Warme-Kante-System besser bei extremen Verformungen
Anspruchsvolle Glasarchitektur spielt heute oft mit organischen Formen und reizt die Grenzen des Machbaren immer weiter aus. Gleichzeitig wird eine dauerhaft hohe Energieeffizienz der Isolierglaselemente für die Bauherren immer wichtiger. Deshalb erforscht der Kleb- und Dichtstoffhersteller H.B. Fuller | KÖMMERLING die physikalischen Belastungsgrenzen seines Warme-Kante-Systems in wissenschaftlich fundierten Versuchen und geht dabei weit über bisherige Anwendungen hinaus – mit eindeutigen Ergebnissen.
Architektonische Freiheit und nachhaltiges Bauen müssen kein Widerspruch sein – selbst bei organisch geformten Gebäuden mit gebogenen Glaselementen. Um das unter Beweis zu stellen, forscht der Kleb- und Dichtstoffhersteller H.B. Fuller | KÖMMERLING intensiv und kontinuierlich an der Gasdichtigkeit und Langlebigkeit seines Warme-Kante-Systems. Dieses System besteht aus dem thermoplastischen Abstandhalter Ködispace 4SG in Verbindung mit einer Sekundärversiegelung aus Silikon, wobei Randverbund und Glas sich chemisch miteinander verbinden. So verschmelzen sie zu einer festen und zugleich elastischen Einheit. In der aktuellen Machbarkeitsstudie* „Twisted Tower“ zu kaltgebogenen Gläsern, die auf der glasstec 2022 vorgestellt wurde, zeigt der Hersteller, wie belastbar die Warme Kante mit dem schwarzen Abstandhalter auf Polyisobutylen-Basis ist und welche extremen Verformungen dadurch immer noch sicher realisierbar sind.
Testversuche mit einem Twisted Tower
Dr. Christian Scherer, Head of Business Development Glass bei H.B. Fuller | KÖMMERLING, erklärt: „Unser Ziel bei der Studie war, nichtlineare Materialmodelle zu entwickeln, die wir zu Finite-Elemente-Berechnungen heranziehen können.“ Eine Herausforderung, denn das Materialverhalten der gebogenen Glaselemente ist sehr komplex und unter anderem abhängig von der Verformung, der Temperatur und dem zeitlichen Verlauf der Belastung. Um bei den Versuchen in den Grenzbereich des Machbaren zu gelangen, konstruierten die Experten einen drei Meter hohen, um 18 Grad verdrehten Turm aus zwei Glaselementen. Eine fiktive Anwendung, die bisherige reale Projekte wie das Chadstone Shoppingcenter in Melbourne physikalisch bei weitem überschreitet. In der vorangegangenen Machbarkeitsstudie wurde ein konventioneller Abstandhalter aus Primärdichtstoff, Aluminiumprofil, Trockenmittel und Sekundärdichtstoff mit dem Warme-Kante-System des Herstellers an der am stärksten belasteten Ecke des Turms rechnerisch verglichen.
Deutliche Vorteile gegenüber konventionellen Abstandhaltern
Dabei stellten die Experten fest: Die Primärdichtung des konventionellen Systems wurde deutlich stärker verformt als der Randverbund mit Ködispace 4SG, und zwar um bis zu 200 Prozent logarithmischer Dehnung auf der Zugseite. Die Dehnungen im Randverbund Ködispace 4SG waren mit maximal 16 Prozent dagegen moderat. Denn im Gegensatz zu einem konventionellen Abstandhalter, bei dem die Verformung nahezu ausschließlich von der 0,3 mm dicken Primärversiegelung ausgeglichen werden muss, verteilt sich die Verformung bei Verwendung eines thermoplastischen Abstandhalters auf den vollen Scheibenzwischenraum von 16 mm. Bei solchen Konstruktionen bergen konventionelle Abstandhalter demnach die Gefahr von Gasundichtigkeiten und damit den Verlust der ursprünglichen Energieeffizienz. Ein weiterer Vorteil der elastischen Warmen Kante zeigte sich nach 48 Stunden bei Raumtemperatur: Das Biegemoment, also die erforderliche Kraft, um die Gläser sicher im Testobjekt zu halten, war mit dem thermoplastischen System rechnerisch um mehr als ein Viertel geringer.
Generell ermöglicht das Kaltbiegen individuell verformte Glaselemente zu geringeren Kosten als das Warmbiegen. In Kombination mit der Warmen Kante von H.B. Fuller | KÖMMERLING lassen sich jetzt erwiesenermaßen dauerhaft gasdichte und damit energieeffiziente Glaskonstruktionen realisieren – selbst mit extremen Verformungen. Hersteller von Glaselementen erreichen mit diesem System zudem höhere Biegewinkel mit geringeren Biegekräften und haben die Sicherheit, dass die kaltgebogenen Gläser der Belastung standhalten. Dr. Christian Scherer betont: „Mit thermoplastischen Abstandhaltern wird die Grenze durch das Glas und nicht mehr durch den Abstandhalter definiert.“ Ein Vorteil, der das System zur idealen Wahl für anspruchsvolle architektonische Anwendungen macht.
* Scherer T., Scherer C. und Wittwer W. (2021): “Twisted Tower – A Feasibility Study for Cold Bent Insulating Glass Units with an Elastic Edge Seal”, ce/papers, Wiley Online Library
Über H.B. Fuller | KÖMMERLING
Seit 2017 ist die Kömmerling Chemische Fabrik GmbH als H.B. Fuller | KÖMMERLING Teil des US-amerikanischen Klebstoffkonzerns H.B. Fuller. Der weltweit größte Anbieter von Kleb- und Dichtstoffen deckt mit den drei Geschäftsfeldern Engineering Adhesives, Construction Adhesives sowie Hygiene, Health and Consumable Adhesives vielseitige und anspruchsvolle Kleb- und Dichtstoffanwendungen ab, die in einer Reihe von Branchen wie Elektronik, Hygiene, Medizin, Transport, Bau und Erneuerbare Energien eingesetzt werden. Der internationale Konzern erzielt einen Umsatz von rund 3 Milliarden US-Dollar und betreut mit 6.500 Mitarbeitern Kunden in mehr als 125 Ländern. Der Standort Pirmasens wurde zum „Technology Center of Excellence“ für Isolierglasanwendungen und ist damit für Forschung und Entwicklung neuer Produkte und Anwendungsfelder sowie das Vorantreiben der vorhandenen Expertise verantwortlich.
Weitere Informationen:
Kömmerling Chemische Fabrik GmbH
Zweibrücker Str. 200
D-66954 Pirmasens
www.koe-chemie.de
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In der aktuellen Studie „Twisted Tower“, erstmals vorgestellt auf der glasstec 2022, beweist H.B. Fuller | KÖMMERLING die hohe Belastbarkeit seiner Warmen Kante in Versuchen mit einem in sich gedrehten Glasturm.
Bildnachweis: H.B. Fuller | KÖMMERLING
Bei der Warmen Kante von H.B. Fuller | KÖMMERLING verbindet sich der thermoplastische Abstandhalter Ködispace 4SG chemisch mit dem Glas und dem Sekundärdichtstoff Silikon.
Bildnachweis: H.B. Fuller | KÖMMERLING
Das Warme-Kante-System ist bei gebogenen Gläsern bereits mehrfach in internationalen Bauprojekten eingesetzt worden, wie hier in der Chadstone Shoppingmall in Melbourne, Australien. Bildnachweis: Alex Cimbal / Shutterstock.com
Auch Kuppeldächer wie hier auf dem NEWTON in München, einem Gebäude des TÜV Süd, wurden bereits mit der Warmen Kante von H.B. Fuller | KÖMMERLING realisiert.
Bildnachweis: H.B. Fuller | KÖMMERLING
In Kombination mit der Warmen Kante von H.B. Fuller | KÖMMERLING lassen sich jetzt erwiesenermaßen energieeffiziente Glaskonstruktionen realisieren – selbst mit extremen Verformungen, ähnlich einem solchen „Twisted Tower“.
Bildnachweis: Grispb / stock.adobe.com
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