Laborbewitterung von Sonder-Verbundgläsern für die Dachsanierung eines Industriedenkmals

© Fraunhofer IBP

Besonnungsfeld für beschleunigte Bewitterung des Glasdachs – links »Sommer«, rechts im Hintergrund »Winter«.

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Blick auf den Prüfling während der Beregnungsphase zur Erzeugung hoher Temperaturlastwechsel.

Der Regen prasselt vom Himmel, kurz darauf lichten sich die dunklen Wolken und die Sonne schaut hervor: Das britische Klima ist bekannt für seine »Launen«. Diese Unstetigkeit gilt es auch bei Bauwerken zu berücksichtigen, wie etwa bei der Sanierung einer historischen Werkhalle, in der die Gebrauchstauglichkeit der Dacheindeckung abzusichern war - einer knapp 4 000 m² großen vollverglasten Dachfläche. Das Erscheinungsbild sollte aus Gründen des Denkmalschutzes erhalten bleiben, jedoch galt es, den Wärmeschutz zeitgemäßen Standards anzupassen. Die Fachplaner gaben als Sonnenschutz eine Wärmeschutzverglasung vor, mit einem außen aufgesetzten Glas und einer Vlieseinlage. Um die Dauerhaftigkeit des Glasaufbaus zu gewährleisten, sollten mehrere originalgroße Verglasungen mit der Dachschräge von 55 Grad aufgestellt und – entsprechend der DIN EN 12543 – 2 000 Stunden lang einer zeitgerafften Bewitterung ausgesetzt werden. Das heißt: Strahlungsbelastung mit erhöhtem UV-Anteil, zyklische Beregnung sowie ein Wechsel zwischen Temperaturen von minus 10 bis plus 50 Grad Celsius.

Das Fraunhofer IBP konnte diese Prüfanforderungen des Auftraggebers punktgenau umsetzen – die Forscher haben viel Know-how bei der Errichtung von Sonnensimulationseinrichtungen. Üblicherweise sehen die Normen Besonnungsfelder mit 900 W/m2 Bestrahlungsstärke in der Größe von 1 Quadratmeter vor. Bei größeren Flächen, wie in diesem Fall von über 4 m², treten Überlappungseffekte auf, die Bestrahlungsstärke wäre nicht über das gesamte Glaselement gleich. Die Forscher am Fraunhofer IBP haben daher ein Berechnungsprogramm entwickelt, mit dem sich auch Flächen von mehreren Quadratmetern gleichmäßig bestrahlen lassen. Da der Kunde einen Temperaturzyklus von vier Stunden vorgegeben hatte, mussten die Klimakammern schnell umtemperiert werden. Das ist bei größeren Kammern kaum zu bewältigen. Die Lösung: Die Wissenschaftler teilten die Prüffläche in zwei Teile und versahen die Probekörper mit einer transparenten Abdeckung, so dass ein schmaler Luftkanal vor der Probe entstand. Über Kanäle, die sich über motorische Klappen in wenigen Sekunden quasi von »Sommer« auf »Winter« umschalten ließen, banden die Forscher beide Prüfflächen an die Luftversorgungseinheiten an.

Nach den Versuchen inspizierten die Wissenschaftler die Glaselemente nicht nur visuell, sondern trennten auch den Randverbund auf und überprüften gravimetrisch, ob Wasser aufgenommen wurde. Auf diese Weise konnten sie zweifelsfrei nachweisen, dass die Probekörper dicht sind.

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