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Alterungsverhalten von polymeren Zwischenschichtmaterialien im Bauwesen

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Arbeit untersucht verschiedene polymere Zwischenschichtmaterialien hinsichtlich ihrer Eignung für die Herstellung von Verbund- und Verbundsicherheitsgläsern, speziell im Vergleich zur Polyvinylbutyral-Folie. Dabei wird besonderes Augenmerk auf das Alterungsverhalten der Zwischenschichten gelegt, um deren Eignung auch für mehrere Jahrzehnte Standzeit, wie sie für Bauwerke zu erwarten ist, einschätzen zu können. Um das Alterungsverhalten der verschiedenen polymeren Zwischenschichtmaterialien beurteilen zu können, werden zunächst die Materialeigenschaften der verschiedenen Zwischenschichten im ungealterten Zustand an reinen Substanzprüfkörpern beziehungsweise ungealterten Verbundgläsern ermittelt. Als Alterungsszenarien werden eine Temperaturlagerung, eine Beanspruchung durch wechselnde klimatische Bedingungen, sowie eine Lagerung unter aggressiven Medien und eine Bestrahlungsprüfung zur Beurteilung der Langzeitstabilität durchgeführt. Die verschiedenen Alterungstests mit kleinformatigen Verbundglas-Prüfkörpern wirken sich dabei sowohl auf das optische Erscheinungsbild der Verbundgläser, als auch auf die Materialeigenschaften aus. Neben der Bildung von Blasen, Delaminationen oder Trübungen, führen diese Tests durch chemische Reaktionen oder physikalischen Umlagerungen zur Veränderung des Steifigkeits- und Abbauverhaltens der polymeren Zwischenschichtmaterialien. Auf Grundlage der Ergebnisse der durchgeführten Alterungstests erscheinen das untersuchte Ionomer (DuPont SentryGlas) und ein thermoplastisches Polyurethan (Huntsman Krystalflex PE399) am besten für einen dauerhaften Einsatz als Zwischenschichtmaterial für Verbund- und Verbundsicherheitsgläser geeignet. Durch eine Anpassung der Einbausituation oder eine Beschränkung der Einsatzgebiete und der damit einhergehenden klimatischen Beanspruchungen können auch die anderen Materialien vorteilhaft eingesetzt werden.

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Manfred Torge
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Die mittelalterlichen Glasmalereien der Johanniskirche in Thorn und der Kathedrale von Leslau sind Belastungen durch Industrieabgase und im Winterhalbjahr auch durch Emissionen aus Heizanlagen ausgesetzt. Im Rahmen des Projektes wurden Glasproben beider Bauwerke analysiert und ihre chemische Zusammensetzung bestimmt. Die Analysen tragen zur Bestandscharakterisierung bei. Restaurierungsmaterialien aus den 1950er Jahren und Beschichtungen auf den Gläsern aus Thorn, Leslau und auf Glasmalereien aus Kulm (Chelmno), die im Stadtmuseum Thorn aufbewahrt werden, wurden dokumentiert, Materialproben entnommen und analysiert.

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Walter Haase, Bürde Gültekin, Mohammed Metwally, Julian Rettig
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Für die Steuerung des Licht- und Energieeintrags in Gebäude stehen sowohl mechanische Sonnenschutzsysteme wie auch schaltbare Verglasungen auf Basis smarter Materialien mit Wechseleigenschaften zur Verfügung. Die meisten kommerziell verfügbaren schaltbaren Verglasungssysteme erfüllen jedoch die Anforderungen in Bezug auf die Schaltgeschwindigkeit, die Farbneutralität oder die Temperaturunempfindlichkeit nicht optimal. Aus der Bildschirmtechnik sind Anzeigesysteme bekannt, die zur Regelung des Lichtdurchganges und damit zur Anzeige von Bildern und Schriften, die TN-Technologie nutzen. Sie weisen ein extrem schnelles Umschaltverhalten von transparent zu verdunkelt bei einer vernachlässigbar geringen Farbverfälschung beim Lichtdurchgang auf. Nachteilig bei der TN-Technologie ist die im Vergleich mit anderen schaltbaren Systemen deutlich geringere maximale Transmission. Das Forschungsprojekt untersuchte deshalb, ob sich TN-Verglasungen als Alternative zu bisher bekannten schaltbaren Systemen eignen.

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Die heute auf dem Markt und in der Entwicklung befindlichen adaptiven Verglasungssysteme erlauben durch unterschiedliche Technologien die Änderung der Licht- und Energiedurchlässigkeit der Verglasung. Dadurch besitzen sie das Potential, zur Reduzierung des Gebäudeenergieverbrauchs und zur Steigerung des Innenraumkomforts beizutragen sowie zukünftig konventionelle Verschattungssysteme zu ersetzen. Um für den Planer eine Entscheidungshilfe im Entwurfsprozess bieten zu können, wurden im Rahmen des geförderten Forschungsvorhabens technische Möglichkeiten und Wirkweisen der einzelnen Systeme untersucht. Gegenstand des Forschungsvorhabens war die Durchführung von Untersuchungen zur Ermittlung der jeweils optimalen Anwendungssituationen und die Entwicklung geeigneter Regelungsstrategien für unterschiedliche adaptive Verglasungssysteme im Bauwesen.

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Thorsten Weimar, Sebastián Andrés López, Christoph Hahn
Entwicklung von Verbundtafeln aus innovativem Dünnglas und Polycarbonat. Abschlussbericht
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Ein Verbund von sprödem Dünnglas mit duktilem Polycarbonat führt zu neuartigen Verbundtafeln und bietet eine Alternative zu konventionellem Verbundsicherheitsglas. In einem ersten Schritt sind die Anforderungen und Anwendungsmöglichkeiten an eine Dünnglas-Polycarbonat-Verbundtafel beschrieben. Anschließend folgt auf technischer und wirtschaftlicher Grundlage eine Materialauswahl für die Einzelkomponenten. In einem zweiten Schritt werden physikalische, optische und mechanische Eigenschaften der Verbundtafel bestimmt. Daraus ergeben sich Aussagen zum Querschnittsaufbau für unterschiedliche Beanspruchungen. Die Ergebnisse zur Entwicklung von Verbundtafeln aus innovativem Dünnglas und Polycarbonat ermöglichen die Herstellung eines neuartigen Verbundwerkstoffes mit einem breiten Anwendungskatalog. Als Sicherheitssonderverglasungen sind die Laminate um bis zu 40 Prozent leichter und um bis zu 70 Prozent schlanker als konventionelle Glasverbunde.

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Werner Sobek, Walter Haase, Christian Kelleter, Jens Schneider, Michael Drass
Untersuchungen zum Tragverhalten von kleinteiligen Elastomerlagern im Glasbau. Abschlussbericht
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Die Steifigkeit der Kunststoffzwischenschicht von geklemmten Glasscheiben ist maßgeblich für die Spannungen und Verformungen der Glasscheibe verantwortlich. In der DIN 18008-3 werden für die Zwischenschichten bei Klemmhalterungen nur grobe Richtwerte für die Berechnung der Spannungen in der Glasscheibe angegeben. Eine genaue Kenntnis der Steifigkeit der Kunststoffzwischenschichten würde jedoch eine genauere, wirtschaftlichere und ressourcenschonendere Bemessung der Glasscheiben erlauben. Ziel des Forschungsvorhabens war die Ermittlung realitätsnaher Steifigkeitswerte der Kunststoffzwischenschichten kleinteiliger Elastomerlager im Glasbau, um eine wirtschaftlichere und ressourcenschonendere Bemessung von geklemmten Glasscheiben zu ermöglichen. Unter Anwendung von erstellten Materialmodellen können Glasscheiben dünner ausgeführt werden, wodurch der Verbrauch von Ressourcen reduziert und graue Energie eingespart wird. Es wurden neben den gängigen Zwischenschichtmaterialien Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und Silikon auch Thermoplastisches Elastomer und Thermoplastisches Polyurethan untersucht. Zur Materialkennwertermittlung wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Das Versuchsprogramm bestand aus monotonen, uniaxialen Zug- und Druckversuchen, zyklischen uniaxialen Zugversuchen und einer Dynamisch-Mechanischen Thermoanalyse.

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Uhde, Robert
QO Hotel, Amsterdam. Adaptive Klimafassade: Nachhaltig UND schön
Architektur Aktuell, 2019

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Boeckl, Matthias
Landesgalerie Niederösterreich, Krems. Variationen übers Quadrat
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Ecolution lab, Lichtenegg. Labor im Paradies
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Tückmantel, Peter
Achtung - in vielen Fällen ist Sicherheitsglas bereits Pflicht! Glas-Regelwerke in der Praxis
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Agora. Fassade des Krebsforschungszentrums Agora in Lausanne
Xia Intelligente Architektur, 2019

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