Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Abb.1: Zusammensetzung nach Hauptbestandteilen

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

Weitere Informationen zu den einzelnen Bestandteilen sind den Basisgläsern zu entnehmen.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Abb. 2: Zusammensetzung nach Rohstoffherkunft

Die Hauptbestandteile von Glas sind mineralischen Ursprungs, es sind jedoch chemische Zusätze in den verschiedenen Arten der Weiterverarbeitung möglich.

Gewinnung der Primärrohstoffe

Informationen über die Gewinnung der Primärrohstoffe zur Glasherstellung sind dem Datenblatt Basisgläser zu entnehmen.

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

Abhängig von der Schmelzleistung der Wanne liegt der Glasscherbenanteil bei ca. 20 - 25% der Gesamtrohstoffeinlage.
Um die hohen Qualitätsanforderungen für Floatgläser zu erfüllen, dürfen die als Sekundärrohstoff eingesetzten Scherben jedoch keinerlei Verunreinigungen durch Fremdgläser oder glasfremde Stoffe aufweisen. Bei der Foatglasherstellung können daher nach derzeitigem Kenntnisstand nur Produktionsabfälle von nicht weiterveredeltem und sortenrein gesammeltem Floatglas eingesetzt werden. (max. Anteil an Guss- oder Farbgläsern im Glasscherbeneinsatz: 5%)

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).

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.

Herstellung

Prozesskette

Herstellungsprozess

Glasherstellung

Für die Glasherstellung werden zunächst die Ausgangsstoffe wie z. B. Quarzsand, Kalkstein, Feldspat, Soda und Dolomit incl. aufbereitetem Glasbruch aus dem weiteren Herstellungsprozess nach Glasrezept miteinander vermischt. Dieses Gemenge wird im Wannenofen geschmolzen (Glasschmelze) und kann anschließend zu Float-, Guss- oder Pressglas weiterverarbeitet werden. Detaillierte Informationen zur Glasschmelze siehe Basisgläser.

Herstellungsprozess von der Glasschmelze zum Floatglas

Das Floatverfahren beruht auf der Tatsache, dass sich bei 2 untereinander nicht mischbaren Flüssigkeiten die spezifisch leichtere auf der spezifisch schwereren Flüssigkeit ausbreitet (floatet). Weiter werden die physikalischen Tatsachen ausgenutzt, dass der Schmelzpunkt von Zinn (239°C) sehr viel tiefer liegt als der Erweichungspunkt des Glases und dass Flüssigkeiten an der Oberfläche durch Oberflächenspannung eine völlig glatte Ebene bilden.

Um das Verfahren wirtschaftlich zu betreiben, kam von verschiedenen physikalisch geeigneten Metallen nur Zinn in Betracht, da die Reaktion von Zinn mit Glas verhältnismäßig gering ist. In einem Floatbad von 60m Länge und 4,5 - 7,5m Breite befinden sich ca. 170t Zinn.

Floatbad
Die aus der Schmelzwanne kommende Glasschmelze fließt über einen Lippenstein (Überlauf) auf ein flüssiges Zinnbad (= Floatbad, fußballfeldlanges Stahlbassin mit feuerfester Auskleidung), breitet sich aus und stabilisiert sich hin zu einer Gleichgewichtsdicke (bei Kalk-Natronsilicat-Glas 7,5mm). Unter Einwirkung der Schwerkraft und der Oberflächenenergie bildet sich eine völlig ebene Grenzfläche aus. Hierzu muss das Glas in einem Zeitintervall von 1 Minute eine Temperatur von ca. 1.000°C beibehalten.
Zur Vermeidung der Bildung störender Zinnoxide auf der Badoberfläche, die zu Glasfehlern führen, wird unter reduzierendem Schutzgas (6-12% H2, 88-94% N2) gearbeitet. Das Zinn ist in dieser Atmosphäre recht reaktionsträge. Entstehende Verdampfungsprodukte aus Zinn und Glas werden kontinuierlich abgesaugt. Langsam wird die Glasmasse abgekühlt, bis sie bei ca. 600°C zu einem Glasband erstarrt.

Kühlofen / Schneiden
Am Ende des Bades wird das Glasband von Walzen abgezogen, über weitere Walzen durch einen Kühlofen geführt, der das Glas auf Raumtemperatur abkühlt, und in der Schneidsektion in Bandmaße (Kalk-Natronsilicat-Glas ca. 6m Länge) zerteilt. Nach automatischem Entfernen der Ränder stellt sich eine Breite von ca. 3,21m ein.
Die sich natürlich einstellende Gleichgewichtsdicke kann durch gezieltes Heizen oder Kühlen des Glasbandes und die Ziehgeschwindigkeit der Transportwalzen so weit beeinflusst werden, dass Glasdicken von 2 - 25 mm produziert werden können.

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.

Nach Herstellerangabe betreiben alle Floatanlagen Wärmerückgewinnung durch das Regeneratorverfahren. Abhitzekessel sind üblich. In einigen Betrieben wird Strom durch Wärme-Kraft-Kopplung erzeugt.

Graue Energie

Floatglas unbeschichtet: 15,0 MJ/kg
Quelle:
Büro für Umweltchemie (Hrsg.); Graue Energie von Baustoffen; 1998; Zürich

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 Gesundheitsschutz

Da für die Mitarbeiter kein direkter Kontakt zum Herstellungsprozess besteht, sind keine Maßnahmen zum Gesundheitsschutz 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 (Hrsg.); Graue Energie von Baustoffen; 1998; Zürich

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.

Umweltrelevante Informationen

Energiebedarf

Der Energiebedarf zur Weiterverarbeitung von Floatgläsern hängt vom Einsatzzweck (z.B. gewählter Rahmen und Fensterart). Eine allgemeingültige Aussage kann nicht getroffen werden.

Transport

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

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

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.
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.

Da Floatgläser i.d.R. weiterverarbeitet werden und nur selten als Einfachscheibe Verwendung finden, ist ihr Anteil an den Glasbauabfällen gering. Sofern sie sortenrein und sauber gesammelt wurden und nicht mit glasfremden Stoffen versehen sind oder als Fertigprodukt (z.B. Isolierglas) zurückkommen, ist eine Wiederverwertung in der Floatwanne im Prinzip möglich. 
In der Hauptsache fallen sortenreine Floatglasscherben als Verschnitt beim Glasherstellungs- und -verarbeitungsprozess an und werden als Produktionsabfälle ohne Aufbereitung in den Floatwannen wieder eingeschmolzen.

Weitere Informationen sind den Datenblatt Basisgläser zu entnehmen.

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 Glasabfalle werden deponiert.

EAK-Abfallschlüssel

siehe auch Lexikon / Abfallschlüssel