieristesNeutelingsRiedijkArchitects gelungen,diescheinbargegensätzlichenAnforderungen vonBewahrungundErneuerungdemZeitgeistentspre-

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[3]VolkerHauff[Hrsg.](1987) UnseregemeinsameZukunft: DerBrundtland-BerichtderWeltkommissionfürUmweltund Entwicklung.Eggenkamp:Greven.

Autor:innen

AnneMarieRing(Korrespondenzautor:in) a.ring@bautext.de Fachjournalistin Pernerkreppe20 81925München

RonJacobs Ron.jacobs@jansen.com

JansenAG

Industriestrasse34

CH-9463OberrietSG

chendmiteinanderinEinklangzubringen.Nichtzuletzt deshalbwurdedasProjektmitzahlreichenPreisenausgezeichnet.NebendemBelgischenArchitekturpreisin derKategorie„Gewerbebauten“hatderGareMaritimedenniederländischenArchitekturpreisARC20,den belgischenHolzbaupreis,denEuropaNostraHeritage AwardsowiedenRealEstateSociety(RES)DevelopmentAwardgewonnen,umnureinigezunennen. NominiertwurdeerfürdieMarchéInternationaldesProfessionnelsdel’Immobilier(MIPIM)Awards,dieUrban LandInstitute(ULI)AwardsunddenMiesvanderRohe Award.Daszeigt:HistorischeBausubstanz,gepaartmit eineminnovativenArchitekturkonzept,kommtgutan. EntstandenisteinurbanerRaumvonhoherAufenthaltsqualität,dervonNutzernundBesucherngleichermaßen begeistertangenommenwird.

Projektbeteiligte

BauherrNextensaGroup,Brüssel ArchitektRenovierungderBausubstanz,Außen-und Innenfassaden:BureauAltstadt(vormalsJDMA JandeMoffartsArchitecten),Brüssel,mit BureauBouwtechniek,Antwerpen AusbauderHallen:NeutelingsRiedijk Architects,RotterdammitBureau Bouwtechniek,Antwerpen

MetallbauPavillonfassaden:LootensDeinzeNV,Deinze Ost-undWestfassaden:CSRaamconstructies, Weelde(Ravels)undLootensDeinzeNV, Deinze

Verwendete Profilsysteme: VISSFassade,VISSBasicundJanisolTürsystem SystemlieferantJansenAG,Oberriet/CH

[4]StewartBrand(1995) Howbuildingslearn–Whathappensafter they’rebuilt.NewYork:PenguinBooks.

[5]GuideBâtimentDurable(2025) Systèmedefaçade circulairemur-rideau-GareMaritime–Conception réversible [online].Brüssel:GuideBâtimentDurable. https://guidebatimentdurable.brussels/systeme-facadecirculaire-mur-rideau-gare-maritime/conception-reversible [Zugriffam:20.Juni2025]

ZitierenSiediesenBeitrag

Ring,A.M.;Jacobs,R.(2026) GareMaritime,Brüssel:ReversibleStahlleichtbaufassaden.Stahlbau95,SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1, S.82–88.

https://doi.org/10.1002/stab.70080

CO2 -AmortisationszeitmehrschaligerGlasfassaden

MehrschaligeFassaden,insbesondereClosed-CavityFassaden(CCF),warenlangederGoldstandardenergieeffizienterGebäudehüllenhoherBürogebäudemithohem Verglasungsanteil.KonstruktionsbedingteBautiefenund einerhöhterGlasanteillassensolcheKonstruktionen unterNachhaltigkeitsaspektenundbeiderErmittlungdes gebundenenCO2 zunächstunterDruckgeraten.Zusätzlich schlägtderoperativeEnergiebedarffürdieTrockenluftversorgungzuBuche.EsstelltsichdaherdieFrage,welche CO2 -AmortisationszeitsichtatsächlicheinstelltundobinsbesondereeineCCFnichtnurzurGebäudeenergieeffizienz beiträgt,sondernauchunterholistischenNachhaltigkeitsaspektenbestehenkann.DerBeitragvergleichteine elementierteClosed-Cavity-Fassademiteinerelementierten einschaligenKonstruktionmitinnenliegendemSonnenschutz. InAbhängigkeitvonderFassadenorientierungzeigenmehrschaligeFassadeninMitteleuropaeinenumca.25kWh/m2 geringerenoperativenKühlbedarfproJahrbeica.1,5kg höherenAluminiumbedarfprom2 Fassadenfläche,wasin Verbindungmiteinerzusätzlichen„Prallscheibe“zueinem erhöhtenAnteilangebundenemCO2 -Gehaltvonca.30kg CO2 eprom2 Fassadeführt.BereitsbeiVerwendungvonreinemPrimäraluminiumisteineCO2 -Amortisationszeitder CCFinAbhängigkeitvomKlimavonwenigerals10Jahren möglich.DarüberhinauswirdimBeitragaufdenpositiven EinflussaufdieBehaglichkeitfürdenNutzereingegangen. DiemehrschaligeFassadenlösungmitaußenliegendem steuerbaremSonnenschutzerscheintsomitfürspezielle GebäudetypennichtnurausPerformance-,sondernauchaus Nachhaltigkeitsgründensinnvoll.

Stichworte Elementfassade;CCF;Closed-Cavity-Fassade;Nachhaltigkeit; Behaglichkeit;Energieverbrauch

1Allgemeines

1.1Einleitung

DerBausektorzähltweltweitzudenemissionsintensivstenIndustriebranchen.Rund34%desglobalen Endenergieverbrauchsundetwa26%derenergiebedingtenTreibhausgasemissionenentfallenaufGebäudeund derenNutzung[1].NebendenbetrieblichenEmissionen, welchedurchHeizung,KühlungoderStromverursacht werden,gewinnendiesogenannten„UpfrontEmbodiedEmissions“,bekanntals„graueEnergie“starkan Bedeutung.DieseentstehendurchRohstoffgewinnung, Materialverarbeitung,TransporteundMontagebeider ErrichtungeinesGebäudes.ImJahr2025stößtdieWelt

CO2 paybackperiodformulti-layeredglassfaçades Multi-layeredfaçades,especiallyclosed-cavityfaçades (CCF),havelongbeenthegoldstandardforenergy-efficient buildingenvelopesintallofficebuildingswithahighproportionofglazing.Construction-relatedbuildingdepthsand anincreasedproportionofglassinitiallyputsuchdesigns underpressureintermsofsustainabilityandthedeterminationofembodiedcarbon.Inaddition,theoperationalenergy requirementsfordryairsupplyalsohaveanimpact.This raisesthequestionofwhattheactualCO2 paybackperiod isandwhetherCCFsinparticularcansucceednotonlyin termsofbuildingenergyefficiencybutalsointermsofholisticsustainabilityaspects.Thereportcomparesaunitised closedcavity-façadewithaunitisedsingle-skinfaçadewith internalsunprotection.Dependingontheorientationofthe façade,multi-layeredfaçadesinCentralEuropeshowan approximately25kWh/m2 loweroperationalcoolingrequirementperyearwithapproximately1.5kghigheraluminium demandperm2 offaçadearea,which,inconjunctionwith anadditionallaminatedexternalpane,leadstoanincreasedproportionofembodiedcarboncontentofapprox.30kg CO2 e/m2 offaçade.Evenwhenusingpureprimaryaluminium, aCO2 paybackperiodoflessthan10yearsispossiblefor CCF,dependingontheclimate.Inaddition,thearticlediscussesthepositiveinfluenceonusercomfort.Themulti-layered façadesolutionwithexternalcontrollablesunprotection thereforeappearstobesensibleforspecificbuildingtypes, notonlyforperformancereasonsbutalsoforsustainability reasons.

Keywords unitisedfaçade;CCF;closed-cavityfaçade;sustainability; comfort;energyconsumption

mehrCO2 ausalsjemalszuvor[1].DieScienceBasedTargetsinitiative(SBTi)hatalsanerkannterinternationaler StandardAnfang2024erstmalsspezifischeDekarbonisierungskriterienfürUnternehmenimGebäudesektor veröffentlicht.DieseKriterienadressierendieReduktionbetrieblicherTreibhausgasemissionen(Scope1und 2)ebensowiedievor-undnachgelagertenEmissionen entlangdergesamtenWertschöpfungskette(Scope3), einschließlichderUpfrontEmbodiedEmissionsbei Neubauten.FürUnternehmenergibtsichdarauseine doppelteVerantwortung.ZumeinenfürEmissionen, diedurchMaterialgewinnung,HerstellungundMontage entstehen,zumanderenfürdieemissionsmindernde WirkungdesProduktswährendderNutzungsphase.Die SBTiforderthierbeikonkreteReduktionsziele,wieetwa

Bild1 1)Rahmen,2)äußereEinfachverglasung,3)KavitätmitSonnenschutz, 4)Isolierglaseinheit,5)Trockenluftversorgung,6)Sonnenschutzmotor 1)frame,2)externalsingleglazing,3)cavityincludingblinds,4)IGU, 5)dry-airsupply,6)blindsmotor

eineVerringerungderUpfront-Scope-3-Emissionenum 54%jeQuadratmeterbis2030[1].

IndiesemKontextrückenElementfassadeninden Fokus,dasieaufgrundihrerindustriellenVorfertigung, großflächigenAnwendungundderhohenKonstruktionskomplexitäteinezentraleRolleimLebenszyklusvon Hochbauteneinnehmen.DieAnforderungenandiese Fassadensystemesteigenstetig.Siesollenenergieeffizient,kreislauffähigundemissionsarmsein,ohnedabei gestalterischeundfunktionaleKompromisseeinzugehen. DieEntwicklungsolcherSystemeerforderteinefundierte AuseinandersetzungmitaktuellenNachhaltigkeitsstandards,innovativenMaterialienundintegrativenEntwurfsmethoden.VordiesemHintergrundstelltsichdie Frage,obmehrschaligeFassadensystemediesenAnsprüchenimVergleichzueinschaligenSystemenstandhalten können.

1.2Funktionsweisemehrschaliger Closed-Cavity-Fassaden

BeieinerClosed-Cavity-Fassadehandeltessichumeine zweischaligeGlasfassademitinnenliegenderIsolierverglasungundaußenliegenderEinfachverglasung(Bild1). ImHohlraum(Kavität)befindetsicheinSonnenschutz, derzujederZeitvorallenWitterungseinflüssengeschützt ist.InderRegelfällthierbeidieWahlfürdenSonnenschutzaufeinesteuerbareAluminiumjalousie.DieKavitätisthierbeinichthinterlüftetundwirdzurVermeidung vonKondensatinnerhalbderOberflächenderKavitätmit getrockneterundgereinigterLuftversorgt.DieaufbereiteteLuftwirdzentralimTechnikgeschossmittelseines energieeffizientenNiederdrucksystemserzeugt(Bild2). ÜbereineSteigleitung(Øca.100mm)wirddieLuftzu deneinzelnenGeschossenundinnerhalbderGeschosse übereineRingleitung(Øca.35mm)zudeneinzelnenFassadenelementenverteilt.DieLebensdauerdes LuftverteilernetzesübersteigtdieLebenserwartungder

CCFdry-airunitapprox.2m × 3m

Fassadenrahmenkonstruktionvon60JahrenumeinVielfaches.EineeinzelneTrockenluftanlagekanninAbhängigkeitvonderKapazitätdereinzelnenKomponentender Anlagebiszu50.000m2 FassademitTrockenluftversorgen,beieinerminimalenjährlichenWartung,dieaufeinen Filtertauschbeschränktist.Nachetwa10Jahrensollteein TauschdesSeitenkanalverdichtersinErwägunggezogen werden.

AnalogzueinerbelüftetenDoppelfassadeistder„außenliegende“Sonnenschutzhintereiner„Prallscheibe“vor Witterungseinflüssengeschütztuntergebracht,mitdem zusätzlichenVorteil,dassderSonnenschutzim„abgeschlossenen“LuftraumkeinerleiVerschmutzungunterliegt.DerdurchTemperaturänderungenentstehende Überdruckmussjedochausgeglichenwerden.DerFassadenbauerJosefGartnersetzthierbeiaufeinenwartungsundverschleißfreienDruckausgleich,derbeikurzzeitiger BöenbelastungdennochdenKopplungseffektzwischen äußererEinfachverglasungundinnererIsolierverglasung sicherstellt.HinsichtlichderWindbelastungließensich somitGlasdickendeutlichreduzieren,jedocherfordern ProduktionsbedingungenfürdieVerglasungensowiestatischePunkt-oderLinienlastendennochMindestdicken vonca.5mm.

1.3KonstruktiveBautiefenundstatischresultierende Randbedingungen

ImFolgendensollstetseineElementfassademitden Abmessungen1,5m × 4mbetrachtetwerden.DienotwendigeminimalekonstruktiveBautiefebeträgthierbei fürdieCCFmitDreifachisolierverglasungundinAbhängigkeitvonderWahldesSonnenschutzsystemsca.235mm (Bild3).DiestatischrelevanteEinflussbreitebeträgtfür

Bild3 DesignCCFundeinschaligeFassade DesignofCCFandsingle-skinfaçade

einenAluminiumpfostenderElementfassade0,75m.Das TrägheitsmomentfürdasAluminiumverbundprofilder CCFliegtbeiüber725cm4 undbeieinerEinflussbreitevon0,75mwäreeineWindlastvonüber3,5kN/m2 (inklusiveGebäudeinnendruck)zulässig(Tab.1)

DaslimitierendeKriteriumisthierbeidiezulässige DurchbiegunggemäßProduktnormderfürFassadenDIN EN13830[2].DennocherscheintdieCCF-Konstruktion invielenFällenaufgrunddererforderlichenBautiefe statischüberdimensioniert,wassichnatürlichimgebundenenKohlenstoffniederschlägt.

ImGegensatzdazulässtsicheinefunktionierendeeinschaligeFassadeaufeineBautiefevonca.185mm reduzieren(Bild3),waseiner50mmgeringerenBautiefebeideutlichreduziertenTrägheitsmomentenentspricht.UnterBerücksichtigungdesGebäudeinnendrucks von0,2kN/m2 bis0,3kN/m2 wärensomitWindlasten vonca.1,4kN/m2 zulässig(Tab.1).Diesistfürhöhere BürogebäudeoderGebäudeinderNähevonHochhäusernkeinunüblicherWert,insbesonderenichtfür Eckbereiche.

Tab.1

ZulässigeWindlastenCCFundeinschaligeFassade

AllowablewindloadsCCFandsingle-skinfaçade

Windlast(Bemessungswert)

Einflussbreite

CCF

DerGewichtsunterschiedbeiderRahmenprofilierungen prolfmergibtsichweitestgehenddurchdieReduzierung derzweiStegemiteinerStärkevon2mmbis2,5mm (Bild3)fürdasgeschlosseneRahmenprofilumjeweils 50mmzu1m × 2 × 0,0025m × 0,05m × 2700kg/m3 (DichteAlu) = 0,675kg/lfm.

1.4GesetzlicheRahmenbedingungen

FürjedesneuzuerrichtendeNichtwohngebäudeist nebendemNachweisdeswinterlichenWärmeschutzes (U-Wert)inDeutschlandauchderNachweisdessommerlichenWärmeschutzesgemäßDIN4108-2[3]zu führen.SollderNachweiszumsommerlichenWärmeschutznach[3]durchSimulationsrechnungerfolgen, soistnachzuweisen,dassimkritischstenRaumdes GebäudesdieÜbertemperaturgradstundendenAnforderungswertvon500Kh/anichtüberschreiten.Dabei istdasKriteriumderÜbertemperaturgradstundenneben demgesundheitlichenAspektvorallemaucheinAspekt derBehaglichkeit.Dieshatbeigroßflächigverglasten

3,50kN/m2 mit γ Q = 1,50

EinschaligeFassade

1,70kN/m2 mit γ Q = 1,50

0,75m 0,75m

Material ENAW6060-T66(t ≤ 3mm)mit γ M0 = 1,1

Flächenträgheitsmoment Iy 735cm4 350cm4

Spannweite(Einfeldträger) 4000mm 4000mm

SchnittgrößenundNachweis(ULS)

VerformungundNachweis(SLS)

My,d = 787,5kNcm

MR,d = 872,7kNcm 90%[okay]

fmax = 17,2mm

L/300 + 5mm = 18,3mm 94%[okay]

My,d = 382,5kNcm

MR,d = 581,8kNcm 66%[okay]

fmax = 17,3mm

L/300 + 5mm = 18,3mm 95%[okay]

S.Wiedemann:CO2 -AmortisationszeitmehrschaligerGlasfassaden

FassadeneinenbedeutendenEinflussaufdensommerlichenEnergieeintragdurchdietransparentenBauteile undsomitaufden g-Wertbzw. gtot -Wert,bestehend ausdem g-WertderVerglasungmultipliziertmitdem VerschattungswertderSonnenschutzanlage Fc .Der gtot –Wertergibtsichzu g-WertderVerglasung × Fc -Wertder Sonnenschutzanlage.

Eswirddaraufhingewiesen,dassder FC –Wertkeinesfalls einekonstanteGrößefüreinSonnenschutzproduktist, insbesonderenicht,wennessichumeineinnenliegende Verschattungsanlagehandelt.

BereitsimJahr2013wurdeineinervomBundesinstitut fürBau-,Stadt-undRaumforschung(BBSR)beauftragtenForschungsarbeit„Thermischesundenergetisches VerhaltenvonGebäudenimLichtedesKlimawandels–AnforderungenundLösungenfürdenSonnenschutz“[4] daraufhingewiesen,dassfürdieEinhaltungderrechtlichenAnforderungandieÜbertemperaturgradstunden nach[3]fürNichtwohngebäudevon500Kh/aein gtot vondeutlichunter0,15notwendigseinwird.Abgesehen voneinerNordorientierungtriffteinesolcheAnforderungfüralleübrigenvertikalenFassadenorientierungen zu,sofernkeineweiterenäußerenVerschattungselementewiehorizontaleBalkoneodervertikaleLisenen vorhandensind.DaderartigefeststehendeVerschattungselementeeinergewissenBautiefebedürfen,werden sienichtfürdenCO2 -bezogenenVergleichderunterschiedlichenFassadensystemeherangezogen,dasiezweifelsohneeinenerheblichenCO2 -Beitragleisten.Beim VergleichderClosed-Cavity-Fassademitdereinschaligen FassadewirddahervongeradenFassadenohnezusätzlicheVerschattungselemente,außerdemaußenliegenden Raffstorebzw.deminnenliegendenSonnenschutzsystem, ausgegangen.

1.5Verglasungsaufbau

1.5.1EinschaligeFassademitinnenliegendem Sonnenschutz

GemäßAbschnitt1.4mitBezugauf[4]istfürFassadenmithohemGlasanteilzwingendein gtot -Wertvon ≤ 0,15anzustreben.FürdieeinschaligeFassademitinnenliegendenSonnenschutzsystemenstellenhochreflektierende Materialien,wiez.B.metallischbedampfteStoffe,dieeffizientesteVariantedar,dasieeinesehrhohesolareReflexionvonca.75%besitzen.SomitkanneineVerglasung miteinemg-WertimBereichvon25%bis30%gewählt werden,uminVerbindungmitdemhochreflektierenden innerenGewebeeinen gtot -Wertvon < 15%zuerzielen. DaheutzutagesehrhäufigaufEinscheibensicherheitsglas (ESG)verzichtetwerdensoll,werdenInnen-wieAußenscheibealsVSGberücksichtigt.Aufdemenglischen MarktistbeispielsweisefürvertikaleausfachendeVerglasungenESGnurinAusnahmefällenzulässig.Analoge Verglasungen,BeschichtungenundSonnenschutzsysteme gemäßBild4sindvonallennamhaftenZulieferernzu beziehen.

1.5.2ZweischaligeFassademitaußenliegendem Sonnenschutz

FürdiezweischaligeFassademitaußenliegendemSonnenschutzsystemwirdbeimVerglasungsaufbaudiegleicheSicherheitsideologiewiebeidereinschaligenFassade zugrundegelegt.Dasbedeutet,dassdieäußerePrallscheibesowiedasinnereGlasderIsolierglaseinheit alsVerbundsicherheitsglasberücksichtigtwerden.Für dieNachhaltigkeitsbetrachtungdesgebundenenCO2GehaltswirddieAußenscheibederIsolierglaseinheit zudemvorsorglichalsvorgespanntesGlasberücksichtigt.

TrotzderzusätzlichenPrallscheibesindLichttransmissionsowiederFarbwiedergabeindexdeutlichhöherals beimVerglasungsaufbaudereinschaligenVariante,da hieraufgrundderAnforderunganeinenniedrigen gWerteine„dunklere“BeschichtungfürdieGläserzur Ausführungkommenmuss.ImGegensatzdazukann beimCCF-VerglasungsaufbauaufkonventionelleWärmeschutzschichtenzurückgegriffenwerden(Bild5).

Dieberechneten g-WertefürdenCCF-AufbauwurdenamFraunhofer-InstitutfürSolareEnergiesystemein Freiburgkalorimetrischverifiziert.Eswirddaraufhingewiesen,dassessichbeiderFarbedesSonnenschutzesum RAL9016handelt.

1.6Low-Carbon-Materialien

DiewesentlichenTreiberhinsichtlichCO2 fürvorgehängteAluminium-Glas-Fassadensindnatürlichdie HauptrohstoffeAluminiumundGlas.Insofernfokussiert sichdieEntwicklungbeiderReduzierungdergrauen EnergieimFassadenbereichaufdieseProdukte.ZertifizierteEnvironmentalProductDeclarations(EPD)der Permasteelisa-GruppefürunterschiedlicheFassadenvariantenundunterVerwendungunterschiedlicherMaterialien(einschließlichLow-Carbon-Produkte)könnenunter folgendemLinkeingesehenwerden:https://www.mrpi.nl/ epd/curtain-wall-ft03a-of-oriel-london.

1.6.1Aluminium

DerBaustoffAluminiumbesitzteinegeringeDichtebei guterFestigkeit,istsehrleichtzuextrudieren,weisteine extremhoheKorrosionsbeständigkeitaufundistsomit sehrlanglebig.Zudemkannesauchwiedersehrgut recyceltwerden.InseinerHerstellungzähltAluminium jedochzudenenergie-undCO2 -intensivstenBaustoffenimGebäudesektor,insbesondereinseinerprimären Herstellung.DiePrimärproduktionerfolgtimBayer-und imHall-Héroult-Verfahren,beidenenzunächstausBauxitAluminiumoxidgewonnenwird.Anschließendwird dieseselektrolytischzuAluminiumreduziert.Derdabei eingesetzteProzessderSchmelzflusselektrolyseistmit einemsehrhohenStrombedarfverbunden.HandelsüblichesAluminiuminEuropahateinenCO2 -Anteilvonca. 8kgCO2 e/kgAluminium;dieserWertwirdbeiderspäterenBetrachtungfürdengebundenenCO2 -Gehaltder

Bild4 VerglasungsaufbaufüreinschaligeFassade Glasslayoutforasingle-skinfaçade

ein-bzw.zweischaligenFassadezugrundegelegt.Darüber hinaussindnatürlichAluminiumproduktemitgeringerem CO2 -GehaltaufdemMarktverfügbar.DasUnternehmenHydroerreichtmitdemProduktREDUXAeinen CO2 -Fußabdruckvonrund4,0kgCO2 -Äquivalentenje KilogrammAluminiumundweniger[5].

1.6.2Glas

Low-Carbon-Glas-Produktesindmittlerweilevonallen namhaftenZulieferernerhältlich.GläsermiteinerDicke von4mmweiseneinenCO2 -Fußabdruckvonca.6,6kg CO2 e/m2 auf.DiesentsprichteinerReduktionvonrund 42%imVergleichzukonventionellemBasisglas.Jenach AufbauderIsolierverglasungkannsichdieReduktionim Gesamtsystemauf30%bis40%belaufen.DiefunktionalenEigenschaftenwieLichttransmission, g-Wertund ReflexionbleibengegenüberStandardglasidentisch.Die CO2 -EinsparungbasierthierbeigemäßHerstellerangabenaufzweiHauptfaktoren.ZumeinenbestehtdasGlas ausca.65%recyceltemAltglas,dasbeimEinschmelzen einendeutlichgeringerenEnergiebedarfnachsichzieht alsdasSchmelzenprimärerRohstoffe.Zumanderenwird fürdenSchmelzprozessgrünerStromeingesetzt,wodurch derfossileEnergieeinsatzreduziertwird.BeiderspäterenBetrachtungdesgebundenenCO2 -Gehaltsdereinbzw.zweischaligenFassadewirdkeinLow-Carbon-Glas zugrundegelegt.

1.7MechanischeLebensdauer

1.7.1IndenZwischenraumintegrierte,bewegliche Sonnenschutzsysteme–ift-RichtlinieVE-07

DieSonnenschutzsystemefürClosed-Cavity-Fassaden werdenheutzutageinallerRegelinAnlehnungandie

ift-RichtlinieVE-07getestet.DiePrüfprozedurverlangt hierbeieineDauerfunktionsprüfungübermindestens 20.000ZyklenunterTemperaturbelastungmitzusätzlich abschließenden10.000WendezyklensowieeinePrüfung unterUV-Belastung(Bild6).

1.7.2InnereAbschlüssegemäßDINEN13120

DINEN13120„Abschlüsseinnen–LeistungsundSicherheitsanforderungen“[6]definiertals höchsteLebensdauerklassefürGewebeanlagen10.000 Auf-ab-Zyklen.

2Behaglichkeit

DieLeistungseigenschafteneinerClosed-Cavity-Fassade wurdendurchdieJosefGartnerGmbHanderHochschuleinRosenheimbereitsimJahr2011umfassend untersucht.HierzuwurdenineinerdurchGartnerentwickeltendreh-undrotierbarenTestanlage(13m × 5,5 m × 6m)dreiCCF-FassadenelementeinunterschiedlichenKonfigurationenimDetail„vermessen“(Bild7).

2.1Temperatur

ThermischeBehaglichkeitkannineinembestimmten Umgebungsklimadurchdas„vorausgesagtemittlere Votum“(PMV)unddenhierausfolgenden„vorausgesagtenProzentsatzanUnzufriedenen“(PPD)beurteilt werden;s.hierzuDINENISO7730[7].Eineintegrale BeurteilungdesRaumklimaserfolgtambestendurchdie KennzahlPMV.

DieStrahlungsasymmetriederRaumumschließungsflächenwährenddergesamtenMesskampagnebetrugauch anextremsonnigenTagenmitAußentemperaturenum

Bild6 TestnachiftVE-07

TestingaccordingtoiftGuidelineVE-07

35°Cmaximal4°C,sodassderthermischeKomfort, bewertetanhanddes„PredictedMeanVote“(PMV),im idealenBereichvon 0,5bis0,5bzw.beieinemPPDvon wenigerals10%lag.

2.2Licht

NatürlichesTageslichtisteinwesentlicherFaktorfür dasWohlbefindenvonMenschen.Wirhaltenunsjedoch sehrhäufiginBereichenauf,diekünstlichbeleuchtet werden,insbesonderebeiderBüroarbeit.DerBüromitarbeiterverbringthierdenGroßteilseinesArbeitslebens. DerMangelannatürlichemTageslichtkanndannzu unangenehmenBegleiterscheinungenführen.Tageslicht stehtmeistensausreichendzurVerfügung–esmuss allerdingszielgerichtetandenArbeitsplätzengenutzt werden.WerdenArbeitsplätzemitausreichendemTageslichtversorgt,wirktdiesesstimulierendundmotivierend aufMitarbeiter,dieinInnenräumenarbeiten.Diese WirkungwirdalleinmitkünstlicherBeleuchtungnicht erreicht.ZudemkannbetrieblicheEnergiefürdiekünstlicheBeleuchtungeingespartwerden,einhergehendmit einerCO2 -Reduzierung.EineintelligenteSonnenschutzSteuerungmitverstellbarenLamellenschützthierbeivor unangemessenemWärmeeintrag.

AufgrundderpositivenWirkungendesTageslichtsfür dieGesundheitdesMenschenstelltdieArbeitsstättenverordnung„3.4BeleuchtungundSichtverbindung“der BundesanstaltfürArbeitsschutzundArbeitsmedizin[8]

besondereAnforderungenandieNutzungdesTageslichts:„Arbeitsstättenmüssenmöglichstausreichend Tageslichterhalten.“DieAnforderungnachausreichendemTageslichtwirderfüllt,wennamArbeitsplatzein Tageslichtquotientvon > 2%erreichtwird[8].

DerTageslichtquotientalsweitverbreiteterStandard beschreibtdenAnteildesdiffusenTageslichtanteils(in Prozent),dereinenbestimmtenPunktimRaumerreicht.

HierbeistelltdieDGUV-Information215-444[9]klar, dassalleindieEinhaltungeinesTageslichtquotienten von2%nochnichtsicherstellt,dassamArbeitsplatz immerhinreichendLichtvorhandenist,davorallem imSommeranSüd-,Südost-undSüdwestfassadendie Sonnenschutzvorrichtungengeschlossenwerdenmüssen. EingenügenderTageslichteinfallauchbeiaktivierten Sonnenschutzvorrichtungenwirdbegünstigt,wennbei JalousiendieLamellenentsprechenddemSonnenstand nachgeführtwerden(Cut-off-Stellung).

AuchderTageslichtfaktorderClosed-Cavity-Fassade wurdeimRahmenderMesskampagneermittelt(Bild8). FürunterschiedlicheLamellenundLamellenstellungen ergibtsichderTageslichtfaktorunddamitdieAuswirkungaufdenHelligkeitsabfallinAbhängigkeitvonder Raumtiefewiefolgt:

AnheiterenTagenundbeieinerLamellenstellung imCut-offbestehttrotzeinesTLFvon < 2%dennochkeinzusätzlicherKunstlichtbedarf,umeine

Bild8 GemessenerTageslichtfaktorimCCF-System MeasureddaylightfactorinaCCFsystem

Beleuchtungsstärkevon300lxbis500lximfassadennahenArbeitsbereichzuerreichen,daimCut-offnoch eineausreichendeLichttransmissionvorhandenist.

BeieinschaligenFassadenmitinnenliegendemgeschlossenemSonnenschutzundeinemVerglasungsaufbau,wie inAbschnitt1.5.1beschrieben,tendiertdieLichttransmissionjedochgegenNull.Esbestehteindeutlicherhöhter BedarfanKunstlichtselbstansonnigenTagen,dader TageslichtquotientanalogzurLichttransmissiongegen Nullsinkt.

2.3VerwendungvonDreifachisolierverglasunganstelle vonZweifachisolierverglasung

EineAnmerkungzurVerwendungvonZweifachisolierglas(Ug ca.1,0W/m2 K)anstellevonDreifachisolierver-

glasung(Ug ca.0,6W/m2 K),unabhängigvonderFrage, obderNachweisdeswinterlichenWärmeschutzesgeführt werdenkannodernicht.InterneWärmegewinnesetzen sichfüreinBürogebäudeausca.6W/m2 ausComputerundBildschirm,ca.4W/m2 durchPersonensowieca. 6W/m2 ausBeleuchtungzusammen.InSummeergeben sichca.16W/m2 .ProStundeergebensichsomit16Wh/m2 aninternenWärmegewinnenundfürdenkompletten Arbeitstagvon8:00Uhrbis17:00Uhrentsprechend 9h × 16W/m2 = 144Wh/m2 undArbeitstag.Diesentsprichtdenin[3]angegebenen144Wh/m2 d.AnforderungenaneineausreichendeLuftqualitätsetzeneinen zweifachenoderhöherenLuftwechselproStundevoraus. DieFrischluftwirdhierbeiinallerRegelübersehreffizienteWärmetauschermiteinemWirkungsgradvon > 75% geführt.BeizweifachemLuftwechselproStundemüssen somit25%bzw.50%anzusätzlicherWärmemengeder Frischluftzugeführtwerden.

Bild9 LuftschalldämmmaßzweierGlasscheibenmitunterschiedlichemAbstand zueinander

Soundinsulationindexoftwoglasspanesatavarietyofdistances

Einm3 FrischluftmiteinerMassevon1,2kg/m3 und einerspezifischenWärmekapazitätvon1,00kJ/(kg·K) bzw.0,0003kWh/(kg·K)mussinderHeizperiodetagsüberumetwaein T vonca.15Knachgewärmtwerden. Somitistprom3 LufteineWärmemengevon Q = 1,2kg × 0,0003kWh/(kg·K) × 15K = 0,0054kWh = 5,4Whnotwendig.

BeiderangenommenenRaumhöhevonca.4mmuss überdenTaghinwegsomiteineWärmemengevon 4 × 5,4Wh/m2 × 10h/d = 216Wh/m2 d × 0,5(WirkungsgradbeizweifachemLuftwechsel) = ca.110Wh/m2 d aufgebrachtwerden.Insofernlässtsichvereinfacht sagen,dasssichfürdieDACH-RegioninterneWärmegewinneundLüftungswärmeverluste(inderHeizperiode) inetwadieWaagehalten.SomitlässtsichderNutzeneinerDreifachisolierverglasunganstelleeiner Zweifachisolierverglasungwiefolgtabschätzen:

–Verbesserungvon1,0W/m2 Kauf0,6W/m2 K = 0,4W/m2 K.

–EinsparungeninderHeizperiodefürMitteleuropamiteinerHeizgradtagezahlvonetwa3000Kd (proJahr) = 70.000Khergebensichzu Q = 70.000 Kh × 0,4W/m2 K 25kWh/m2 a. –EineEinsparungvon25kWhproJahrundm2 entspricht inAbhängigkeitvomEnergieträgermehrals5kgCO2 e [10].

DieHerstellungeinerScheibemiteinerFlächevon 1m2 undeinerDickevon6mmmitWärmeschutzbeschichtungentsprichtwenigerals20kgCO2 .Sämtliche namhaftenGlasbeschichterbietenheutzutageOnlineBerechnungstoolsan,mitderenHilfenebenphysikalischenWertenauchdieUmwelteigenschaftenbenannt werden.SomithatsichausSichtderNachhaltigkeitdie MehraufwendungfürdasDreifachisolierglasmiteinem

zusätzlichenAnteilvonca.20kgCO2 e/m2 nachvierbis fünfJahrenamortisiert.Auchmonetärzahltsichder MehrpreisfüreinDreifachisolierglasaus.BeieinemangenommenenPreisjekWhvonlediglich10Centundeiner Einsparungvon25kWhproJahrundm2 habensichdie höherenInvestitionskostennachrundzehnJahrenbezahlt gemacht.

2.4Schallschutz-CCF

2.4.1Luftschall

ZahlreicheMessungenverschiedenerHerstellervon Closed-Cavity-FassadenhabeninderVergangenheit nachgewiesen,dassdieLuftschalldämmungohneweitereZusatzmaßnahmenüber Rw = 50dBgemäßENISO 717-1[11]liegenkann,wasanderkonstruktivbedingten BautiefeinVerbindungmitderPrallscheibeliegt.Bild9 zeigtdasLuftschalldämmmaßzweierGlasscheibenmit unterschiedlichemAbstandzueinander.

2.4.2Schalllängsdämmmaß

DadieeigentlicheBautiefederAluminiumprofilierung außerhalbderGlasinnenkanteliegt,istamElementstoß ebenfallsohneZusatzmaßnahmenein Dnfw über60dB möglich.

3VergleichdesgebundenenCO2 von Closed-Cavity-FassadeundeinschaligerFassade

UnterdenzuvorgetroffenenAnnahmenzurkonstruktivenBautiefe(s.Abschnitt1.3),zumVerglasungsaufbau (s.Abschnitt1.5)undzumBlendschutzergebensich fürdiePhaseA1gemäßDINEN15804[12]fürdie einschaligeundzweischaligeElementfassadegebundene CO2 e/m2 -Wertevon263,6kgCO2 e/m2 bzw.233,3kg CO2 e/m2 (Bild10).Eswirddaraufhingewiesen,dass fürAluminiumeinhandelsübliches8-kg-Billetangesetzt wird,alsokeinLow-Carbon-Produktundauchkein CO2 -reduziertesGlas.DarüberhinausistdashochreflektierendeinnenliegendeGewebefürdieeinschalige VarianteimVergleichzueinemAluminium-Raffstore CO2 -undpreisneutral(ca.14kgCO2 e/(m2 Fassadenfläche)einschließlichMotor).DieWertefürdieVerglasung könnenmitdenOnline-ToolsderGlasanbieterselbst überprüftwerden.

AnalogezertifizierteEPDsfüreineClosed-CavityFassadekönnenhierabgerufenwerden:https://www.mrpi. nl/epd/scheldebouw-b-v-permasteelisa-group-closedcavity-facade-ews01a-of-8-bishopsgate-london/.

4EnergetischeBewertungderunterschiedlichen Systeme

DieunterschiedlichenFassadensystemewurdenmitder SoftwareCapsolfüreinmitteleuropäischesKlimaals

Bild10 PhaseA1gemäß[12]füreinschaligeFassadeundCCF PhaseA1accordingto[12]forsingle-skinfaçadeandCCF

Shoebox-ModellhinsichtlichdesHeiz-undKühlbedarfs füreinenRaummiteinerTiefevon4manalysiert. DieFassadenhöheentsprichtsomitderRaumtiefe.Die BerechnungerfolgtesowohlfüreineSüd-alsauchfüreine Westorientierung.

DieSonnenschutzanlagenwerdenabeinerEinstrahlungsstärkevon200W/m2 (SummeausDirekt-und DiffusstrahlungsenkrechtzumFenster)aktiviert;die BelegungszeitbeträgtfünfTageproWochevon7:00 Uhrbis18:00Uhr,interneWärmegewinnewerdenmit 144Wh/m2 dangenommen,unddiemechanischeLüftungmit1,43/h.DieaußenliegendenJalousienwerden weitestgehendinCut-off-StellungbetriebenunddieinnerenflächigenSonnenschutzanlagenmüssenalsvollständig geschlossenbetrachtetwerden,daesansonsteninden SommermonatenzueinerÜberhitzungderRäumekäme. Der Ucw -WertderFassadeliegtbeijeweils0,9W/m2 K.

DieermitteltenErgebnissehinsichtlichdesEnergiebedarfsentsprechendenErgebnissen,dievonanderenIngenieurbürosfüraktuelleBauvorhabenimDACH-Raum ermitteltwurden.

4.1EnergiebedarfdesStandortsMitteleuropa

DaunterVerwendungeinerDreifachisolierglasscheibe derzusätzlicheNutzenderPrallscheibenureineuntergeordneteRollespielt,ergebensichbeimHeizbedarf nurmarginaleUnterschiedezwischendenunterschiedlichenSystemen.BeidernachfolgendenBewertung hinsichtlichderCO2 -Bilanzwirddaherauchnichtauf UnterschiedeinderWärmebilanzeingegangen,vor allemdadieWärmeversorgungfürjedesGebäude sehrindividuellistundsomitdieCO2 -Auswirkungen nichtausreichendallgemeingültigabschätzbar sind.

4.1.1Nutz-undEndenergie

DerEnergiebedarffürdieTrockenlufterzeugungliegtbei demdurchdieJosefGartnerGmbHeingesetztenSystembeica.4kWh/m2 Fassadenfläche.DerAnsatzberuht hierbeiaufdemseitmehrerenJahrengemessenenStrombedarfanrealenGebäuden.WinterlicheWärmegewinne machensichaufderSüdseitegeringfügigstärkerbemerkbar.FürdiebeidenSystemeergebensichingleicherWeise fürdieSüdseiteca.1450h(ca.55%derSonnenstunden) undfürdieWestseiteca.850h(ca.35%derSonnenstunden),andenendieSonnenschutzanlagenaktiviertsind. BeiderTransformationvonNutz-zuEndenergiewurde derFaktorfürdenWärmebedarfbei1belassen;derWirkungsgradfürdieKälteerzeugungwirdmit4angesetzt (Bild11).

FüreinGroßraumbüromitFassadenflächeninallenHimmelsrichtungenkanninsehrguterNäherungeingemittelterWertaus(1 × Süd + 2 × West)/3angenommenwerden. DergeringereEnergiebedarffürdieCCF-Varianteim VergleichzueinemeinschaligenSystemmitinnenliegendemhochreflektierendemSonnenschutzbeträgtsomit ausschließlichfürdieKühlungca.6,5kWh/m2 (Endenergie).FürbeideSystemewurdenkeineweiterenVerschattungselementewiehorizontaleBalkoneodervertikale Lisenenberücksichtigt.DerzusätzlicheStrombedarffür dieLuftaufbereitungderClosed-Cavity-Fassadewird durchdiewinkelabhängigeCut-off-Steuerungunddie dadurchausreichendeTageslichtversorgungimVergleich zueinervollständiggeschlosseneninnerenSonnenschutzanlagedeutlichüberkompensiert.DieaktuelleLichtplanunggehtderzeitnochvonmindestens5W/m2 aus. ImfassadennahenBereichistbeiaktiviertemSonnenschutzmitwinkelabhängigerSteuerungkeinezusätzliche Beleuchtungnotwendig.DasEinsparpotenzialliegtbei ca.5W/m2 × 1000h = 5kWh/m2 .DiesesEinsparpotenzial sollaberbeiderCO2 -Amortisationszeitdesgebunde-

Bild11 Nutz-undEndenergiebedarffürdasmitteleuropäischeKlima UsefulandfinalenergydemandfortheCentralEuropeanclimate nenKohlenstoffsfürdieCCFebenfallsnichtzumAnsatz gebrachtwerden.

4.2CO2 -Amortisationszeit

DurchdenerhöhtenBedarfanAluminiumsowieGlas weistdieClosed-Cavity-VarianteimVergleichzueiner einschaligenOptionca.30kgCO2 eprom2 FassadenflächemehraufalsdieeinschaligeFassadenoption (vgl.Abschnitt3).DafürliegtderKühlbedarfder Closed-Cavity-FassadefüreinenDACH-Standortumca. 6,5kWh/m2 EndenergieproJahrniedrigeralsbeieinschaligenSystemen.GemäßGEGsindprokWhStrom 0,56kgCO2 eanzusetzen,wasunterVernachlässigung allerweiterenpositivenEinsparungseffektewieLichtund HeizenergieeinerEinsparungvonca.3,5kgCO2 e/m2 entspricht.DarausergibtsicheineCO2 -Amortisationszeit einerClosed-Cavity-FassadeimVergleichzueinereinschaligenFassademitinnenliegendemSonnenschutz vonwenigeralszehnJahren:30kgCO2 e/m2 /3,5kg CO2 e/(m2 a) < 10a.

LegtmanaktuelleDatendesUmweltbundesamtesaus demMärz2025zugrunde[13],sosindfürdasJahr 2024immernoch0,43kgCO2 e/kWhStromanzusetzen.DadurchergibtsicheineCO2 -Amortisationszeitder Closed-Cavity-Fassadevonca.elfJahren.

4.3EnergiebedarffürwarmesKlima

FürheißeKlimaregionenmithohenAußentemperaturen undhoherEinstrahlungergebensichnatürlichdeutlich höhereEinsparpotenzialefürdieKühlung.AlsBeispiel wurdederStandortAustin,Texas,USA,gewählt(Bild12).

DerKühlbedarfderClosed-Cavity-Fassadeliegtfüreine heißeKlimaregionumca.10kWh/m2 Endenergiepro JahrniedrigeralsbeieinschaligenSystemen.ProkWh StromistderCO2 -Anteiljedochz.B.indenUSAniedrigeralsinDeutschlandundliegtbeica.0,35kgCO2 pro kWhStrom,wasaberinSummeebenfallseinerEinsparungvonca.3,5kgCO2 /m2 entspricht.Darausergibtsich eineCO2 -AmortisationszeitderClosed-Cavity-Fassade vonebenfallsca.zehnJahren.

5Zusammenfassung

MehrschaligeFassadensystemeweisengegenübereinschaligenFassadenmitinnenliegendemSonnenschutz einenerhöhtenAnteilangebundenemCO2 auf.DiesergebundeneCO2 -Mehrgehaltkannjedochselbstbei AnsatzvonStandardmaterialien,alsoohneLow-CarbonProdukte,ineinemZeitraumvonca.zehnJahrendurch EinsparungenimoperativenBetriebdesGebäudeskompensiertwerden.Darüberhinausbietenmehrschalige FassadensystemeeinenMehrwerthinsichtlichBehaglichkeitfürdenNutzer,einenbesserenSchallschutz,eine deutlichhöhereVersorgungmitnatürlichemTageslicht sowiereduzierteOberflächentemperaturenimSommer. DerSonnenschutzistvorUmwelteinflüssengeschütztim Zwischenraumuntergebrachtundmussnichtgereinigt werden.VoralleminKombinationmitkünftigenWeiterentwicklungenwieVakuumisolierglasoderspeziellen BeschichtungenfürmonolithischeGläserbietenmehrschaligeFassadenvielversprechendeOptionenfürdie Zukunft.

6Ausblick

VordemHintergrundvonNachhaltigkeitundDauerhaftigkeitsowiezurErreichungderSBTi-Zielegilt eszumeinen,diegraueEnergieinderErrichtungsphasevonGebäudendeutlichzureduzieren.Dieswird nurdurchdenEinsatzvonLow-Carbon-Produktenim EinklangmiteinerhöherenZirkularitätderBaustoffe gelingen.ZumanderenmüssenLösungenentwickelt werden,dieeinenAustauschvonIsolierglasnach25 bis30Jahrenüberflüssigmachen.Hierdurchkönnte derökologischeFußabdruckwährendeinerGebäudenutzungsdauervonca.60Jahrendeutlichreduziert werden.DieGlasindustriearbeitethierbeibeispielsweiseanneuenRandverbundsystemen,dieeinedeutlich längereLebensdauerderIsolierglasdichtigkeitgewährleistensollen.DanebenkönnteVakuumisolierglasebenfallseineOptionfüreinlanglebigesIsolierglassein. InVerbindungmiteinerClosed-Cavity-Fassadekönnte hierbeiohneweitereZusatzmaßnahmeneinausgezeichneterSchallschutzerreichtwerden(Bild13).GegenwärtigistVakuumisolierglasnurinbegrenztenAbmessungenerhältlichunddeutlichteureralsgewöhnliches Isolierglas.

Literatur

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AlsbesondersvielversprechendeOptionfürwarmeKlimaregionenmitgeringemHeizbedarferweistsichdie Closed-Cavity-FassademitinnererEinfachverglasungmit HardcoatingsowieeineräußerenVSG-Prallscheibemitin diePVB-FolieintegriertemCoating,umdieTemperatureninderKavitätsowieanderinnerenGlasoberflächezu reduzieren.DamitwäreeineCCFmitgeringeremCO2GehaltalseineEinfachfassademitIsolierglasbeigleichzeitigeinerLebensdauervon60JahrenohneGlastausch realisierbar(Bild13).

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Stahlbau95(2026),SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1

S.Wiedemann:CO2 -AmortisationszeitmehrschaligerGlasfassaden

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[10]BundesamtfürWirtschaftundAusfuhrkontrolle(2024) InformationsblattCO2 -Faktoren[online].Version3.1.Eschborn:

Autor:innen

StefanWiedemann(Korrespondenzautor:in) s.wiedemann@permasteelisagroup.com JosefGartnerGmbH

Gartnerstr.20

89423Gundelfingen

BAFA.https://www.bafa.de/SharedDocs/Downloads/DE/ Energie/eew_infoblatt_co2_faktoren_2024.html[Zugriffam: 10.Dez.2025]

[11]ENISO7171:2005-01(2005) Holzwerkstoffe–Bestimmung derFormaldehydabgabe–Teil1:Formaldehydabgabenach derPrüfkammer-Methode. Berlin:Beuth.https://dx.doi.org/10. 31030/9557877

[12]EN15804:202203(2022) NachhaltigkeitvonBauwerken–Umweltproduktdeklarationen–GrundregelnfürdieProduktkategorieBauprodukte.Berlin:Beuth.https://dx.doi.org/10. 31030/3294005

[13]Icha,P.;Lauf,T.(2025) Entwicklungderspezifischen Treibhausgas-EmissionendesdeutschenStrommixinden Jahren1990–2024.ClimateChange13/2025.Dessau-Roßlau: Umweltbundesamt.https://doi.org/10.60810/openumwelt7844

ZitierenSiediesenBeitrag

Wiedemann,S.(2026) CO2 -AmortisationszeitmehrschaligerGlasfassaden Stahlbau95,SonderheftGlasbau&Fassade,Ausgabe1,S.89–100. https://doi.org/10.1002/stab.70084

Aus dem Inhalt

Historische Verglasung im Spannungsfeld moderner Anforderungen 101

Der Fachverband Konstruktiver Glasbau e. V. (FKG) ......................... 102

BF/FKG – Merkblatt: Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige Verwendung von Glasprodukten ................................... 104

Isolierglas-Trennung zur CO2-Reduktion im geschlossenen

Wertstoffkreislauf .................................................................................... 106

Aus dem Inhalt

BIPV im Aufwind: Status quo zwischen Brandschutz, Digitalisierung und Designfreiheit ........................................................ 108 BF-Nachhaltigkeitsaward 2026 110

Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland ............................................................................................. 1

Erzeugerpreisindex Stahl (2021 = 100) 1

Fassadenplanung im Lebenszyklus ..................................................... 110

Yvonne Ciupuack übernimmt Stahlbauprofessur der TU Darmstadt ... 2

FIRMEN & VERBÄNDE

Stahlbau aktuell S1/26

Historische Verglasung im Spannungsfeld moderner Anforderungen

Historische Fenster sind integraler Bestandteil der Gebäudehülle. Sie prägen maßgeblich den architektonischen Ausdruck denkmalgeschützter Bauten und tragen zur Wahrnehmung von Raum, Licht und Materialität bei. Insbesondere die Verglasung nimmt dabei eine zentrale Rolle ein, da sie sowohl visuelle als auch bauphysikalische Eigenschaften bestimmt.

Gleichzeitig stehen historische Fenster zunehmend im Spannungsfeld moderner Anforderungen. Energieeffizienz, Sicherheitsaspekte, Nutzerkomfort sowie normative Vorgaben stellen Anforderungen, die bei denkmalgeschützten Gebäuden nicht ohne Weiteres mit bestehenden Konstruktionen vereinbar sind.

Eine besondere Herausforderung besteht in der Integration moderner Isolier­ und Sicherheitsverglasungen in historische Rahmenkonstruktionen. Diese verfügen häufig über sehr schmale Glasfalze, die ursprünglich für Einfachverglasungen ausgelegt waren.

Die Integration moderner Isolierglasaufbauten erfordert daher äußerst schlanke Konstruktionen, um Eingriffe in die Originalsubstanz zu vermeiden. Hinzu kommen die veränderten statischen Randbedingungen gegenüber Einfachverglasungen. Neben dem erhöhten Eigengewicht spielen Windlasten, thermische Spannungen sowie die langfristige Materialverträglichkeit eine entscheidende Rolle. Der Randverbund stellt insbesondere bei dünnen Glasaufbauten einen sensiblen Bereich dar, da er sowohl optisch zurückhaltend ausgeführt werden als auch dauerhaft vor UV­Strahlung und dem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt sein muss.

Vor diesem Hintergrund kommt der Verglasung eine zentrale Rolle zu, da sie denkmalpflegerische Vorgaben und bauphysikalische Anforderungen unmittelbar

miteinander verbindet. Denkmalgerechte Lösungen sind heute weniger durch standardisierte Produkte geprägt als vielmehr durch objektspezifische Glasaufbauten, die materialtechnische, statische und gestalterische Aspekte gleichermaßen berücksichtigen müssen.

Fallstudie zur denkmalgerechten Verglasung: Rathaus Schlanders (Südtirol)

Die technischen Herausforderungen historischer Verglasungen lassen sich besonders anschaulich anhand konkreter Projekte darstellen. Die nachfolgend dargestellte Verglasungslösung für das Rathaus Schlanders in Südtirol zeigt exemplarisch, wie denkmalpflegerische Vorgaben, bauphysikalische Anforderungen und sicherheitstechnische Aspekte in einem historischen Verwaltungsgebäude zusammengeführt werden können.

Baulicher Bestand und denkmalpflegerische Rahmenbedingungen

Der Ansitz Plawenn, auch als Freienturm bekannt, ist ein historisches Gebäude mit mittelalterlichem Ursprung, dessen heutiges Erscheinungsbild maßgeblich durch barocke Umbauten des frühen 18. Jahrhunderts geprägt ist. Seit 1861 wird das Gebäude als Rathaus genutzt und stellt einen zentralen Bestandteil des Ortsbildes von Schlanders dar.

Die Fenster prägen mit ihrer klaren Gliederung, der historischen Sprossenteilung und der charakteristischen Lichtwirkung des Glases wesentlich den Ausdruck der Fassade. Sie sind damit nicht nur funktionale Bauteile, sondern ein wesentliches Gestaltungselement des denkmalgeschützten Bestands.

Im Zuge einer umfassenden Sanierung im Jahr 2021 wurde eine Fensterrestaurierung erforderlich, die in enger Abstimmung mit

Bild 1 Historisches Fenster des Rathauses Schlanders mit klar gegliederter Sprossenteilung und strukturierter Glasoberfläche (Quelle: Tischlerei Schwienbacher GmbH, Tscherms/Sollingglas Bau- und Veredelungs GmbH & Co. KG)

dem zuständigen Denkmalamt erfolgte. Ziel war es, die energetischen Eigenschaften der Gebäudehülle zu verbessern, ohne

Bild 2 Rathaus Schlanders (Ansitz Plawenn, Südtirol), regelmäßig gegliederte Fensterachsen prägen den barocken Fassadenausdruck (Quelle: Tischlerei Schwienbacher GmbH, Tscherms/Sollingglas Bau- und Veredelungs GmbH & Co. KG)

Stahlbau 95 (2026), Sonderheft Glasbau & Fassade, Ausgabe 1 101

die bestehende Fensterkonstruktion oder die visuelle Wirkung des historischen Glases zu beeinträchtigen. Zusätzlich waren die Sicherheitsanforderungen eines öffentlich genutzten Verwaltungsgebäudes zu berücksichtigen.

Konstruktive Anforderungen und Verglasungsaufbau

Für das Rathaus Schlanders wurde eine objektspezifische Isolierglaslösung entwickelt. Auf der Außenseite kam ein Verbundglas aus thermisch vorgespanntem, mundgeblasenem Glas mit einer Dicke von 2–3 mm in Kombination mit Floatglas (3 mm) zum Einsatz. Die innere Scheibe besteht aus einem Wärmeschutz­Verbundsicherheitsglas der Klasse P2A mit einer Gesamtdicke

FIRMEN UND VERBÄNDE

von 9 mm. Der 20 mm breite Scheibenzwischenraum ermöglicht die Integration innenliegender Sprossen und erhält die ursprüngliche Fensterteilung.

Zur Absicherung der Lösung wurde eine Vergleichsprüfung in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Dresden durchgeführt. Die Verglasung erreichte eine Klassifizierung nach 1B1 und erfüllt damit die sicherheitstechnischen Anforderungen für den Einsatz in einem öffentlich genutzten, denkmalgeschützten Gebäude.

Fazit und Einordnung

Das Projekt Rathaus Schlanders verdeutlicht, dass denkmalgerechte Verglasungslösungen heute eine präzise Abstimmung

Der Fachverband Konstruktiver Glasbau e. V. (FKG) – 30

Die Anzahl der Akteure des Konstruktiven Glasbaus in Deutschland ist überschaubar und manchmal im Vergleich zu den schon seit vielen Jahrzehnten etablierten Bauweisen fast familiär. Es handelt sich dabei nach wie vor um eine junge Disziplin, in der Bauprodukte und Anwendungen häufig nicht geregelt sind. Dennoch, so darf man aus heutiger Sicht anerkennen, wurden seit etwa drei Jahrzehnten in einem enormen Tempo Regelwerke geschaffen, die Glas zu einem angesehenen und sicheren Konstruktionsmaterial qualifiziert haben.

Nur wenige Nutzer der zwischenzeitlich schon in aller Selbstverständlichkeit angewendeten Produkt ­ und Anwendungsnormen aus dem Bereich des Glasbaus mögen Kenntnis darüber haben, dass vor nunmehr exakt 30 Jahren hierfür entscheidende Grundsteine im Rahmen eines kleinen Fachexperten ­ Kreises gelegt wurden. Am 9. Mai 1996 wurde in den Barockhäusern von Würzburg der Fachverband Konstruktiver Glasbau als eingetragener Verein gegründet (FKG e. V.). Dabei muss in Erinnerung gerufen werden, dass zu diesem Zeitpunkt keine TRLV (Technische Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Verglasungen, Erstfassung 1998), keine TRAV (Technische Regeln für die Verwendung von absturzsichernden Verglasungen, Erstfassung 2001), keine DIN 18008 (Bemessungs ­ und Anwendungsregeln für Bauprodukte aus Glas) existierten. Dennoch prägte Glas mehr und mehr das Stadtbild und großflächige, weitgespannte Glaskon­

von Glasaufbau, Materialwahl, statischen Eigenschaften und bauaufsichtlichen Anforderungen erfordern. Standardisierte Lösungen sind nur eingeschränkt geeignet; vielmehr sind objektspezifische Entwicklungen notwendig. Damit wird die Verglasung zum zentralen Bindeglied zwischen Baugeschichte und moderner Glasbautechnik.

Weitere Informationen: Dr. Lothar Herlitze herlitze@sollingglas.de Leiter Forschung und Entwicklung Sollingglas Bau­ und Veredelungs GmbH & Co. KG

Katja Wilmsen­Flüchter katja@sicht­wandel.com

Redaktion SICHT­WANDEL

Jahre Innovationskraft

struktionen wurden zunehmend umgesetzt. Fehlende Produkteigenschaften und Qualitätsaspekte wie auch Prüf ­ und Bemessungsverfahren mussten zügig und in gemeinschaftlicher Arbeit mit der Fachexpertise unterschiedlicher Disziplinen entwickelt werden. Genau hier setzte die Idee der Gründer des FKG Gert Bischoff (BGT), Robert Danz (RODAN), Klaus Fischer (hefi), Rainer Walk (Interpane), Ruppert Kümpers (Okalux), Peter Beyle (Verroplan) und Herr Lehmann/Dr. Albrecht Burmeister (Delta ­ X) an. Denn schnell wurde erkannt, dass – egal welches Projekt und unabhängig von den jeweiligen Beteiligten – stets gleiche oder ähnliche Fragestellungen hinsichtlich des Tragverhaltens und der Nachweisverfahren wie auch konstruktiver Durchbildung von Metall ­ Glas ­ Konstruktionen zu beantworten waren. Die rasante Entwicklung vom Glashandwerk zu einer Ingenieurwissenschaft sollte unter Berücksichtigung

• des architektonischen Trends zu transparenten, filigranen Gebäudehüllen,

• der Möglichkeit der Anwendung numerischer Methoden und

• der Entwicklung der Glastechnologie fundiert und zielgerichtet gefasst werden.

Als einer der ersten Meilensteine des jungen und kleinen Fachverbandes wurden entscheidende und wegweisende technische Grundlagen für die Weiterentwicklung und Etablierung des bis dato neuen und

für den Überkopfbereich heute nicht mehr wegzudenkenden Bauprodukts Teilvorgespanntes Glas gelegt. Der Verband wuchs und zeichnete sich von Beginn an aus durch Interdisziplinarität, Vertrauen, Kooperation und einem persönlichen Austausch.

Technische Fragestellungen, die sich aus den neuartigen Glaskonstruktionen heraus ergaben, wurden von Beginn an unbürokratisch, offen und unvoreingenommen mit dem einheitlichen Ziel diskutiert, eine Bauweise schnell zu etablieren. Marktbespieler wie Produkthersteller (Glasproduktion, Glasveredeler, Kleb ­ und Dichtstoffhersteller), Ausführungsbetriebe (Fassaden ­ und Metallbauer) und Planer (Ingenieurbüros, Architekten) wie auch Prüfinstitute (Materialprüfanstalten, Prüf, Überwachungs ­ und Zertifizierungsstellen) prägen den Verein bis heute. Die Nähe zu Wissenschaft und Forschung wird zudem aktiv gelebt, da zahlreiche Universitäten und Hochschulen mit namhaften Forscherinnen und Forschern des Konstruktiven Glasbaus der Mitgliederschaft angehören und Forschungsergebnisse in den Verein spiegeln, wie auch Fragestellungen aus der Praxis im Rahmen von Forschungsarbeiten umfassend bearbeiten können. Gewonnene Erkenntnisse können auf kurzen Wegen darüber hinaus direkt über die den Normungsausschüssen angehörigen Mitgliedern in die Normungsarbeit einfließen und zügig in die Erarbeitung von Produktregelungen und Bemessungsregeln Eingang finden.

Fortwährend war und ist der FKG geprägt durch die Erarbeitung von praxisrelevanten technischen Lösungen, die am Bau Beteiligte unterschiedlicher Projekte gleichermaßen zur erfolgreichen Umsetzung von Projekten oder zur Weiterentwicklung von Produkten helfen. Dabei werden Themen in Arbeitskreisen gebündelt (Bild 1), die jeweils sehr aktiv und engagiert durch Arbeitskreisleiterinnen und Arbeitskreisleiter geführt werden.

Die Themen haben sich im Laufe der nunmehr 30 Jahre Verbandsaktivität geändert. Waren zu Beginn teils fundamentale Grundlagen zur Produkteigenschaft von TVG, dem Verbundverhalten von Verbund­Sicherheitsglas, der Bemessung von punktgehaltenen Glasscheiben (Bild 2), Ausführung und Nachweis lastabtragender geklebter Verbindungen sowie das dynamische Verhalten von VSG bei Explosion zentrale Themen, so befassen sich die Arbeitskreise heute mit hoch technologisierten Glasprodukten, nachhaltigen Lösungen im Glas­Fassadenbau und „cutting­edge“­Anwendungen.

Aus den jüngsten Aktivitäten der Arbeitskreise heraus sind öffentlich zugängliche Merkblätter erarbeitet worden, die unter www.glas­fkg.org/merkblaetter in deutscher

und englischer Sprache kostenfrei heruntergeladen werden können:

AK Nachhaltigkeit:

• Merkblatt FKG 05/2025 „Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige Verwendung von Glasprodukten aus dem Bestand“ (Bild 3), in Kooperation mit dem Bundesverband Flachglas e.V. erarbeitet

AK Kantenfestigkeit:

• Merkblatt FKG 02/2025: „Merkblatt für thermisch induzierte Spannungen bei Vertikalverglasungen“, in Kooperation mit dem Bundesverband Flachglas e.V. erarbeitet, Forschungsinhalte gefördert durch das BMWK

• Merkblatt FKG 02/20 19 „Kantenfestigkeit“

AK Kleben:

• Merkblatt FKG 0 1/2021 „Tragende Silikonklebstoffe im Konstruktiven Glasbau“

AK Fassadentechnik:

• Merkblatt FKG 0 1/2019 „Die visuelle Qualität von Glas im Bauwesen – Anisotropien bei thermisch vorgespanntem Flachglas“

Das Wirken des FKG ist jedoch weit mehr als Technik, Baupraxis, Normung und Forschung. Denn die Konstanz der im FKG aktiven Experten prägen den Verband seit Jahrzehnten und ziehen ein sehr vertrautes und persönliches Miteinander nach sich. Längst sind die zweimal jährlich stattfindenden Mitgliederversammlung nicht ausschließlich mit Arbeit und fachlichem Austausch verbunden. Der Besuch von Mitgliedsfirmen (Bild 4) sowie Abendveranstaltungen mit Weinprobe und Wanderung durch die unterfränkischen Weinberge sind zur festen und gutbesuchten Installation geworden. Nicht selten werden die kreativsten Ideen eben genau bei diesen Veranstaltungen geboren.

Der FKG freut sich über neue Mitgliedsunternehmen, die Spaß daran haben, innovative technische Fragestellungen zu teilen und gemeinsam Lösungen zu erarbeiten. Die Offenheit und das Interesse an neuen Herausforderungen der Akteure des FKG ist ungebrochen, der Netzwerkgedanke wird mit Freude und Zuverlässig­

keit gelebt. Ein großer Dank geht an alle Mitglieder, die den Verein zu dem machen, was er ist: eine schlagkräftige Gruppe, die in großer Sorgfalt, Engagement, Kreativität und fachlicher Tiefe auf eine sehr sympathische Weise dazu beiträgt, den Konstruktiven Glasbau zeitgemäß weiterzuentwickeln.

Informieren können Sie sich über die Aktivitäten des Verbandes auf der Homepage www.glas­fkg.org. Außerdem können Sie sich bei Fragen jederzeit an die Vorstandsmitglieder Ingo Stelzer (Kuraray), Prof. Dr. Mascha Baitinger (Contura Ingenieure), Prof. Dr. Frank Wellershoff (HafenCity Universität), den Technischen Beirat Prof. Dr. Martien Teich (Hochschule München) sowie den Geschäftsführer Dr. Thomas Merrem wenden.

Prof. Dr.­Ing. Mascha Baitinger Contura Ingenieure GmbH

BF/FKG – Merkblatt: Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige Verwendung von Glasprodukten

Der Werkstoff Glas prägt nicht nur die Ästhetik moderner Architektur, sondern ist entscheidend für Energieeffizienz, Tageslichtnutzung und Wohlbefinden der Nutzer. Die Herstellung von Glas ist jedoch energieintensiv und ressourcenaufwendig. Die Frage, wie Glasprodukte nach ihrer ersten Nutzungsphase möglichst hochwertig weiterverwendet werden können, ist daher von zentraler Bedeutung für nachhaltiges und zukunftsfähiges Wirtschaften in der Fenster­ und Glasbranche.

Die Handlungsempfehlungen [1] des Fachverbands Konstruktiver Glasbau (FKG) und des Bundesverbands Flachglas (BF) bieten erstmals einen Leitfaden für alle Akteure, die nachhaltige Kreislaufwirtschaft mit Glasprodukten umsetzen wollen. Sie bündeln technisches, rechtliches und ökologisches Know­how und machen Mut, neue Wege zu gehen.

Leitbild Kreislaufwirtschaft

Im Zentrum der Handlungsempfehlungen steht das Prinzip der Kreislaufwirtschaft. Ziel ist es, Glasprodukte möglichst lange auf hohem Qualitätsniveau im Stoffkreislauf zu halten und so den Bedarf an Primärrohstoffen sowie die CO2­Emissionen zu minimieren. Dabei wird zwischen den drei für die Branche wesentlichen „R­Strategien“ unterschieden:

• Reuse (Wiederverwendung): Glasprodukte werden ohne wesentliche Veränderung erneut eingesetzt, z.B. als Fenster oder Isolierglaseinheiten [2, 3].

• Remanufacturing (Wiederaufbereitung): Ausgebautes Glas wird zerlegt, gereinigt und ggf. mit neuen Komponenten zu einem neuwertigen Produkt verarbeitet [2–4].

• Recycling: Glas wird zu sortenreinen Scherben verarbeitet und in den Schmelzprozess zurückgeführt, um neues Flachglas herzustellen [2, 3].

Die Priorität liegt auf der möglichst hochwertigen Wiederverwendung und Aufbereitung – Recycling ist die letzte

Option, Deponierung oder Downcycling (z. B. als Füllmaterial im Straßenbau) gilt es möglichst zu vermeiden. Die Handlungsempfehlungen bieten eine übersichtliche Matrix, welche Kreislaufstufen für welche Glasarten geeignet sind.

Der Weg zur nachhaltigen Glasnutzung beginnt mit einer sorgfältigen Bestandsaufnahme. Ziel ist es, alle vorhandenen Glasprodukte in einem Gebäude systematisch zu erfassen und zu dokumentieren. Die Handlungsempfehlungen empfehlen ein zweistufiges Vorgehen nach DIN SPEC 91484 [5] und stellt eine Vorlage für die Be­

standsaufnahme speziell für Glasprodukte bereit. Diese ist kostenlos auf den Webseiten der Verbände abrufbar.

Fallbeispiele: Szenarien und Ökobilanz

Anhand von sechs Szenarien (Bild 1) – von der direkten Wiederverwendung bis zur komplexeren Wiederaufbereitung – werden typische Fragestellungen illustriert. Eine begleitende Lebenszyklusanalyse zeigt das ökologische Potenzial: Die direkte Wiederverwendung von Mehrscheiben­Isolierglas kann die CO2­Emissionen um bis zu 93 % senken [6], während auch die Aufbereitung

und das Recycling signifikante Einsparungen ermöglichen (Bild 2).

Die Ergebnisse zeigen: Je weniger zusätzliche Verarbeitungsschritte nötig sind, desto größer ist das Einsparpotenzial. Ebenso sollte auf möglichst kurze Transportwege geachtet werden, um eine Weiterverwendung sowohl aus ökonomischer als auch ökologischer Sicht effektiv zu gestalten.

Umsetzung in der Baupraxis

Die Umsetzung nachhaltiger Glas­Kreisläufe steht noch am Anfang. Technische, rechtliche und wirtschaftliche Hürden –etwa bei der Produktkennzeichnung, der Haftung oder der Anpassung an aktuelle Normen – erfordern eine enge Abstimmung aller Projektbeteiligten. Die Handlungsempfehlungen geben hierzu Hinweise für die projektspezifische Umsetzung von der Planung über die Ausschreibung bis zur Ausführung:

• frühzeitige Abstimmung aller Projektbeteiligten (Bauherr, Planer, Fachfirmen)

• sorgfältige Bestandsaufnahme und Dokumentation

• Prüfung der technischen und rechtlichen Voraussetzungen

• Auswahl geeigneter Rückbau­ und Wiederverwendungsstrategien

• wirtschaftliche Bewertung (Kosten, CO2­Einsparung, Fördermöglichkeiten)

• Einbindung von Experten für rechtliche und technische Fragen.

Erste Pilotprojekte zeigen, dass die Umsetzung von R­Strategien in der Praxis möglich ist. So wurden beispielsweise im Zuge der Sanierung eines Zweifamilienhauses in Salzburg die Einzelscheiben der alten 2­fach Isoliergläser wiederaufbereitet und als mittlere Scheiben im 3­fach Isolierglas der neuen Fenster weiterverwendet (Bild 3). Doch es bedarf weiteren Projekten, um Erfahrungen zu sammeln, Lösungen zu entwickeln und die Branche in Sachen Kreislaufwirtschaft weiterzuentwickeln.

Rechtliche Einordnung und Vertragsgestaltung

Die rechtliche Einordnung der verschiedenen Anwendungsszenarien ist komplex und hängt von der jeweiligen Vertragsart und der konkreten Beschaffenheitsvereinbarung ab. Die Handlungsempfehlungen unterscheiden zwischen Werk ­

Bild 3 a) Altes 2-fach Isolierglas (1982) und b) neues 3-fach Isolierglas (2025) mit wiederaufbereiteter Mittelscheibe; Sanierung Zweifamilienhaus Salzburg-Umgebung

verträgen über den Einbau gebrauchter Produkte, Kaufverträgen mit Montageverpflichtung und Werkverträgen über die Herstellung neuer Produkte aus aufbereitetem Glas.

Wesentliche Punkte sind:

• Vereinbarung der Zweckbestimmung zur Wiederverwendung im Vertrag über den Ausbau

• klare Regelungen zur Haftung und Gewährleistung

• Dokumentation des Zustands der Produkte zum Zeitpunkt des Ausbaus

• Abstimmung mit den zuständigen Bauaufsichtsbehörden bei Abweichungen von technischen Baubestimmungen.

Ausblick

Die Handlungsempfehlungen verstehen sich als „lebendes Dokument“, das kontinuierlich weiterentwickelt wird und sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache verfügbar ist. Rückmeldungen, Erfahrungen und Anregungen aus der Praxis sind ausdrücklich erwünscht und fließen in die Aktualisierung ein. Ziel ist es, die nachhaltige Verwendung von Glasprodukten im Bestand zum neuen Standard zu machen –für mehr Ressourcenschutz, Klimaschutz und Innovation im Bauwesen.

Literatur

[1] Bundesverband Flachglas e.V. & Fachverband Konstruktiver Glasbau e.V. (2025) Merkblatt FKG/BF 05/2025 – Handlungsempfehlungen für eine

nachhaltige Verwendung von Glasprodukten aus dem Bestand [online]. https://www.glas­fkg.org/merkblaetter/ [Zugriff am 19. Dez. 2025]

[2] DIN (2024) Circular Thinking in Standards – Wie Normung eine Circular Economy unterstützen kann Version 3 (08/2024) [online]. https://www. din.de/resource/blob/1141716/68697f6cf90d91b28c585260d730d02e/circular­ thinking ­ in ­ standar ds ­ data.pdf [Zugriff am 19. Dez. 2025]

[3] ISO 59004:2024­05 (2024) Circular Economy – Vokabular, Prinzipien und Leitfaden für die Implementierung [online]. https://www.dinmedia.de/de/ norm/iso­590 04/380983795 [Zugriff am 19. Dez. 2025]

[4] Teich, M.; Scherer, C.; Schuster, M.; Brandenstein, M.; Elstner, M. (2024) Reuse and remanufacturing of insulated glass units. Glass Structures & Engineering 9 (3–4), S. 339–356. https:// doi.org/10.1007/s40940­024­ 0 0276­x

[5] DIN SPEC 91484:2023­09 (2023) Verfahren zur Erfassung von Bauprodukten als Grundlage für Bewertungen des Anschlussnutzungspotentials vor Abbruch- und Renovierungsarbeiten [online]. Berlin: Beuth. https:// www.beuth.de/de/technische ­ r egel/ din­spec­91484/371235753

[6] Reshamvala, M.; Rauh, K.; Kießlich, P.; Ayvaz, I.; Länge, J.; Elstner, M.; Pfanner, D.; Schuster, M. (2024) Case Study on the Re-use Potential of Insulated Glass Units. Challenging Glass Conference Proceedings 9. https://doi. org/10.47982/cgc.9.638

Weitere Informationen: www.glas­fkg.org www.bundesverband­flachglas.de

NACHRICHTEN

Isolierglas-Trennung

zur CO2-Reduktion im geschlossenen

Der Rohstoff Glas ist aufgrund seiner Materialeigenschaften in besonderem Maße für das Recycling im geschlossenen Wertstoffkreislauf geeignet. Auch nach mehrfachem Einschmelzen kann die Qualität des Endproduktes nahezu unbeeinflusst erhalten bleiben. Trotz dieser Möglichkeiten ist die Verwertungsquote von Bauglas und End­of­Life­Scheiben gering. Dabei gäbe es zahlreiche Anreize, das Recycling voranzutreiben. Der auf die Glasindustrie spezialisierte Maschinenbauer HEGLA aus Beverungen (NRW) bietet eine Anlagentechnik, die das zeitaufwendige Auftrennen von alten Bestands­Isoliergläsern in die unbeschädigten Bestandteile vereinfacht und beschleunigt. Durch die sortenreine Bereitstellung der Rohstoffe wird eine mögliche Grundlage für den nachhaltigen Umgang geschaffen.

Das Potenzial zur ressourcenschonenden Verwertung von Bau­ und Architekturglas im Closed­Loop­Recycling ist hoch. Bereits seit 1974 wird das ähnlich zu betrachtende Behälterglas in Deutschland flächendeckend gesammelt. Dessen Recycling ist eine Erfolgsgeschichte. Knapp 85 % verbleiben dabei im Kreislauf und stehen für eine weitere Nutzung zur Verfügung [1]. Anders ist die Situation beim Flachglas, das beim Rückbau von Gebäuden oder beim Austausch von End­of­Life­Isoliergläsern anfällt. Konkrete Studien liegen bislang nicht vor [2]. Hinweise sind jedoch beispielsweise beim Verband „Glass for Europe“ zu finden. Dieser stellt fest, dass Bauglas nur in den seltensten Fällen recycelt und stattdessen deponiert werde [3].

Positive Effekte des Flachglasrecyclings

Aus verschiedenen Gründen wäre die Steigerung der Recycling­ und Verwertungsquote erstrebenswert. Der weitreichendste ist der fortschreitende Klimawandel, der eine tiefgreifende Dekarbonisierung erforderlich macht. Mit dem European Green Deal wurde dieses Ziel gesetzlich festgeschrieben: Bis 2050 soll Europa klimaneutral werden, weshalb eine deutliche Reduktion des CO2­Ausstoßes angestrebt wird. Vor großen Aufgaben zur CO2­Reduzierung steht damit auch die Glasindustrie, die mit ihren Floatwannen zu den energieintensivsten Industrien gehört [4]. Neben dieser rechtlichen Vorgabe entsteht ein zusätzlicher finanzieller Druck. Einerseits sind die Energiekosten bereits eine mo­

Wertstoffkreislauf

netäre Belastung, bei der jede Einsparung fossiler Energie unmittelbar die Kosten reduziert. Andererseits entfaltet der 2005 eingeführte Europäische Emissionshandel gezielt Wirkung, indem er den CO2­Ausstoß durch die Ausgabe von Zertifikaten begrenzt. Erzeugt ein Unternehmen über diese Zuweisung hinaus Emissionen, müssen zusätzliche Berechtigungen erworben werden. Für die Glasindustrie geht die Deutsche Emissionshandelsstelle (DEHSt) davon aus, dass in der Zukunft ein Zukaufbedarf von 1,1 Mio. Zertifikaten erforderlich ist [5]. Angesichts eines geschätzten Preises von 55 € bis 65 € pro Zertifikat steigt der Druck nochmals deutlich [4].

Recycling spart CO2

Die technischen Entwicklungen an den Floatwannen sind weit fortgeschritten. Zusätzliche Optimierungen und Anpassungen lassen keine weiteren signifikanten Energieeinsparungen im Verhältnis zum Aufwand erwarten. Die verstärkte Verwendung von Altglas wird damit zu einer vergleichsweise einfach umzusetzenden Alternative. Bei jedem mit Altglas hergestellten Kilogramm Flachglas reduziert eine zehnprozentige Erhöhung des Scherbenanteils den Energieverbrauch um durchschnittlich 3 %. Die CO2­Emissionen verringern sich um 3,6 % [6, 7]. Die Wirkung ist dreifach: Die Zahl der benötigten Zertifikate wird reduziert und

die Energiekosten sinken. Weiterhin ist die Beigabe von Altglas prozessbeschleunigend, da die chemischen Abläufe für das Einschmelzen des Rohstoffs entfallen [4].

Großes Potenzial an verfügbaren Scheiben

Wie hoch das mengenmäßige Potenzial des Recyclings von End­of­Life­Scheiben in Deutschland ist, zeigt eine 2024 veröffentlichte gemeinsame Studie des Bundesverbands Flachglas und des Verbands Fenster und Fassade. Rund 209 Mio. Fenstereinheiten sind demnach veraltet. Die darin enthaltenen Scheiben entsprechen nicht den energetischen Standards [8]. Das Marktforschungsunternehmen Conversio schätzte für 2023 die jährlich verfügbare Menge an Glas aus Altfenstern auf 251 kt, die dem Recycling und Re­Use zur Verfügung stehen könnte [9]. Ebenso bemerkenswert ist der Anteil von Metall (40 kt), Holz (76 kt), PVC (44 kt) und Aluminium (35 kt). Sortenrein, sauber und mit nur wenigen Rückständen getrennt, besteht ein Wertschöpfungspotenzial, das bislang nur in geringem Umfang genutzt wird.

Recycling statt gemischter Entsorgung

Einer der Gründe für diese niedrige Recyclingquote liegt in der Praxis, Iso­Einheiten und Fenster gemeinsam in gemischten Containern zu sammeln und zu entsorgen. Dies steht den hohen Qualitätsanforderungen an das zu recycelnde Glas für Fenster und Fassaden gegenüber. Beispielsweise können Trockenmittel aus aufbrechenden Abstandshaltern (Spacern), Steine oder andere Materialien zu schwerwiegenden Verunreinigungen der Floatwanne führen [2]. Eine Weiterverwendung für Verglasungen wäre nicht mehr möglich und das Glasgebinde insgesamt unbrauchbar. Ein Ankauf ist aus diesen Gründen vielfach unattraktiv.

Die sortenreine Trennung des Isolierglases in seine hochwertigen Bestandteile ist schließlich ein möglicher Lösungsweg, um die Rohstoffe nachhaltig im Closed­Loop zu erhalten. Mit IG2Pieces hat der Maschinenbauer HEGLA eine Anlage entwickelt, die den Separationsprozess automatisiert realisieren kann. Durch die intakte Trennung ergeben sich Handlungsspielräume für eine nachhaltige Wiederverwendung der Materialien.

Automatisiertes Segmentieren der Iso-Einheiten

Das Auftrennen von Isoliergläsern ist ein anerkannter, jedoch in der Praxis seltener Vorgang. Dieser Prozess wurde in der Vergangenheit manuell und zeitaufwendig

durchgeführt und ist vom Geschick der Mitarbeiter abhängig. Bei der maschinellen Variante liegt der Fokus auf Automatisierung und einem qualitativ hochwertigeren Ergebnis. Die Anlage erfasst zunächst die Abmessungen, die Tiefe des Aufbaus und vorhandene Beschichtungen. Die Daten werden für die Bearbeitung und eine spätere Weiterverarbeitung bereitgestellt. Anhand dieser Informationen trennt die Anlage das Isolierglas automatisiert. Ein Spezialmesser dringt in den Zwischenraum zwischen Spacer und Glas ein und trennt die Bestandteile unbeschädigt. Der Automatisierungsgrad der Anlage erhöht die Wirtschaftlichkeit des Trennprozesses, der manuell durchgeführt sehr zeitaufwendig wäre. Weiterhin entsteht ein in qualitativer Hinsicht konstantes Separationsergebnis, bei dem die Bestandteile

sauber getrennt und weitgehend frei von Versiegelungsmasse sind.

Closed-Loop als wirtschaftliches Ziel

Die sortenreine Entsorgung der Materialien sowie der beschichteten und unbeschichteten Scheiben kann kurzfristig den größten wirtschaftlichen Erfolg erzielen. Dabei werden die Gläser als Scherben dem hochwertigen Materialkreislauf wieder zugefügt. Der Ankaufspreis für sortierte Scheiben liegt über dem von Mischcontainern und trägt zum Return on Invest der Trenntechnik bei. Im Falle eines Ankaufs durch eine Floatwanne sinken deren CO 2 ­ Emissionen sowie der Bedarf an Zertifikaten. Ebenso reduzieren sich die direkten Energiekosten.

Bild 5 Klimavorteile durch sortenreines Recycling von Isoliergläsern mit Reduktion des CO2-Ausstoßes um 3,6 % je 10 % Altglasanteil in der Floatwanne sowie Einsparpotenzial bei CO2-Zertifikaten laut Einschätzung der Deutschen Emissionshandelsstelle

Wiederverwenden statt Entsorgen

Alternativ zur Entsorgung und zum Einschmelzen gibt es perspektivische Möglichkeiten, die sich in Modellprojekten abzeichnen. So können die getrennten Scheiben im Rahmen eines Re­Use zu neuen Iso­Einheiten, u. a. für den sozialen Wohnungsbau, verarbeitet werden. Weitere Einsatzgebiete ergeben sich bei denkmalgeschützten oder künstlerisch gestalteten Fassaden, bei denen die bestehende Optik erhalten werden soll.

Ein weiteres Potenzial besteht für die Reparatur und den Erhalt frisch produzierter

NACHRICHTEN

Iso­Einheiten. Durch das Separieren kann eine defekte oder zerkratzte Scheibe noch in der Produktion ausgetauscht werden. Wirtschaftlich von Interesse ist dies beispielsweise bei speziell beschichteten, teuren, seltenen oder großformatigen Gläsern.

International unterschiedliche Gesetze

Unabhängig von den bereits heute bestehenden Optionen und wirtschaftlichen Anreizen entwickeln sich die gesetzlichen Regelungen weiter. In den Niederlanden wird ein finanzieller Anreiz für das Recycling gesetzt, um die Verwertungsquote

(Quelle: Carsten Koch)

zu erhöhen. In verschiedenen Ländern gewinnt der ökologische Fußabdruck bei Ausschreibungen eine zunehmende Bedeutung. Ein Nachweis einer hochwertigen Entsorgung mit entsprechend positiver Auswirkung auf das Klima kann dabei von Vorteil sein.

Weitere Informationen sind unter www.hegla.com verfügbar.

Literatur

[1] Umweltbundesministerium (2024) Altglas

[2] ift Rosenheim (20 19) Forschungsbericht Flachglasrecycling.

[3] Glass for Europe, (2013) Recycling of end-of-life building glass

[4] DENA (2023) Systematische Energieeffizienz steigern und CO2-Emissionen senken in der Glasindustrie.

[5] DEHSt (2022) Treibhausgasemissionen 2021 Emissionshandelspflichtige stationäre Anlagen und Luftverkehr in Deutschland (VET-Bericht 2021).

[6] BV Glas (20 17) Glas – Ein Werkstoff mit vielen Talenten.

[7] FEVE (2024) One destination, multiple pathways: How the European container glass industry is decarbonising glassmaking.

[8] VFF (2024) Mehr Energie sparen mit neuen Fenstern

[9] Conversio (2023) Abfallmengenszenario und Value Chain für Fenstersysteme in Deutschland.

Dr. Heinrich Ostendarp

Stefan Asche

Carsten Frank Koch

BIPV im Aufwind: Status quo zwischen Brandschutz, Digitalisierung und Designfreiheit

Building Integrated Photovoltaics (BIPV) hat sich in den letzten Jahren von einer Nischenlösung zu einem ernst zu nehmenden Baustein moderner Fassaden entwickelt. Steigende Anforderungen an Energieeffizienz, CO2­Reduktion und Nachhaltigkeit führen dazu, dass Gebäudehüllen heute nicht nur schützen und gestalten, sondern auch aktiv Energie erzeugen sollen. Gleichzeitig stehen Planer und Fassadenbauer vor neuen Fragen: Wie lässt sich PV sicher in Fassaden integrieren? Und wie kann die zunehmende Komplexität digital beherrscht werden? Welche Freiheitsgrade gibt es in der Gestaltung?

Brandschutz als zentrales Planungsthema

Der Brandschutz gilt nach wie vor als eines der sensibelsten Themen der BIPV.

Die Integration stromführender Bauteile in vertikale Fassadenebenen stellt höhere Anforderungen als die klassische Dach­PV Insbesondere die Kombination aus Glas, Unterkonstruktion, Hinterlüftung und Kabelführung muss sowohl technisch als auch normativ sauber gelöst werden.

Die Marktentwicklung zeigt klar: Systeme, die nachweislich brandsicher aufgebaut sind, setzen sich durch. Dazu gehören Glas ­ Glas ­ Module mit zertifizierten Baustoffklassen, nicht brennbare Fassadendämmungen sowie geprüfte Befestigungssysteme, die den Brandüberschlag verhindern. Wichtig ist vor allem die systemische Betrachtung – nicht das einzelne Modul entscheidet, sondern die geprüfte Kombination aus PV­ Element,

Befestigung und Brandriegel im Hinterlüftungsraum.

Digitalisierung und BIM: der Schlüssel zur beherrschbaren Komplexität

Parallel zur technischen Weiterentwicklung wächst der Druck, Planungsprozesse effizienter und verlässlicher zu gestalten. BIPV­Projekte sind naturgemäß interdisziplinär – Architektur, Fassaden­Glasbau, Elektrotechnik, Statik und Brandschutz greifen tief ineinander. Ohne digitale Methoden steigt das Risiko von Schnittstellenfehlern erheblich.

BIM (Building Information Modelling) entwickelt sich deshalb zum zentralen Werkzeug in der BIPV­Planung. Moderne BIPV­Module lassen sich heute als

parametrische Bauteile mit elektrischen und physikalischen Eigenschaften im Modell hinterlegen: Modulabmessungen, Anschlussdosenpositionen, Kabelführung, Lastannahmen und brandschutzrelevante Abstände können frühzeitig simuliert und koordiniert werden. Auch energiewirtschaftliche Aspekte – etwa Erträge je Fassadenorientierung – fließen zunehmend automatisiert in die Planung ein.

Besonders wertvoll ist die Möglichkeit, BIPV­Fassaden über den gesamten Lebenszyklus zu begleiten: von der Koordination in der Entwurfsphase über Montage­ und Wartungsinformationen bis hin zu digitalen Zwillingen für Monitoring und Betrieb.

Bei der Sanierung einer U­Bahn­Station in Wien Floridsdorf wurde dies sehr deutlich.

Aufgrund der Sanierung der bestehenden Fassade und der vorgegebenen Konstruktion waren die Toleranzen sehr gering. Im vorangegangenen Planungsprozess wurde dieser Komplexität – etwa bei der Positionierung der Anschlussdosen – anhand digitaler Tools Rechnung getragen.

Ästhetische Vielfalt: farbige BIPV als architektonischer Trend

Ein weiterer zentraler Trend in der BIPV­Entwicklung ist die gestalterische Vielfalt, insbesondere die Möglichkeit farbiger oder texturierter PV­Elemente Während Photovoltaik früher überwiegend als technische, dunkelblaue bis schwarze Fläche wahrgenommen wurde, rückt heute die ästhetische Integration in den Vordergrund. Moderne Produktionsverfahren

ermöglichen es, PV­Module als vollwertige Fassadenbauteile zu gestalten – in unterschiedlichen Farben, Mustern und Reflexionsgraden.

Besonders gefragt sind neben keramischen Druckverfahren strukturierte Glasoberflächen und interferenzbasierte Beschichtungen. Speziell die Interferenztechnologie ermöglicht eine hohe Farbtreue, ohne die Energieausbeute vollständig auszubremsen. Zwar führen farbige Schichten meist zu einer geringeren Effizienz als klassische Module, doch für viele Bauherren und Architekten überwiegt der Mehrwert der architektonischen Freiheit. Entscheidend ist die Möglichkeit, PV­Flächen nicht länger als Fremdkörper, sondern als bewusst gestaltetes Element der Gebäudehülle zu nutzen. Ein eindrucksvolles Beispiel ist das Wohnbauprojekt im schweizerischen Allschwil, bei dem auf 2500 m² eine Leistung von über 320 kWp installiert wurde. Mit der Fassaden­PV und der Dachanlage wird mehr als der gesamte Energiebedarf für Wärme und Allgemeinstrom abgedeckt.

Fazit: BIPV wird erwachsen

Der aktuelle Status quo zeigt: BIPV ist längst mehr als ein architektonisches Statement. Sie ist eine technisch ausgereifte Option zur Energiegewinnung in der Gebäudehülle – vorausgesetzt, Brandschutz, digitale Planung und Designoptionen werden konsequent integriert. Mit klareren Normen, verbesserten Systemlösungen und BIM­basierten Planungsprozessen wird die BIPV ihren Platz in der Fassadenbranche weiter stärken – als ästhetisch anspruchsvolle und zugleich funktionale Antwort auf die energetischen Herausforderungen unserer Zeit.

BF-Nachhaltigkeitsaward 2026: Nachhaltigkeit verdient eine Bühne!

Der Wandel hin zu mehr Nachhaltigkeit ist zu einer der zentralen Zukunftsaufgaben der Bau­ und Glasbranche geworden. Unternehmen sind zunehmend gefordert, ressourcenschonend, klimasensibel und verantwortungsvoll zu agieren. Um dieses Engagement sichtbar zu machen, verleiht der Bundesverband Flachglas (BF) im Jahr 2026 zum zweiten Mal den Nachhaltigkeits­Award. Prämiert werden praxisnahe, innovative Projekte, die zeigen: Nachhaltigkeit ist kein Trend, sondern gelebte Realität.

Gesucht werden Lösungen, die wirklich etwas bewegen – sei es durch CO2­Reduktion, energieeffiziente Produktion, zirkuläre Wertschöpfung oder andere Beiträge für eine klimafreundliche Glas­ und Fassadenbranche.

Jochen Grönegräs, Hauptgeschäftsführer des BF, betont: „Der Award ist unsere Einladung an alle Unternehmen: Macht euer Engagement sichtbar und inspiriert andere. Unserer Überzeugung nach braucht es gelebte Beispiele, um Nachhaltigkeit wirksam zu fördern – Appelle allein genügen nicht.“

Mitmachen leicht gemacht

Die Teilnahme ist 2026 so einfach wie nie: Mit dem neuen Online ­ Formular auf der

KONFERENZEN

Website des BF können Bewerbungen schnell und direkt eingereicht werden. Bewerbungsschluss ist der 28. Februar 2026. Die Preisverleihung findet im Rahmen des Glaskongresses 2026 am 22. und 23. April im Kloster Haydau statt.

Teilnahmeberechtigt sind Mitglieds­ und Förderunternehmen des BF sowie Unternehmen, die im Zuge ihrer Bewerbung Mitglied werden möchten. Die Einreichung ist in vier Kategorien möglich:

• Unternehmen (Gebäude, Grundstücke, Ressourcen usw.),

• Produkte (Herstellung, Verpackung, Recycling usw.),

• Produktion (Methoden zur Emissionsreduktion),

• Low­Budget (Sonderkategorie für große Ideen mit kleinem Einsatz).

Unabhängige Jury mit breiter Fachkompetenz

Die Auswahl der Preisträgerinnen und Preisträger erfolgt durch eine unabhängige Jury mit Expertinnen und Experten aus Forschung, Industrie, Architektur und Verbandsarbeit:

• Prof. Dr.­Ing. Pietro Di Biase, TH Köln – Lehr­ und Forschungsgebiet Bauphysik und Nachhaltigkeit,

• Petra Boehm, HVG e. V. – Glastechnologie, Hüttentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie,

• Prof. Dr.­Ing. Michael Engelmann, TU Dresden – Nachhaltige Baukonstruktion, Leiter Institut für Baukonstruktion,

• Stefan Goeddertz, Herzog & de Meuron – Architekt,

• Steffen Schäfer, Bundesverband Flachglas – Normung und Technik.

Rückblick auf 2025: sichtbare Erfolge

Die Premiere im Jahr 2025 war ein voller Erfolg – mit starker Beteiligung und Projekten, die Maßstäbe setzten. Die Gewinnerinnen und Gewinner zeigten, was möglich ist, wenn Nachhaltigkeit konsequent gelebt wird.

• Glasvertrieb G&J GmbH (Kategorie Unternehmen): für die konsequente Transformation hin zu einer nahezu klimaneutralen Produktionsweise und die Integration nachhaltiger Strategien auf Unternehmensebene,

• ReViSalt GmbH (Kategorie Produktion): für das Projekt „Glas 2.0“ – ein innovatives Verfahren zur schnellen chemischen Verfestigung von Flachglas mit deutlichem Energieeinsparpotenzial,

• Robert Bürkle GmbH (Kategorie Produktion): für ein energiesparendes und ressourcenschonendes Verfahren in der Glaslaminierung, das eine neue Benchmark in der Produktion setzt,

• AGC Glass Europe S.A. (Kategorie Produkte): für die Entwicklung von „Low­Carbon Glass“ – einem Glasprodukt mit signifikant reduzierter CO2­Bilanz, das bereits erfolgreich am Markt eingesetzt wird.

Diese Projekte fanden nicht nur Anerkennung durch die Jury, sondern sorgten auch für Sichtbarkeit in Fachpresse und Branchenöffentlichkeit.

Weitere Informationen unter www.bundesverband­flachglas.de/nachhaltigkeits­award.

Fassadenplanung im Lebenszyklus – Architekturtag 2025 beleuchtet

Neubau,

Umbau und Rückbau

Wie gelingt der Wandel vom Bestandsbau zum Quartier? Was bringt energetisch mehr – Fassadensanierung oder Heizungstausch? Und wie gelingt der sortenreine Rückbau komplexer Gebäudehüllen?

Diese Fragen standen im Zentrum des Architekturtags „Fassadenplanung im Lebenszyklus“, der am 6. November 2025 als reine Online­Veranstaltung stattfand. Konzipiert

wurde der Thementag von den fünf Institutionen A|U|F, Bundesverband Flachglas (BF), ift Rosenheim, Rewindo und dem Verband Fenster + Fassade (VFF) gemeinsam mit der Architekturzeitschrift DETAIL.

Der Architekturtag findet jährlich statt und widmet sich wechselnden Schwerpunktthemen rund um die Gebäudehülle – stets mit dem

Anspruch, Planung, Technik und Nachhaltigkeit ganzheitlich zu beleuchten. In diesem Jahr lag der Fokus auf dem gesamten Lebenszyklus der Fassade: von Planung und Konstruktion über Sanierung bis hin zu Rückbau und Recycling.

Architektinnen und Architekten sowie Fachleute aus Technik, Forschung und Rückbau stellten wegweisende Projekte vor und

Energetisch optimierte Fenster rechnen sich auch finanziell

diskutierten zentrale Fragestellungen rund um die Themen Nachhaltigkeit, Ressourceneffizienz und Zukunftsfähigkeit der Gebäudehülle. Über 400 Personen nahmen teil und konnten Fortbildungspunkte erwerben.

„Wir wissen alle, wie anspruchsvoll es ist, die Zielgruppe Architektinnen und Architekten zu erreichen. Gemeinsam mit unserem Partner DETAIL haben wir ein Format etabliert, mit dem uns das gelingt –und in dem wir aktuelle Themen rund um Fenster, Fassade und Glas praxisnah vermitteln“, so die fünf Institutionen.

Transformationsprojekte mit architektonischem Anspruch

Den Auftakt bildete Johannes Kister (KSG Architekten), der mit dem Projekt „The Q“ in Nürnberg eindrucksvoll zeigte, wie aus dem ehemaligen Quelle­Verwaltungsgebäude ein lebendiges, gemischt genutztes Stadtquartier entsteht – mit über 1000 Wohnungen, Arbeitsplätzen und öffentlichen Einrichtungen. Die markanten, denkmalgeschützten Fassaden mit Fensterbändern

VERANSTALTUNGSKALENDER

Kongresse

Termine

Norbert Sack (ift Rosenheim) stellte die Ergebnisse einer aktuellen Studie zu grauer Energie und Treibhausgasbilanzen vor. Sein Fazit: Ein Fenstertausch amortisiert sich energetisch in der Regel nach weniger als zehn Jahren – auch bei aufwendiger Dreifachverglasung.

(Quelle: ift Rosenheim)

wurden behutsam erneuert, neue Innenhöfe sorgen für Licht und Aufenthaltsqualität.

Auch das zweite Projekt von Vera Hartmann (sauerbruch hutton, Berlin) zeigte den Facettenreichtum des Bauens im Bestand: Der Umbau eines ehemaligen Telekom­Hochhauses in Konstanz stellte höchste Anforderungen an Tragwerksplanung, Erdbebensicherheit und Komfortansprüche. Die neue Fassade mit keramischen Farbakzenten und innovativer Balkonlösung prägt das Stadtbild heute deutlich sichtbar mit.

Fachbeiträge zu Sanierung, Energie und Rückbau

Dr.­Ing. Stephan Schlitzberger (IB Prof. Dr. Hauser) legte dar, warum die energetische Sanierung der Gebäudehülle – insbesondere der Fenster – häufig der effektivere erste Schritt ist, bevor an Heizungstausch gedacht wird. Studien zeigen zudem, dass großflächige Glasfassaden auch im Klimawandel Bestand haben können – mit außenliegendem Sonnenschutz und intelligenter Lüftung.

– Symposien – Seminare – Messen

Ort und Termin Veranstaltung

Online 09.–10.03.2026

Zum Abschluss gab Wolfgang Schreiber (Deutscher Abbruchverband) Einblicke in die Herausforderungen beim selektiven Rückbau. Er appellierte an Planende und Hersteller, recyclingfreundliche Konstruktionen und sortenreine Trennbarkeit stärker mitzudenken. Initiativen wie Rewindo und A|U|F seien hier wichtige Vorreiter in Sachen Urban Mining.

Bauen im Bestand als Zukunftsthema

Der Architekturtag machte deutlich, dass zirkuläres Planen und Bauen längst keine Randthemen mehr sind – sondern eine zentrale Aufgabe für Architektur, Industrie und Gesellschaft. Formate wie dieser Thementag leisten einen wichtigen Beitrag, um Erfahrungen zu bündeln, Projekte sichtbar zu machen und die Transformation des Bauens gemeinsam zu gestalten.

Den ausführlichen fachlichen Bericht finden Sie unter www.detail.de/de_de/fassadenplanung­im­lebenszyklus­das­kalkulierbare­abenteuer

Weitere Informationen:

A|U|F: www.a­u­f.com Bundesverband Flachglas e. V.: www.bundesverbandflachglas.de ift Rosenheim: www.ift­rosenheim.de Rewindo: www.rewindo.de Verband Fenster  + Fassade: www.window.de

Auskünfte und Anmeldung

Crashkurs Fassadenplanung https://www.vdi­wissensforum.de/weiterbildung­bau/ crashkurs­fassadenplanung/ Dresden 19.–20.03.2026

Kloster Haydau 22.–23.04.2026

Glasbau https://tu­dresden.de/bu/bauingenieurwesen/bauko/ veranstaltungen/glasbauDresden

GLASKONGRESS 2026 https://www.glaskongress.de/ Würzburg 02.–03.06.2026

Delft, The Netherlands 16.–17.06.2026

99. Glass­Technology Conference https://www.hvg­dgg.de/99gtc

Challenging Glass Conference 10 https://challengingglass.com/

Düsseldorf 20.–23.10.2026 glasstec https://www.glasstec.de/

Impressum

Die Zeitschrift „Stahlbau“ veröffentlicht Beiträge über Stahlbau-, Verbundbau- und Leichtmetallkonstruktionen im gesamten Bauwesen. Die Beiträge beschäftigen sich mit der Planung und Ausführung von Bauten, Berechnungs- und Bemessungsverfahren, der Verbindungstechnik, dem Versuchswesen sowie Forschungsvorhaben und -ergebnissen.

Die in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schrift liche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Foto kopie, Mikrofilm oder andere Verfahren –reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsanlagen, verwendbare Sprache übertragen werden. Auch die Rechte der Wiedergabe durch Vortrag, Funk oder Fernsehsendung, im Magnetton verfahren oder auf ähnlichem Wege bleiben vorbehalten. Waren bezeichnungen, Handelsnamen oder Gebrauchsnamen, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden, sind nicht als frei im Sinne der Markenschutz- und Warenzeichen-Gesetze zu betrachten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungen gekennzeichnet sind.

Hinweise zur Einreichung von Manuskripten: www.ernst-und-sohn.de/hinweise-für-zeitschriftenautorinnen-und-zeitschriftenautoren

Aktuelle Bezugspreise

Die Zeitschrift „Stahlbau“ erscheint mit 12 Ausgaben pro Jahr. Neben „Stahlbau print“ steht „Stahlbau online“ im PDF-Format über den Online-Dienst Wiley Online Library im Abonnement zur Verfügung. Jahresabonnement (print) Jahresabonnement (print + online) 748 € 935 €

Studentenpreise, Staffelpreise und Preise in anderen Währungen auf Anfrage.

Die Preise sind gültig vom 1. September 2025 bis 31. August 2026. Bei Änderung der Anschrift eines Abonnenten sendet die Post die Lieferung nach und informiert den Verlag über die neue Anschrift. Wir weisen auf das dagegen bestehende Widerspruchsrecht hin. Wenn der Bezieher nicht innerhalb von 2 Monaten widersprochen hat, wird Einverständnis mit dieser Vorgehensweise vorausgesetzt.

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Fachbeirat Glasbau & Fassade

Prof. Dr.-Ing. Michael Engelmann (Sprecher) TU Dresden

Dr.-Ing. Silke Tasche (Stellv. Sprecherin) TU Dresden

Prof. Dr.-Ing. Mascha Baitinger Hochschule RheinMain; Contura Ingenieure

Prof. Dr.-Ing. Lucio Blandini Universität Stuttgart

Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann RWTH Aachen

Prof. Dr.-Ing. Michael Kraus TU Darmstadt

Dr.-Ing. Matthias Seel TU Darmstadt

Dr.-Ing. Barbara Siebert Dr. Siebert und Partner Beratende Ingenieure

Prof. Dr.-Ing. Martien Teich Hochschule München

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Thorsten Weimar Universität Siegen

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Nachhaltigkeit Wiederverwendung von Bauglasprodukten, Lebenszyklusanalysen, Handlungsempfehlungen

Verbundglas Untersuchungen zur Resttragfähigkeit und Entwicklung von Vorhersagemodellen, Praxis-Workshops

Explosionsschutz Datenbank zu Stoßrohrversuchen, Untersuchung der Kurzzeitfestigkeit von Glas

Kantenfestigkeit Einfluss von Bearbeitungsprozessen auf die Kantenfestigkeit, thermische Beanspruchbarkeit, Merkblätter

Gebogenes Glas Festigkeit gebogener Gläser, geometrische Steifigkeit und Gestaltung

Fassadentechnik Anisotropien, Normungsarbeit, Merkblätter

Klebetechnik Untersuchungen von Glas-Metall-Klebungen und höherfesten Klebstoffen

Das ist der FKG

Der FKG ist zentrale Anlaufstelle und Informationspool im konstruktiven Glasbau.

Der FKG steht für technischen und interdisziplinären Erfahrungsaustausch.

Der FKG gestaltet aktiv bauaufsichtliche Richtlinien, Handlungsempfehlungen und Normen mit.

Der FKG bündelt die Kompetenz der Bereiche Glasherstellung/ -veredelung, Zulieferindustrie, Stahl- und Metallbau, Architektur, Ingenieurleistungen, Hochschulen und Wissenschaft

FKG Vorteile

■ Nachwuchsförderung mit Vergabe eines Forschungsbudgets

■ Veranstaltung von Studenten-Wettbewerben

■ 2 Mitgliederversammlungen pro Jahr mit Vorträgen der AKs

■ Fachexkursionen

■ Aktive Arbeitskreise

Nabil A. Fouad (Hrsg.)

Bauphysik-Kalender 2024

Schwerpunkte: Klimagerechtes Bauen; Brandschutz

- Bewertungstools zum klimagerechten Bauen

- Aktuelles zum sommerlichen Wärmeschutz

- Brandschutz im Holzbau bis zur Hochhausgrenze

Der Bauphysik-Kalender 2024 gibt Praxishinweise für die klimagerechte Planung von Gebäuden aber auch von urbanen Räumen. Es gilt bauphysikalische Prozesse zu verstehen und Potenziale von Konstruktionen gezielt auszuschöpfen. Weiterer Schwerpunkt ist der Brandschutz im Holzbau.

(0)30 470 31–236 marketing@ernst-und-sohn.de www.ernst-und-sohn.de/30002

2024 · 606 Seiten · 404 Abbildungen · 157 Tabellen

Hardcover

ISBN 978-3-433-30002-2

Fortsetzungspreis

eBundle (Print + ePDF)

ISBN 978-3-433-30003-9

Fortsetzungspreis eBundle