Experten-Ratgeber: Wann lohnt sich ESG-Glas?

Wir stellen Ihnen in diesem Artikel sogenanntes ESG-Glas vor. Sie erfahren unter anderem, woraus ESG besteht und mit welchen Verfahren es hergestellt wird. Wir machen Sie mit den wichtigsten Eigenschaften von ESG-Glas bekannt und erklären, warum es als bruchhemmendes Sicherheitsglas gehandelt wird.

Bricht eine ESG-Scheibe infolge einer Beschädigung der Scheibenkanten oder der Scheibenfläche mit sehr spitzen, harten Schlägen, zerspringt sie beim Brechen wegen der enormen Energie, die im Eigenspannungszustand in ihr gespeichert war, in kleine, würfelförmige Bruchstücke ohne scharfe Kanten wie zum Beispiel die Seitenscheiben eines Autos. Verbundsicherheitsglas (VSG-Glas) hingegen bleibt dank eingearbeiteter Spezialfolien in einem Stück, das Glas verbleibt im Rahmen und die Abschlussfunktion bleibt erhalten.

Beim Zerbrechen spricht man auch von einem "Netz stumpfkantiger Glaskrümel". Ihre typische Größe ist geringer als ein Quadratzentimeter. Diese spezielle Bruchstückchenstruktur ist charakteristisch für Einscheibensicherheitsglas und mindert das Risiko größerer Schnittverletzungen. Von Vorteil ist zudem, dass die stumpfkantigen Bruchstücke untereinander zusammenhängen. Dies wird vorab in Prüfungen bei Höchstbelastung im sogenannten Pendelschlagversuch und in der Prüfung zur Ballwurfsicherheit getestet.

Überdies muss ESG-Glas eine sogenannte Mindestbiegefestigkeit aufweisen. Die Anforderungen regelt die Norm DIN 12150-1 „Glas im Bauwesen - Thermisch vorgespanntes Kalknatron-Einscheibensicherheitsglas - Teil 1: Definition und Beschreibung“. Sie wird demnach auf 120 Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²) beziffert. ESG-Glas, wie Sie es im Handel kaufen können, ist allerdings meist mit einer Oberflächendruckspannung zwischen 100 N/mm² und 150 N/mm²ausgerüstet, so dass es mit Festigkeiten von über 200 N/mm² daher kommt.

Wegen seiner unterschiedlichen Spannungszonen kann Einscheibensicherheitsglas Lichtstrahlen mitunter doppelt brechen (sogenannte Doppelbrechung oder Anisotropie). Dank der polarisierten Anteile des Tageslichts wird dieses Phänomen bei Gelegenheit sichtbar: Man sieht dann regenbogenfarbige Ringe oder „Wolken“.

Unter ESG-Glas versteht man heutzutage i.d.R. zwei unterschiedliche Glasarten.

Um Floatglas herzustellen, gibt man die flüssige Glasschmelze kontrolliert auf ein Zinnbad, auf dem sie quasi fließt (auf Englisch: „to float“). Floatglas zeichnet sich gemäß der europäischen Norm DIN EN 572-1 „Glas im Bauwesen – Basis Erzeugnisse aus Kalk-Natronsilicatglas“ durch parallele, feuerpolierte Oberflächen aus, die beim kontinuierlichen Aufgießen und Fließen auf einem Metallbad entstehen.

Solches Floatglas ist thermisch nicht vorgespannt. Es dient als Rohstoff beziehungsweise Vorprodukt, um vollvorgespannte Gläser wie ESG-Glas, teilvorgespanntes Glas (TVG, geregelt nach DIN EN 1863-1) sowie Verbundglas (VBG) und Isolierglas herzustellen.

Mit der Bezeichnung Ornamentglas meint man eine Art Gussglas, also gegossenes und gewalztes Flachglas, das mit Hilfe von Walzen hergestellt wird (Walzverfahren). Ornamentglas kommt vor allem im Innenbereich zum Einsatz. Es ist nicht ganz klar durchsichtig (Fachausdruck: transluszent) und hat infolge der Herstellung eine besondere Struktur: Da die flüssige Glasmasse durch strukturierte Walzen geführt wird, entstehen Muster im Glas mit mehr oder weniger Transparenz. In Abhängigkeit von Dichte und Muster entspricht Ornamentglas unterschiedlichen Sichtschutzfaktoren.

Gut zu wissen: Die Bezeichnung „Gussglas“ ist veraltet und findet in der aktuellen Normierung (siehe Floatglas) keine Anwendung mehr. Demnach wird Ornamentglas als „planes, durchscheinendes, klares oder gefärbtes Kalk-Natronsilicatglas“ beschrieben, das „mit ein- oder beidseitiger, mehr oder weniger stark ornamentierter Oberfläche“ zu haben ist. Geprägte Muster wie Wellen, Rippen, Prismen zerstreuen durchfallendes Licht. Gemäß der Norm sind auch Draht- und Drahtornamentgläser sowie Profilbaugläser sogenannte Ornamentgläser.

Die Ausgangsmaterialien ESG-Float- und -Ornamentglas werden dann in einem besonderen Verfahren zu ESG-Glas weiterverarbeitet, so dass sie ihre Eigenschaften teilweise in das Endprodukt einbringen. Das Verfahren läuft wie folgt ab:

Die ebene Scheibe (Float- oder Ornamentglas) wird bis zu einem gewissen Transformationspunkt auf mehr als 600 Grad Celsius erhitzt, um dann schlagartig mit Hilfe von Gebläsen schnell abgekühlt zu werden. Auf diese Weise versetzt man das Glas in einen sogenannten Eigenspannungszustand. In diesem Zustand steht der Kern der Scheibe unter einer Zugbeanspruchung, während die Oberfläche unter Druckbeanspruchung ist. Das macht das Glas biegezugfester, wobei es nicht härter wird.

Wichtig: Wegen der derart eingeprägten Oberflächendruckspannung wirkt ein die Festigkeit mindernder Einfluss infolge von beispielsweise oberflächlichen Defekten erst dann, wenn durch Last oder Zwang Zugspannungen an der Oberfläche erzeugt werden. Das ist der Grund, warum die Temperaturwechselbeständigkeit des ESG-Glases dank der Vorspannung erheblich zunimmt (etwa 200 Kelvin).

Bei herkömmlichen ESG-Glasscheiben kann es mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit nach der Herstellung aufgrund korrodierender Nickel(II)-sulfideinschlüsse zu spontanen Glasbrüchen kommen. Um dies zu vermeiden, werden ESG-Glasscheiben nach der Herstellung einem sogenannten Heat-Soak-Test oder Heißlagerungstest unterzogen, indem sie mehrere Stunden bei einer Temperatur von 280 bis 300 Grad Celsius gelagert werden. Entsprechend prädestinierte Scheiben gehen dabei zu Bruch, sodass die verbleibenden Scheiben eine deutlich geringere Wahrscheinlichkeit eines Spontbruchs aufweisen. ESG-Glas, das mit dem Heat-Soak-Test geprüft wurde, nennt man daher auch ESG-H-Glas.

Nach dem sogenannten Vorspannen kann das verarbeitete ESG-Glas wegen der im Eigenspannungszustand gespeicherten Energie allerdings nur sehr beschränkt weiter bearbeitet werden. Das heißt, dass Bearbeitungsschritte wie 

• Gestalten der Glaskanten,
• Bohrungen im Glas oder
• das Schneiden von Ausschnitten für Aussparungen

im Grunde immer schon erfolgen müssen, bevor das Vorspannen durchgeführt wird.

Ein Kürzen einer zu langen ESG-Glasscheibe im Nachhinein, zum Beispiel, weil eine Ganzglastür nach einem Wechsel des Bodenbelags (Holzparkett, Laminat & Co.) aufstößt, ist demnach nicht mehr möglich, daher kommt es auf maßgenaue Anfertigung an.

Zu beachten ist des Weiteren schon bei der Planung der Verwendung des Einscheibensicherheitsglases, dass wegen der thermischen Behandlung gewisse Maßtoleranzen nahe den Bohrungen sowie eine leichte Vorkrümmung auftreten können.

Experten-Tipp: Einscheibensicherheitsglas muss als solches vom Hersteller ausgewiesen sein. Der Auszeichnungspflicht kommen die Hersteller mit einem entsprechenden Stempelaufdruck nach.

Im Bereich des Einbruchschutzes wird ESG passiv als Alarmglas eingesetzt. Wenn es zerbricht, wird eine aufgedruckte, stromleitende Schleife durchtrennt und dadurch der angeschlossenen Alarmanlage ein Glasbruch angezeigt. Diese löst dann einen entsprechend lauten Alarm aus oder meldet den Einbruch einem Sicherheitsdienst oder der Polizei.

VSG hingegen verspricht im Rahmen des Einbruchschutzes zusätzliche aktive Sicherheit. Für einen wirksamen Einbruchschutz im Privatbereich sind die Sicherheitsklassen ab P5A die richtige Wahl, da diese auch einbruchhemmend wirken.