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Produktgruppeninformation

 

 

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Begriffsdefinition

Durch Beschichtung der einzelnen Scheiben können die Eigenschaften von Mehrscheiben-Isoliergläsern beeinflusst werden.
Alle grundsätzlichen Informationen zu Isoliergläsern und deren Aufbau (z.B. Randverbund) siehe Mehrscheiben-Isoliergläser.
Im vorliegenden Datenblatt Isoliergläser mit Beschichtungen werden die aus der Beschichtung resultierenden spezifischen Eigenschaften der Mehrscheiben-Isoliergläser beschrieben.

Zur Beschichtung von Gläsern gibt es unterschiedliche Verfahren, die laufend verbessert und unterschiedlichen Anforderungen angepasst werden. Es ist daher nicht möglich, fabrikatsunabhängig genaue Schichtaufbauten anzugeben. In Ergänzung zu den folgenden Informationen sollten daher genaue Angaben zur Festigkeit, Beständigkeit oder Einsatzmöglichkeit der beschichteten Gläser beim Hersteller erfragt werden.

Wesentliche Bestandteile

Die wesentlichen Bestandteile von Mehrscheiben-Isoliergläsern entsprechen denen von Floatglas und Gussglas (detaillierte Informationen dazu siehe Basisgläser).
Für die Herstellung von Mehrscheiben-Isoliergläsern kommen die Materialien für den Abstandhalter, Dichtungen und den Scheibenzwischenraum dazu (detaillierte Informationen dazu siehe Mehrscheiben-Isoliergläser). 
Zur Beschichtung der Gläser werden in der Regel Metalloxide verwendet. Diese variieren herstellerbedingt.

Charakteristik

Die Beschichtung von Gläsern kann online (sog. Hardcoatings, z.B. Pyrolytische Verfahren) oder offline (sog. Softcoatings, z.B. Hochvakuum-Magnetron-Verfahren) erfolgen. Online-Beschichtungen sind witterungsbeständig und und erzielen i.d.R. höhere g-Werte. Offline-Beschichtungen können nur zum SZR hin verwendet werden und erzielen i.d.R. niedrigere U-Werte. Gläser mit Online-Beschichtungen können im Gegensatz zu Offline-Beschichtungen auch als Einfachgläser verwendet werden.

Genauere Erläuterungen zu Online-Beschichtungen, bzw. Vergleich mit Offline-Beschichtungen, sowie deren Wirkung siehe  Einfachgläser mit Beschichtungen.

Positionsbezeichnungen für Beschichtungen erfolgen i.d.R. von außen nach innen (Außenscheibe / SZR / Innenscheibe).
Beispiel Zweischeiben-Isolierglas:
Position 1 = Außenscheibe / Fläche nach außen
Position 2 = Außenscheibe / Fläche zum SZR
Position 3 = Innenscheibe / Fläche zum SZR
Position 4 = Innenscheibe / Fläche nach innen

Als Wärmeschutzgläser werden Isoliergläser mit mindestens einer zum SZR liegenden entsprechend beschichteten Oberfläche bezeichnet. Sie sollen neben einem niedrigen U-Wert (geringe Wärmeverluste), einen möglichst hohen g-Wert (große solare Gewinne) und eine hohe Lichtdurchlässigkeit besitzen.
Für den U-Wert spielt es keine Rolle, auf welcher Oberfläche zum SZR die Schicht liegt. Der g-Wert kann sich je nach Lage der Schicht um bis zu 9% verändern. Zur Minimierung der Wärmeverluste und für maximale solare Gewinne wird die innere Scheibe der Isolierverglasung auf Position 3 (siehe Technische Daten) mit einer sog. low-emissiv Beschichtung versehen. Dieselbe Beschichtung auf Position 2 würde einen niedrigeren g-Wert erzielen, weshalb Wärmeschutzgläser beim Einbau vom Werk einen Hinweis wie "diese Seite innen" erhalten.

Eine weitere Verbesserung der Wärmedämmung kann durch die Füllung des SZR mit Edelgasen erreicht werden siehe Isoliergläser mit Gasfüllungen.

Für Sonnenschutzgläser werden reflektierende Beschichtungen aufgebracht, die einen niedrigeren g-Wert der Verglasung bewirken. Sonnenschutzschichten befinden sich i.d.R. auf Position 1 (nur Hardcoatings möglich s.o.) oder Position 2 der Isolierglaseinheit und können mit Wärmeschutzschichten auf Position 3 kombiniert werden.

Anstelle einer Beschichtung der Glasscheiben werden z.T auch entsprechend beschichtete Folien (metallisiert mit Aluminium, Silber, Gold) verwendet, die meist an der Innenfläche der Scheiben aufgeklebt werden und bisher fast ausschließlich dem Sonnenschutz dienen. Die Lichtdurchlässigkeit liegt hier jedoch meist unter 50%.

Lieferzustand

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Wärmeschutzgläser, Sonnenschutzgläser, Schallschutzgläser

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Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen

 

 

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Planungs- und Ausschreibungshilfen

 

 

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Umweltdeklarationen

 

 

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Referenz

Referenz

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Bewertungssystem

 

 

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Technisches

 

 

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Technische Daten

Allgemeine Technische Daten siehe Basisgläser, Floatglas, Mehrscheiben-Isoliergläser

Wärmeschutzgläser (mit Beschichtung und Luft im SZR):

Zweischeiben-Isolierglas

Glas A / SZR 12

Glas B / SZR 16

zum Vergleich Glas C
ohne Beschichtung
Ug-Wert [W/m²K] [Luft (Argon)]

1,6 (1,3)

1,4 (1,2)

3,0
 
Lichtdurchlässigkeit TL [ca. %]
 

79

79

82
 
Gesamtenergiedurchlk. g [ca. %]
 

63

63

78
 
Lichtreflexion RL [ca. %]
 

13

12

15

Die Werte gelten beispielhaft für Zweischeiben-Isoliergläser mit Luftfüllung und Wärmeschutzbeschichtung auf Position 3. (Werte in Klammern für Argon im SZR) und können herstellerbedingt differieren.
* Glas C zum Vergleich einfaches Zweischeiben-Isolierglas ohne Beschichtung (alte Quellen, da Wärmeschutzgläser ohne Beschichtung nicht hergestellt werden)

Sonnenschutzgläser (i.d.R. mit Wärmeschutzbeschichtung + Gasfüllung):

Zweischeiben-Isolierglas Glas D neutral Glas E neutral zum Vergleich Glas F
Färbung Außenscheibe grün (grau)
Ug-Wert [W/m²K]

1,1

1,2

1,1
 
Lichtdurchlässigkeit TL [ca. %]
 

61

45

67 (39)
 
Gesamtenergiedurchlk. g [ca. %]
 

32

38

49 (35)
 
Lichtreflexion RL [ca. %]
 

14

14

10 (6)

Die Werte gelten beispielhaft für Zweischeiben-Isoliergläser 6/SZR12/4mm mit Argonfüllung und können herstellerbedingt differieren.
Glas D: mit kombinierter Sonnenschutzbeschichtung auf Position 2.
Glas E: wie Glas D + Wärmeschutzbeschichtung auf Position 3 wie Glas A.
Glas F: zum Vergleich Zweischeiben-Isolierglas ohne Sonnenschutzbeschichtung, mit Wärmeschutzbeschichtung auf Position 3 wie Glas A und Färbung der Außenscheibe

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.

Referenz

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN EN 1279

2003

Glas im Bauwesen - Mehrscheiben-Isolierglas

DIN EN 1096

2012

Glas im Bauwesen - Beschichtetes Glas

In DIN EN 1096 wird beschichtetes Glas in die Klassen A, B, C, D, S eingeteilt. Die jeweilige Klasse gibt Auskunft darüber, ob ein beschichtetes Glas z.B. als Einfachglas oder nur im abgedichteten Mehrscheiben-Verbund verwendet werden kann. Die Klasse gibt auch darüber Auskunft ob die beschichtete Oberfläche des Glases z.B. zur äußeren oder inneren Seite des Gebäudes weißen muss.

Quellen

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

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Literaturtipps

 

 

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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

 
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Rohstoffe / Ausgangsstoffe

 

 

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Hauptbestandteile

Ausgangs-Glaserzeugnisse für Mehrscheiben-Isoliergläser 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 die Herstellung einer Isolierglaseinheit werden die Rohstoffe der Basisgläser mindestens um die Materialien für den Randverbund (Abstandhalter, Trockenmittel, Dichtung) ergänzt. Pro m² Glasfläche können ca. 3 lfm Randverbund angenommen werden. Ggf. kommen noch spezielle Beschichtungen der Scheiben oder Gasfüllungen im Scheibenzwischenraum hinzu.
Alle grundsätzlichen Informationen zu Isoliergläsern und deren Aufbau (z. B. Randverbund) siehe Mehrscheiben-Isoliergläser, zu Gasfüllungen siehe Isoliergläser mit Gasfüllungen.
On-Line-Beschichtungen (sog. Hardcoatings), die auch für Einfachgläser verwendet werden können, werden unter Einfachgläser mit Beschichtungen beschrieben.

Im vorliegenden Datenblatt Isoliergläser mit Beschichtungen werden die spezifischen Eigenschaften der sog. Off-Line-Beschichtungen (Softcoatings) beschrieben.
Da Beschichtungsmaterial und Aufbau der Beschichtung herstellerbedingt ganz unterschiedlich sein kann (bis zu 9 Einzelschichten mit jeweils ca. 6-12nm), sind genaue Angaben zu den Rohstoffen nicht möglich.
Offline-Beschichtungen / Softcoatings basieren jedoch 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

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

Gewinnung der Primärrohstoffe

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

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

Quellen

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

 
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Herstellung

 

 

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Prozesskette

Siehe Basisgläser, Floatgläser, Gussgläser

Herstellungsprozess

Ausgangs-Glaserzeugnisse für Mehrscheiben-Isoliergläser sind die Basisgläser Floatglas oder Gussglas. Detaillierte Informationen zur Glasschmelze finden sich im Datenblatt Basisgläser.
Alle grundsätzlichen Informationen zu Isoliergläsern und deren Herstellung (z.B. Randverbund) siehe Mehrscheiben-Isoliergläser, zu Gasfüllungen siehe Isoliergläser mit Gasfüllungen.
On-Line-Beschichtungen (sog. Hardcoatings), die auch für Einfachgläser verwendet werden können, werden unter Einfachgläser mit Beschichtungen beschrieben.
Im vorliegenden Datenblatt Isoliergläser mit Beschichtungen werden die spezifischen Eigenschaften der sog. Off-Line-Beschichtungen (Softcoatings) beschrieben.

Kathodenstrahlverfahren (= Sputtering) / auch: Hochleistungskathodenzerstäubung :
Das Kathodenstrahlverfahren ist ein physikalischer Beschichtungsprozess. Nach Glasherstellung, Zuschnitt und ggf. Transport werden die Glasscheiben durch eine Vakuumstraße geschleust.
Die aus dem Beschichtungsgrundmaterial (z.B. Metalloxide) bestehenden Kathoden sind über den Glasscheiben angeordnet und werden feinst zerstäubt (= sputtern):
Freie Elektronen (z.B. Argon-Ionen) werden in einem elektrischen Feld beschleunigt und treffen dabei auf ein Gasmolekül. Dieses erhält dadurch eine positive Polarität und prallt, beschleunigt durch das elektrische Feld, auf die mit dem Beschichtungsmaterial versehene Kathode mit negativer Ladung. Bei dem Aufprall werden Partikel herausgeschlagen und zur Glasoberfläche geleitet.
Dieser Prozess wird millionenfach wiederholt und die Glasscheiben, die durch die Beschichtungsanlage hindurchlaufen, werden somit auf einer Seite kontinuierlich beschichtet. Gegenüber der Bedampfung lassen sich z.B. auch Mischungen als Schicht abscheiden.
Je nach Art des aufgebrachten Materials sind die Schichten mehr oder weniger haltbar. Sie erreichen heute noch nicht die Beständigkeit von Floatglasoberflächen oder im Online-Verfahren hergestellten Schichten. Ziel der Industrie ist es, die Beständigkeit der Schichten der Beständigkeit der Glasoberflächen anzupassen.
Gläser, die nach dem Kathodenstrahlverfahren beschichtet wurden, können heute normalerweise nur eine begrenzte Zeit (ca. 3 Monate) der freien Atmosphäre ausgesetzt werden. Innerhalb der vorgegebenen Lagerzeit können diese Schichten in geeigneten Waschanlagen ohne Beschädigung gereinigt werden.
Das Kathodenstrahlverfahren ermöglicht wirtschaftliche Beschichtungen im vollen Scheibenformat von 3,21 m x 6 m.

Im heute noch teilweise angewendeten Hochvakuumverfahren werden Metalle oder Oxide durch Elektronen im Hochvakuum aus einem Metall (z.B. Gold) herausgeschlagen und auf die im Druckbehälter stehende Scheibenoberfläche aufgebracht. Derart beschichtet Gläser müssen so schnell wie möglich weiter verarbeitet werden.

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

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 Mehraufwand an Herstellungsenergie für die Beschichtung im Vergleich zu einem Isolierglas ohne Beschichtung beträgt zwischen 3 und 10% und wird durch die Einsparungen bei der Heizenergie innerhalb kurzer Zeit "amortisiert".

Charakteristische Emissionen

Die wichtigste Emissionsquelle bei der Herstellung von Mehrscheiben-Isoliergläsern ist die Glasschmelze. Es entstehen partikelförmige und gasförmige Emissionen. Nähere Informationen dazu siehe Basisgläser.

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. Weitere Angaben für die Verarbeitung von Glas zu Isoliergläsern mit Beschichtungen liegen nicht vor.

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 (Hrsg.); Graue Energie von Baustoffen; 1998; Zürich

 
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Verarbeitung

 

 

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Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

Es besteht kein spezifischer Unterschied aufgrund der Beschichtung von Gläsern.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

Umweltrelevante Informationen

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

 
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Nutzung

 

 

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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.

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

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

 
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Nachnutzung

 

 

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Wiederverwendung

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

Stoffliche Verwertung

siehe Mehrscheiben-Isoliergläser

Offline-Beschichtungen könnten nach Gebrauch in einem speziellen Verfahren abgewaschen und die Rohstoffe wie Silber oder Zinn wiederverwertet werden. Inwieweit diese Verwertung durchgeführt wird, ist nicht bekannt.

Energetische Verwertung

nicht möglich (mineralisch)

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Die Beschichtungstechnik spielt für das Deponieverhalten eine wichtige Rolle, da das Verfahren Auswirkungen auf den zeitlichen Verlauf der Metallabscheidung in der Deponie hat: Aufgedampfte Beschichtungen (offline) werden rascher abgegeben als z.B. eingeschmolzene Beschichtungen (online). Das inerte Verhalten von Glas kann dadurch beeinflusst werden.

EAK-Abfallschlüssel

siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel

17 02 02 Glas (Bau- und Abbruchabfälle)
17 09 02 für PCB- Isolierglast
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

Quellen

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