ESG ist kein Sicherheitsglas. Zumindest nicht in dem Sinn, in dem das Wort gemeint ist, wenn eine Gebäudehülle Einbruch, Beschuss oder Sprengwirkung standhalten soll. Im Englischen ist die Unterscheidung sauber getrennt: man spricht von Safety Glass und Security Glass. Safety meint den Schutz vor Unfall und Verletzung, Security den Schutz vor einem vorsätzlichen Angriff.
Die deutsche Sprache beschreibt beide Bedeutungen in einem einzigen Wort – Sicherheitsglas, und damit beginnt ein Missverständnis, das erstaunlich weit trägt. Wer als Bauherr im Internet nach Einbruchschutz sucht oder nach dem, was der Volksmund Panzerglas nennt, landet sehr schnell bei Sicherheitsglas und damit bei Einscheibensicherheitsglas (ESG). Er folgert, sein Haus sei damit besser gegen Einbruch geschützt. Das stimmt aber nicht.
Safety ist nicht Security
Was „Sicherheit“ bei ESG bedeutet, ist amtlich festgelegt. Die Technische Regel für Arbeitsstätten ASR A1.6 versteht unter Sicherheitsglas ein Glas, das durch Vorspannen oder Laminieren bruchsicher ist und die Verletzungsgefahr bei Beschädigung verhindert oder minimiert. Gemeint ist etwa der Mensch, der versehentlich gegen die Verglasung stürzt.
Die Wirkung entsteht in der Herstellung. Das Glas wird auf rund 600 °C erhitzt und mit kalter Luft schlagartig abgekühlt. Die Glasoberfläche erstarrt zuerst und steht danach unter Druck, der Kern des Glases steht unter Zug. Daraus folgen zwei Eigenschaften: eine deutlich höhere Festigkeit – die DIN EN 12150-1 nennt für ESG eine Biegefestigkeit von 120 N/mm², Floatglas erreicht nach DIN EN 572-1 45 N/mm² – und ein charakteristisches Bruchbild. Bricht ESG, entlädt sich die gespeicherte Spannung, und das Glas zerfällt in kleine, stumpfkantige Krümel. Die langen Scherben, mit denen gebrochenes Floatglas schwere Schnittverletzungen verursachen kann, entstehen nicht.
Warum ESG vor Verletzungen schützt
ESG ist dort unverzichtbar, wo im Bruchfall mit Körperkontakt zu rechnen ist und die Scherben selbst zur Verletzungsquelle würden: in der Seitenscheibe eines Fahrzeugs, in der Ganzglasdusche, in rahmenlosen Ganzglastüren. Aufschlussreich wird es dort, wo ESG in Konstruktionen auftaucht, die einen Absturz verhindern oder einem Angriff standhalten sollen.
Für raumhohe absturzsichernde Isoliergläser lässt die DIN 18008-4 ESG auf der stoßzugewandten Seite zu, verlangt aber, dass mindestens ein Glas des Aufbaus aus Verbundsicherheitsglas (VSG) besteht.
Hier zählen beide Eigenschaften: erstens die Festigkeit gegen den Anprall und zweitens eine Bruchform, die den Anprallenden nicht verletzt. Auch in Verbundaufbauten für einbruchhemmende Türen in Flucht- und Rettungswegen, sogenannte Paniktüren, hat sich ESG in meiner Entwicklungsarbeit bewährt.
Dort gibt die Festigkeit den Ausschlag; der Krümelbruch spielt keine Rolle oder kann sogar kontraproduktiv sein. Den Schutz vor dem Menschen mit Absicht leistet erst das Zusammenspiel des gesamten Glasaufbaus.
Wenn Festigkeit allein nicht ausreicht
Wie sich Glas im Bruchfall verhält, hängt nicht nur von seiner Festigkeit ab. Kantenbearbeitung, Vorspannung, Temperatur und Verbund bestimmen, was eine Verglasung noch leisten kann, wenn sie bereits beschädigt ist.
Glas ist nicht gleich Glas. Floatglas, TVG und ESG unterscheiden sich darin, was sie tragen, bevor sie brechen, und darin, was danach von ihnen bleibt. Neben der thermischen Vorspannung entscheiden weitere Faktoren über das Tragverhalten im Normal- und im Bruchfall.
An einer raumhohen Panoramaverglasung an der Mittelmeerküste, rund 5,40 Meter breit und nach Süden ausgerichtet, waren mehrere Lagen eines Verbundsicherheitsglases aus Floatglas gebrochen. Der Bauherr vermutete eine mechanische Beschädigung durch eines der beteiligten Unternehmen.
Die Begutachtung bestätigte den Verursacher, nicht aber die mechanische Einwirkung: Ein Bauunternehmen hatte während der Bauphase eine Palette Baumaterial auf der Raumseite unmittelbar vor einem Teil der Verglasung abgestellt. Bei starker Sonneneinstrahlung staute sich dort die Wärme, und das Glas brach.
Erwärmt sich ein Bereich eines Glases deutlich stärker als der Rest, entstehen Spannungen, die zum thermischen Glassprung führen können. Er geht fast immer von der Kante aus. Damit ist die erste Größe benannt, die über die Festigkeit eines Glases entscheidet: die Kantenbearbeitung. Ob eine Kante geschnitten, gesäumt, geschliffen oder poliert ist, beeinflusst die Kantenfestigkeit.
Die zweite Größe ist die Vorspannung. Sie bestimmt, welche Lasten ein Glas aufnimmt, bevor es bricht, ob Wind, Schnee, Eigengewicht oder Anprall. Floatglas erreicht eine Biegefestigkeit von 45 N/mm², teilvorgespanntes Glas (TVG) 70 N/mm², ESG 120 N/mm².
Ebenso verschieden ist das Bruchbild. Floatglas und TVG brechen in große Stücke, ESG zerfällt in Krümel. Beim Verletzungsschutz ist das sein Vorteil, wie Teil 1 gezeigt hat. Für die Frage, was eine Verglasung nach dem Bruch noch trägt, wird es zum Nachteil.
Nach dem Bruch trägt nur noch ein Verbund
Beim Verbundsicherheitsglas haften die Bruchstücke an der Zwischenschicht; üblich sind PVB- oder Ionoplast-Folien, bei Aufbauten mit Polycarbonat Gießharze oder TPU-Folien. Bei VSG aus Floatglas oder TVG stützen sich die großen Bruchstücke gegenseitig ab, das Verbundglas bleibt in seiner Einfassung und nimmt bedingt weiter Lasten auf.
Bei VSG aus ESG bilden die Krümel keinen tragenden Querschnitt mehr: Sind alle Gläser gebrochen, verliert der Verbund seine Steifigkeit und sackt durch. Steife Ionoplast-Zwischenschichten können dieses Verhalten verbessern, was jedoch im Einzelfall nachzuweisen ist.
ESG steht damit im ungebrochenen Zustand an der Spitze und im Bruchfall am Ende. Darin liegt der Grund, TVG zu wählen: Es trägt mehr als Floatglas, und im Verbund bleibt ihm nach dem Bruch eine Resttragfähigkeit, die ein Verbund aus ESG praktisch nicht mehr besitzt.
Für die untere Lage von Überkopfverglasungen wird deshalb VSG aus Floatglas oder TVG verwendet, VSG aus ESG nur mit gesondertem Nachweis. Welchen Anteil Halterung und Unterkonstruktion an der Resttragfähigkeit haben, wäre einen eigenen Beitrag wert.
Die Resttragfähigkeit spielt auch dort eine Rolle, wo jemand eine Verglasung absichtlich angreift. Auch dann wirken Lasten, nur bringt sie ein Mensch mit seinen Mitteln auf.
Foto: Matthias Rehberger / GW
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Foto: Dengg engineering security
