Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Ausgangs-Glaserzeugnisse für Einfachgläser mit Beschichtung sind die Basisgläser Floatglas oder Gussglas. Detaillierte Informationen zu den Hauptbestandteilen wie Quarzsand, Soda, Kalkstein und Dolomit  und zur Verwendung von Glasscherben finden sich im Datenblatt Basisgläser, für ggf. färbende Substanzen unter Farbige Gläser.

Beschichtung

Da Beschichtungsmaterial und Aufbau der Beschichtung herstellerbedingt ganz unterschiedlich sein können (bis zu 9 Einzelschichten mit jeweils ca. 6-12nm), sind genaue Angaben zu den Rohstoffen nicht möglich.
In der Regel handelt es sich um Metalloxidschichten, für Wärmeschutzgläser auf der Basis von Zinnoxid (SnO₂), für Sonnenschutzgläser auf der Basis von Zinkoxid (ZnO). Die Schichtdicke beträgt ca. 1000 nm.
Bei Gläsern mit Selbstreinigungseffekt handelt es sich um Titandioxid (TiO₂)-Beschichtungen.

Offline-Beschichtungen / Softcoatings basieren i. d. R. auf einer Edelmetallschicht (meist Silber, z. T. Kupfer, früher auch Gold), die zwischen mindestens einer Haftschicht und einer Schutzschicht aufgebracht wird. Haft- und Schutzschicht werden z. B. aus Zinnoxid, Wismutoxid oder Titanoxid hergestellt.
Wärmeschutz- und Sonnenschutzschichten können sich durch unterschiedliche Schichtdicken oder zusätzliche reflektierende Schichten unterscheiden.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

für die Hauptbestandteile siehe Basisgläser

Die Herstellung von Metalloxiden, die zur Beschichtung von Gläsern verwendet werden, erfordert einen hohen Energieaufwand bei der Förderung und Weiterverarbeitung.

Verfügbarkeit

Für die Herstellung von Beschichteten Gläsern werden überwiegend mineralische Rohstoffe benötigt. Diese sind flächendeckend und ausreichend in Deutschland vorhanden.
Allerdings ist die  Herstellung von Titandioxid ein abfallintensiver Prozess (11t Abfall / Tonne Titandioxid, davon ca. 60% Dünnsäure). Die Ausgangsstoffe (Natur-Rutil und Titan-Konzentrat) sind nur begrenzt verfügbar.

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).
Es ist technisch jedoch schwer realisierbar beschichtetes Glas wieder in den Glasschmelzprozess zu integrieren, da für die Glasherstellung eine starke Reinheit der Ausgangsstoffe vorausgesetzt wird.

Radioaktivität

Für die verwendeten Rohstoffe ist Radioaktivität nicht relevant.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die vorwiegend mineralischen Rohstoffe für die Glasherstellung stammen aus Gesteinen, die meist im Tagebau abgebaut werden. Damit verbunden ist eine große Landinanspruchnahme. Nach Beendigung des Tagebaus müssen Rekultivierungsmaßnahmen durchgeführt werden.

Quellen

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

Herstellung

Prozesskette

Siehe Basisgläser, Floatglas, Gussglas

Herstellungsprozess

Ausgangs-Glaserzeugnisse für Einfachgläser mit Beschichtung sind die Basisgläser Floatglas und Gussglas. Auch Farbige Gläser können beschichtet werden.

Herstellung bis zur Glasschmelze

Für die Glasherstellung werden zunächst die Ausgangsstoffe wie z.B. Quarzsand, Kalkstein, Feldspat, Soda und Dolomit nach Glasrezept miteinander vermischt. Des Weiteren kann Glasbruch aus dem Herstellungsprozess hinzugegeben werden. Dieses Gemenge wird im Wannenofen geschmolzen und anschließend zu Float-, Guss- oder Pressglas weiterverarbeitet.
→ detaillierte Informationen siehe Basisgläser

Herstellung von Floatglas

Für die Herstellung von Floatglas wird das geschmolzene Glas in ein Floatbad gegeben. Das Floatbad besteht aus einem flüssigen Zinnbad, dabei soll sich die Glasschmelze ausbreiten und stabilisieren bevor das flüssige Glas gewalzt wird. Im Anschluss wird es im Kühlofen verfestigt und abgekühlt, sodass es nach Maß geschnitten werden kann.
→ detaillierte Informationen siehe Floatglas

Herstellung von Gussglas:

Für die Herstellung von Gussglas wird das geschmolzene Glas direkt einem Walzprozess unterzogen. Dabei muss differenziert werden ob es sich bei dem zu fertigenden Produkt um Profilglas, Rohglas bzw. Drahtglas oder Ornamentglas handelt. Bei Profilglas gilt es die Ränder umzuformen und bei Drahtglas ein Drahtnetz im geschmolzenen Zustand einzulegen. Beide Gläser werden mit einer Formwalze behandelt. Bei Ornamentglas kommt eine Prägewalze zum Einsatz. Nach dem Walzprozess kommt es jeweils auch zur Abkühlung des Glaswerkstoffs im Kühlofen bevor er geschnitten werden kann.
→ detaillierte Informationen siehe Gussglas

Herstellung von Einfachgläsern mit Beschichtungen:

Pyrolyt-Verfahren (= On-Line-Beschichtung):
Pyrolyse = Zersetzung chemischer Verbindungen infolge Einwirkung höherer Temperatur.

Nachdem die Glasmasse im Floatbad auf 600°C abgekühlt wurde und zu einem Glasband erstarrt ist, wird das Beschichtungsmaterial (i.d.R. Metalloxid) flüssig oder in Pulverform auf die noch heiße Glasoberfläche aufgetragen und eingebrannt.
Damit bildet sich auf einer Seite der Glasscheibe eine harte Schicht mit einer Dicke von ca. 1000 nm, die gegen Abnutzung und chemische Einwirkung beständig ist und daher als Hardcoating bezeichnet wird.
Informationen zu Softcoatings (Off-Line-Beschichtung) siehe Isoliergläser mit Beschichtungen

Umweltindikatoren / Herstellung

Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMI 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 Umweltdeklarationen → 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.

Im Kapitel Energieaufwand finden sich ggf. allgemeine Informationen zum Thema, die die Produktgruppe prägen.

Energieaufwand

Bei der Herstellung eines Fensters ist der Anteil des Energieaufwandes für die Herstellung der Verglasung im Vergleich zur Herstellung des Rahmens gering. Der Energieaufwand steigt bei zunehmender Verglasungsdicke bzw. bei Beschichtung von Gläsern oder Edelgasfüllung in Isoliergläsern.

Der Energieaufwand für beschichtetes Floatglas liegt um ca. 5% höher als der von unbeschichtetem. Genaue Zahlenwerte liegen nicht vor.
Für Online-Beschichtungen muss ggf. berücksichtigt werden, dass diese nicht in Deutschland produziert werden (Herstellerangabe: Frankreich, Italien).

Graue Energie

Daten, die spezifische Werte aufgrund der Beschichtung der Gläser liefern, liegen zur Zeit nicht vor.

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. Es entstehen partikelförmige und gasförmige Emissionen.
Ausführliche Erläuterungen siehe Basisgläser / Herstellung der Glasschmelze.

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. Für Online-Beschichtungen muss ggf. berücksichtigt werden, dass diese nicht in Deutschland produziert werden (Herstellerangabe: Frankreich, Italien).

Quellen

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

Verarbeitung

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Die hier beschriebene "On-Line"-Beschichtung (sog. Hardcoating) macht es möglich das Einfachglas auch direkt zu verwenden. Dichtstoffe und Dichtprofile für Verglasungssysteme mit Selbstreinigungsbeschichtung aus Titandioxid müssen silikonfrei sein.
Nach Herstellerangabe ist im Gegensatz zu Off-Line Beschichtungen bei der Weiterverarbeitung zu Isolierglas keine Randentschichtung erforderlich.
Einfachgläser mit "Off-Line"-Beschichtung (sog. Softcoating) müssen zu Mehrscheiben-Isoliergläsern (siehe Isoliergläser mit Beschichtungen) weiterverarbeitet werden, da die Beschichtung nur eine begrenzte Zeit der freien Atmosphäre ausgesetzt werden darf. Sie wird dann zum Scheibenzwischenraum hin eingebaut.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Die Verarbeitung von Einfachgläsern mit Beschichtungen 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 die sog. 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.

Quellen

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

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 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

Instandhaltung

Werden Gläser mit reflektierenden Beschichtungen an Fassaden nach außen angeordnet, müssen diese häufiger gereinigt werden als unbeschichtete Gläser, da Verschmutzungen und Verkratzungen stärker sichtbar sind.

Nachnutzung

Wiederverwendung

Bei zerstörungsfreiem Ausbau ist eine Wiederverwendung grundsätzlich 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.
Bei der stofflichen Verwertung von Glas ist jedoch die Sortenreinheit zu beachten, damit es bei der Glasherstellung nicht zu Verunreinigungen kommt. Die Verwendung von Glas aus Rückbauprozessen ist nur bedingt möglich.

Da die Beschichtung vom Glas getrennt werden muss, ist der Aufbereitungsprozess aufwendiger als der von unbeschichteten Gläsern.

Weitere Informationen zur Verwertung siehe Basisgläser / Nachnutzung

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.

Das inerte Verhalten von Glas auf der Deponie wird durch pyrolytisch eingeschmolzene Beschichtungen nach derzeitigem Kenntnisstand nicht beeinflusst, da die Schwermetalle so stark in die Matrix eingebunden sind, dass ein Austreten nur über sehr große Zeiträume und in geringsten Mengen möglich ist. Die Beschichtungstechnik spielt für das Deponieverhalten eine wichtige Rolle, da z.B. aufgedampfte Beschichtungen rascher abgeschieden werden.

EAK-Abfallschlüssel

siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel

Quellen

Verordnung über das Europäische Abfallverzeichnis (Abfallverzeichnis-Verordnung – AVV, zuletzt geändert am 24. Februar 2012, Download