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Guardian Glass präsentiert seine Produkte auf der glasstec, die vom 23. bis 26. Oktober 2018 in Düsseldorf stattfindet, in Halle 10 auf Stand A24.

Technische Herausforderungen beim Glasbau für Mega-Hochhäuser

Bertrange, Luxemburg, 28. Juni 2018 – Glas für Mega-Hochhäuser (also Wolkenkratzer mit einer Höhe von über 600 Metern) wird oft als Selbstverständlichkeit in Bezug auf seine technischen Eigenschaften angesehen. Aber die Hightech-Verglasung, die heutige Mega-Hochhäuser wie den Burj Khalifa in Dubai bedeckt, ist für die Gebäudeperformance genauso wichtig wie der Stahl und Beton im Inneren des Gebäudes.

Die größten Herausforderungen beim Bau von Mega-Wolkenkratzern sind die hohe Windlast, Temperatur- und Höhenunterschiede sowie Kondensation.

In der Nähe des Erdbodens wird der Wind noch von Bäumen und anderen Gebäuden gebremst, aber ab einer bestimmten Höhe verschwinden diese Hindernisse. Das Hochhaus muss dann der vollen, ungebremsten Energie des Windes standhalten.

Auch Wärme und Licht sind wichtige Faktoren. Durch ihre enorme interne Wärmelast müssen sehr große Gebäude konstant klimatisiert werden, auch in den kälteren Monaten des Jahres. Der Klimaanlagenbetrieb ist somit der höchste Posten auf der Stromrechnung eines Wolkenkratzers. Mega-Wolkenkratzer stellen dabei eine besondere Herausforderung dar: Neben der hohen intern anfallenden Wärmemenge fällt die solare Strahlung ungebrochen auf den Großteil der Außenflächen, da diese Bauten über benachbarte Gebäude in der Regel weit hinaus ragen. Die meisten Megahochhäuser stehen zudem in Wüstenregionen im Nahen Osten, Afrika oder Südostasien.

Erschwerend kommt hinzu, dass die Fassaden von Mega-Wolkenkratzern heutzutage fast ausschließlich aus Glas bestehen. Es wird Wert auf hohe und breite Scheiben gelegt, die ein Maximum an Aussicht erlauben.

Die Herausforderung besteht darin, das Glas so robust zu konstruieren, dass es den hohen Windkräften standhält. Auch die enorme Menge an Licht, die ins Gebäude fällt, muss kompensiert werden, um den Komfort und das Wohlergehen der Gebäudenutzer sicherzustellen.

Herausforderungen beim Bau von Megawolkenkratzern

Die Umgebung

Die Umgebung eines Gebäudes, und besonders im Fall des Burj Khalifas oder des Jeddah Towers das örtliche Wüstenklima, sind wichtige Faktoren. Objekte in der Umgebung von Megahochhäusern, also etwa andere Gebäude oder Hügel, absorbieren einen großen Teil der Tageshitze und geben diese Wärme im Laufe der Nacht wieder an die Umgebung ab. Wärmedämmglas mit einem niedrigen Emissionsgrad („Low-E”) reflektiert diese langwellige Strahlung und minimiert die Wärmeübertragung. Daher empfiehlt sich der Einsatz von Low-E-Glas wie Guardian SunGuard Neutral 60.

Die Klimabedingungen dieser heißen, feuchten Wüstenregionen mit Tagestemperaturen von bis zu 50°C stellen das Glas vor echte Herausforderungen in den Bereichen Spannung und Durchbiegung, aber auch in Bezug auf mögliche Probleme mit Kondensation.

Die meisten Menschen wissen nichts von der Beliebtheit von Low-E-Glas im Nahen Osten und warum es verwendet werden sollte. Meistens wird angenommen, dass Low-E-Glas nur in den kälteren Klimazonen angewendet wird. Dabei wird jedoch oft das Konzept der Isolation und Reflexion von indirekter Wärme in der Nacht und am Tag außer Acht gelassen.

Kondensation

Bei Megahochhäusern besteht stets das Risiko von Kondensation auf der Außenseite der Glasfassade. Das ist den großen Temperaturunterschieden zwischen der, besonders im Sommer, heißen und feuchten Außenluft und der klimatisierten Luft im Inneren des Gebäudes geschuldet.

Durch die Verwendung von Wärmedämmglas für die inneren Scheiben kann teilweise verhindert werden, dass die Kälte aus dem Inneren des Gebäudes zur Außenseite gelangt.

Durch thermische Vorspannung (Einscheibensicherheitsglas - ESG oder teilvorgespanntes Glas - TVG) wird das Glas bis zu fünfmal widerstandsfähiger, um den extremen Windlasten und Temperaturunterschieden standzuhalten.

Höhenunterschiede

Der Höhenunterschiede zwischen der Spitze und dem Erdgeschoss eines Megawolkenkratzers und die damit einhergehenden Temperaturunterschiede können aufgrund der Druckdifferenz zu unterschiedlicher Durchbiegung der Isoliergläser führen.

Beim Bau des Burj Khalifa kam sogar noch die Temperaturdifferenz zwischen Herstellung und Einbau der Isoliergläser hinzu. Sie wurden im Januar bei 26°C produziert und dann im August in Dubai eingebaut, bei einer Temperatur von 48°C. Durch genaue Berechnung der Spannung und Biegung der Isoliergläser konnten unsere Technikexperten bei Guardian Glass die erforderlichen Glasdicken ermitteln, um den Bedingungen auf verschiedenen Einbauhöhen gerecht zu werden.

Wind

Aufgrund der Höhe von Megawolkenkratzern können sich enorme Windkräfte entwickeln. Obwohl die dynamische Form des Gebäudes entworfen wurde, um Strukturbelastungen durch Windwirbelablösungen zu vermeiden, ist die Glasdicke ebenfalls ein sehr wichtiger Faktor. Beim Burj Khalifa wurde die Fassade so konstruiert, dass sie Windlasten mit Geschwindigkeiten bis zu 250 km/h aushält. Das Verglasungssystem des Jeddah Towers hingegen ist dafür ausgerichtet, Schwankungen von bis zu 2,5 Metern Radius standzuhalten, ohne dass es zu Glasbruch oder Luftdurchlass kommt. Die Glasdicke hängt von der Einbauhöhe am Gebäude ab. Die thermische Vorspannung (ESG oder TVG) ist ebenfalls unerlässlich, denn sie macht Glas bis zu fünfmal widerstandsfähiger, um den extremen Windlasten und Temperaturunterschieden standzuhalten.

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Hinweise für Redakteure

Guardian Glass

Guardian Glass ist ein wichtiger Teil der Guardian Industries Corp., ein international führender Hersteller von Float-, oberflächenveredelten und anderen Glasprodukten. In den weltweit 25 Floatglaswerken produziert Guardian Hochleistungsglasprodukte für die Verwendung im Innen- und Außenbereich, für gewerbliche und private Bauprojekte sowie für die Bereiche Transportwesen und technische Produkte. Produkte von Guardian finden sich in Wohnhäusern, Bürogebäuden, Fahrzeugen und an einigen der bekanntesten architektonischen Wahrzeichen der Welt. Das Guardian Glass Science & Technology Center entwickelt mit Hilfe neuester Technologien kontinuierlich neue Glasprodukte und -lösungen, damit Kunden SEE WHAT’S POSSIBLE®. Besuchen Sie uns auf www.guardianglass.com.

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Guardian Industries ist ein weltweit agierendes Unternehmen mit Hauptsitz in Auburn Hills, Michigan und beschäftigt etwa 18.000 Mitarbeiter in verschiedenen Niederlassungen in Nordamerika, Europa, Südamerika, Afrika, dem Nahen Osten und Asien. Guardian-Unternehmen stellen hochleistungsfähiges Floatglas und beschichtete und veredelte Glasprodukte her, welche sich architektonisch, im Wohnungsbau, im Innenbereich, im Transportbereich und im technischen Bereich anwenden lassen. Auch hochwertig verchromte und lackierte Kunststoffteile für die Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie gehören zur Produktbandbreite. Das Ziel von Guardian ist es, sowohl den Kunden als auch der Gesellschaft durch ständige Innovationen und sparsamen Ressourceneinsatz einen Mehrwert zu bieten. Guardian ist eine 100%ige Tochtergesellschaft der Koch Industries Inc. Besuchen Sie uns auf www.guardian.com

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