Alte Scheiben – wertvolle Ressource

Die Scheiben demontierter Altfenster landen meist auf dem Wertstoffhof oder werden in anderen Branchen weiterverarbeitet.

Forschende der Hochschule München zeigten jetzt, dass selbst sehr alte Gläser noch für die Herstellung neuer, hochwertiger Fenstergläser geeignet sind. So lassen sich bis zu 90 Prozent CO2 einsparen.

Die Beschichtung prüfen: Bei Isolierglas lässt sich die Beschichtung der Einzelscheiben mit einem einfachen Lichttest überprüfen. Foto: © Louis Dickhaut

"Unser Ziel ist es, den Stoffkreislauf zu schließen", sagt Prof. Dr. Martien Teich, Mitglied der Fakultät für Bauingenieurwesen der Hochschule München (HM). Bisher wird altes Fensterglas zwar zu einem großen Teil erneut eingeschmolzen, aber nicht wieder für die Bauglasproduktion verwendet, sondern beispielsweise zur Herstellung von Flaschen, Glaswolle oder Fahrbahnmarkierungen genutzt. Dabei ist das alte Flachglas für die Bauwirtschaft eine wertvolle Ressource. Und da die Herstellung von Glas material- und energieintensiv ist, könnte man durch die Wiederverwendung auch Rohstoffe und Emissionen einsparen.

Außerdem ließe sich jede Menge Abfall vermeiden: Etwa 150 Mio. Fenster mit unbeschichteten Isoliergläsern, die in den 70er bis 90er Jahren verbaut wurden, müssen in den nächsten Jahren nach und nach durch Verglasungen mit besseren Dämmwerten ersetzt werden. Grob geschätzt sind das 220.000 Tonnen Glas im Jahr – das entspricht 11.000 LKW-Ladungen.

Materialtests gegen die Unsicherheit

Proben nach dem Rubbeltest: Wie gut haftet die Beschichtung auf gealterten Glasoberflächen? Foto: © Louis Dickhaut

Dass altes Fensterglas in Deutschland nicht längst für die Herstellung neuer Baugläser genutzt wird, liegt vor allem an den mangelnden Qualitätsstandards, meint Bauingenieur Teich, der an der HM zu den Themen Glas- und Stahlbau forscht: "Die Hersteller brauchen Sicherheit, dass die verwendeten Materialien ihre Anforderungen erfüllen. Bisher gab es jedoch keinen Ansatz, die technischen Eigenschaften gebrauchter Flachgläser zu prüfen."

Diese Lücke hat er jetzt mit seinem Team geschlossen. Sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Sebastian Wernli, Industriedesigner und Spezialist für Kreislaufwirtschaft, hat im Labor die optischen und mechanischen Eigenschaften hunderter Glasproben untersucht. Jede einzelne wurde vor einem schwarzen Hintergrund positioniert und von hinten angestrahlt, sodass Kratzer sichtbar wurden.

Beim anschließenden Biegeversuch belastete Wernli die Proben, da­runter sowohl neue als auch gebrauchte Flachgläser, bis sie zerbrachen. Die Kraft, die dabei aufgewendet wurde, ist ein Maß für die Festigkeit. "Die Versuche haben gezeigt, dass eine gute Oberflächenqualität Hand in Hand geht mit einer hohen mechanischen Festigkeit. Dieser Zusammenhang ist statistisch signifikant und gilt für alte Gläser genauso wie für neue", berichtet Wernli.

Damit, so betont der Forscher, habe man eine neue Methode der berührungslosen und zerstörungsfreien Qualitätskontrolle bekommen: Um herauszufinden, ob ein Flachglas gute mechanische Eigenschaften hat, genügt es, die Oberfläche präzise auf Schäden zu untersuchen.

Integration in bestehende Prozesse

Bruchbilder von Scheiben auswerten: Scheiben, die keine Kratzer haben, können mit der Qualität neuer Scheiben mithalten. Foto: © Louis Dickhaut

Um alte Glasscheiben im großen Maßstab zu prüfen, müsste der Prozess automatisiert werden. Im Labor der Hochschule München experimentiert Wernli derzeit mit einem Scanner, der die Oberflächen abrastert und einer Software, die Fehler erkennt. Eine weitere Herausforderung ist die Integration der geprüften Fensterscheiben in die Beschichtungs- und Fertigungsprozesse. Diese sind derzeit überwiegend auf die Verarbeitung von neuem Flachglas in normierten Größen ausgelegt.

Dass Re-Use durchaus möglich wäre, zeigen Untersuchungen der HM-Forschenden zusammen mit Ihren Industriepartnern. Im Labormaßstab wurden Bestandsgläser bereits optisch geprüft, beschichtet und zu Dreifachisolierglas verarbeitet. In einem Anschlussprojekt will Prof. Dr. Martien Teich zeigen, dass das Re-Manufacturing auch wirtschaftlich sein kann. "Technisch ist es auf jeden Fall machbar", betont der Ingenieur.

"Die Bestandsgläser sind in ihren Eigenschaften oft nicht von neuen Flachgläsern zu unterscheiden. Die Herausforderung liegt jetzt darin, ihre Nutzung in die großtechnischen Abläufe bei der Fertigung von Fenstern zu integrieren."

Gefördertes Re-Use-Projekt: Das Projekt "Untersuchungen zur Wieder- und Weiterverwendung von Bestandsgläsern (Re-Use)" wird aus Mitteln der Zukunft Bau Forschungsförderung gefördert. Es ist eine Kooperation mit Prof. Dr. Ulrich Knaack vom Glass Competence Center der TU Darmstadt sowie dem Fachverband Konstruktiver Glasbau FKG.