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Innovative Glaslösungen für Museen und Kunsthallen

Bildquelle: Edgetech

Fassade

Vom „komplexesten Gebäude der Welt“, dem Museum of the Future in Dubai, bis zum spiralförmigen Glaspavillon des Audemars Piguet Museums in Le Brassus – Super Spacer Abstandhalter haben spektakuläre Weltpremieren in der Fassadentechnik auf der Referenzliste. Wesentliche Gründe sind die Flexibilität des Materials bei der Herstellung von freigeformten Isoliergläsern sowie die hohe mechanische Belastbarkeit bei strukturellen Verglasungen.

„Architektur ist die Leinwand für die Geschichten unseres Lebens“, hat Bjarke Ingels einmal gesagt. Er ist nicht nur einer der berühmtesten zeitgenössischen Architekten, sondern auch ein begnadeter Geschichtenerzähler. Und so sieht er die eigentliche Aufgabe seines Metiers darin, Träume in Realität zu verwandeln. Ob mithilfe von Legosteinen oder der digitalen Version „Minecraft“, Menschen wollen ihre Fantasien Wirklichkeit werden lassen. In der realen Welt unterliegt die Architektur naturgemäß oft Beschränkungen.

Daher sind Prestigeobjekte wie Museen sowie Konzert- und Kunsthallen in der Architekturszene so begehrt, denn die Auftraggeber setzen der Gestaltung selten Grenzen. „Spektakuläre Kulturbauten sind Touristenmagnete und können moderne Wahrzeichen werden“, meint Joachim Stoß, Vice President International Sales bei Edgetech Europe/Quanex. Über die gebogenen Isoliergläser der Berliner Döring Glas, die seit 2021 als vandaglas firmiert, ist der flexible Abstandhalter Super Spacer in diversen Museen vertreten; unter anderem in aufsehenerregenden, vom Büro BIG Bjarke Ingels Group entworfenen Projekten wie dem weltweit ersten Flüchtlingsmuseum FLUGT in Dänemark und dem Kunstmuseum „The Twist“ unweit von Oslo.

Königsdisziplin des Glasbiegens: dreidimensional freigeformtes Isolierglas

Unweit von Oslo warten auf dem Areal des Kunstmuseums Kistefos inmitten der norwegischen Waldlandschaft Meisterwerke von Yayoi Kusama, Fernando Botero oder Olafur Eliasson. „The Twist“ schließt den Rundweg durch den Skulpturenpark über dem Fluss Randselva. Die spektakuläre 90-Grad-Drehung macht die Galerie selbst zu einer Skulptur.

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Für die Structural Glazing Fassade lieferte Döring zehn vierfach verglaste Isolierglaselemente mit einem Randaufbau von 55,04 mm. Die frei geformten Einheiten sind aus SGG Climaplus Contour mit Super Spacer TriSealTM gefertigt. Eine PVB-Folie blockiert die UV-Strahlung, um die Kunstwerke vor Sonnenlicht zu schützen. Die IG-Elemente haben eine Gesamtfläche von 98 m2, das größte Element ist 5,2 × 2,5 m groß und wiegt stolze 1,2 Tonnen.edgetech 03 twist kistefoss

Kunstinstallation Salmon Eye

Auch eine der größten, schwimmenden Kunstinstallationen der Welt, das im September 2022 im Hardangerford eröffnete „Salmon Eye“, befindet sich in Norwegen. Initiiert von Eide Fjordbruk, dem weltweit ersten Lachserzeuger, der für seine CO2-neutrale Produktion zertifiziert wurde, sollen Ausstellungen und Veranstaltungen auf einer Fläche von 1.000 m2, verteilt auf vier Etagen, rund um das Thema „Bessere Versorgung unseres Planeten mit nachhaltigen Meeresfrüchten“ inspirieren und informieren.

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Die doppelt gekrümmte, ellipsoide Form ist einem Lachsauge nachempfunden, die Außenhaut aus 9.250 Edelstahlplatten imitiert die silbrig schimmernde Fischhaut. Trotz seines Gewichts von 1.256 Tonnen wirkt der von Kvorning Design entworfene schwimmende Pavillon elegant und leicht. Vandaglas lieferte für die Außenscheiben sieben gebogene 2-fach-Isolierglaselemente. Diese ergeben insgesamt eine Bogenlänge von rund 16,6 Metern. Zum Einsatz kamen die Verbund-Sicherheitsgläser "CurvePerformProtect mit Super Spacer TriSeal Flex, einem eigens für gebogene Gläser entwickelten Abstandhalter. Wie in der Kistefos Fassade sind die Scheiben dreidimensional geformt.

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Die Zahl der Glasbieger, die in Europa in der Lage sind, solche Isoliergläser herzustellen, bewegt sich im niedrigen einstelligen Bereich. Carsten Kunert, Standortleiter Döring vandaglas, zu den Herausforderungen: „Die Schwierigkeit bei parametrischen 3D-Freiformen besteht darin, die 3D-Datei aus der BIM Modellierung auf die neutrale Fase des Glases herunterzubrechen. Vor dem eigentlichen Biegen müssen die Abmessungen der Einzelglaszuschnitte für jede einzelne Biegeebene unter Berücksichtigung des Glasaufbaus ermittelt werden. Darüber hinaus benötigen wir bei diesen mehrachsigen Biegungen für jedes Glas individuelle Stahl-Biegeformen, die die tonnenschweren Glaspakete bei Temperaturen bis zu 650 °C während der gesamten Prozessdauer tragen. Erst mit modernen 3D-Zeichenprogrammen, der direkten Datenübertragung an Präzisionsmaschinen für den Formenbau sowie digitalen 3D-Messinstrumenten wurden solche komplexen Formen im Glasbau möglich. Aber trotz hochintelligenter Simulationstools kann das physikalische Verhalten des Glases nicht immer exakt errechnet werden. Bei sphärischen Freiformen braucht es neben viel Erfahrung auch oftmals auch Trial-and-Error-Biegeversuche.“

Fassadentechnik an der Grenze des Machbaren

Das Musée Atelier Audemars Piguet in Brassus, einem kleinen, mehr als 1000 Meter über Meereshöhe gelegenen Ort im Schweizer Jura, soll „die Geschichte talentierter Uhrmacher, die Generation für Generation die Grenzen ihres Handwerks immer wieder erweitert haben“, erzählen. Eine gläserne Doppelhelix, die sich wie eine gigantische Uhrfeder in die Landschaft schmiegt und mit dem historischen Gebäude, in dem Audemars Piguet 1875 gegründet wurde, verbunden ist, bildet das Herzstück des neuen Museums. Von außen betrachtet, bestimmen die geschwungene Ganzglasfassade, das 470 Tonnen schwere, begrünte Stahldach, und das markante Sonnenschutz-Lamellengitter aus unbehandeltem Messing die Optik. Der Pavillon treibt das Konzept des Structural Glazing auf noch nie dagewesene Art technologisch auf die Spitze. Ohne zusätzliche Stützen oder Versteifungen tragen die 101 gebogenen, trapezförmigen Elemente der Glasfassade die Lasten ab. Hierfür sind die Isolierglaser oben und unten in speziell gefertigten Stahlschuhen mit hochmoduligem Silikondichtstoff verklebt. Injektionsmörtel verhindert, dass Glasrand und Stahl sich berühren.

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Der Umsetzung dieser Vision gingen eine intensive, technologisch herausfordernde Zusammenarbeit zwischen dem BIG-Designteam, den Tragwerksplanern von Lüchinger+Meyer Bauingenieure, den Fassadenspezialisten FRENER + REIFER und dem Glashersteller SFL Glastechnik als Hauptprotagonisten sowie zahllose Belastungsversuche – im Maximum bis 80 Tonnen – und Alterungstests voraus.

Angesichts des harschen Mikroklimas im Vallée de Joux mussten bei der Konstruktion Schneelasten von mehr als 5 kN/m2 und Tiefsttemperaturen von weit unter −20 °C berücksichtigt werden. Darüber hinaus sollte die Fassade energetisch den Schweizer Minergie-Standard erfüllen. Um einen Ug-Wert von 0,5 W/(m²K) zu erreichen, wurde die Fassade mit 3-fach-Isolierglas hergestellt.

Die Größen der Isolierglaseinheiten reichen von 2,4 m x 1,5 m bis 2,4 m x 5,5 m. Obwohl nur vier verschiedene Biegeradien erforderlich waren, ist jede Einheit ein Unikat, denn die Ober- und Unterkanten folgten dem natürlichen Geländeverlauf.

Die Dicke des Verbundglasaufbaus der Innenwände erhöht sich von außen bis zur Mitte der Spirale auf bis zu 66 mm, zusammengesetzt aus bis zu 5 x 12 mm Schichten plus SGP-Folie. Die Glaspakete der Außenfassade sind jeweils 96,5 mm dick. Die innere, tragende Scheibe besteht aus dreifach laminiertem 12 mm Sonnenschutzglas SunGuard SNX 60/28 Floatglas mit SGP-Folie, die mittlere 8 mm Scheibe ist unlaminiert und die äußere Scheibe ist 2x 8 mm Verbundglas. Als Abstandhalter wählte SFL Glastechnik Super Spacer TriSeal Flex in schwarz.

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„Dicke Glaspakete heizen sich im Sommer zwar langsam, aber dennoch intensiv auf. Die teilweise Verschattung der Gläser durch Bäume und andere Hindernisse kann zu hohen Temperaturunterschieden im Glas und damit zu unterschiedlichen Ausdehnungen führen“, erklärt Christoph Rubel, European Technical Manager bei Edgetech und fährt fort: „Da der dicke Glasaufbau sehr steif ist, muss der Randverbund jede Druckänderung im Scheibenzwischenraum durch Spacer und Silikondichtstoff auffangen.“ Hinzu kommt, dass gebogenes Glas per se steifer ist als planes Glas und daher noch höhere Klimalasten im Scheibenzwischenraum auf den Randverbund einwirken. Joachim Stoß erklärt den wesentlichen Vorteil des Hauptmaterials eines Super Spacer Abstandhalters: „Der Strukturschaum aus Silikon ist flexibel, besitzt 100 Prozent Rückstellvermögen und kann auch höchste mechanische Belastungen aufnehmen. Damit ist die Dichtigkeit des Randverbund sichergestellt – selbstredend eine notwendige Eigenschaft jeder Isolierglaseinheit. Aufgrund des hohen Wertes der Gläser war es bei diesem Projekt allerdings besonders wichtig, dass keinerlei Feuchtigkeit in den Glaszwischenraum eindringt und die Durchsicht der Scheiben beeinträchtigt.“

Ob in den Schweizer Bergen, im arktischen Klima Norwegens, oder im heißen Wüstenklima, der Randverbund von strukturellen Isolierglaseinheiten muss ausnahmslos allen mechanischen Kräften durch Temperaturwechsel, Wind und Schwerkraft widerstehen. Dass sie auch größten Belastungen problemlos standhalten, haben Super Spacer TriSeal in einem Hurricane-Simulator bei einer Windgeschwindigkeit von 350 Stundenkilometern unter positivem Druck sowie bei einer Windgeschwindigkeit von 395 Stundenkilometern unter Saugwirkung bewiesen. Christoph Rubel erklärt: „Rigide Abstandhalter bilden ab einer bestimmten Druckbelastung eine scharfe Kante im Randverbund, an der das Glas brechen kann. Ein flexibler Abstandhalter macht auch den Randverbund flexibel und reduziert somit drastisch die Bruchgefahr.“

www.quanex.com


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