Herausforderung Glasreinigung Kratzer müssen nicht sein

Der Anteil von Glas in der Gebäudehülle nimmt zu, auch wegen der steigenden Zahl der Photovoltaikanlagen. Die Reinigung der Glasflächen indes stellt besondere Anforderungen.Kratzer müssen nicht sein - Nicht nur in Büro- und Verwaltungsgebäuden, auch im privaten Bereich erfreut sich Glas einer wachsenden Beliebtheit. Dies gilt insbesondere für vorgespannte Gläser. Neue Regelwerke, die für Isolierverglasungen weitgehend auf Kombinationen aus Einscheibensicherheitsglas (ESG) und Verbundsicherheitsglas (VSG) abstellen, verstärken diesen Trend. Dazu kommt die zunehmende Verbreitung von Photovoltaikanlagen. Dagegen setzen Gebäudenutzer in der jüngsten Vergangenheit Sicherheitsgläser weniger bereitwillig ein. Dies u.a. deshalb, weil ESG neuerdings im Ruf steht, eine geringere Kratzfestigkeit als vorgespannte Gläser aufzuweisen. Glas gilt durchaus als unproblematisch im Verschmutzungsverhalten, ist gleichzeitig jedoch mitnichten als völlig pflegefrei zu bezeichnen. Glasoberflächen bedürfen der regelmäßigen Reinigung. Das kann je nach dem Grad der Verschmutzung monatlich, sollte indes wenigstens vierteljährlich passieren. Was Glasoberflächen schädigt Normale Umweltbeanspruchungen schädigen Glasoberflächen zunächst nicht. Abgesehen von der Empfindlichkeit im Falle alkalischer Auswaschungen aus angrenzenden Bauwerksteilen, zumal solchen aus Beton oder Kalksandstein, ist eine Korrosion ebenfalls unter dem Einfluss von Wasser möglich. Dazu sei auf die spezifische Netzstruktur bei Kalk-Natron-Glas verwiesen. Das Siliziumdioxid des Quarzsandes (SiO2), wesentlicher Bestandteil des Glases, tritt hier in Form von Silicat (SiO4) auf. Die Molekülstruktur von Silicat besteht aus dem zentralen Siliziumatom, das vier Sauerstoffatome in Form eines Tetraeders umgeben. Chemisch gesehen gehören zu jedem Siliziumatom nur vier halbe Sauerstoffatome (chemisch stabil SiO2), da ja jedes Atom ebenfalls Bestandteil des benachbarten Tetraeders ist. An der Glasoberfläche treten daher chemisch sehr aktive, freie Sauerstoffatome auf, die zunächst das in der Luftfeuchtigkeit vorhandene Wasser binden. Man spricht von einer permanenten Wasserhaut - einer molekularen Schicht, die eine Dicke von nur ca. 1 nm (ein Nanometer = ein Millionstel Millimeter) aufweist. Aus je einem Wasser- und Sauerstoffmolekül werden zwei Hydroxidmoleküle: O + H20 R 2 OH. Die in der Glasstruktur gelegentlich eingelagerten Metalloxide reagieren in Oberflächennähe mit atmosphärischem Wasser. Zu den häufigsten Reaktionen zählen: Na2O + H2O R 2 NaOH, CaO + H2O R Ca(OH)2, Al2O3 + 3 H2O R 2 Al(OH)3. Die entstandenen Metallhydroxide sind Salze, die in wässeriger Lösung zu den starken Basen zählen. Bekannt ist beispielsweise Natriumhydroxid (NaOH) als Natronlauge. Steht nur wenig Wasser zur Verfügung, werden infolge von Konzentration recht schnell hohe und für das Glas gefährliche pH-Werte erreicht. Unter dem Einfluss dieser konzentrierten Basen entsteht ein wasserlösliches Gel, das bei größerem Wasserangebot aus der Oberfläche ausgewaschen wird und mikroskopische Oberflächendefekte hinterlässt, die Einfluss auf die Festigkeit des Glases haben. Der Netzstruktur des Glases fehlt im Inneren ein festigkeitsgebendes Kristallgitter von Symmetrie und Periodizität. Wegen der eingebundenen Fremdmoleküle treten immer wieder Fehlstellen im Gefüge auf. Die optische Brillanz von Glas bestimmen die Faktoren Lichtstreuung, Lichtbrechung und Lichtdurchlässigkeit. Während Lichtbrechung durch die physikalische Größe der Brechzahl z.B. für den Übergang von Glas nach Luft fix definiert ist, hängt die Lichtstreuung vor allem von der Oberflächenstruktur des Glases ab. Die Lichtdurchlässigkeit richtet sich nach der chemischen Zusammensetzung/Einfärbung des Glases und nach den vorhandenen Beschichtungen. Selbst die glatt wirkende Oberfläche von Floatglas hat nach der Produktion eine Rauigkeit von 1-2 nm auf der Bad- und von 5-10 Nm auf der Atmosphärenseite. Eine solche Oberflächenrauigkeit wirkt optisch diffus, ist für den gewöhnlichen Betrachter aufgrund nicht zu erkennender Streuung aber unsichtbar. Kratzer dagegen sind ab wenigen 100 Nm Tiefe mit bloßem Auge erkennbar, ab 2.000 Nm bzw. 0,002 mm Tiefe auch manuell spürbar. Auf Glasscheiben mit Beschichtungen sind Kratzer sichtbar, wenn sie die teils nur etwas mehr als 10 Nm dicke Beschichtungsschicht verletzt haben. Glas weist eine materialtypische Kratzempfindlichkeit auf, die durch die Ritzhärte, also eine Art Oberflächenritzfestigkeit, repräsentiert wird. In der DIN EN 101 ist die Mohs-Ritzhärte für thermisch entspannte und thermisch vorgespannte Floatgläser mit fünf bis sechs angegeben. Dagegen ist die Ritzhärte für reines Siliziumdioxid mit sieben beziffert. Dies deshalb, weil die beschriebenen Oberflächendefekte zur Aufspaltung der festeren Hauptstruktur führen, also potenzielle Ritzkerben vorgeben. Mit einem gewöhnlichen Taschenmesser lassen sich Minerale bis zum Härtewert vier ritzen. Legt man dies zugrunde, wäre kein bei der Verarbeitung und zur Reinigung verwendeter Gegenstand in der Lage, einen Kratzer an der Glasoberfläche zu erzeugen. In der Praxis finden sich freilich immer wieder derartige Beschädigungen. Ursache: Bei der Verarbeitung von Flachglas brechen mikroskopisch kleine Partikel an den Glaskanten ab, die sich an Kontaktmaterialien wie Transportrollen, Handschuhen, Werkzeugen absetzen. Im eingebauten Zustand ist die Glasoberfläche zahlreichen Belastungen durch harte Partikel ausgesetzt. Dies sind außer Staubkörnchen oft Quarzsandteilchen, die vom Sprühnebel der Hochdruckreiniger aufgewirbelt werden. Wird dann mit zu wenig Wasser als Spüllösung das Glas gereinigt, schürfen die harten und kaum löslichen Schmutzpartikel die Glasoberfläche auf und hinterlassen die berüchtigten Kratzspuren. Häufig geschieht dies sogar in Form der typischen Wischbewegung. Auch die Klingen, mit denen Gebäudereiniger hartnäckigem Schmutz Herr zu werden versuchen, lösen bei fehlerhaftem Gebrauch starke Schäden aus. Durch zu starken Anpressdruck, z.B. infolge zu steiler Haltung des Werkzeugs, können in die Klingenoberfläche Aluminiumoxidpartikel (Al2O3, laut EN 572-1 liegt der Anteil im Glas bei bis zu drei Prozent) eingedrückt werden. Wegen der im Vergleich zu Siliziumdioxid höheren Dichte (3,9 g/cm-3) und Schmelztemperatur von 2.045°C lösen sich diese nicht in der Glasschmelze auf, sie sinken zu Boden. So dürfte das hochfeste Mineral besonders auf der Badseitenoberfläche von Floatglas auftreten. Al2O3 ist ebenfalls unter dem Namen Korund bekannt. Dieser Werkstoff findet z.B. in Schleifscheiben Verwendung und weist eine Ritzhärte von neun auf. Ist die Klinge damit kontaminiert, verkommt die Reinigung zur Sabotage. Die Eigenheiten von ESG Durch thermisches Vorspannen wird aus einem technisch entspannten Float Einscheibensicherheitsglas (ESG). Glas weist zudem als materialtypische Besonderheit eine Mikroplastizität des Gefüges auf. Unter anhaltenden Spannungen werden einzelne Moleküle in die Hohlräume gepresst. Diese marginalen Strukturveränderungen bewirken den Spannungsabbau, so dass von der Gewöhnungsfähigkeit an Dauerlasten gesprochen werden könnte. Die Vorspannung des ESG ist so eine Dauerlast. Von bestimmten Anomalien im Randbereich abgesehen, zeigt vorgespanntes ESG im Inneren eine mäßige Zugspannung von 20-30 N/mm2, an der Oberfläche dagegen eine sehr große Druckspannung von 120-180 N/mm2. Sie bewirkt eine Gefügeverschiebung, so dass die oberflächlichen Kerben zusammengepresst und wie bei einem gedrückten Schwamm die weniger druckfesten Teile der Netzstruktur nach außen geschoben werden, um wieder einen Teil der Spannungen abzubauen. Außer den verbesserten technisch-physikalischen Eigenschaften (höhere ertragbare Oberflächenzugspannung und Temperaturwechselbeständigkeit) droht die spürbare Erhöhung der Oberflächenrauigkeit und damit eine höhere Kratzempfindlichkeit. Für die spätere Wartung und Reinigung gilt es die Voraussetzungen zu schaffen. Es ist wichtig für die Gebrauchstauglichkeit jeder Konstruktion, dass alle Glasflächen zu Reinigungszwecken zugänglich sind. Sind sie nicht unmittelbar zu erreichen, obliegt es dem Bauausführenden, entsprechende Einrichtungen wie Leitern, Gerüste und Möglichkeiten wie Einhängeösen, Ausstiegsluken vorzuhalten. Auch gehört es zu den konstruktiven Bedingungen, dass die Glasflächen von Zeit zu Zeit mit ausreichend Wasser gespült werden. Ein Problem ist dies bei Verglasungen unterhalb von vorspringenden Dächern. Gelangen Sonne und Schmutz anders als Regen gut an die Glasoberflächen, drohen chemische Prozesse, unterstützt von der hohen Temperatur, die Glasstruktur anzugreifen. Peter Kasper | heike. holland@holzmann-medien.de

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