Basisgläser

Produktgruppeninformation

Begriffsdefinition

In den vorliegenden Produktgruppen sind verschiedene gängige Glasarten mit ihren spezifischen Eigenschaften und Funktionen beschrieben, die der Markt in unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten anbietet.
Die WECOBIS-Einteilung in Basisgläser und Funktions-Flachgläser soll es ermöglichen, sich Informationen zu unterschiedlichen Glaskombinationen zusammenzustellen.
Unter „Basisgläser“ finden sich Informationen, die für alle anderen Bauglas-Produktgruppen gültig sind. Floatglas und Gussglas bilden dabei die Grundlage für alle Funktions-Flachgläser. Sie werden in der Regel in höherwertige Funktions-Flachgläser weiterverarbeitet. Pressglas findet Verwendung als Glassteine, Betonglas oder Glasdachsteine.

Basisgläser in WECOBIS werden unterschieden nach der Art ihrer Herstellung im Anschluss zur Glasschmelze. Bis zur Glasschmelze besteht in der Herstellung kein wesentlicher Unterschied:
Floatglas / hergestellt durch Aufgießen und Fließen = Flachglas, auch aus Borosilicatglas 
Gussglas / hergestellt durch Gießen und Walzen = Flachglas 
Pressglas / hergestellt durch Pressen = Bauhohlglas

Bei dem im Bauwesen verwendeten Glas handelt es sich zum Großteil um Kalk-Natronsilicat-Glas.
Die Widerstandsfähigkeit von Kalk-Natronsilicat-Gläsern gegen schroffe Temperaturwechsel, z.B. im Brandfall, ist wegen der vergleichsweise hohen Wärmedehnung gering. Für Brandschutzverglasungen kommen deshalb wegen ihrer geringen Wärmedehnung auch Borosilicatgläser zur Verwendung.

Wesentliche Bestandteile

Kalk-Natronsilicat-Glas besteht aus den Rohstoffen Quarzsand, Soda, Kalkstein und Dolomit und zeichnet sich durch gute Lichtdurchlässigkeit und eine glatte, porenfreie Oberfläche aus. Die im Quarzsand meist vorhandenen Spuren an Eisenoxid bewirken die grüne Eigenfarbe der Gläser, welche vor allem bei Glasscheiben stärkerer Dicke bemerkbar wird. Durch Einsatz eines besonders eisenoxidarmen Quarzsandes ist es möglich, diese Grünfärbung nahezu aufzuheben. Glas hat dann so gut wie keine Eigenfarbe mehr und wird als eisenarmes oder extraweißes Glas bezeichnet.
Borosilicatgläser enthalten einen höheren Anteil an Siliziumdioxid und einen Zusatz von Bortrioxid.

Charakteristik

Glas ist eine erstarrte, unterkühlte Flüssigkeit. Es hat keinen Schmelzpunkt, sondern geht bei Erwärmung kontinuierlich von einem festen Zustand in den plastisch-viskosen und später in den flüssigen Zustand über, ohne seine Struktur zu verändern.
Die charakteristischen Merkmale von Gläsern sind ihre Transparenz, die Festigkeit und die Beständigkeit.

Transparenz
Glas ist undurchlässig für Flüssigkeiten und Gase, aber durchlässig für das sichtbare Licht, weil im Inneren keine Grenzflächen vorhanden sind, die das Licht reflektieren können und die atomare Struktur von Glas das sichtbare Licht nicht absorbiert.
Eine zerbrochene ESG-Scheibe wird undurchsichtig und weiß, weil viele Grenzflächen entstanden sind, an denen das auftreffende Licht reflektiert wird.
Kennzeichnung der Transparenz: Lichtdurchlässigkeit TL (siehe Technische Daten)
zum Vergleich / unverglaste Maueröffnung: TL = 100%

Festigkeit
Der hohe Anteil an Sand ist für die Härte und Festigkeit, gleichzeitig aber auch für die Sprödigkeit von Glas maßgebend. Die Sprödigkeit führt bei einer minimalen Überschreitung der elastischen Verformung zum Bruch einer Glasscheibe, weil im Bereich der Bruchdehnung praktisch keine plastischen Verformungen möglich sind.

Beständigkeit
Im allgemeinen ist Kalk-Natron-Glas gegen Säuren und Laugen beständig. Es ist aber in geringem Umfang wasserlöslich, weswegen es unter ungünstigen Umständen, z.B. bei horizontal angeordneten Verglasungen, auf denen Regenwasser stehen bleibt, zur Erblindung kommen kann. Durch stehendes Wasser oder permanente Feuchte werden vor allem Natriumionen aus dem Glasgefüge herausgelöst. Solche Auslaugungen können auch durch den Kontakt von Glas mit Mineralputzen, frischem Beton oder durch extreme alkalische Reinigungsmittel verursacht werden.

Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Glas ist ein Baustoff, dessen Einsatz im Hochbau unverzichtbar ist. Die Verglasung einer Fassade versorgt den Innenraum mit Tageslicht und stellt die optische Verbindung zum Außenraum her.
Der Energiehaushalt eines Gebäudes wird durch Verglasungen aufgrund von Wärmeverlusten oder Energiegewinnen beeinflusst. Aufgrund der heutigen Wärmeschutzanforderungen ist daher z.B. eine Entscheidung zwischen Isolierglas oder Einfachglas nicht zu treffen.
Schadstoffbelastungen durch Glas im eingebauten Zustand sind nicht bekannt. Eine Untersuchung über das Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen hat ergeben, dass Glas bedeutungslos für VOC-Emissionen im Innenraum ist.

Lieferzustand

Floatglas und Gussglas (Flachglas) werden in Form von Scheiben geliefert. Die maximale Scheibengröße ist dabei von der speziellen Art des Glases abhängig und wird in den Untergruppen näher erläutert.
Pressglas (Bauhohlglas) wird als Glasstein oder Betonglas geliefert.

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Kalk-Natronsilicat-Glas: Float-, Ornament-, Pressglas, Glasfaser, Dämmstoffe aus Glas
Borosilicatglas: Floatglas
Ca. 15 - 25% der Flachglasproduktion werden für die Fahrzeugproduktion eingesetzt.

Quellen

Scholz, Hiese: Baustoffkenntnis S. 118-121, 16. Auflage, Werner Verlag, Köln 2007.

Zellweger, C. et al; Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen. Methodik und Resultate; 1995; Bundesamt für Energiewirtschaft; Zürich

Basisgläser
Basisgläser

Planungs- und Ausschreibungshilfen

Grundsätzliches

WECOBIS informiert produktneutral. An dieser Stelle soll der Nutzer jedoch eine Hilfestellung dazu erhalten, ob sich Produkte innerhalb einer Produktgruppe gegenüber anderen hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz auszeichnen.

Basisgläser wie Float- und Gussglas werden in der Regel zu höherwertigen Funktions-Flachgläsern weiterverarbeitet. Für die Gruppe der Basisgläser werden daher keine Planungs- und Ausschreibungshilfen erstellt. Informationen finden sich unter Funktions-Flachgläser oder ggf. bei der Produktgruppe Pressglas, die in Form von Glasbausteinen auch direkt Verwendung findet.

Basisgläser

Umweltdeklarationen

Zeichen und Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Basisgläser = Floatglas, Gussglas, Pressglas
Stand
06/ 2013
Internet-Adresse
     
Umweltzeichen (Blauer Engel) - http://www.blauer-engel.de/
EU-Umweltzeichen (Blume) - http://www.eco-label.com/
Österreichisches Umweltzeichen - http://www.umweltzeichen.at/
GISBAU Produkt-Code - http://www.wingis-online.de/wingisonline/

Gütezeichen RAL-GZ

- http://www.ral.de/
natureplus-Qualitätszeichen - http://www.natureplus.org/
Zeichen / Labels aus Programmen für spezielle Produktgruppen:
FSC-Siegel ./. http://www.fsc-deutschland.de/
Emicode ./. http://www.emicode.com/
GUT-Signet ./. http://www.gut-ev.org/
+ Zeichen / Label für diese Produktgruppe vorhanden
- Zeichen / Label für diese Produktgruppe nicht vorhanden
./. Zeichen / Label für diese Produktgruppe nicht relevant
x Produkte aus dieser Produktgruppe können die Kriterien des Zeichens/Labels definitionsgemäß nicht erfüllen

Die VERBRAUCHER INITIATIVE e.V. betreibt ein Internet-Portal mit umfangreicher Label-Datenbank (www.label-online.de). Die Label werden dort beschrieben und anhand von Kriterien hinsichtlich Nachhaltigkeit (umweltgerecht, sozial verträglich, gesundheitlich unbedenklich) bewertet.

Umweltproduktdeklarationen

Für Produkte mit Umweltproduktdeklaration (Environmental Product Declaration, EPD) liegen umfassende Informationen zu wichtigen Umweltwirkungen wie z. B. Ressourcenverbrauch, globaler Treibhauseffekt, Ozonabbau oder Versauerung von Böden und Gewässern vor (genaue Erläuterungen siehe Lexikon und Textteil „Umweltproduktdeklarationen“). Diese bilden die Datengrundlage für die ökologische Gebäudebewertung.

BasisgläserStand
06/ 2013
Download
     
PCR-Dokument1 +

PCR Flachglas im Bauwesen nach EN 15804

Branchen-EPD1 (+)2 ift Rosenheim2
+ für diese Produktgruppe vorhanden
- für diese Produktgruppe nicht vorhanden

1 WECOBIS informiert produktneutral. Aus diesem Grund wird an dieser Stelle sofern vorhanden nur auf PCR-Dokumente (Produktgruppenregeln) und Branchen-EPDs verwiesen. Dies schließt nicht aus, dass für einzelne Produkte EPDs vorliegen können. Weitere Informationen und Downloads finden sich z.B. auf den Seiten des IBU Institut Bauen und Umwelt e.V.. Neue PCRs nach EN 15804 können dort allerdings nur noch über ein anmeldepflichtiges Datenbanksystem des IBU eingesehen werden.  → auch Lexikon Umweltproduktdeklaration

2 Im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)  und unterstützt durch verschiedene Verbände wurde ein Forschungsvorhaben „EPD ́s für transparente Bauteile“ (Aktenzeichen: SF – 10.08.18.7-09.21/II3-F20-09-1-067)gefördert. Dabei wurden Muster-EPDs auf der Basis durchschnittlicher Branchenkenndaten u.a. für  Flachglas, Einscheiben- und Verbundsicherheitsglas sowie Mehrscheiben-Isolierglas entwickelt. Forschungsstellen waren neben dem ift Rosenheim das IBU Institut Bauen und Umwelt e.V. sowie die PE International AG.
Der Abschlussbericht kann kostenpflichtig beim ift Rosenheim Literaturshop bestellt werden. Die erstellten Muster-EPDs sind ebenfalls nicht kostenfrei zugänglich. Sie sollen Glasverarbeitern die Möglichkeit bieten, mit vertretbarem Aufwand produkt- bzw. firmenspezifische EPDs erstellen zu lassen.

Ökobau.dat / Umweltindikatoren

Ökobau.dat ist ein Baustein des Informationsportals Nachhaltiges Bauen in der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten und enthält Datensätze mit Umweltindikatoren von Bauprodukten. Die in der Ökobau.dat beschriebenen Umweltindikatoren bilden die Grundlage der im Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude (BNB) vorgeschriebenen Berechnung von Ökobilanzen auf Gebäudeebene. Der hierfür betrachtete Lebenszyklus eines Bauproduktes gliedert sich in die Herstellung und die Nachnutzungsphase. Die Bewertung basiert auf Indikatoren der

  • Sachbilanz / Input (PEIr, PEInr, Sekundärbrennstoffe, Wassernutzung)
  • Sachbilanz / Output (Abraum, Hausmüll/Gewerbeabfälle, Sonderabfälle)
  • Wirkbilanz (ADP, EP, ODP, POCP, GWP, AP)

Diese umfangreiche Sammlung verifizierter Daten steht unter http://www.nachhaltigesbauen.de/oekobaudat/ zur Ansicht zur Verfügung.
Datensätze zu Verglasungen siehe
→ 1. Mineralische Baustoffe / 1.3 Steine und Elemente / 1.3.16 Glasbausteine
7. Komponenten von Fenstern und Vorhangfassaden / 7.2 Füllungen / 7.2.01 Fensterglas einfach
Download des gesamten Datensatzes unter → Ökobau.dat

Basisgläser
Basisgläser

Technisches

Technische Daten

Rohdichte: 2.200 - 2.600 kg/m³  
Wärmeleitfähigkeit λR:    
nach DIN 4108 Teil 4 0,8 W/mK  
nach DIN EN 572 Teil 1  1,0 W/mK  
Baustoffklasse nach DIN 4102: A1  
Euroklasse nach DIN EN 13 501-1:  A1  
  Kalk-Natron-Glas:  Borosilikatglas:
Wärmedehnung α [10-6/K-1]:  9,0       3,3 - 4,0
Lichtdurchlässigkeit TL nach DIN 67507 bei d=4mm: ca. 87 % ca. 90 % 

Baustoffklasse nach DIN 4102-1

A1 – Nicht brennbar

Euroklasse nach DIN EN 13501-1

A1 – Nicht brennbar

Färbung

Es wird differenziert nach durchsichtigem und durchscheinendem Glas.

Beständigkeit

Es besteht eine Beständigkeit von Glas gegenüber fast allen Chemikalien. Der Widerstand von Glas kann durch die Zusammensetzung beeinflusst und durch einen steigenden Siliziumgehalt erhöht werden.

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN EN 572

2012

Glas im Bauwesen – Basiserzeugnisse aus Kalk-Natronsilicatglas

DIN EN 1748

2004

Glas im Bauwesen – Spezielle Basiserzeugnisse - Borosilicatgläser

Bauregelliste

Basiserzeugnisse aus Kalk-Natron-Silicatglas:

Bauregelliste A Teil 1 Nr. 11.10 – Anlage 11.5, ÜH, Z

Bauregelliste B Teil 1 Nr. 1.11.1 – Anlage 01

Borocsilicatgläser:

Bauregelliste B Teil 1 Nr. 1.11.3 – Anlage 01

Das Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf.
Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de
Eine Darstellung und Erläuterungen zur Klassifizierung von Bauprodukten siehe im Lexikon → Klassifizierung von Bauprodukten

Quellen

Scholz, Hiese: Baustoffkenntnis S. 115, 16. Auflage, Werner Verlag, Köln 2007.

Flachglas Markenkreis, Glashandbuch 2013, S. 152.

Bauregelliste 2012.

Basisgläser

Literaturtipps

BF Merkblatt 004/2008; Kompass 'Warme Kante' für Fenster; Bundesverband Flachglas e.V.; Troisdorf, 2013 (Download)

BF Merkblatt 014/2013; Die neue Bauproduktenverordnung - Leitfaden für die Flachglasbranche; Bundesverband Flachglas e.V.; Troisdorf, 2013 (Download)

Baustein-Merkheft BGI (Berufsgenossenschaftliche Information) 5084, Glaser- und Fensterbauarbeiten; Herausgeber: Berufsgenossenschaft der Bauwirtschaft, Berlin; www.bgbau.de; 2012 (Download)

ift Rosenheim: Forschungsbericht  EPD ́s für transparente Bauteile / Abschlußbericht Oktober 2011; Entwicklung von Umweltproduktdeklarationen für transparente Bauelemente – Fenster und Glas – für die Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden + Anlage A und B Ausgabedatum: 11.2011

Dr. Meyer, F.; Glas herstellen – energieeffizient und schadstoffarm, BINE Informationsdienst , projektinfo 05/08; FIZ Karlsruhe, Bonn (Download)

Scholz, Hiese: Baustoffkenntnis, 16. Auflage, Werner Verlag, Köln 2007.

Zwiener, G.; Mötzl, H.; Ökologisches Baustoff-Lexikon; 2006; C.F. Müller Verlag; Heidelberg

Hegger, M.; Auch-Schwelk, V.; Fuchs, M.; Rosenkranz, T.; Edititon Detail / Baustoff Atlas; 2005; Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG; München

Büro für Umweltchemie; Graue Energie von Baustoffen, 2. Auflage 1998, Zürich; Auszug als Download über Internationale Alpenschutzkommission CIPRA

Glasbau Atlas 98; Schittich, Staib, Balkow, Schuler, Sobek; Glasbau Atlas; 1998; Birkhäuser; Basel

Zellweger, C. et al; Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen. Methodik und Resultate; 1995; Bundesamt für Energiewirtschaft; Zürich

Basisgläser

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Basisgläser 2.1.1

Abb.1: Zusammensetzung nach Hauptbestandteilen

Die exakte Glaszusammensetzung wird durch die spezifischen Eigenschaften des gewünschten herzustellenden Glases bestimmt.

Gemenge Kalk-Natronsilicat-Glas  
nach EN 572-1
Borosilicatglas nach
EN 1748-1-1
Summenformel
Gemenge 
  Glas-Bestandteile
Quarzsand 69 - 74 % 70 - 87 %     SiO2
Soda 10 - 16 % 0 -   8 % Na2CO3 Na2O
Pottasche   0 -   8 % K2CO3 K2O
Kalkstein 5 – 14 %   CaCO3 CaO
Dolomit 0 – 6 %   MgCO3 MgO
Feldspat   0 -   8 % NaAlSi3O8 Al2O3
Bortrioxid 0 - 3 % 7 - 15 %     B2O3
Andere 0 – 5% 0 -   8 %      
Filteraustrag          
Davon insges. ca. 20%* Glasscherben

Quarzsand = Glasbildner / Netzwerkbildner
die Hälfte der festen Erdoberfläche besteht aus Siliciumdioxid (SiO2), dem Hauptbestandteil der Sande und Gesteine. Die meisten Sande besitzen jedoch nicht die für die Glasherstellung erforderliche Reinheit, da sie größere Anteile von Verunreinigungen färbender Oxide, insbesondere an Eisenoxid, enthalten.

Soda oder Pottasche = Glaswandler / Flussmittel
Um die Schmelztemperatur von Sand (ca. 1.725°C) auf ökonomische Werte herabzusetzen, benötigt man Flussmittel, insbesondere Natriumoxid. Es wird über Soda (Na2CO3) dem Glasgemenge zugesetzt. Da es gleichzeitig die Wärmedehnung des Glases erhöht und die Beständigkeit z.B. gegen Temperaturwechsel (s.o.) verschlechtert, wird es in Borosilikatgläsern z.T. durch Bortrioxid ersetzt.

Kalkstein + Dolomit, Feldspat, Bortrioxid = Stabilisatoren
Eine Reihe von Metalloxiden (CaO, MgO, Al2O3, B2O3) bewirken als Zusatz zur Glasschmelze eine Verfestigung des Netzwerkes, die sich in einer Erhöhung der Beständigkeit, Festigkeit und Härte des fertigen Glases auswirkt. Insbesondere spielt hier Bortrioxid eine wesentliche Rolle.

Filteraustrag
Der nach Herstellerangabe durch Reinigung und Filtern der Abgase anfallende Filteraustrag, der dem Schmelzprozess als Rohstoffbestandteil wieder zugeführt wird, beträgt ca. 0,1 - 0,4% der Gesamtrohstoffeinlage.

Glasscherben
In der Regel werden dem Glasgemenge aufbereitete Glasscherben aus Produktionsabfällen als Sekundärrohstoff zugefügt. Sie beschleunigen das Flüssigwerden des Sandes und sorgen so für eine optimale Schmelztemperatur.
* Bei Gussglas kann der Anteil an Glasscherben bis zu 50% betragen. Über den genauen Gemengeanteil an Glasscherben bei Pressglas, der deutlich höher sein soll als bei Flachglas (dort bis zu 20%), liegen keine Angaben vor.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Basisgläser 2.1.2

Abb. 2: Zusammensetzung nach Rohstoffherkunft

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Gewinnung der hautptsächlich mineralischen Primärrohstoffe erfolgt im Tagebau. Damit verbunden sind Umweltbelastungen durch Eingriffe in Natur und Landschaft. Beim Rohstofftransport und bei der Rohstoffaufbereitung (Zerkleinerung von Quarzsand, Kalk und Dolomit) treten Lärm- und Staubemissionen auf, denen durch Kapselung und Abdeckmaßnahmen wirkungsvoll begegnet werden kann. Das anschließende Waschen zur Trennung von Verunreinigungen führt zu einer Wasserbelastung. Genaue Werte über die Menge von Emissionen und Wasserbelastung liegen derzeit nicht vor.

Die Herstellung von Soda verursacht zusätzliche Emissionen. Sie erfolgt in der BRD aus Steinsalz, Kalkstein und Ammoniak nach dem Ammoniak-Soda-Verfahren (Solvay-Verfahren). Dabei fällt neben nicht umgesetztem Steinsalz Calciumchlorid-Lauge an, die als Salzfrachten überwiegend emittiert oder als Schlamm deponiert wird. 60% der Sodaproduktion in der BRD werden für die Glasproduktion benötigt. Natürliches Soda findet sich nur in Afrika und USA.

Verfügbarkeit

Die überwiegend mineralischen Rohstoffe für ein Standardfloatglas sind flächendeckend und ausreichend in Deutschland vorhanden. Besonders eisenoxidarmer Quarzsand bzw. Kalkstein für weiße Gläser muss nach Herstellerangabe importiert werden. Die Länge der Transportwege kann zusätzlich noch abhängig von der Art des Weißglases variieren.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Durch die Wiederverwendung von Glasscherben werden Rohstoffe und Wärmeenergie im Schmelzprozess gespart (nach Herstellerangabe Einsparung von ca. 2,7%, wenn der Scherbenanteil um 10% der Schmelzmenge erhöht wird). Die Verwendung von Recyclingmaterialien bzw. Produktionsabfällen ist von der Art der Verglasung abhängig.

Radioaktivität

Für die verwendeten Rohstoffe ist Radioaktivität nicht relevant.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Da die Hauptbestandteile zur Glasherstellung im Tagebau gewonnen werden, besteht hierdurch eine große Landinanspruchnahme. Für diese Gebiete wird eine Rückkultivierung durchgeführt.

Quellen

Scholz, Hiese: Baustoffkenntnis S. 14-16 und 112, 16. Auflage, Werner Verlag, Köln 2007.

Basisgläser

Herstellung

Prozesskette

Prozesskette Basisgläser

Herstellungsprozess

Nach dem Zusammenstellen der Rohstoffe nach einem genauen Rezept werden diese gemischt (= Gemenge) und zur Schmelze in einen Ofen eingebracht.

Wannenschmelze:
Für die Herstellung von Basisgläsern werden sog. Wannenöfen mit Flammenbeheizung im Oberofen eingesetzt. Diese Öfen werden vollkontinuierlich betrieben und erreichen - je nach Tonnage - Wannenreisen mit praktisch ununterbrochenem Betrieb von 6 bis 12 Jahren. Das aus den Rohstoffen und Scherben bestehende Gemenge wird über Einlegemaschinen ununterbrochen auf die flüssige Glasschmelze aufgelegt und im ersten Teil des Ofens erschmolzen.
Bei großen Flachglaswannen wird die 800 Tonnen/Tag-Marke bereits überschritten. Der Wannenteil der Schmelzöfen für die Herstellung von Basisgläsern erreicht eine Länge von ca. 70 m, eine Breite von ca. 13 m und fasst bis zu ca. 2.500 t flüssiges Glas.
Brennstoffe: Gas, Heizöl oder Strom

Schmelzvorgang:
Der Schmelzvorgang gliedert sich in mehrere Phasen,die räumlich aufeinander in einzelnen Zonen des Ofens stattfinden: 

Rauhschmelze
1000 - 1200 °C Aufschmelzen bis zur Durchsichtigkeit, Entweichen von großen Gasmengen durch die Zersetzung der Hydrate, Carbonate, Nitrate und Sulfate
Läuterung
bis 1600 °C Entfernung von Gasblasen aus der Schmelze durch Läutermittel (z.B. Natriumsulfat, Arsenpentoxid), Durchblasen von Luft oder Erhöhen der Temperatur
Abstehen
900 - 1200 °C Auflösung von Restblasen, Abkühlung, Konditionierung/ Erreichen der Arbeitstemperatur für die Weiterverarbeitung in der Arbeitswanne

In der Produktgruppe Basisgläser wird der Herstellungsprozess für Float-, Guss- und Pressglas bis zum Schmelzvorgang erläutert, da bis zu diesem Zeitpunkt kein Unterschied besteht. Float- und Gussgläser bilden die Grundlage für die weitere Herstellung von Funktions-Flachgläsern.

Auf den weiteren Herstellungsprozess von Floatglas, Gussglas, und Pressglas wird in den jeweiligen Datenblättern eingegangen.

Umweltindikatoren / Herstellung

Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMUB liefern.

Die Ökobau.dat stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Lebenszyklusanalyse eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es Herstellungs- und End-of-Live- Datensätze.

Weiterführende Informationen zur Ökobau.dat im Zusammenhang mit dieser Produktgruppe finden sich in WECOBIS unter Fachinformationen / Reiter Zeichen & Deklarationen → Ökobau.dat / Umweltindikatoren

Da in der Herstellung von Bauprodukten ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen ist, stellt die Graue Energie (kumulierter Primärenergieaufwand nicht erneuerbar) dafür einen guten Indikator dar.

Graue Energie

Die Graue Energie beträgt für die Herstellung von Verglasungen:

  • Einfachverglasung ca. 190 MJ/m²
  • Doppelverglasung ca. 380 MJ/m²
  • Wärmeschutzverglasung mit Beschichtung und Argonfüllung ca. 640 MJ/m²

Wasserverbrauch / Abwassermengen

Als Kühl- und Trägermedium für die abgetragene Glasmasse dient i. w. Wasser. Durch weitgehende Kreislaufführung von Produktions- und Kühlwässern lassen sich Wasserverbrauch und Abwassermengen insgesamt erheblich reduzieren. Genaue Werte zu Wasserbelastung und Verbrauch liegen nicht vor.

Charakteristische Emissionen

Die wichtigste Emissionsquelle bei der Glasherstellung ist die Glasschmelze.

Partikelförmige Emissionen:
Bei Silobefüllung, Gemengebereitung und der Beschickung von Öfen kommt es zu Verstaubungen. Auch bei der Glasschmelze entstehen neue Feststoffe (Oxide, Schwefeloxide und Halogenide aus flüchtigen Metallverbindungen). Bei der Sonderglasherstellung können Schwermetalle (z. B. Blei) im Staub enthalten sein. Nach Herstellerangabe sind zur Vermeidung staubförmiger Emissionen durchweg filternde Abscheidesysteme eingeführt (Entstaubungsgrad > 99%). Einige wenige Systeme erfordern die Nassreinigung.

Abfallentsorgung:
Die bei der Glasschmelze anfallenden Filterstäube und Gemengereste werden nach Herstellerangabe zu 100% wieder als Rohstoff in die Produktion zurückgeführt. Ist eine interne oder externe Verwertung nicht möglich, müssen diese Reste als Sondermüll deponiert werden.

Gasförmige Emissionen:
Besonders in der Rauhschmelze werden große Mengen an Gas ausgetrieben (z. B. bei 1l Kalk-Natron-Glas bei 1000°C ca. 1440l Gas):
Wasserdampf H2O + Kohlendioxid CO2 (= Kohlensäure, 70% der Emissionen), Stickoxide NOX, Schwefeloxide SO2, Fluorwasserstoff HF bzw. FluorideSiF4, Chlorwasserstoff HCl, z. T. Arsenoxid, Selenoxid.
Auch durch die Verbrennung fossiler Energieträger (Erdgas, Heizöl) entstehen H2O, CO2, NOX und SO2.
Nach Herstellerangabe werden größere Mengen an Säuren bzw. Säurebildnern (SO2, HF, HCl, u. a.) durch Einblasen von Kalkhydrat oder Soda gebunden und können partikelförmig abgeschieden werden.

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Da für die Mitarbeiter kein direkter Kontakt zum Herstellungsprozess besteht, sind keine Maßnahmen zum Gesundheitsschutz zu beachten.

Maßnahmen Umweltschutz

Zur Verminderung der Stickoxide NOX wurden mehrere Verfahren erprobt und z. T. bereits eingesetzt: Verbesserung der Verbrennungsprozesse durch Primärmaßnahmen (System FENIX von Saint Gobain), Reduktionsverfahren zur Trennung in Stickstoff und Wasserdampf (3R-Verfahren von Pilkington), Verwendung von Sauerstoff anstelle Luft bei der Wannenfeuerung.
Eine deutliche Senkung der CO2-Emissionen kann im wesentlichen nur durch die Verwendung schadstoffarmer Energieträger, z. B. Erdgas, und den hohen Einsatz an Altglas erreicht werden.

Transport

Da die mineralischen Ausgangsstoffe zur Glasherstellung nahezu flächendeckend vorhanden sind, ist von keinen großen Transportwegen auszugehen. Somit ist die Umweltrelevanz des Transports nicht spezifisch für die Herstellung von Glas.

Quellen

Dr. Meyer, F.; Glas herstellen – energieeffizient und schadstoffarm, BINE Informationsdienst , projektinfo 05/08; FIZ Karlsruhe, Bonn; Online-Quelle, abgerufen am 30.07.2013.

Büro für Umweltchemie; Graue Energie von Baustoffen, 2. Auflage 1998, Zürich; Online-Quelle, abgerufen am 30.07.2013

Basisgläser

Verarbeitung

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Die Verarbeitung von fertigen Gläsern hat außer der Verletzungsgefahr durch scharfe Kanten oder Glasscherben keine umwelt- und gesundheitsrelevanten Auswirkungen.
Jedes Glas kann während der Bearbeitung brechen. Beim Bearbeiten einzelner Scheiben sollen daher schnittfeste Handschuhe mit Pulsschutz getragen werden.
Das Tragen von Schutzbrillen ist immer dann notwendig, wenn beim Umgang oder bei der Bearbeitung mit Absplitterungen zu rechnen ist.
Bei Scheiben, die auf Grund ihrer Größe, des Transports oder der Verarbeitung die Kopfhöhe erreichen oder überragen, ist das Tragen eines Schutzhelmes notwendig.

Die maschinelle Bearbeitung von Gläsern (Bohren, Schleifen, Polieren) kann zu Staubemissionen führen und muss daher im Nassverfahren durchgeführt werden.

AGW-Werte

Für die maschinelle Bearbeitung von Glas gelten die Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) für Staub.

Allgemeiner Staub-Grenzwert
A-Staub: 3 mg/m³ (Alveolengängige Fraktion, früher: Feinstaub)
E-Staub: 10 mg/m³ (Einatembare Fraktion, früher: Gesamtstaub)

REACH / CLP

Die REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten.

Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Für diese Informationen besteht eine Auskunftspflicht. Sie müssen aber nicht in Form eines Sicherheitsdatenblattes nach den Kriterien des Anhangs II der REACH-Verordnung gegeben werden. Für Verbraucher muss die Informationsweitergabe auch nur auf Anfrage beim Hersteller erfolgen.

Allerdings müssen seit 01.07.2013 zumindest SVHC (> 0,1 Massen-%) in allen Bauprodukten (Gemische und Erzeugnisse), die unter den Geltungsbereich der Bauproduktenverordnung (BauPVO) fallen, über eine Leistungserklärung, die zusätzlich zur CE-Kennzeichnung erstellt wird und dem Bauprodukt beigefügt ist, gekennzeichnet sein.

Bauprodukte aus Glas werden als Erzeugnis eingestuft.
Informationen und Unterstützung zu den Auskunftsrechten finden sich unter www.reach-info.de.

Transport

Für den Transport von Verglasungen zum weiterverarbeitenden Unternehmen bzw. zur Baustelle kann keine allgemeingültige Aussage getroffen werden.

Basisgläser

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Eine Schadstoffabgabe von Glas in den Innenraum ist nicht  zu erwarten.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Eine Schadstoffabgabe von Glas in den Außenraum ist nicht  zu erwarten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Belastungen der Innenraumluft durch Glas im eingebauten Zustand sind nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erwarten.
Eine Untersuchung über das Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen hat ergeben, dass Glas weitgehend bedeutungslos für VOC-Emissionen im Innenraum ist.
Quelle:
Zellweger, C. et al; Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen. Methodik und Resultate; 1995; Bundesamt für Energiewirtschaft; Zürich

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Gefährdungen für Wasser, Luft und Boden aus Glas im eingebauten Zustand sind nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erwarten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Glas ist weder brennbar noch entflammbar und kann daher auch keinen Rauch entwickeln. Durch seine Sprödigkeit kann Glas allerdings nur geringe Temperaturspannungen aufnehmen (Gefahr des Glasbruchs). Einer Temperaturdifferenz von mehr als 80K können nur spezielle Brandschutzgläser widerstehen.

Wassereinwirkung

Baugläser haben aufgrund ihres hohen Quarzsandanteils eine gute Wasserbeständigkeit. Im Schadensfall sind keine Emissionen zu erwarten.

Beständigkeit Nutzungszustand

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.

Datenbank als PDF

Basisgläser

Nachnutzung

Wiederverwendung

Bei zerstörungsfreiem Ausbau ist eine Wiederverwendung theoretisch möglich, wird aber kaum praktiziert (z.B. Abmessungsänderungen bei Isolierglas nicht möglich).

Stoffliche Verwertung

Glas lässt sich immer wieder einschmelzen, ohne seine Eigenschaften wesentlich zu verändern. Daher können aus Glasscherben wieder neue Glaserzeugnisse hergestellt werden. Altglas in der Glasschmelze verringert zudem den Rohstoff- und Energieaufwand bei der Glasherstellung.
Im Behälterglasbereich erreicht die Recyclingquote inzwischen bis zu 75%. Bei der stofflichen Verwertung von Glas ist jedoch die Sortenreinheit zu beachten, sodass es bei der Glasherstellung nicht zu Verunreinigungen kommt. Des Weiteren ist die Verwendung von Glas aus Rückbauprozessen nur bedingt möglich.

Glasscherben für die Herstellung von Flachglas dürfen keinerlei Verunreinigungen durch Fremdgläser oder glasfremde Stoffe (z.B. Metalle, Holz; Kunststoffe, Rahmenteile von Fenstern usw.) aufweisen. Darüber hinaus müssen sie nach Farben sortiert sein. Werden diese Kriterien nicht erfüllt, können Fehler wie Einschlüsse, Blasen, Schlieren oder Farbveränderungen im Flachglas auftreten, die eine Weiterverarbeitung zu Fenstergläsern ausschließen. Aus diesem Grund werden für die Herstellung von Flachgläsern derzeit hauptsächlich Produktionsabfälle aus der Flachglasherstellung verwendet. Diese Anteile an Altglas aus dem verarbeitenden Sektor gelten nicht als Recyclat, da es sich nicht um eine Wiederverwertung von Glasbauabfällen handelt.

Für Altgläser aus dem Flachglasbereich, die in der glasverarbeitenden Industrie anfallen, gibt es in Deutschland ein flächendeckendes Sammel-, Aufbereitungs- und Verwertungsnetz. Zahlreiche Flachglasgroßhändler nehmen Altglas ihrer Kunden zurück und führen es zusammen mit ihrem eigenen Altglas der Verwertung zu. Zwei deutsche Glashersteller haben eine Organisation gegründet, die im Bauglas- und Fahrzeugglasbereich mit der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Aufbereitung und Wiederverwertung von Altglas beauftragt ist und für Scherben genau definierter Zusammensetzung Anschriften von Wiederverwertungsfirmen vermittelt. 1996 waren in Deutschland bereits 10 Flachglas-Recyclinganlagen in Betrieb.

Glasabfälle aus Rückbaumaßnahmen können bis heute nicht oder nur sehr begrenzt bei der Produktion von Flachglas wiederverwertet werden. Zu den Verunreinigungen im Laufe der Nutzungsphase kommt, dass die genaue Zusammensetzung der abgebrochenen Gläser oder ggf. deren Beschichtungen i.d.R. nicht bekannt ist. Eine ausreichend saubere Trennung des Glases von glasfremden Stoffen kann mit den herkömmlichen Aufbereitungsverfahren noch nicht erreicht werden.

Beispiele für Verwertungsmöglichkeiten von Flachglasabfällen (auch aus Rückbau):
Glassteine, Glasfasern, Schaumglas, Behälterglas, Schmirgelpapier, Füllmaterial für reflektierende Anstriche, fein gemahlenes Glaspulver zur Ziegelporosierung / Perliteherstellung / als Zusatz für bestimmte Lacke und zementgebundene Beschichtungen.

Energetische Verwertung

nicht möglich (mineralisch)

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Baugläser können unter der Voraussetzung der Abwesenheit größerer Gewichtsanteile an Beschichtungen und Verbundanteilen (Folien, Randverbund usw.) wie Bauschutt deponiert werden. Im Allgemeinen wird jedoch eine stoffliche Verwertung gefordert.

Etwa 10 % der Glasabfälle werden deponiert.

EAK-Abfallschlüssel

siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel

17 02 02 Glas (Bau- und Abbruchabfälle)
10 11 03 bis 10 11 16 Abfälle aus der Herstellung von Glas- und Glaserzeugnissen
z. B. 10 11 05 Teilchen und Staub
z. B. 10 11 10 Gemengeabfall