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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fassadenelement mit einer ersten Glaseinheit, insbesondere Isolierglaseinheit, und einer benachbart hierzu angeordneten zweiten Glaseinheit, insbesondere Isolierglaseinheit.
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Eine Isolierglaseinheit, die teilweise auch als Mehrfach-Verglasungseinheit bezeichnet wird, ist nützlich zum Erhöhen der thermischen Isolation und der Schallisolation des Inneren von Gebäuden und dient daher zur Erhöhung des Komforts für die Bewohner des Gebäudes verglichen mit einer schwachen Isolation, die durch gewöhnliche einfache Verglasungseinheiten geschaffen wird. Einfache Doppelverglasungseinheiten sind von zwei Flächenelementen, insbesondere scheibenglasartigen Materials gebildet, welche in einem Abstand zueinander in gewöhnlicher Weise an ihren Enden durch einen Abstandshalter gehalten und befestigt sind. Der Abstandshalter ist in gewöhnlicher Weise ein Metallprofil, welches an den Scheiben entlang der Länge von deren vier Kanten angeklebt ist.
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Ein hermetisch abgedichteter Hohlraum ist zwischen den Scheiben gebildet und von dem Abstandshalter begrenzt. Dieser Hohlraum ist mit einem trockenen Gas, wie trockener Luft gefüllt. Es ist wichtig, dass das Gas, welches innerhalb des Scheibenzwischenraums begrenzt ist, in einem trockenen Zustand gehalten wird, um jegliche Kondensation von Wasser im Inneren der Doppelverglasung während Temperaturänderungen zu vermeiden. Wenn an den Innenwänden der Scheibenkondensation von Wasserdampf auftritt, wird die Durchsichtigkeit der Verglasung beeinflusst.
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Bei Mehrfach-Verglasungseinheiten ist es ferner bekannt, einen Kranz aus Harz vorzusehen, welcher sich zumindest zwischen dem Abstandshalter und jeder der Flächenelemente erstreckt, um die Flächenelemente in ihrer Position zu halten. Gewöhnlicher Weise ist die Einheit in einem Rahmen aus im Querschnitt U-förmigen Profil angebracht, in welchem die Kanten der Flächenelemente gehalten sind. Dieser Rahmen wird dann auf einer Trägerstruktur, beispielsweise in der Öffnung der Wand eines Gebäudes, befestigt.
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Im Bereich der Gebäudefassaden wird zunehmend Wert auf die Ästhetik der verbauten Elemente sowie auf die Gesamtästhetik des Gebäudes gelegt. Insbesondere bei Gebäudekomplexen großer Unternehmen oder bei Geschäften besteht dabei eine Nachfrage nach großflächigen Glasfassaden. Großflächige Glasfassaden werden dabei in der Regel aus mehreren Elementen einer Isolierglaseinheit zusammengesetzt.
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Um dabei die geforderten Auflagen im Bereich der Gebäudeisolierung zu erfüllen und somit auch die Kosten für die Beheizung und für den Einsatz von Klimaanlagen in Grenzen zu halten, sind die Isolierglaseinheiten aus mehreren Glasscheiben zusammengesetzt. Für eine bessere Wärmeisolierung kann der Scheibenzwischenraum, d.h. der Innenraum zwischen den Flächenelementen, mit einem Gas mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefüllt sein.
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Zur Erzeugung des Innenraumes werden die Flächenelemente über Abstandshalter insbesondere auch über die Kombination verschiedener Abstandshalter, und Dichtmittel gasdicht miteinander verbunden. Die Abdichtung zwischen den Abstandshaltern und den Glasscheiben und insbesondere die Abdichtung des Stoßbereichs zweier Abstandshalter ist dabei von zentraler Bedeutung für die Erzeugung des gasdichten Innenraums.
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Bei großflächigen Glasfassaden ist jedoch aufgrund der Größe der Flächenelemente eine dauerhafte und sichere Abdichtung zwischen den Abstandshaltern und den Glasscheiben und insbesondere die Abdichtung des Stoßbereichs zweier Abstandshalter problematisch. Dies liegt nicht zuletzt daran, dass bei großflächigen Mehrfach-Verglasungseinheiten die an der Abdichtung und dem Abstandshalter angreifenden Kräften verhältnismäßig groß sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fassadenelement, insbesondere ein Gebäudefassadenelement anzugeben, welches sich für den Einsatz in einer großflächigen Glasfassade eignet, und bei welchem die bekannten Probleme der Abdichtung des Scheibenzwischenraumes nicht mehr auftreten.
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Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Fassadenelements angegeben werden.
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Im Hinblick auf das Fassadenelement wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, und im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 9, wobei vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fassadenelements bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens in den entsprechenden Unteransprüchen angegeben sind.
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Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere ein Fassadenelement mit einer ersten Glaseinheit, insbesondere Isolierglaseinheit und einer benachbart hierzu angeordneten zweiten Glaseinheit, insbesondere Isolierglaseinheit, wobei die beiden Glaseinheiten über ihre in einem Stoßbereich aneinandergrenzenden Kanten vorzugsweise ausschließlich nur mit Hilfe einer Klebeverbindung miteinander verbunden sind, wobei die Klebeverbindung insbesondere durch ein vorzugsweise glasklares zwei-komponentiges Silikonmaterial gebildet wird.
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Dadurch, dass erfindungsgemäß die Glaseinheiten in ihrem Stoßbereich miteinander mit Hilfe eines Silikonmaterials verklebt werden, kann auf entsprechende Profilanordnungen, insbesondere U-förmige Profilanordnungen, zum gegenseitigen Verbinden der beiden benachbarten Glaseinheiten verzichtet werden. Dadurch kann der Stoßbereich wesentlich unauffälliger ausgebildet werden.
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Die Erfindung bietet allerdings noch weitere überraschende Vorteile. Dadurch, dass die Klebeverbindung insbesondere durch ein zwei-komponentiges Silikonmaterial gebildet wird, ist es möglich, zum Verbinden der beiden Glaseinheiten den Stoßbereich einzugrenzen und somit einen Fugenbereich festzulegen, in den dann das Silikonmaterial in flüssiger Form eingebracht, insbesondere eingegossen oder eingespritzt werden kann.
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Das Einbringen des Silikonmaterials in flüssiger Form hat den entscheidenden Vorteil, dass die Klebeverbindung blasenfrei ausbildbar ist. Dies wiederum ermöglicht es, für das Silikonmaterial ein zwei-komponentiges Silikonmaterial zu verwenden, welches insbesondere nach dem Aushärten glasklar ist.
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Mit dieser Ausführungsform ist der eigentliche Stoßbereich, d.h. der Fugenbereich zwischen den beiden aneinander angrenzenden und benachbart zueinander angeordneten Glaseinheiten vorzugsweise vollkommen transparent ausgeführt, so dass der im Stand der Technik üblicherweise undurchsichtig ausgeführte Fugenbereich nun optisch nicht mehr auffällt.
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Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, ein großflächiges Fassadenelement zu bilden, welches einen monolithischen und insbesondere vollkommenen transparenten Eindruck vermittelt, welches aber aus mehreren Elementen der Isolierglaseinheiten zusammengesetzt ist, wobei die Abdichtung des Scheibenzwischenraumes der einzelnen Isolierglaseinheiten aufgrund deren verhältnismäßig kleinen Größe keine Probleme hervorrufen kann. Durch die Verwendung von glasklaren Abstandshalter und einem glasklaren, vorzugsweise zweikomponentigen Silikonmaterial als Klebeverbindung werden unerwünschte optische Beeinträchtigungen im Übergangsbereich der Elemente verhindert, so dass das Fassadenelement - obwohl es aus mehreren einzelnen Isolierglaseinheiten ausgebildet ist - trotzdem keine Beeinträchtigung des optischen Gesamterscheinungsbildes zeigt.
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Die einzelnen Isolierglaseinheiten lassen sich vorzugsweise individuell aus dem Fassadenelement entfernen bzw. austauschen, was beispielsweise dann erforderlich ist, wenn eine Isolierglaseinheit des Fassadenelements beschädigt sein sollte.
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Die erfindungsgemäße Lösung bietet sich insbesondere im Zusammenhang mit Glaseinheiten an, welche jeweils als Isolierglaseinheiten ausgebildet sind und mindestens ein erstes transparentes Flächenelement vorzugsweise in Gestalt einer Glasscheibe und mindestens ein zweites transparentes Flächenelement ebenfalls vorzugsweise in Gestalt einer Glasscheibe aufweisen, wobei die beiden Flächenelemente einer jeden als Isolierglaseinheit ausgebildeten Glaseinheit unter Einschluss eines Scheibenzwischenraums über einen vorzugsweise umlaufenden Abstandshalter miteinander verbunden sind. In vorteilhafter Weise ist dabei der Abstandshalter der ersten und/oder zweiten Isolierglaseinheit aus einem glasklaren Material, insbesondere einem Glasmaterial oder einem entsprechenden Kunststoffmaterial gebildet.
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Auf diese Weise ist der Übergangsbereich zwischen den beiden aneinander angrenzenden Glaseinheiten optisch nahezu nicht mehr erkennbar. Mit anderen Worten, das Flächenelement, welches aus mehreren Glaseinheiten, insbesondere Isolierglaseinheiten aufgebaut wird, erweckt den optischen Eindruck eines monolithischen Flächenelements, d.h. eines Flächenelements ohne Stoßbereiche zwischen einander angrenzenden einzelnen Isolierglaseinheiten.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn der Abstandshalter der ersten und/oder zweiten Isolierglaseinheit aus einem glasklaren Material besteht und insbesondere mehrteilig ausgeführt ist, um einen insgesamt umlaufenden Abstandshalter möglichst einfach realisieren zu können. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Abstandshalter der ersten und/oder zweiten Isolierglaseinheit und dem ersten und zweiten Flächenelement der entsprechenden Isolierglaseinheit ein Dichtmittel vorgesehen ist, welches vorzugsweise ebenfalls glasklar ausgeführt ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es somit, relativ großflächige Fassadenelemente bereitzustellen, welche insgesamt optisch gesehen einen maximalen Durchsichtbereich definieren, insbesondere ohne störende optisch nicht durchsichtige Stoßbereiche, obgleich das Flächenelement aus einer Vielzahl von einzelnen Isolierglaseinheiten bzw. Glaseinheiten aufgebaut ist. Die üblichen Probleme, die bei großflächigen Fassadenelementen auftreten, wie beispielsweise das thermisch bedingte Durchbiegen (Bimetalleffekt), der barometrische Effekt, die Innenkondensation innerhalb eines Luftzwischenraums, etc. treten bei dem erfindungsgemäßen Fassadenelement nicht mehr auf, da diese Probleme typisch für großflächige Flächenelemente sind.
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Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere vorgesehen, dass die mindestens zwei das Fassadenelement auszubildenden Glaseinheiten zueinander derart angeordnet werden, dass die beiden Glaseinheiten in einem Stoßbereich mit ihren Kanten aneinandergrenzen. Anschließend wird der Stoßbereich eingegrenzt, um so einen mit dem Silikonmaterial aufzufüllenden Fugenbereich festzulegen. Danach wird das Silikonmaterial in flüssiger Form in den festgelegten Fugenbereich eingebracht.
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Insbesondere ist in diesem Zusammenhang denkbar, das Silikonmaterial in den festgelegten Fugenbereich einzugießen oder mit Hilfe eines Injektors in den festgelegten Fugenbereich einzuspritzen bzw. einzubringen.
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Wie bereits angedeutet handelt es sich bei dem Silikonmaterial vorzugsweise um ein zwei-komponentiges Material, welches beim Einbringen in den festgelegten Fugenbereich eine Viskosität zwischen 0,1 Pa x Sekunde und 10 Pa x Sekunde und vorzugsweise zwischen 1,0 Pa x Sekunde und 3,5 Pa x Sekunde (jeweils gemessen bei Raumtemperatur, d.h. 21 °C) aufweist.
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Zum Eingrenzen des Stoßbereichs für die Festlegung des Fugenbereichs sind unterschiedliche Ansätze denkbar. Beispielsweise ist es möglich, zum Eingrenzen des Stoßbereiches eine vorgefertigte Form bzw. Maske auf mindestens eine der beiden Glaseinheiten aufzusetzen und dort temporär zu fixieren. Alternativ hierzu ist es aber auch denkbar, den Stoßbereich mit Hilfe eines einfachen Klebebandes einzugrenzen.
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Alternativ hierzu kann der Stoßbereich mit Hilfe eines Formstückes derart eingegrenzt werden, dass ein nach außen hin geschlossener Fugenbereich festgelegt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 schematisch in einer teilgeschnittenen Ansicht der Fugenbereich zwischen zwei Glaseinheiten während des Einbringens eines Silikonmaterials; und
- 2 schematisch und in einer isometrischen Ansicht den Stoßbereich zwischen zwei aneinander angrenzenden Glaseinheiten beim Einbringen eines Silikonmaterials in den festgelegten Fugenbereich.
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Silikonverfugungen und Silikonverklebungen an Fassadengläsern werden derzeit nur in fertig eingebautem Zustand vorgenommen. Da dieser Vorgang einen pastösen Zustand des Silikonmaterials erforderlich macht, ist für eine solche Anwendung im Bauwesen bisher keine gießfähige Silikonart vorgesehen.
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Das Einbringen von pastösem Material in Glasfugen ist ab Fugentiefen, die über 10 bis 15 mm gehen, durch standardmäßige Baustellenverarbeitung nicht mehr sicher blasenfrei möglich. Dieser Umstand erfordert deshalb zusätzlich eine entsprechende Vorgehensweise, diese Blasen bzw. kleine Lücken zu verstecken. Das bedeutet, dass die später sichtbaren Glaskanten aus diesem Grund vorher in der Regel bedruckt werden, oder mit einer dünnen Schicht Silikon im Werk bereits blasenfrei vorbeschichtet (gespachtelt) werden müssen.
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Daraus ergibt sich aber, dass bei so einer Vorgehensweise mit einem glasklaren pastösen Material optisch unschöne sichtbare Blasen sichtbar bleiben würden. Diese Blasen sind nur durch Verwendung von durchgefärbtem Material bisher nicht zu sehen.
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Die Verwendung von durchgefärbtem Silikon als Verfugungs- oder Verklebungsmaterial war bisher auch völlig ausreichend, da schon alleine durch die Verwendung des Standard-Randverbundes ein massives Objekt die Durchsicht an den Glasrändern des Isolierglases nicht ermöglicht hat.
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Um allerdings ein Fassadenelement 100 mit einem möglichst großen transparenten und optisch durchsichtbaren Bereich anzugeben, ist auf den herkömmlichen Ansatz und die Verwendung von durchgefärbten Silikonmaterial nicht mehr zurückzugreifen. Insbesondere wird gemäß den in den Zeichnungen exemplarisch dargestellten Ausführungsformen jeweils ein Fassadenelement 100 bereitgestellt, welches trotz Vorsehens mehrerer benachbart zueinander angeordneter Isolierglaseinheiten 1, 2 eine maximal möglichen Durchsichtbereich bietet.
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Hierzu sind die Isolierglaseinheiten 1, 2, welche zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Fassadenelements 100 in einem Stoßbereich miteinander verbunden werden, speziell aufgebaut. Im Einzelnen weisen die Isolierglaseinheiten 1, 2 jeweils mindestens ein erstes transparentes Flächenelement 11 vorzugsweise in Gestalt einer Glasscheibe und mindestens ein zweites transparentes Flächenelement 12 ebenfalls vorzugsweise in Gestalt einer Glasscheibe auf. Die beiden Flächenelemente 11, 12 sind über einen vorzugsweise umlaufenden Abstandshalter 13 unter Einschluss eines Scheibenzwischenraums 14 miteinander verbunden.
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Dabei ist bei den in den Zeichnungen dargestellten exemplarischen Ausführungsformen insbesondere vorgesehen, dass der Abstandshalter 13 der ersten und zweiten Isolierglaseinheiten 1, 2 jeweils aus einem glasklaren Material, insbesondere Glasmaterial oder einem entsprechenden Kunststoffmaterial, gebildet ist.
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Weiterhin ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass zwischen dem Abstandshalter 13 und dem ersten und zweiten Flächenelement 11, 12 der entsprechenden Isolierglaseinheit 1, 2 ein vorzugsweise glasklares Dichtmittel 15 vorgesehen ist.
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Mit anderen Worten, es kommen Isolierglaseinheiten 1, 2 zum Einsatz, deren Randbereich aus einem glasklaren Material bzw. aus glasklaren Materialien gebildet wird, so dass auch der Randbereich keine optische Beeinträchtigung hinsichtlich der Transparenz liefert.
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Um die so vollkommen transparent ausgebildeten Isolierglaseinheiten 1, 2 miteinander verbinden zu können, werden die Glaseinheiten 1, 2 zueinander derart angeordnet, dass die beiden Glaseinheiten 1, 2 in einem Stoßbereich mit ihren Kanten aneinander angrenzen. In dieser Position werden die Glaseinheiten 1, 2 vorzugsweise temporär fixiert und anschließend wird der Stoßbereich eingegrenzt, um einen Fugenbereich 5 festzulegen.
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Danach wird ein Silikonmaterial 4, insbesondere ein glasklares Silikonmaterial 4, in flüssiger Form in den festgelegten Fugenbereich 5 eingebracht, insbesondere eingegossen oder - wie in 1 angedeutet - mit Hilfe eines Injektionsverfahrens in den festgelegten Fugenbereich 5 eingespritzt.
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Dadurch, dass das Silikonmaterial 4 in flüssiger Form in den festgelegten Fugenbereich 5 eingebracht wird, ist eine sichere, dauerhafte, glasklare und blasenfreie Verbindung zwischen den beiden aneinander angrenzenden Glaseinheiten 1, 2 möglich, selbst bei einem komplexen Glasaufbau, wie zum Beispiel bei Isolierglaseinheiten 1, 2 mit Glasabstandshaltern 13, die beispielsweise über Eck miteinander zu verbinden sind (vgl. 2).
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Das Einbringen des Silikonmaterials 4 in flüssiger Form ermöglicht ein sauberes Anfließen an die Fugenflächen und das Aufsteigen von eventuell eingebrachten Blasen an die Oberfläche. Da dieses gießfähige Material anschließend schrumpfungsfrei und vollständig ausreagieren soll, ist die Verwendung von zwei-komponentigem Material dafür erforderlich.
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Ein zum glasklaren Vergießen geeignetes Silikonmaterial 4 ist beispielsweise das zwei-komponentige glasklare gießfähige Silikon, welches von der Firma Dow Corning unter der Bezeichnung „Sylgard 184“ angeboten wird. Ein vergleichbares Produkt wäre beispielsweise auch das Produkt Elastosil Solar 2202 AB der Firma Wacker.
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In vorteilhafter Weise sollten die Silikonmaterialien 4 eine Viskosität von ca. 1 Pa x Sekunde bis ca. 3,5 Pa x Sekunde aufweisen, um zu ermöglichen, dass der festgelegte Fugenbereich 5 vollgekommen von dem Silikonmaterial 4 ausgefüllt wird.
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Zum Eingrenzen des Stoßbereiches und zum Festlegen des mit dem flüssigen Silikonmaterial 4 auszufüllenden Fugenbereiches 5 können verschiedene Ansätze verwendet werden. Eine mögliche Variante wäre, eine vorgefertigte, beispielsweise gefräste oder gezogene Form aufzusetzen, wobei diese durch beispielsweise verkleben von außen am Glas angedichtet und gehalten wird. Dadurch kann zur optischen Aufwertung auch eine vordefinierte Fugenform, wie beispielsweise ein definierter Radius oder eine präzise Fläche, erzeugt werden. Diese Fugenform kann aus Teflon bestehen. Alternativ hierzu ist auch ein anderes Material, welches mit einem Trennmittel versehen wurde, um ein Anhaften des Silikonmaterials 4 zu verhindern, denkbar.
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Eine einfachere Methode, um eine Eingrenzung der zu gießenden Fuge herzustellen, wäre es, wenn beispielsweise nur mittels eines selbstklebenden Bandes, welches an die Glaskanten geklebt wird, die Form umschlossen wird. Dieses Klebeband kann lokal einen haftvermeidenden Streifen entlang der Fuge haben.
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Um die Glaskanten der Füllseite vor ungewollter Benetzung zu schützen, wird in vorteilhafter Weise der Randbereich der Füllstelle mit einem Klebeband abgedeckt. Danach wird das zum Vergießen fertig gemischte Material langsam und gleichmäßig in den zu füllenden Bereich eingebracht.
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Dabei wird eine Fließgeschwindigkeit von circa 10 ml/s bis circa 40 ml/s angestrebt, abhängig von der Fugendicke und Viskosität des Silikonmaterials 4. Das Entfernen von überschüssigem Material und Einebnen der Vergussfläche muss vor Beginn des Aushärteprozesses beendet sein, um ein Fließen in eine perfekte ebene Fläche zu ermöglichen.
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Dieser „offene“ Füllprozess sollte beispielsweise für den Vorverbund einer Glas-Eckausbildung in einem Reinraum unter konditionierten Bedingungen durchgeführt werden, um das Einschließen von Staub oder anderen Schmutzpartikeln zu verhindern (vgl. 2).
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Eine verbesserte Füllmethode dazu wäre das Schließen der gesamten Fuge von beiden Seiten mit einem Formstück oder einem begrenzenden Band. Dieser Fugenraum könnte dann mittels Injektion des vorgemischten Silikon-Vergussmaterials ausgefüllt werden. Diese Methode ermöglicht die Optimierung des sonst nur im offenen Verfahren zwingend horizontalen Ausfüllens der Verfugung, hin in eine bis zur senkrechten Anordnung mögliche Befüllung der Fuge im fertig eingeglasten Gebäude. Das genannte Injektionsverfahren macht zusätzlich eine etwas aufwendigere Vorbereitung, wie das sichere Abdichten und das Verwenden von Misch- oder Dosiergeräten erforderlich.
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Durch diese Erfindung kann eine glasklare Verbindung entlang der gesamten Fassadenfront von volltransparenten Verbund- und Isoliergläsern hergestellt werden die durchgängig keinerlei störenden sichtbaren Fugen mehr aufweist.
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Zusätzlich kann erstmals eine gebrauchstaugliche glasklare Verbindung einer Eckverglasung hergestellt werden. Denn der entscheidende Vorteil dieser Eckverbindung ist dabei die bleibende Elastizität der Verbindungsstelle. Das vollständig ausreagierte Verbindungsmaterial hat am Ende einen nach DIN ISO 7619-1 bestimmten Härtegrad von ca. 35 bis 65 nach Shore A, das entspricht einem umgerechneten Druck E-Modul von 3,5 bis 8 MPa.
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Diese Elastizität an einer Eckverbindung von Gläsern ermöglicht eine Anpassung an Montagetoleranzen der Unterkonstruktion beim Einbau der vorgefertigten Ganzglasecke am Gebäude. Ein zusätzlicher Vorteil dieser bleibenden flexiblen Eckverbindung ist auch die Möglichkeit, Verformungen der Unterkonstruktion durch Windlasten oder Gebäudesetzungen dauerhaft aufnehmen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Glaseinheit
- 2
- zweite Glaseinheit
- 3
- Klebeverbindung
- 4
- Silikonmaterial
- 5
- Fugenbereich
- 11
- erstes Flächenelement
- 12
- zweites Flächenelement
- 13
- Abstandshalter
- 14
- Scheibenzwischenraum
- 15
- Dichtmittel
- 100
- Fassadenelement
