Basiskennis Bouwkunde: Glas, vlakke platen

Referentienummers

• Glas
• Ro0, Platen, vlak, glas
• 34.31 enkelbladig glas, 34.32 gelaagd glas, 34.33 meerbladig isolerend glas, 34.37 glaspaneel
• Glazen plaat, Enkelglas, Glasplaat

Samenstelling

Systeemopbouw van glas

Platen van glas kunnen naar opbouw ingedeeld worden in:

• enkelvoudig glas;
• dubbel glas;
• gelaagd glas.

Enkelvoudig glas

Vlakglasproducten in enkelvoudige uitvoering zijn onder andere floatglas, monumentaal glas (ook wel monumentenglas of restauratieglas genoemd), brandwerend glas, draadglas, figuurglas, figuurdraadglas, geëmailleerd glas (eventueel voorgespannen), matglas, melkglas, mozaïek glas, gecoat glas, opgelegd glas (zeer oude techniek), vensterglas en voorgespannen glas (ook wel gehard glas of hardglas genoemd).

Functies die glas voor zijn rekening kan nemen zijn bijvoorbeeld warmtewering, warmtereflectie, zonwering, geluidswering, brandwering, inbraakveiligheid, letsel- en doorvalveilig, kogelwerend en zelfreinigend.

Dubbelglas

Dubbelglas is een samengesteld vlakglasproduct dat is opgebouwd uit twee of meer glasplaten van enkelvoudige vlakglasproducten (of gelaagd glas, zie hieronder), met daartussen een spouw van gedroogde lucht of gas. In het algemeen gaat het over twee glasplaten, maar driedubbelglas met drie glasplaten komt ook voor. Voor het voldoen aan specifieke functies zoals zonwering, brandwering, geluidwering, inbraakwering en kogelwering is de plaatsing in de kaders erg belangrijk.

Gelaagd glas

Dit bestaat uit een samengesteld vlakglasproduct, waarbij twee of meer glasplaten met tussenlagen van kunststof of folies één geheel vormen.

Elementopbouw van glas

Enkelvoudig glas

• Monumentaal glas:  ook wel monumentenglas of restauratieglas genoemd, kan mechanisch gefabriceerd zijn maar ook op de oude manier, met de bijzondere kenmerken van getrokken of geblazen glas met luchtbelletjes, slierten, welvingen en onregelmatig dikteverloop.
• Brandwerend glas: vlakglas met brandwerende eigenschappen, o.a. silicaatglas;
• Draadglas: doorschijnend vlakglas met draadinleg;
• Figuurglas: vlakglas met een gefigureerd oppervlak aan een of beide zijden;
• Figuurdraadglas: figuurdraadglas met draadinleg;
• Geëmailleerd glas: glas voorzien van een gebrande gekleurde emaillelaag, eventueel voorgespannen.
• Matglas: aan één zijde gematteerd ondoorzichtig glas;
• Melkglas: aan twee zijden massief wit ondoorzichtig glas;
• Mozaïek glas: stukjes massief gekleurd ondoorzichtig glas;
• Opgelegd glas: vlakglas dat bestaat uit twee op elkaar gesmolten glassoorten die of uit een blanke en een doorzichtige gekleurde soort bestaat, of uit twee doorzichtige kleuren, (zeer oude techniek);
• Floatglas: doorzichtig vlakglas dat een mechanische en/of thermische behandeling heeft ondergaan om op de oppervlakken parallel en glad te maken;
• Vensterglas: doorzichtig vlakglas met gladde en vlakke oppervlakken;
• Voorgespannen glas: thermisch of chemisch behandeld vensterglas, spiegelglas of figuurglas;
• Warmte-absorberend glas: vlakglas dat met vooral absorberende en in mindere mate reflecterende eigenschappen bescherming biedt tegen zonnewarmtestraling;
• Warmte-reflecterend glas: vlakglas dat met vooral reflecterende eigenschappen bescherming biedt tegen zoninstraling of warmte-uitstraling.

Dubbelglas

Bij dubbelglas worden de glasplaten met een gekitte randverbinding aan elkaar verbonden. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een metalen afstandshouder (aluminium of verzinkt staal). De afstandshouder dient behalve voor het op afstand houden van de glasplaten ook voor het onderbrengen van het droogmiddel en voor het aanbrengen van kit.

Brandwerend dubbel glas is opgebouwd uit twee of meer platen van gehard glas met daartussen een tussenlaag van een heldere, organische gelachtige stof. Na breuk van het glas zwelt de tussenlaag op tot een vuurvast schuim en vormt een isolerende massa.

Dubbelglas leent zich ook voor geluidsisolatie, lees daarover meer onder Prestaties > Akoestische eigenschappen van glas

Gelaagd glas

Gelaagd glas is opgebouwd uit twee of meer glasplaten die met elkaar verbonden zijn door een glasheldere tussenlaag van kunststof (PVB - polyvinylbutryal). Voor de folie wordt soms ook metylmetacrylaat (MMA) gebruikt. Zowel door de hoge kleefkracht als door de hoge scheursterkte van de folie blijft het glaspakket een geheel.

Gelaagd glas wordt veel toegepast als inbraakwerend glas, kogelwerend glas en brandwerend glas.

Materiaal van glas

Vlakglas bestaat voor 60 tot 75% uit zuiver zand. Het zand wordt gesmolten om er glas van te kunnen maken. Aan het zand worden vloeimiddelen zoals soda of potas (kaliumcarbonaat) toegevoegd om het smeltpunt van het zand te verlagen. Het toevoegen van glasscherven zorgt ervoor dat het glas nog beter vloeit.

Naast middelen om de vloei van het mengsel te beinvloeden, kunnen er ook andere stoffen worden toegevoegd. De toevoeging van koolstof zorgt ervoor dat het glas gezuiverd wordt en arsenicum zorgt voor ontkleuring. Aan vensterglas wordt kalk, of tegenwoordig ook aluminiumverbindingen, toegevoegd om de weerstand tegen weersinvloeden te verhogen. Aan technische glassoorten worden louteringsmiddelen toegevoegd om het glas te zuiveren.

Gewoon vensterglas bestaat veelal uit zand, soda en kalk.

Fabricage van glas

Floatglas wordt gefabriceerd als een doorlopende band volgens het floatprocédé en wordt ook wel floatglas genoemd. Men gebruikt een mengsel van zuiver zand met eventuele toevoegingen ten behoeve van de smelteigenschappen (soda), stabilisatie (doloniet, nepheline of kalksteen), zuivering (kalksteen) en/of ontkleuring (arsenicum).

Bij het smelten in de oven loopt het mengsel via een overflow op een vloeibaar tinbad. door het strakke tinoppervlak en de hoge temperatuur van het glas, worden boven- en onderzijde van het glas volkomen glad en vlak, zonder te hoeven slijpen of polijsten. Hierna wordt het glas geleidelijk afgekoeld.

Glassoorten die bij een zeer hoge temperatuur moeten worden verwerkt, kunnen niet op een tinbad uitvloeien.

Bij de fabricage van figuurglas stroomt de glasmassa vanuit de oven tussen twee holle watergekoelde walsen door, De spleet tussen de beide walsen bepaalt de dikte van het glas. De onderste wals, en eventueel ook de bovenste wals, is gefigureerd. Hierna wordt het glas gekoeld.

Voor de fabricage van draadglas worden metaaldraden in één of twee richtingen, over het gesmolten glas, tussen twee walsen doorgeleid. Na het passeren van de walsen worden de draden geheel door glas omhult.

Glas kan thermisch of chemisch voorgespannen zijn. Voor thermisch harden wordt de op maat gesneden ruit tot het weekpunt verhit en dan snel afgekoeld, met als gevolg dat de buitenkant van het glas sneller afkoelt dan de binnenkant. De ontstane spanningen in het glas zorgen voor een aanmerkelijk hogere buigsterkte van normaal spiegelglas. Chemisch voorgespannen glas wordt echter in een zoutbad van gesmolten zout van 400 °C ondergedompeld. Chemisch gehard glas heeft ongeveer twee keer zoveel buigsterkte dan thermisch voorgespannen glas.

Silicaatglas is vervaardigd uit een speciaal ontwikkelde silicaatverbinding en is thermisch gehard.

Warmtereflecterend glas wordt voorzien van een in vacuüm aangebrachte metaallaag, of van een metaaloxidelaag die een- of tweezijdig wordt ingebrand.

Vensterglas wordt getrokken uit een vloeibare glasmassa. Door deze manier van produceren kan het glas evenwijdig aan de trekrichting trekstrepen vertonen, als gevolg van dikteverschillen.

Oppervlaktebehandeling van glas

Er zijn twee redenen om de oppervlakte van glas verder te bewerken: esthetiek en techniek. Onder esthetische behandelingen vallen graveren, facetslijpen, beschilderen, zandstralen, printen en zeefdrukken. Bij technische behandeling gaat het meestal om coaten, omdat daarmee ook echt de prestaties van het glas worden beïnvloedt. Ook het beplakken met folies kan als oppervlakte behandeling worden gezien. Dit kan zowel een esthetisch als een technisch doel dienen.

Vorm en afmeting

Afmetingen van glas

De handelsmaten hangen af van de glassoort. Hieronder een indicatie van veel voorkomende handelsmaten:

Gewicht van glas

Volumieke massa van glas: 2.500 kg/m³.

Gewicht draadglas: 2.600 kg/m³.

Het gewicht per element is sterk afhankelijk van de dikte en opbouw, en het al dan niet aanwezig zijn van wapening. Vooral bij gelaagd glas kan het gewicht hoog oplopen.

Uiterlijk van glas

Oppervlaktestructuur

Glas is in het algemeen glad en vlak. Tijdens het fabricageproces kunnen ook diverse oppervlaktestructuren worden aangebracht (figuurglas).

Vensterglas, wat nog nauwelijks wordt toegepast, heeft als gevolg ven het productieproces dikteverschillen in de trekrichting.

Door het verschil in luchtdruk tussen de spouw van isolerend dubbelglas en de buitenlucht kan bij sommige buitentemperaturen de ruit en enigszins hol of bol oppervlak vertonen.

Thermisch voorgespannen glas is vaak eenvoudig te herkennen aan spanningsvlekken die zichtbaar worden. De mate van dit vlekkenpatroon geeft geen informatie over de harding.

Kleur

Door het toevoegen van kleurstof als grondstof bij de glasfabricage zijn veel kleuren mogelijk.

Reflecterende en absorberende glassoorten zijn met behulp van een metaallaag gekleurd. Hierdoor hebben deze meestal metaalachtige kleuren, zoals brons en goud.

De verkleuring die bij doorzicht ontstaat is voor elk type zonwerend glas verschillend. Bij groen absorberend glas is verkleuring nauwelijks zichtbaar. Andere typen zonwerend glas hebben wel karakteristieke kleureigenschappen. De spectrale doorlating en de ooggevoeligheid zijn hierbij van belang.

Prestaties

Mechanische eigenschappen van glas

Materiaalsterkte

In de regel zijn glasplaten het kwetsbaarste onderdeel van de constructie waarin ze zijn opgenomen. Afhankelijk van de gewenste veiligheid wordt draadglas, voorgespannen glas of gelaagd glas toegepast.

Vuur, explosie en glas

Brandbaarheid

Glas is onbrandbaar.

Brandwerendheid

Onbehandelde glasplaten en glasplaten zonder extra toevoegingen leveren geen bijdrage aan de brandwerendheid van de constructie waarin ze worden verwerkt.

Met speciale brandwerende glassoorten is echter wel een hoge mate van brandwerendheid te bereiken.

Bij gelaagd glas wordt de brandwerendheid bepaald door het aantal glasplaten en het soort glas, en het aantal, de dikte en soorten van de verschillende tussenlagen.

Draadglas wordt tegenwoordig niet tot nauwelijks meer toegepast als brandwerend glas.

Ter indicatie onderstaande tabel:

Thermische eigenschappen van glas

Uitzetting

Lineaire uitzettingscoëfficiënt (α): 8-9∙10^-6K^-1.

Geleiding

Warmtegeleidingscoëfficiënt (λ): 0,8 W/m∙K.

Enkelvoudig glas heeft een geringe weerstand tegen warmtedoorgang. Isolerend dubbelglas heeft door de ingesloten spouw hogere isolatiewaarden. De warmtedoorgangsscoëfficiënt van glas (Ugl) wordt in hoofdzake bepaald door de dikte van de luchtspouw die tussen beide samenstellende glasplaten bevindt. Maatgevend voor de werking van het isolerend dubbelglas is dat de lucht in de spouw zo droog is, dat normaal geen condensatie tussen de ruiten kan optreden. Een relatief lage Ugl-waarde kan worden bereikt door de spouw te vullen met een speciaal gasmengsel (argon of krypton). Met dit HR++ glas zijn Ugl-waarden te behalen tussen 1,1-0,7 W/m²K.

De norm NEN 7120 Energieprestatie van gebouwen (EPG) schrijft voor alle transparante delen gezamenlijk een gemiddelde warmtedoorgangscoëfficiënt van 1,65 W/m²K voor, die moet worden berekend volgens NTA 8800, met een maximum van 2,2 W/m²K per afzonderlijk transparant deel. Maar bij actieve gevels moet worden gestreefd naar nog lagere waardes van 1,2-0,5 W/m²K.

Straling, absorptie van glas

Zontoetredingsfactor

De zonwerende werking van glas wordt gekenmerkt door de verhouding tussen de hoeveelheid doorgelaten zonnestraling (zowel direct als indirect) en de totale hoeveelheid opvallende zonnestraling.

Het quotiënt van deze twee grootheden wordt de absolute zontoetredingsfactor, ZTA, die in veel publicaties ook wel gelijkgesteld wordt aan de g-waarde. Maar de g-waarde is altijd hoger dan de ZTA omdat de zontoetreding loodrecht op het glas minder reflectie geeft. De g-waarde voor glas wordt volgens NEN-EN 410 vastgesteld.

Zie de overzichtstabel voor gemiddelde getalwaarden, die uitsluitend als oriëntatie dienen ter vergelijking met de overige in de tabel genoemde ZTA-waarden.

Lichttoetredingsfactor

Het verminderen van de hoeveelheid door een glasopening doorgelaten zonnewarmte gaat gepaard met het verminderen van de hoeveelheid doorgelaten daglicht (de zichtbare zonnestraling). In veel gevallen is dit een gewenst nevendoel, maar soms wordt dit ook ervaren als een ongewenst bijverschijnsel. De waarneembare hoeveelheid doorgelaten daglicht is afhankelijk van:

• de intensiteit van de opvallende lichtstraling;
• de spectrale doorlaatbaarheid van beglazing (en eventueel zonweringsysteem);
• de spectrale gevoeligheid van het menselijk oog;
• de spectrale samenstelling van het zonlicht.

De laatstgenoemde drie factoren bepalen de waarneembare hoeveelheid daglicht. De absolute lichttoetredingsfactor, Tv-waarde (= oude LTV), bestaat uit het quotiënt van de hoeveelheid doorgelaten daglicht en de totale hoeveelheid opvallend daglicht en is kenmerkend voor de lichtwerende werking van het zonweringsysteem.

Zie de overzichtstabel voor een indicatie van de gemiddelde Tv-waarde.

Akoestische eigenschappen van glas

Luchtgeluidsisolatie

De mate van luchtgeluidsisolatie van glasplaten is direct afhankelijk van het oppervlaktegewicht. De geluidsisolatie is hoger naarmate de glasdikte toeneemt.

De geluidsisolatie is ook afhankelijk van de frequentie van het opvallende geluid en de eigenfrequentie van het glas. Als de eigenfrequentie gelijk is aan de frequentie van het opvallende geluid, dan kan de ruit mee gaan trillen, het zg. coïncidentie effect. Dit effect werkt ongunstig op de geluidsisolatie.

Hogere isolatiewaarden worden verkregen door dubbele beglazing toe te passen. In het algemeen treedt coïncidentie op bij dunne glasplaten en een geringe spouwbreedte. Dit kan het geval zijn bij isolerend dubbelglas. Dat biedt dan voor het buitensluiten van verkeerslawaai weinig soelaas.

Een effectieve geluidsisolatie kan worden verkregen door verschillende glasdikten en/of soorten te kiezen en door het integreren van andere materialen. De luchtgeluidsisolatie van isolerend dubbelglas kan vergroot worden door de spouwruimte te vullen met een speciaal mengsel van inerte gassen en de randverbindingen te voorzien van absorberend materiaal. Met gelaagd glas kunnen in het algemeen goede geluidsisolatiewaarden bereikte worden, omdat de kunststof tussenlagen het coïncidentieverschijnsel onderdrukt.

Ter indicatie enkele waarden:

Toepassing

Functionele bruikbaarheid van glas

Glas wordt toegepast waar een lichtdoorlatende afsluiting of afscheiding wordt gewenst. Floatglas en vensterglas wordt toegepast wanneer het glas niet aan speciale eisen hoeft te voldoen. In situaties die aan het glas warmte-isolerende, zonwerende, geluidwerende, brandwerende, inbraakveilige of kogelwerende eisen worden gesteld, worden speciaal daarvoor vervaardigde glassoorten toegepast.

Veiligheid van glas

Verwerking en montage

Opslag van glas

Op de bouwplaats moet glas beschermd worden tegen vocht en directe zonnestraling. In verband met de kans op beschadigingen moet de opslagtijd op de bouwplaats zo kort mogelijk zijn. Vocht, opgesloten tussen de glasplaten, kan aantasting van het oppervlak veroorzaken.

Onderhoud

Onderhoud van glas

Alle soorten glas kunnen worden schoongemaakt met huishoudelijke schoonmaakmiddelen, voor zover die geen schuurmiddelen bevatten.

Milieu en gezondheid

Duurzaamheid van glas

Glas biedt in het algemeen goed weerstand tegen veroudering; de levensduur is in sterke mate afhankelijk van de omranding en de plaatsing. Juiste detaillering en goed onderhoud van de omranding, onder andere door een goed verfsysteem, is van groot belang. De randverbinding van dubbelglas is gevoelig voor water. De sponning moet zodoende regelmatig op deugdelijkheid worden gecontroleerd.

Hergebruik van glas

Glas hergebruiken spaart het milieu, doordat er minder ‘verse’ grondstoffen nodig zijn voor de productie van nieuw glas. Het productieproces van glas, uit zand en soda, kost normaal gesproken veel energie. Een kilo scherven vervangt ruim een kilo soda en zand. Een vervanging van 10 procent bespaart 2,5 procent energie én 5 procent CO2-uitstoot.

Referenties

Geraadpleegde bronnen

Productinformatie van leveranciers
Bouwend Nederland – Vakgroep GLAS
Kenniscentrum GLAS (KCG)
Inbraakwering en glas - KCG uitgave
Het Politiekeurmerk Veilig Wonen (PKVW)
BRL 2201 Nationale Beoordelingsrichtlijn Isolerend Dubbelglas voor thermische isolatie
Vlakglas Recycling Nederland

Normen

Foto's

Glazen spiraaltrap: Dj Walker-Morgan op FlickR