Glasfassaden
Glas bietet Architekten faszinierende kreative Möglichkeiten und das Material ist im vergangenen Jahrzehnt immer beliebter geworden. Dies hat zu einer wachsenden Nachfrage nach Glas im Bausektor geführt, die Materialien wie Zement, Ziegel und Aluminium weit übersteigt. Die Bauindustrie entwickelt sich mit rasanter Geschwindigkeit weiter und dies gilt auch für die bewusste Nachfrage nach nachhaltigem Baumaterial. Glas wird an Gebäuden und Häusern vor allem an den sichtbaren Teilen eingesetzt: bei Fassaden und Fenstern. Heute ist es durch die existierende Glastechnologie möglich, große Geschäftsgebäude zu bauen, die energieeffizient sind und das Tageslicht voll ausnutzen und gleichzeitig die Umwelt durch Energieeinsparungen schützen. Aber sind sie auch absolut sicher? Halten sie etwa einer Sprengstoffdetonation im näheren Umfeld stand? Erinnern Sie sich an den Bombenanschlag der IRA in London? Bei dieser Explosion schwankten Gebäude und Hunderte Fenster wurden zerstört, deren Glassplitter auf die Straßen hinunterregneten. Nun haben sich deutsche Wissenschaftler dieses Themas angesichts eines neuen Gebäudekomplexes in San Francisco angenommen. Große Metropolen wie San Francisco befinden sich in ständigem Wandel. Gebäude werden abgerissen und neue gebaut, alte zerfallene, nicht sanierbare Fabriken und Häuser schaffen so Platz für Neues. Auch dort, wo kürzlich noch eine Bahnstation zu finden war, entsteht bald ein riesiger Gebäudekomplex: das Transbay Transit Center. Geplant ist ein fünfstöckiger Bau mit Glasfassaden und mehr als 20.000 Quadratmetern Grundfläche, auf dem Dach ein mit Glas überdachter Park. In einer zweiten Phase soll noch ein Hochhaus dazukommen. Um herauszufinden, ob die Glasstruktur einem Sprengstoffanschlag standhalten wird, untersuchen Forscher am Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut EMI in Efringen-Kirchen, Süddeutschland, im Auftrag eines New Yorker Ingenieurbüros die Sicherheit dieses Gebäudes. Mit dem Stoßrohr "Blast-STAR" prüfen die Forscher verschiedene Glasfassadenelemente auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen weiter entfernte Explosionsbelastungen, erklärt Oliver Millon, Wissenschaftler am EMI. Das Prinzip: Das Stoßrohr besteht aus einem Kompressions- und einem Expansionsteil, getrennt durch eine Stahlmembran. Im Kompressionsteil können die Forscher die Luft auf bis zu 30 bar komprimieren, den Druck also auf den 30-fachen Luftdruck erhöhen. Damit kann am Bauteil ein Belastungsdruck von 2,3 bar erreicht werden. Ist der Druck eingestellt, wird die Stahlmembran angestochen: Die Luft entweicht schlagartig, läuft durch das Expansionsteil hindurch und trifft als ebene Stoßfront auf das Glaselement, das am Ende des Stoßrohrs befestigt ist. Das Fenster wird zunächst mit Wucht nach hinten gedrückt, bevor der Druck wieder nachlässt und das Glas nach vorne gesogen wird. Je nachdem, welchen Druck die Wissenschaftler im Kompressionsteil einstellen, können sie Detonationen unterschiedlicher Sprengstoffmengen in verschiedenen Abständen vom Gebäude nachstellen - von 100 bis 2500 Kilogramm TNT in Abständen von 35 bis 50 Metern vor dem Gebäude. "Die Technologie der Stoßrohre ist zwar prinzipiell bekannt, allerdings gibt es weltweit nur eine Handvoll solcher Anlagen", erläutert Millon. "Da in dem Rohr extrem hohe Belastungen auftreten, sind sowohl seine Herstellung als auch der Betrieb sehr komplex." So muss die Anlage die abrupten Druckänderungen aushalten, und das auf einem großen Querschnitt; die Glaselemente können bis zu drei mal drei Meter groß sein. "Zudem müssen wir sicherstellen, dass wir am Glaselement eine ebene Stoßfront erhalten, dass die Druckwelle also jede Stelle des Glaselements gleichzeitig erreicht." Um dies sicherzustellen, haben die Wissenschaftler bereits vor dem Bau des Stoßrohrs am Computer Simulationen durchgeführt, und diese dann später durch Messungen in der fertigen Anlage bestätigt. Die Vorab-Untersuchungen zur Auswahl geeigneter Glasaufbauten für das »Transbay Transit Center« sind bereits abgeschlossen. Zum klassifizierten Nachweis des Blastwiderstands der während der Bauphase ausgewählten Scheibentypen sollen weitere Untersuchungen folgen. Das Projekt unterstreicht die Tatsache, dass Europa konsequent an der vordersten Front der umweltfreundlichen Gebäudetechnologien steht und nachhaltige Konstruktionstechniken vorantreibt. Europäische Forscher werden sich auch weiterhin mit der Sicherheit von Glasscheiben unter extremen Bedingungen befassen, um sicherzustellen, dass die nachhaltige Bauweise auch so sicher wie möglich ist.Weitere Informationen finden Sie unter: Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/Februar/sichere-glasfassaden.html