Warme Kante-System: Vorteile bei extremen Verformungen

Anspruchsvolle Glasarchitektur reizt die Grenzen des Machbaren immer mehr aus. Zugleich wird eine dauerhaft hohe Energieeffizienz der Isolierglaselemente immer wichtiger.

Der Kleb- und Dichtstoffhersteller H.B. Fuller | Kömmerling erforscht die physikalischen Belastungsgrenzen seines Warme Kante-Systems in wissenschaftlichen Versuchen und geht dabei weit über bisherige Anwendungen hinaus.

Architektonische Freiheit und nachhaltiges Bauen müssen kein Widerspruch sein – selbst bei organisch geformten Gebäuden mit gebogenen Glaselementen. Um das zu beweisen, 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 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 immer noch sicher realisierbar sind.

Tests mit einem Twisted Tower

Bei der Warmen Kante von H.B. Fuller | Kömmerling verbindet sich der thermoplastische Abstandhalter Ködispace 4SG chemisch mit dem Glas und dem Sekundärdichtstoff Silikon. Foto: © H.B. Fuller | Kömmerling

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 u.a. abhängig von der Verformung, der Temperatur und dem zeitlichen Verlauf der Belastung. Um 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 weit überschreitet. In der vorangegangenen Machbarkeitsstudie wurde ein konventioneller Abstandhalter aus Primärdichtstoff, Aluprofil, Trockenmittel und Sekundärdichtstoff mit dem Warme Kante-System des Herstellers an der am stärksten belasteten Ecke des Turms rechnerisch verglichen. Dabei stellten die Experten laut H.B. Fuller I Kömmerling fest, dass die Primärdichtung des konventionellen Systems deutlich stärker verformt wurde als der Randverbund mit Ködispace 4SG, und zwar um bis zu 200 Prozent logarithmischer Dehnung auf der Zugseite.

Die Dehnungen im Randverbund Ködispace 4SG seien mit maximal 16 Prozent dagegen morderat gewesen. Denn im Gegensatz zu einem konventionellen Abstandhalter, bei dem die Verformung nahezu ausschließlich von der 0,3 mm dicken Primärversiegelung ausgeglichen werden muss, verteile 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 Engerieeffizienz, berichtet H.B. Fuller I Kömmerling.

Ein weiterer Vorteil der elastischen Warmen Kante habe sich nach 48 Stunden bei Raumtemperatur gezeigt. Das Biegemoment, also die erforderliche Kraft, um die Gläser sicher im Testobjekt zu halten, sei mit dem thermoplastischen System rechnerisch um mehr als ein Viertel geringer gewesen.

Dauerhaft gasdicht selbst bei extremen Verformungen

In der 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. Foto: © H.B. Fuller | Kömmerling

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, erklärt das Unternehmen. Dr. Christian Scherer betont: "Mit thermoplastischen Abstandhaltern wird die Grenze durch das Glas und nicht mehr durch den Abstandhalter definiert."

Weitere Informationen (1): www.koe-chemie.de

(*) 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.

Weitere Informationen (2): Den bebilderten Fachartikel als PDF-Datei herunterladen: Warme Kante-System: Vorteile bei extremen Verformungen