Load Carrying Glass - Project Work

Forside:
Bakgrunn Realfagbygget, NTNU, Trondheim

Detaljer fra venstre Apple Store, Chicago
Prosjekt, Badenweiler
Kjelhuset, NTNU, Trondheim
Elektrobygget, NTNU, Trondheim

FORORD

Forord
Høst og vårsemesteret 2002/03 hadde jeg et utvekslingsår ved Universität Karlsruhe i
Tyskland. Her fulgte jeg et fag, Tragwerke aus Glas und Stahl, som omhandlet konstruksjoner
i glass. Glass som materiale er spennende og gir mange muligheter arkitektonisk så vel som
konstruktivt, jeg ønsket derfor å jobbe videre med glass etter at jeg kom tilbake til NTNU.

Å gjennomføre et fordypningsemne om glass viste seg vanskelig da det i Norge i dag ikke
finnes noe forskningsmiljø på glass tilsvarende det i utlandet. Lenge trodde jeg at jeg måtte
gjennomføre et fordypningsemne ved instituttet for så å reise til utlandet igjen og gjennomføre
diplomarbeid om glass i Tyskland. Interessen ved NTNU var imidlertid tilstede og jeg kom
etter hvert i kontakt med professor Karl Vincent Høiseth ved institutt for
konstruksjonsteknikk og Terje Jacobsen ved Byggforsk. Sistnevnte satte meg i kontakt med
Tor Steinar Johansen og Bjørn Strandholmen ved Byggforsk, og professor Jan Siem ved
institutt for byggekunst, historie og teknologi. Denne prosjektoppgaven er et resultat av et
møte mellom de nevnte parter, 27. november 2003, og vil siden utvides til en diplomoppgave
høsten 2004.

Jeg vil gi en stor takk til professor Karl Vincent Høiseth som har vært veileder under dette
prosjektet, uten ham ville trolig ikke denne prosjektoppgaven om bærende glass funnet sted.
Jeg vil også takke Stine Eriksen i National Geographic Channel for kopi av filmen ”Frontlines
of Construction: Glass”, Norges Byggforsknings Institutt for bruk av Byggforsk
kunnskapssystemer og Sebastian Brage Hansen for utarbeiding av forside, bakside,
topptekster og generelle råd vedrørende layout.

Alexander Brage Hansen
Trondheim 26/8/2004

iii

BÆRENDE GLASS

Sammendrag
Glass oppstår ved at egnet stein smelter ved høy temperatur og stivner hurtig igjen. I naturen
forekommer materialet naturlig, skapt under vulkanutbrudd, meteoritt- eller lynnedslag.
Naturlig glass ble brukt til redskaper allerede under steinalderen. Vi anser begynnelsen på den
beviste glassproduksjonen for å være ca 3500 f.Kr., da egypterne fremstilte glassperler.
Romerne var de første til å ta i bruk vinduer av glass. Nesten optisk perfekt glass
masseproduseres i dag i floatglasslinjer.

Moderne bygningsglass leveres som kalksodasilikat- eller borsilikatglass i en rekke utførelser.
Materialegenskapene for de to er svært like, men borsilikat har lavere
varmeutvidelseskoeffisient og høyere kjemisk bestandighet. Borsilikat brukes primært til
brannsikring eller varmesikring. Bygningsglass kan bearbeides for å oppnå nytt utseende, nye
former, forbedret materialegenskaper eller andre ønskede kvaliteter. Glassets mekaniske
egenskaper kan styrkes betydelig ved termisk eller kjemisk herding og/eller laminering.

Glass er et homogent isotropt materiale. Generelt betraktes glass som ideelt sprøtt, materialet
er imidlertid elastisk. Som veiledende materialegenskaper brukes strekkfasthet 30 N/mm2,
bøyefasthet 30 N/mm2, trykkfasthet 900-1000 N/mm2, E-modulen 70000 N/mm2, densitet
2500 kg/m3 og tverrkontraksjonstall 0,2. Glass er ikke egentlig fast, men en seig flytende
masse med uhyre stor viskositet. Materialet har ikke noe fryse eller smeltepunkt, men et
mykningsintervall hvor det går fra ”fast” til flytende form. Ved nedkjølning og fastning under
produksjon, fryses en rekke mikroskopiske strukturfeil og urenheter i glasset. Disse små
feilene (bruddanvisningene) fører til at glasset hurtig går til brudd ved strekkbelastning og er
grunnen til at strekkfastheten er 3 % av trykkfastheten.

Høyfast betong har trykkfasthet nesten 20 ganger høyere enn strekkfasthet og ligner i så måte
glass. Den lave strekkfastheten skyldes rissfølsomhet og kompenseres for ved bruk av ulike
typer armering og metoder som forhindrer strekkpåkjenninger. Tilsvarende metoder burde
være mulige for glass.

I dag finnes det ingen lover, standarder eller forskrifter i Norge som tilsier at det ikke er tillatt
å bygge primær- eller sekundærbæreverk i bærende glass. Det vil derimot stilles store krav til
dokumentert sikkerhet.

I Europa og verden gjøres det mye forskning på bærende glass, enkelte konstruksjoner med
lastbærende bruk av materialet er allerede bygd. Det finnes messer og nettbaserte
diskusjonsfora dedikert til å fremme bruken av glass og kunnskapen om glass.

To enkle forsøk med prøvestykker av floatglass i handelsvarekvalitet er gjennomført. Tre
punkts bøyestrekk for å bestemme elastisitetsmodul og bøyefasthet, og enaksial trykkprøving
for å bestemme trykkfasthet. De respektive resultatene er 67900 N/mm2, 48,6 N/mm2,
378 N/mm2 og i rimelig samsvar med teoretiske verdier.

iv

SAMMENDRAG / SUMMARY

Summary
Glass is produced when suitable rock melts at high temperature and cools rapidly. In nature
this occurs during volcanic eruptions, meteorite impact or lightning. Natural glass was used
for tools during the Stone Age. The start of deliberate glass production is recond to be about
3500 B.C., when the Egyptians first manufactured glass pearls. The Romans were the first to
use glass windows. Today glass, nearly optically perfect, is mass-produced in float lines.

Modern building glass is supplied as soda lime silicate and borosilicate glass in several
designs. The material properties of the two are quite similar though borosilicate has a lower
coefficient of thermal expansion and higher chemical resistance. Borosilicate is mainly used
for fireproofing or heat protection. Building glass can be treated to achieve new surfaces, new
designs, improved mechanical properties or other wanted qualities. The glass’ mechanical
properties can be strengthened considerably by thermal or chemical toughening and/or
laminating.

Glass is a homogenous and isotropic material. In general glass is regarded as ideally brittle.
However, the material is elastic. Guiding material properties are: tensile strength; 30 N/mm2,
flexural strength; 30 N/mm2, compressive strength; 900-1000 N/mm2, modulus of elasticity;
70000 N/mm2, density; 2500 kg/m3 and contraction of diameter; 0,2. Glass is not really a
solid material, rather a tough liquid mass with extremely high viscosity. Glass has no freezing
or melting point, but a softening stage where it changes from “solid” to liquid state. During
cooling and hardening under production, a great number of microscopic structure
imperfections and impurities are frozen in the glass. These tiny incorrections lead to sudden
failure during tension and are the reason why the tensile strength is 3 % of the compressive
strength.

High strength concrete has compressive strength nearly 20 times the tensile strength and is
thereby somewhat equal to glass. The low tensile strength is due scratch sensitivity and
compensated for through use of different kinds of reinforcement and methods that prevent
tensile strain. Equal methods should be usable for glass.

Today there are no laws, regulations or codes in Norway prohibiting the use of primary or
secondary support system in load carrying glass. There will however be great requirements to
documentation of safety.

In Europe and the world, there is much research being done on load carrying glass, some
structures with use of load carrying glass have already been built. There are conferences and
web-based discussion fora dedicated to promote the use and share the knowledge of glass.

Two small tests with test specimens of floatglass in everyday-use quality have been done.
Three point flexural bending to establish the modulus of elasticity and flexural strength, and
uniaxial compression test to establish compressive strength. Respective results are
67900 N/mm2, 48.6 N/mm2, 378 N/mm2 and in reasonable accordance to theoretical values.

v

BÆRENDE GLASS

Innhold
1 INNLEDNING .................................................................................................................................................. 1
1.1 Generelt .................................................................................................................................................... 2
1.2 Begrensninger ........................................................................................................................................... 3
1.3 Definisjoner .............................................................................................................................................. 3
1.4 Henvisninger............................................................................................................................................. 4

2 INTRODUKSJON TIL GLASS ............................................................................................................................ 5
2.1 Historisk overblikk ................................................................................................................................... 6
2.1.1 Eldre tid........................................................................................................................................... 6
2.1.2 Glassblåserpipen revolusjonerer...................................................................................................... 7
2.1.3 Romerriket....................................................................................................................................... 7
2.1.4 Middelalderen ................................................................................................................................. 7
2.1.5 Nyere tid.......................................................................................................................................... 8
2.1.6 Glassproduksjon i Norge................................................................................................................. 8
2.2 Glassets egenskaper ................................................................................................................................ 10
2.2.1 Kjemisk sammensetning ............................................................................................................... 10
2.2.2 Mekaniske egenskaper .................................................................................................................. 11
2.3 Metoder for fremstilling.......................................................................................................................... 13
2.3.1 Glassblåsing .................................................................................................................................. 13
2.3.2 Sylinderglass ................................................................................................................................. 13
2.3.3 Kronglass ...................................................................................................................................... 14
2.3.4 Valset glass.................................................................................................................................... 14
2.3.5 Trukket glass / maskinglass........................................................................................................... 15
2.3.6 Floatglass ...................................................................................................................................... 16
2.3.7 Andre produkter ............................................................................................................................ 17
2.4 Basisprodukter ........................................................................................................................................ 18
2.4.1 Flatt glass ...................................................................................................................................... 18
2.4.2 Plateglass....................................................................................................................................... 18
2.4.3 Ornamentglass............................................................................................................................... 18
2.4.4 Trådglass ....................................................................................................................................... 18
2.4.5 Speiltrådglass ................................................................................................................................ 19
2.4.6 Profilglass...................................................................................................................................... 19
2.4.7 Glassbyggestein............................................................................................................................. 19
2.5 Bearbeidede produkter............................................................................................................................ 20
2.5.1 Bøyd glass ..................................................................................................................................... 20
2.5.2 Sikkerhetsglass.............................................................................................................................. 20
2.5.3 Termisk herdet glass...................................................................................................................... 20
2.5.4 Varmeforsterket glass.................................................................................................................... 21
2.5.5 Kjemisk herdet glass ..................................................................................................................... 22
2.5.6 Laminert glass ............................................................................................................................... 22
2.5.7 Multilaminert glass........................................................................................................................ 22
2.5.8 Belagt glass ................................................................................................................................... 23
2.5.9 Overflatedekor............................................................................................................................... 23
2.5.10 Sliping ........................................................................................................................................... 23
2.5.11 Kutting .......................................................................................................................................... 24
2.5.12 Boring............................................................................................................................................ 24
2.6 Refleksjoner............................................................................................................................................ 25

vi

INNHOLD

3 BÆRESYSTEMER .......................................................................................................................................... 27
3.1 Opplagring av glasset ............................................................................................................................. 28
3.1.1 Linjeopplagret glass ...................................................................................................................... 28
3.1.2 Punktopplagret glass ..................................................................................................................... 28
3.1.3 Fuger ............................................................................................................................................. 29
3.2 Takkonstruksjoner .................................................................................................................................. 30
3.2.1 Nettkupler...................................................................................................................................... 30
3.2.2 Sentralsymetriske kupler ............................................................................................................... 30
3.2.3 Tønneformede tak ......................................................................................................................... 31
3.2.4 Hengende tak................................................................................................................................. 31
3.2.5 Etterspente tak............................................................................................................................... 31
3.3 Fasadekonstruksjoner ............................................................................................................................. 32
3.3.1 Bøyeutsatte fasader ....................................................................................................................... 32
3.3.2 Avstivede, hengende fasader......................................................................................................... 33
3.3.3 Kabelnettfasader............................................................................................................................ 33
3.3.4 For- og akterspente fasader ........................................................................................................... 33

4 EKSPERIMENTELLE FORSØK ....................................................................................................................... 35
4.1 Utarbeiding av prøveprogram................................................................................................................. 36
4.2 Produksjon av prøvestykker.................................................................................................................... 37
4.3 Forenklede forsøk ................................................................................................................................... 38
4.4 Refleksjoner............................................................................................................................................ 40

5 GLASS VERSUS BETONG ............................................................................................................................... 41
5.1 Refleksjoner............................................................................................................................................ 43

6 RETNINGSLINJER FOR BÆRENDE KOMPONENTER/SYSTEMER I GLASS ...................................................... 45
6.1 Lover og forskrifter................................................................................................................................. 46
6.1.1 Plan og bygningsloven (PBL) ....................................................................................................... 46
6.1.2 Forskrift til byggverk og produkter i byggverk (TEK).................................................................. 46
6.1.3 Veiledning til teknisk forskrift til plan-og bygningsloven (REN)................................................. 48
6.1.4 Byggevaredirektivet (89/106/EØF) ............................................................................................... 48
6.2 Standarder............................................................................................................................................... 50
6.2.1 NS 3490:1999 Prosjektering av Konstruksjoner Krav til pålitelighet ........................................... 50
6.2.2 NS 3491:1998-2003 Prosjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster ............................ 50
6.2.3 NS-EN 572:1995 Bygningsglass Basisprodukter av kalksodasilikatglass .................................... 51
6.2.4 NS-EN 1096:1999-2001 Bygningsglass Belagt glass ................................................................... 52
6.2.5 NS-EN 1288:2000 Bygningsglass Bestemmelse av bøyestyrke i glass ........................................ 52
6.2.6 NS-EN 1748:1997 Bygningsglass Spesielle produkter ................................................................. 53
6.2.7 NS-EN 1863:2000 Bygningsglass Varmeforsterket kalksodasilikatglass ..................................... 54
6.2.8 NS-EN 12150:2000 Bygningsglass Termisk herdet kalksodasilikat-sikkerhetsglass.................... 54
6.2.9 NS-EN 12337:2000 Bygningsglass Kjemisk herdet kalksodasilikatglass..................................... 54
6.2.10 NS-EN 13024:2002 Bygningsglass Termisk herdet borsilikat-sikkerhetsglass ............................ 55
6.2.11 NS-EN ISO 12543-1:1998 Bygningsglass Laminert glass og laminert sikkerhetsglass ............... 55
6.3 Byggforsk kunnskapssystemer................................................................................................................ 57
6.4 Refleksjoner............................................................................................................................................ 58

vii

BÆRENDE GLASS

7 BÆRENDE GLASS I PRAKSIS ......................................................................................................................... 59
7.1 Referanseprosjekter ................................................................................................................................ 60
7.1.1 Prosjekt, Badenweiler.................................................................................................................... 60
7.1.2 Tower Place, London .................................................................................................................... 62
7.1.3 Hans Schmitz Haus, Rheinbach .................................................................................................... 63
7.1.4 Apple Computer Inc Retail Store, LA og NY ............................................................................... 65
7.2 Nyvinnende forskning............................................................................................................................. 67
7.2.1 ZAPPI & Retrofitting .................................................................................................................... 67
7.2.2 Komposittbjelker i glass................................................................................................................ 67
7.2.3 Hybridelement i stål og glass ........................................................................................................ 68
7.2.4 Laminerte sylindriske glassøyler................................................................................................... 68

8 ALTERNATIVE INFORMASJONSKILDER ....................................................................................................... 71
8.1 www.glassfiles.com................................................................................................................................ 72
8.2 www.glassonweb.com ............................................................................................................................ 72
8.3 Glass Processing Days (GPD) ................................................................................................................ 72
8.4 Glas Technology Live (Glasstec)............................................................................................................ 73
8.5 DuPont Benedictus Awards .................................................................................................................... 73
8.6 Frontlines of Construction: Glass ........................................................................................................... 73

9 REFERANSELISTE ........................................................................................................................................ 75

10 NORSK – ENGELSK – TYSK ORDLISTE ......................................................................................................... 81

VEDLEGG A: OPPGAVETEKST .............................................................................................................................. I

VEDLEGG B: FORSLAG TIL PRØVEPROGRAM ................................................................................................... III

VEDLEGG C: SØKNAD OM MIDLER.....................................................................................................................V

VEDLEGG D: FREMDRIFTSLOGG FOR PRØVEPROGRAM .................................................................................VII

VEDLEGG E: FORSØKSRAPPORT, FORENKLEDE FORSØK – TRE PUNKTS BØYESTREKK ................................ IX

VEDLEGG F: FORSØKSRAPPORT, FORENKLEDE FORSØK – ENAKSIAL TRYKKPRØVING............................XVII

VEDLEGG G: INNLEGG PÅ GLASSFILES ...........................................................................................................XX

VEDLEGG H: ALBRECHT, NILS; LITTERATURLISTE .................................................................................... XXV

VEDLEGG I: LITTERATUR I .PDF FORMAT (CD)........................................................................................ XXIX

VEDLEGG J: FRONTLINES OF CONSTRUCTION: GLASS (DVD)................................................................. XXXI

viii

INNHOLD

Tabeller
Tabell 2.2-A: Hovedbestanddeler i Kalksodasilikat- og borsilikatglass [11]........................................................ 11
Tabell 2.2-B: Generelle mekaniske fastheter for glass [74] .................................................................................. 11
Tabell 2.2-C: Fysiske størrelser for kalksodasilikatglass [39] .............................................................................. 11
Tabell 2.2-D: Fysiske størrelser for borsilikatglass [54] ....................................................................................... 12
Tabell 4.3-A: Mekaniske egenskaper for floatglass .............................................................................................. 38
Tabell 4.4-A: Utvalgte materialegenskaper for glass og høyfast betong [12, 31, 39, 74] ..................................... 42

Figurer
Figur 2.3-1: Tradisjonell glassblåsing [1] ............................................................................................................. 13
Figur 2.3-2: Moderne Glassblåsepipe [8].............................................................................................................. 13
Figur 2.3-3: Skjematisk fremstilling av sylinderglassproduksjon [10] ................................................................. 14
Figur 2.3-4: Kronglass fremstilling trinn 1 [10].................................................................................................... 14
Figur 2.3-5: Kronglass fremstilling trinn 2 [10]................................................................................................... 14
Figur 2.3-6: Kronglass fremstilling trinn 3 [10].................................................................................................... 14
Figur 2.3-7: Skjematisk fremstilling av Bicheroux prosessen: (A) Smeltediegel; (B) glassmottaker; (C) valser;
(D) nedfellbart sklibrett; (E) forvarmet glasskutter; (F) rullende bord [1]............................................................ 15
Figur 2.3-8: Moderne fremstilling av valset glass [7] ........................................................................................... 15
Figur 2.3-9: Skjematisk fremstilling av Fourcault prosessen: (a) debiteuse; (b) kjølning; (c) transportruller; (d)
glassmelte [8] ........................................................................................................................................................ 16
Figur 2.3-10: Skjematisk fremstilling av Libby-Owens prosessen: (a) glassmelte; (b) kjølebokser; (c)
venderuller; (d) transportruller [8] ........................................................................................................................ 16
Figur 2.3-11: Skjematisk fremstilling av Pittsburgh prosessen: (a) guide, (b) kjølesone, (c) transportruller [8] .. 16
Figur 2.3-12: Skjematisk fremstilling av floatglassproduksjon: (a) glassmelte; (b) glassdigel; (c) transport ruller;
(d) floatbad; (e) smeltet tinn; (f) varmesone; (g) avkjølingsovn [8]...................................................................... 17
Figur 2.3-13: Floatglassfabrikken Flachglass AG i Weiterhammer, Tyskland [8] ............................................... 17
Figur 2.4-1: Ornamentglass [11] ........................................................................................................................... 18
Figur 2.4-2: Trådglass [11] ................................................................................................................................... 18
Figur 2.4-3: Profilglass [11].................................................................................................................................. 19
Figur 2.4-4: Kvadratisk glassbyggestein m/innvendig struktur [11]..................................................................... 19
Figur 2.4-5: Sirkulær byggestein m/utvendig struktur [11]................................................................................... 19
Figur 2.4-6: Frittstående vegg av kvadratisk glassbyggestein, Realfagbygget, NTNU, Trondheim..................... 19
Figur 2.5-1: Skywalk (Expo 2000, Hannover) – Bro for fotgjengere med bruk av bøyd glass, Special recognition
– Benedictus Award 1999 [80] ............................................................................................................................. 20
Figur 2.5-2: Spenningsforløp ved bøyepåkjent termisk herdet glass [11]............................................................. 21
Figur 2.5-3: Granulert termisk herdet glass [11]................................................................................................... 21
Figur 2.5-4: Snitt igjennom et to-lags laminert glass [11]..................................................................................... 22
Figur 2.5-5: Vannjet [11] ...................................................................................................................................... 24
Figur 2.5-6: Glass skåret med vannjet [11] ........................................................................................................... 24
Figur 2.5-7: Sylindrisk hull [11] ........................................................................................................................... 24
Figur 2.5-8: Konisk hull [11] ................................................................................................................................ 24
Figur 3.1-1: Tak og fasade med linjelagret glass, Elektrobygget, NTNU, Trondheim ......................................... 28
Figur 3.1-2: Detalj, punktlager, rekkverk Trondheim Torg, Trondheim............................................................... 29
Figur 3.1-3: Statisk system, punktopplagret glass [11] ......................................................................................... 29
Figur 3.2-1: Linjelagret glasstak, Elektrobygget, NTNU, Trondheim .................................................................. 30
Figur 3.2-2: Punktlagret glasstak, Trondheim Torg, Trondheim .......................................................................... 30
Figur 3.2-3: Sentralsymetrisk kuppel med punktlagrede glassplater [102]........................................................... 31
Figur 3.3-1: Linjelagret glassfasade, Kjelhuset, NTNU, Trondheim .................................................................... 32
Figur 3.3-2: Punktlagret glassfasade, Trondheim Torg, Trondheim ..................................................................... 32
Figur 3.3-3: Horisontalt avstivende glassfinner [117]........................................................................................... 33
Figur 3.3-4: Fasade avstivet med horisontale glassfinner [117]............................................................................ 33
Figur 3.3-5: Statiske systemer, for- og akterspente fasader [105]......................................................................... 34
Figur 4.3-1: Glassøyler ......................................................................................................................................... 39
Figur 4.3-2: Stålanlegg.......................................................................................................................................... 39

ix

BÆRENDE GLASS

Figur 7.1-1: Prosjekt, Badenweiler [117].............................................................................................................. 60
Figur 7.1-2: Fasade og tak innenfra [117]............................................................................................................. 60
Figur 7.1-3: Detalj fasade [117] ............................................................................................................................ 61
Figur 7.1-4: Detalj tak [117] ................................................................................................................................. 61
Figur 7.1-5: Tower Place, fremre fasade [104] ..................................................................................................... 62
Figur 7.1-6: Tower Place, bakre fasade [104] ....................................................................................................... 62
Figur 7.1-7: Laminert forspent glasstag [16]......................................................................................................... 62
Figur 7.1-8: Horisontal avstivning med glasstag [104] ......................................................................................... 62
Figur 7.1-9: Hans Schmitz Haus [22].................................................................................................................... 64
Figur 7.1-10: Glasskap [22] .................................................................................................................................. 64
Figur 7.1-11 Søylekant [22] .................................................................................................................................. 64
Figur 7.1-12: Glasstrapp med trafikk NY [17]...................................................................................................... 66
Figur 7.1-13: Glasstrapp bakfra LA [17] .............................................................................................................. 66
Figur 7.1-14: Svevende glassvegger LA [17] ....................................................................................................... 66
Figur 7.1-15: Overgang – glasstrinn til glassvegg [17]......................................................................................... 66
Figur 7.1-16: Snitt av glasstrinn med titanpuck [17]............................................................................................. 66
Figur 7.2-1: Bjelke i segmentert glass [19] ........................................................................................................... 68
Figur 7.2-2 Tverrsnitt av stålarmert glassbjelke [19] ............................................................................................ 68
Figur 7.2-3: Stål-glass-bjelke, tverrprofil [23] ...................................................................................................... 68
Figur 7.2-4: Prøveoppsett [23] .............................................................................................................................. 68
Figur 7.2-5: Transparent søyle av laminerte glassylindere [20]............................................................................ 70
Figur 7.2-6: Testet og utestet eksemplar [20]........................................................................................................ 70
Figur 7.2-7: Knekt søyle [20]................................................................................................................................ 70
Figur 7.2-8: Glasstav; Zappi søyle; aluminiums rør [20] ...................................................................................... 70
Figur 7.2-9: Sammenligning av knekklaster for en ”sammenrullet” og ”utrullet” søyle [16]............................... 70

x

1 Innledning

Dette kapittelet gir informasjon om hvordan oppgaven er løst, hvilke begrensninger som er
satt og hvilke definisjoner som er brukt.

BÆRENDE GLASS

1.1 Generelt
Som byggevare brukes glass i dag primært til vinduer og bekledning i tak og fasader, samt
ikkebærende skillevegger i kontorlandskap, rekkverk og andre arkitektoniske eller
kunstneriske innslag. Materialet glass er imidlertid ikke så forskjellig fra høyfast betong.
Begge har stor kapasitet i rent trykk, men tilnærmet ingenting i strekk. I dagens
konstruksjoner presses betongens kapasitet til det ytterste, den lave strekkapasiteten omgåes
ved ulike typer armering og metoder som forhindrer strekkpåkjenninger. Hvis glass behandles
på samme måte som høyfast betong, vil det være mulig å bygge enda større dimensjoner med
de visuelle fordelene glass gir. Denne prosjektoppgaven er et litteraturstudium om bærende
glass og gir et grunnlag for videre studier om emnet.

I oppgaveteksten er det listet en del litteratur. Glass i norske vinduer år 2000 er en bok rettet
mot bygningsfysikk, den er derfor ikke brukt. Litteraturlisten mottatt fra Nils Albrecht ved
Universität Karlsruhe inneholdt mange diplomoppgaver og doktoringeniør studier.
Litteraturen ville være tidkrevende å fremskaffe og relevant litteratur er derfor funnet andre
steder, listen er vedlagt for eventuelle fremtidige studier (vedlegg H). Litteraturen fra
Glassbransjeforbundet ble aldri mottatt, den er ikke purret opp da Per Pettersen ville sende
denne på eget initiativ.

I oppgaveteksten står det at det skal finnes fasthetsegenskaper til egenproduserte prøvestykker
i glass, tilsvarende de som brukes ved standard materialprøving av betong. Prøvene har ikke
blitt slik det opprinnelig var forespeilet i oppgaven. Dette skyldes flere faktorer som fremgår
av fremdriftsloggen (vedlegg D).

Besvarelsen er et selvstendig arbeid basert på litteratur, artikler, lover, standarder med mer.
Under arbeidet er det funnet enkelte nettsteder, messer og annen informasjon som er gode
kilder til videre studier, disse er presentert til slutt i oppgaven. Det er også gitt en kort teknisk
ordliste for å enkle videre litteratursøk og studier. Under kapittelet Bærende glass i praksis,
presenteres fire spennende internasjonale byggeprosjekter med bruk av bærende glass, og
utvalgte internasjonale forskningsprosjekter.

Dette er et litteraturstudium, forfatterens formeninger finnes under delkapitlene Refleksjoner
og er derfor utelatt i resten av teksten. Disse kapitlene gir forfatterens meninger, tanker og
ideer rundt det som står skrevet, og hvordan det kan brukes i videre arbeid.

2

1 INNLEDNING

1.2 Begrensninger
Oppgavetittelen er Bærende Glass og denne er satt som prosjektets rammer. Besvarelsen
dekker byggevarer i glass som kan tenkes brukt som bærende materiale i primær- eller
sekundærbæreverk. Produkter som isolert vindusglass havner utenfor rammene.

Det gis en kort oversikt over ulike sekundærbæresystemer. Tidsbegrensninger og prosjektets
rammer har ikke tillatt noen dypere studie av dette. Nærmere beskrivelse av glassmelteovners
virkemåte og oppbygning, glassets molekylære oppbygning og en dypere innføring i glassets
kjemiske og mekaniske egenskaper, har av de samme årsakene falt bort.

Av standarder er det i denne oppgaven kun kartlagt Norsk Standard. En rekke standarder
tillates brukt i Norge gjennom Byggevaredirektivet, en kartlegging av europeiske (CEN),
britiske (BS) og tyske (DIN) standarder er omfattende og faller bort grunnet tidsrammene.

1.3 Definisjoner
Definisjoner i lover, forskrifter, standarder, tidsskrifter med mer stemmer ikke alltid overens.
Steder i teksten hvor sitater har blitt uklare, er det lagt ved definisjonene som fotnoter. Utover
dette er brukte definisjoner listet opp under.

Byggevare
Ethvert produkt som er produsert for permanent innføring i et byggverk.

Byggeprodukt
En byggevare som har en klar definisjon i Norsk Standard.

Bjelke
Stavformet element med rett eller krum akse som er belastet med krefter med komponenter
normalt til bjelkeaksen.

Søyle
En vertikal bjelke.

Stag
Stavformet element med rett akse som bare er belastet med krefter langs stavaksen.

Finne
Stabiliserende element, brukes som supplement til bjelker og søyler.

Kabel og strekkbånd
Element fullstendig fritt for bøyemotstand som bare kan overføre strekkrefter.

3

BÆRENDE GLASS

1.4 Henvisninger
Sitater
Sitater står i kursiv og er merket med anførselstegn ved sitatstart og sitatslutt.

Kilder
Denne oppgaven består primært av et litteraturstudium. Alt av tekst er derfor hentet ut fra ulik
litteratur som finnes i referanselisten helt til slutt i oppgaven. Hver oppføring i referanselisten
har et unikt arabertall (1, 2, 3, 4…), disse tallene brukes som henvisninger i teksten. Etter
hvert delkapittel er generelle kilder oppført i klammeparantes til høyre i teksten.

Direkte sitater, tall og definisjoner er merket med et arabertall i klammeparantes som henviser
til en kilde i referanselisten.

Fotnoter
Fotnoter er merket med romertall (i, ii, iii, iv…) og viser til en fotnote nederst på samme side.

4

2 Introduksjon til glass

Dette kapittelet gir en introduksjon til materialet glass’ historie som bygningsmateriale,
kjemiske og mekaniske egenskaper, ulike fremstillingsmetoder, produkter og
foredlingsteknikker.

BÆRENDE GLASS

2.1 Historisk overblikk
Historisk sett er glass trolig det eldste fremstilte byggemateriale. Fra 7000 f.Kr. er det funnet
formløse gjenstander produsert ved å varme opp en blanding av sand, natriumkarbonat, og
kalkstein. Blandingen smelter ved en temperatur på 1300 °C som er så vidt i underkant av det
man kan oppnå med ved.

Glass forekommer naturlig og oppstår ved at egnet stein smelter ved høy temperatur for så å
stivne hurtig igjen. Dette kan blant annet fremtre under vulkanutbrudd, når lyn slår ned i
kvartsholdig sand, eller når meteoritter treffer jordens overflate. Under steinalderen ble det
brukt redskaper laget av vulkansk glass.

2.1.1 Eldre tid
Det er usikkert når og hvor glassproduksjon i større format startet. Kunnskapen rundt glass
oppstod uavhengig av hverandre i Egypt, østlige Mesopotamia (Irak), Mycenae (Hellas), Kina
og Nord Tyrol. Det er sannsynelig at glassproduksjonen oppstod i tilknytning til keramikk. I
Egypt 8000 f.Kr. var det stor produksjon av keramikk. Mesopotanske tekster om hvordan man
glaserer keramikkrukker kan dateres tilbake til 500 f.Kr og tilsvarende funn i Egypt kan
dateres tilbake til 400 f.Kr. Det ble gjort store funn av glassperler da graver etter de egyptiske
faraoene ble åpnet. Gravene kan dateres tilbake til 3500 f.Kr. og vi anser derfor dette som
begynnelsen på den bevisste glassproduksjonen.

Rundt 3000 f.Kr begynte egyptiske glassmakere å produsere smykker og små fat. 1500 f.Kr
fant de opp en ny teknikk for å produsere vaser. En kjerne av sand eller keramikk ble festet på
en stav, dyppet og rotert i smeltet glass slik at glasset festet seg jevnt rundt formen. Ved å
rulle legemet mot en flat stein ble overflaten glattere, et eventuelt innskåret mønster i steinen
ble overføret til glasset som dekor. Til slutt ble sand-/keramikkjernen pirket ut, håndtak ble
satt på. Denne teknikken muliggjorde å produsere hule husholdningsgjenstanderi. Ved å
tilsette kobber eller kobolt oppnådde egypterne ulike blåfarger i glasset, det er også funnet
gjenstander i brunt glass. Klart glass kunne trolig ikke fremstilles på grunn av for lave
produksjonstemperaturer.

Assyrerkongen Ashurbanipals (668-626 f.Kr.) leirtavlebibliotek inneholder flere skrifter i
kiletekstii med resepter for glassproduksjon. Den eldste lyder ”Ta 60 deler sand, 180 deler
aske fra marine planter, 5 deler kalk – og du vil få glass”. Blandingsforholdet er noe ulikt,
men resepten inneholder de vesentligste råmaterialene brukt i dag. Den lave andelen sand
vitner om at smeltetemperaturene de kunne oppnå 1000-0 f.Kr. ikke var veldig høye.
[1, 9, 11]

i
Vaser, krukker, krus, boller, flasker, flakonger og andre husholdningsprodukter for oppbevaring av oljer,
parfymer og andre væsker. Av hollowvare (engelsk).
ii
Skriftsystem som ble brukt i kulturene i For-Orienten ca 3000 til ca 300 f.Kr. [4]

6

2 INTRODUKSJON TIL GLASS

2.1.2 Glassblåserpipen revolusjonerer
Rundt 200 f.Kr fant håndverkere i Syria opp glassblåserpipen. Glassblåsingen muliggjorde
ikke bare fremstilling av tynnere og mer gjennomsiktig glass, men også serieproduksjon ved å
blåse glass inne i treformer. Romerriket hadde store handelsforbindelser, et godt utbygd
veinett og en administrasjon som inspirerte til økonomisk vekst og framgang. Dette førte til at
glassblåserkunsten spredde seg raskt utover Romerriket. Glassentere ble etablert i Fønika,
Roma, Egypt, Rhin landene og Rhone dalen. Glassvarene ble billigere.
[9]

2.1.3 Romerriket
I Alexandria 100 e.Kr. oppnådde man, med bedre ovner og innføring av manganoksid å,
fremstille klart glass. Høyere temperatur og økt kontroll førte til bedre smelting av
råmaterialene og økt kvalitet på glasset. Det nye materialet ble raskt populært i det
brammendei Romerriket. Glassmykker og husholdningsprodukter i ulike farger, dekorert med
filigranerii, mosaikk og inngraveringer ble mote. Romerske glassarbeidere slo seg ned i
nærheten av store sandforekomster og importerte arbeidskraft fra Alexandria og
natriumkarbonat fra Egypt og Syria. De begynte å merke produktene sine med egne logoer og
eksportere dem utover hele keiserriket. Enkelte varer ble skipet helt til Kina. Sentre for
glassproduksjon ble etablert i Fønikia, Roma, Egypt, Rhin landene og Rhone dalen.
Glassvarene sank i pris og ble allemannseie.

Utgravinger har vist at villaer og offentlige bad i Pompei og Herkulaneum hadde installert
vindusglass i størrelse 300 x 500 mm og tykkelse 30-60 mm. Vinduene ble produsert ved å
helle ut flytende glassmasse på et bord dekket av sand og strekke massen ut med jerntenger.
Glasset ble montert som det var eller festet i en tre- eller bronseramme.
[9, 11]

2.1.4 Middelalderen
Romernes kunnskaper spredde seg utover Europa. Det kjennes lite til glassmakerkunsten
under de store folkevandringene (ca 400 e.Kr), men etter Romerrikets fall fortsatte den i
Bysants. Glassmakerne var under streng bevoktning og det var dødsstraff for arbeidere som
rømte fra verkene eller lærte bort kunsten. Kunnskapene om glassfremstilling spredde seg
likevel utover Europa.

Byene rundt middelhavet var fremdeles ledende på glassproduksjon. Venezia vokste fram
som senter for vestlig glasskunst. Mer enn 8000 personer jobbet i glassproduksjon. Glasset
var dyrt og populært blant adelen. 1400 til 1500 førte den sosiale og økonomiske veksten til
større forbruk av glass. Store glassverk oppstod i skogrike distrikter nær elver. Det ble ikke
tatt i bruk kullfyring før England forbød fyring med ved i 1615, noe som førte til stor
avskogning.

i
Bramme – skryte, vise seg [2]
ii
Filigran – Fint ornamentarbeid av gull- eller sølvtråd. [15] I denne sammenheng også fine ornamenter i glass.

7

BÆRENDE GLASS

Under middelalderen var det også stor glassproduksjon konsentrert rundt bygging og
utsmykking av kirker og klostre. Store glassmalerier ble en inspirasjon for folket som ellers
ikke hadde råd til den slags. Mye av kunnskapen herifra har gått tapt og vi klarer ikke i dag å
fremstille de samme strukturene og fargene.
[1, 11, 12, 88]

2.1.5 Nyere tid
Syriske håndverkere oppdaget i det første århundret produksjonsmetoden for sylinderglass, og
på 300-tallet produksjonsmetoden for kronglass. Disse fremstillingsmetodene har vært basis
for produksjon av glassruter inntil 1687 da franskmannen Bernard Perrot fant en prosess for å
valse glass.

1800-tallet gav stor fremgang innenfor alle områder av glasskunsten. I 1839 forbedret Chance
brødrene metoden for produksjon av sylinderglass. Den nye metoden økte kvaliteten av
overflaten og reduserte brekkasjen. Friedrich Siemens patenterte i 1856 en ny og forbedret
smelteovn som halverte den nødvendige mengden brennstoff, dette førte til lavere kostnader
og økt produksjon. Ca 1900 fant amerikaneren John, H. Lubbers opp en metode å fremstille
sylinderglass maskinelt.

1905 fant belgieren Emile Fourcault opp en prosess der han trakk glassplater direkte ut fra
smelta. Prosessen ble ikke brukt i produksjon før 1914. Amerikaneren Irving Colburn utviklet
en liknende prosess med støtte fra firmaet Libby-Owens, den ble kalt Libby-Owens prosessen
da den ble tatt i kommersielt bruk i 1917. Pittsburg Plate Glass Company kombinerte i 1928
de to prosessene til en egen. De tre prosessene med ytterligere forbedringer førte til at det ble
for dyrt å etterpolere glasset og Bernard Perrots metode ble foreldet.

Max Bicheroux videreutviklet i 1919 Perrots metode for å valse glass ved å sette den tidligere
oppstykkede prosessen sammen til en kontinuerlig prosess.

1959 revolusjonerte Alastair Pilkington metoden for fremstilling av glassplater ved å utvikle
floatprosessen.
[1, 9, 11, 97]

2.1.6 Glassproduksjon i Norge
Den norske glassproduksjonens historie startet i 1739 da Det Norske Kompaniet fikk
konsesjon på drift. Opprettelsen av norske glasshytter ble bestemt på grunn av brenselmangel
i Danmark.

Det første verket kom i 1741 i Eiker og produserte hovedsakelig finere bruksglass. Omtrent
samtidig ble det startet produksjon av vindusglass i Hurdal og på Biri. Fagarbeidere ble
importert fra andre Europeiske glassproduserende land. For god tilgang på brensel ble de
første verkene bygget i nærheten av de store skogene. På vinteren ble glassvarene fraktet med
hest og slede til havnebyene der de ble lagret for videre distribusjon, dette er opprinnelsen til
glassmagasinene. I dag er det kun et glassverk i drift i Norge, Hadeland Glassverk (anlagt
1762) som fremstiller husholdningsglass og finere glassvarer.

8


Allerede i 1750-årene var Hurdal Glassverk spesialinnrettet for produksjon av kronglass.
Produksjonen pågikk fram til 1895 da den ble overført til Drammens Glassverk som
spesialiserte seg på sylinderglassproduksjon, fra 1893 var Drammens Glassverk eneste
produsenten av flatt glass i Norge. Det ble ikke startet opp maskinell fremstilling av flatt glass
før samme verk installerte et Fourcault anlegg i 1928. I 1959 gikk, som et av få i verden,
verket over til elektrisk smelting og i 1968 ble en ny Pitsburgmaskin installert.

1977 ble produksjonen ved Drammens Glassverk nedlagt, dette endte nesten 230 år med
norsk vindusglasshistorie.
[88]

9

BÆRENDE GLASS

2.2 Glassets egenskaper
Schott Guide to Glass definerer glass som følger: ”Glass includes all materials which are
structurally similar to a liquid. However, under ambient temperature they react to the impact
of force with elastic deformation and therefore have to be considered as solids. In a more
limited sense, the term ‘glass’ denotes all inorganic compounds which possess these basic
qualities.” [9]

Encyclopedia of Physical Science and Technology, third edition, definerer glass som følger:
“A glass is an inorganic substance with, and analogous to, the liquid state of that substance,
but which, as a result of having been cooled from a fused condition, has attained so high a
degree of viscosity as to be for all practice purpose rigid. The limitless possible compositions
and varity of equilibrium and metastable conditions provide the keys to the widest possible
range of optical, physical and mechanical properties.” [10]

Aschehoug og Gyldendals store norske leksikon definerer glass som følger: “Materiale som
er fremstilt ved størkning av en smelte uten at krystallisasjon har inntruffet. Glass er amorfe
stoffer som omfatter både organiske og uorganiske materialer. (…) I vanlig forstand menes
med glass et gjennomsiktig, fargeløst eller farget materiale med høy glans, dvs. et amorft
materiale fremstilt av rent uorganiske råstoffer.” [4]

2.2.1 Kjemisk sammensetning
Ved industriell fremstilling av glass brukes en rekke tilsetningsstoffer for å oppnå ulike
materielle og optiske egenskaper. Hovedbestanddelen er imidlertid kvartssand (silisiumoksid,
SiO2) som finnes nærmest ubegrensede i naturen. Ved smelting av kvartssand (ca 1700 ºC) får
vi kvartsglass, rent kvartsglass brukes imidlertid ikke i byggeindustri. Kvartssanden tilsettes
ulike flussmiddeler for å senke den høye smeltetemperaturen. Tidligere ble pottaske
(Kaliumkarbonat, K2CO3) brukt, i dag brukes natriumklorid (NaCl) og natriumkarbonat
(Na2CO3). CO2 løsrives og binder Na2O til glasset, smeltetemperaturen synker. Ved å tilsette
Kalsiumkarbonat (CaCO3) forbedres hardheten og bestandigheten i glasset, CO2 løsrives og
CaO bindes til glasset.

I byggebransjen brukes det primært to typer glass. Kalksodasilikatglass og borsilikatglass.

Kalksodasilikatglass
Den største andelen glass i byggeindustrien er kalksodasilikatglass. Glasset består i hovedsak
av silisiumoksid, kalsiumoksid og natriumoksid. Smeltetemperaturen reduseres i forhold til
rent kvartsglass men varmeutvidelseskoeffisienten øker også betydelig.

Borsilikatglass
Borsilikatglasset inneholder 7-15% boroksid (B2O3) i stedet for kalsiumoksid (CaO). Glasset
har høyere kjemisk bestandighet og lavere varmeledningsevne enn kalksodasilikatglass.
Glasset brukes til brannvern.

10


SiO2 CaO B2O3 Na2O/K2O MgO Al2O3
Kallksodasilikatglass 69 – 74 % 5 – 12 % - 12 – 16 % 0–6% 0–3%
Borsilikatglass 70 – 87 % - 7 – 15 % 0 – 16 % - 0–8%
Tabell 2.2-A: Hovedbestanddeler i Kalksodasilikat- og borsilikatglass [12]

Ved høy temperatur over lenger tid vil glass krystalliseres, bli hvitt og ugjennomsiktig. Det
nye produktet kalles glassporselen.
[12]

2.2.2 Mekaniske egenskaper
Glass kan på mange måter oppfattes som en underkjølt væske med uhyre stor viskositet, dvs.
at glass egentlig ikke er et fast materiale, selv om det oppfører seg som et. Glass har ikke noe
fryse eller smeltepunkt, men et mykningsintervall hvor det fra ”fast” til flytende form går
igjennom en seig fase. I sin ”faste” form oppfører glass seg som et sprøtt materiale, det er
imidlertid elastisk. I forsøk vil som regel på og avlastning være for hurtig til at glassets
flyteplatå vises og det vil virke som om det går til direkte brudd. Ved bøyetrekk av tykke
prøvestykker kan det virke som om materialet ikke tåler strekk. Glassets strekkømfintlighet
skyldes mikroskopiske bruddanvisninger i overflaten, strukturfeil og indre urenheter, som
fryses under fastning. Et eventuelt brudd vil som regel starte i en bruddanvisning, og spre seg
innover i glasset. Tynne glassfiber vil inneholde færre feil og kan bøyes så lenge
krumningsradiusen holdes stor i forhold til tykkelsen.[1]

De kjemiske bindingene i glasset er kjente og den teoretiske strekkfastheten kan derfor
beregnes til 104 N/mm2 [9]. Av årsaker tidligere nevnt er høyeste tillatte varige last normalt 8
N/mm2 for bygningsglass. Hvis glasset poleres, herdes (se kapittel 2.5.3, 2.5.4 og 2.5.5) eller
overflatebehandles (se kapittel 2.5.8 og 2.5.9) for å forhindre skader og mikrosprekker, kan
strekkfastheten opp til 5 x 102 N/mm2 oppnås, dette er fremdeles betraktelig lavere enn den
teoretiske. Nylig formede glassfibere har målt trykkfasthet til over 70000 kg/cm2 [1], som er
fem ganger høyere enn hva vi kan oppnå med stål og dobbelt så høyt som hva ståls teoretiske
kapasitet. Under finnes tabeller for generelle fastheter og fysiske størrelser for
kalksodasilikat- og borsilikatglass.

Egenskap Veiledende verdi og enhet
Strekkfasthet 30 N/mm2
Trykkfasthet 900 – 1 000 N/mm2
Bøyefasthet 30 N/mm2
Tabell 2.2-B: Generelle mekaniske fastheter for glass [75]

Egenskap Symbol Verdi og enhet
Densitet ved 18 ºC ρ 2 500 kg/m3
Hardhet 6 enheter (Mohs’ skala)
Elastisitetsmodul E 7 x 104 N/mm2
Tverrkontraksjonstall µ 0,2
Spesifikk varmekapasitet c 0,72 x 103 J/(kg⋅K)
Midlere lengdeutvidelseskoeffisient mellom α 9 x 10-6 K-1
20 ºC og 300 ºC
Varmekonduktivitet λ 1 W/(m⋅K)
Midlere brytningsindeks i synlig område n 1,5
(380 til 780 nm)
Tabell 2.2-C: Fysiske størrelser for kalksodasilikatglass [40]

11

BÆRENDE GLASS

Egenskap Symbol Verdi og enhet
Densitet ved 18 ºC ρ 2 200 – 2 500 kg/m3
Hardhet 6 enheter (Mohs’ skala)
Elastisitetsmodul E 6 – 7 x 104 N/mm2
Tverrkontraksjonstall µ 0,2
Spesifikk varmekapasitet c 0,8 x 103 J/(kg⋅K)
Midlere lengdeutvidelseskoeffisient mellom α 3,1 – 6,0 x 10-6 K-1
20 ºC og 300 ºC
Varmekonduktivitet λ 1 W/(m⋅K)
Midlere brytningsindeks i synlig område n 1,5
(380 til 780 nm)
Tabell 2.2-D: Fysiske størrelser for borsilikatglass [55]

De fleste er kjent med at glass lett knuses ved raske temperaturendringer, spesielt ved rask
nedkjølning fra høy temperatur. Dette skyldes flere årsaker: lav varmeledningsevne, høy
varmeutvidelseskoeffisient (kalksodasilikatglass) og liten strekkfasthet. Når glass avkjøles
etter å ha blitt varmet opp til temperaturer like under mykningsintervallet, vil det ytre sjiktet
kjølne først og trekke seg sammen. Kjernen er imidlertid fremdeles varm og vil strekke det
ytre laget. Hvis kreftene kjernen påfører det ytre sjiktet blir større enn strekkfastheten (som
allerede er redusert av overflatefeil) vil glasset knuses (brudd i overflaten). Rask oppvarming
av glass medfører ikke like stor bruddrisiko da det ytre sjiktet blir trykkutsatt. Ved rask
nedkjøling av glass som er varmet opp til temperaturer over mykningspunktet skapes
egenskaper nærmere beskrevet i kapittel 2.5.3 og 2.5.4.

Glasskorrosjon defineres som endret oppførsel eller struktur grunnet angrep av aggressive
stoffer. Dette fremtrer som regel på to måter:
1. Oppløsning
2. Utvasking
Oppløsning fremtrer sjelden, utvasking er mer vanlig. Eksempelvis kan sodium- og
kaliumioner løses ut av glasstrukturen og erstattes av hydrogenioner f. eks fra vann. En tynn
gel av alkalier og redusert vann legger seg på utsiden av glasset som en hinne (ca 100 µm).
Hvis hinnen blir tykkere, dannes en matt film som ofte blir synlig på glass etter flere hundre
maskinvask.
[1, 9, 11, 12]

12


2.3 Metoder for fremstilling
Her presenteres ulike metoder for fremstilling av glass.

2.3.1 Glassblåsing
Glass blåses ved hjelp av en blåsepipe. Pipen oppfunnet av syrerne ca 200 f.Kr, bestod av et
1000-1500 mm langt jernrør med en indre diameter på omtrent 10 mm. Pipen hadde et
munnstykke og isolert håndtak i den ene enden, og en knappelignende forlengelse i den andre.
Designet er nesten likt det vi har i dag. En klump smeltet glass festes til pipen og blåses ut til
et hult legeme som deretter kan formes.
[9]

Figur 2.3-1: Tradisjonell glassblåsing [1] Figur 2.3-2: Moderne Glassblåsepipe [9]

2.3.2 Sylinderglass
Metoden ble primært brukt i Lorrain og langs Rhinen. Sylinderglass fremstilles ved at en
klump smeltet glass blåses til en ”ballong” og deretter formes til en lang tynnvegget sylinder
ved å blåse samtidig som blåsepipen svinges og glasset rulles over en flate. Endene blir så
kuttet av og sylinderen åpnet ved hjelp av en diamant. Glasset gjennoppvarmes og planes ut
til en glassplate (se Figur 2.3-3). Med en maks lengde på to meter og radius på 30 cm, var det
mulig å oppnå platestørrelser opp mot 1000 x 2000 mm. Metoden ble forbedret av Chance-
brødrene i 1839.

I USA helt på begynnelsen av 1900 tallet utviklet John H. Lubbers en metode for å fremstille
sylinderglass maskinelt. Glasset ble blåst med varm trykkluft inne i en sylinder, samtidig som
glassmassen ble strukket vertikalt maskinelt. Med lengder på 12000 mm og diametere på 800
mm kunne man nå produsere glassplater på opp til 12000 x 2500 mm. Metoden fikk liten
utbredelse i Europa.
[1, 11]

13

BÆRENDE GLASS

Figur 2.3-3: Skjematisk fremstilling av sylinderglassproduksjon [11]

2.3.3 Kronglass
Smeltet glass blåses til en ”ballong” som deretter festes til en metallstav (en pont). Blåsepipen
brekkes av og hullet utvides (se Figur 2.3-4). Glasset varmes så opp igjen og ponten
roteres/spinnes (se Figur 2.3-5) slik at det dannes en flat skive (se Figur 2.3-6). Denne flate
skiven blir delt opp i firkanter, romber eller heksagoner avhengig av kvalitet. Senteret i skiven
(der ponten var festet) får et flaskebunnutseende i tykk kvalitet. Flaskebunnruten var lite
gjennomsiktig og ble opprinnelig solgt billig for installasjon i kjellere og uthus der kravet til
utsyn ikke var så stort. I dag er slike vinduer svært ettertraktet. Kronglasset fikk en mye
glattere, slettere og renere overflate enn sylinderglasset fordi det ikke kom i kontakt med
omgivelsene under produksjon.
[11]

Figur 2.3-4: Kronglass fremstilling trinn 1 [11] Figur 2.3-5: Kronglass fremstilling Figur 2.3-6: Kronglass fremstilling
trinn 2 [11] trinn 3 [11]

2.3.4 Valset glass
Bernard Perrots metode
Bernard Perrots metode var å helle glass utover en plan forvarmet kobberplate, for så å valse
ut glasset med en vannavkjølt valse. Glassplatene ble slipt med sand og vann og deretter
polert med en pasta av jernoksid. Platene kunne ha mål opp til 1200 x 2000 mm og ble i bedre
kvalitet enn kron- og sylinderglass, i tillegg hadde metoden lavere produksjonskostnader.

Bicheroux prosessen
Max Bicheroux forbedret Perrots metode ved å sette alle stegene sammen til en rullende bane.
Glassmelta porsjoneres ut av smeltedigelen til en mottaker i metall. Mottakeren tippes og

14


glasset fores inn i to valser med lik diameter for å lage en lang glassremse (se Figur 2.3-7).
Remsa legges ut på et rullende bord, kappes, og rulles til avkjølningsovner. Avstanden
mellom valsene bestemmer glassets tykkelse og det er mulig å produsere glassplater i
størrelsesorden 3000 x 6000 mm

I dag
Den moderne prosessen er svært lik Bicherouxs metode. Smelta renner ut av digelen over en
ildfast barriere (demning) og ut i selve maskinen. En ildfast port sørger hele tiden for korrekt
glasstrøm. Glasset går igjennom to vannavkjølte valser som valser glasset ut til en
kontinuerlig glassremse (se Figur 2.3-8), her bestemmes glassets tykkelse. Ved
trådglassproduksjon presses metalltrådnettet av en egen valse ned i glasset før de vannavkjølte
valsene. Ved produksjon av ornamentglass har valsene et mønster som overføres til glasset,
eventuelt rulles glasset gjennom to nye valser som påfører mønsteret. For å unngå
overflatespenninger går glasstripa så igjennom en avkjølningsovn der glasset først varmes opp
til 600-800 ºC og så avkjøles kontrollert. Etter avkjølningsovnen kuttes glasset til
standardiserte størrelser og klargjøres for forsendelse.
[1, 9]

Figur 2.3-7: Skjematisk fremstilling av Bicheroux prosessen: (A) Smeltediegel; (B) glassmottaker; (C)
valser; (D) nedfellbart sklibrett; (E) forvarmet glasskutter; (F) rullende bord [1]

Figur 2.3-8: Moderne fremstilling av
valset glass [9]

2.3.5 Trukket glass / maskinglass
Fourcault prosessen
En tre meter lang leirblokk (debiteuse) med en langsgående sprekk flyter oppå glassmelta.
Når blokken trykkes ned presses glasset opp igjennom sprekken, glasset gripes og
trekkes/strekkes vertikalt (se Figur 2.3-9). Tykkelsen, som bestemmes av hastigheten glasset
trekkes, vil til å begynne med være noe ruglete jevner seg ut etter hvert. Transportruller tar

15

BÆRENDE GLASS

glasset oppover i en avkjølningssjakt og videre til kutting. Opp til syv debiteuser med
tilhørende avkjølingssjakter kan være tilknyttet en forcaulttank.

Libby-Owens prosessen
Metoden bruker ingen debiteuse, glasset trekkes rett ut av glassmelta og overtas av avkjølte
ruller som forhindrer at glasset trekker seg ned i smelta igjen. Etter omtrent 70 cm går
glassremsa over en polert stålrull som vender den til horisontalt plan før glasset føres videre.
Først inn i en 60 m lang avkjølningskanal og så videre til kutting (se Figur 2.3-10). Glasset
trekkes dobbelt så raskt som ved Forcault prosessen og Libby-Owens tanken har to
produksjonslinjer som lager endeløse glassremser.

Pittsburgh prosessen
Glasset trekkes vertikalt som i Fourcault prosessen. En debituse er ikke nødvendig, i stedet
ligger en guide i ildfast materiale nede i glassmelta (se Figur 2.3-11). Avkjølte gripere formet
som hule plater, tar imot glasset. Utskårne spalter forhindrer at glasset trekker seg ned i
smelta igjen. Glasset rulles opp en 12 m lang avkjølningssjakt og det ferdige produktet kuttes.
Metoden har høy produksjonshastighet, gir god glasskvalitet og produksjonstykkelsen kan
endres raskt.
[1, 9]

Figur 2.3-9: Skjematisk fremstilling av Figur 2.3-10: Skjematisk fremstilling av Figur 2.3-11: Skjematisk fremstilling av
Fourcault prosessen: (a) debiteuse; (b) Libby-Owens prosessen: (a) glassmelte; Pittsburgh prosessen: (a) guide, (b)
kjølning; (c) transportruller; (d) (b) kjølebokser; (c) venderuller; (d) kjølesone, (c) transportruller [9]
glassmelte [9] transportruller [9]

2.3.6 Floatglass
Prosessen benytter seg av at en væske vil flyte oppå en annen væske med høyere tetthet. Det
flytende glasset legges ut på et bad av flytende tinn (floatbadet) som er 4-8 meter bredt og opp
til 60 meter langt. Tinnbadets temperatur varierer fra ca 1000 ºC fra der glasset først berører
metallet til ca 600 ºC der det forlater badet igjen. Tinn er det eneste metallet som er flytende
allerede ved 600 ºC, uten å ha forstyrrende fordampning ved 1000 ºC [11]. Fordampning vil
skape problemer med oppbygning av trykk under glasset. For å forhindre oksidering av
tinnoverflaten, holdes badet i en lett reduserende gassatmosfære (se Figur 2.3-12). Glasset
forlater tinnbadet som et endeløst bånd og bringes til en avkjølningssone ved hjelp av ruller,
for kontrollert avkjølning. Båndet forlater avkjølningsovnen med en temperatur på ca 200 ºC
og avkjøles til romtemperatur mens det ruller videre til kapping og lagring. Den samlede
prosessen fra smelteovnen til lagring tar mindre enn 10 minutter [108].

16


Floatglass kan produseres i tykkelser fra 1,5 til 20 mm som bestemmes ved å regulere bredden
av båndet, samt justering av hastigheten når glassbåndet forlater floatbadet. Den optiske
kvaliteten og planheten på produktet blir svært god og produksjonen fra en linje (se Figur
2.3-13) kan komme opp i 3000 m2/h[8], noe som har ført til at plateglassproduksjonen (se
kapittel 2.4.2) i Europa har opphørt. En floatlinje driftes uten stans i tolv år før den
demonteres for vedlikehold, alle deler kontrolleres før linjen monteres opp igjen og
produksjon gjenopptas [108].
[9, 108]

Figur 2.3-12: Skjematisk fremstilling av Figur 2.3-13: Floatglassfabrikken Flachglass AG i Weiterhammer,
floatglassproduksjon: (a) glassmelte; (b) glassdigel; Tyskland [9]
(c) transport ruller; (d) floatbad; (e) smeltet tinn; (f)
varmesone; (g) avkjølingsovn [9]

2.3.7 Andre produkter
I dag blåses fremdeles finere glassartikler etter den gamle metoden, mens flasker,
emballasjeglass, lyspærer og masseproduserte glassvarer fremstilles i helautomatiske
maskiner. En saks klipper biter av seigt flytende glass som så går inn i en maskin der det
presses og blåses til riktig form. Billigere glass fremstilles ved at en avpasset glassmasse
presses i en todelt form.

Enkelte produkter ekstruderes. Ekstruderingsteknikken kan brukes på glass med bratt
viskositetskurve og er for industrien en økonomisk måte å produsere hule glassprofiler med
spissvinklede hjørner.
[4, 9]

17

BÆRENDE GLASS

2.4 Basisprodukter
Bygningsglass produseres i en rekke kvaliteter.

2.4.1 Flatt glassi
Flatt glass er en fellesbetegnelse på alt glass i flat form. Dette inkluderer floatglass, trukket
glass, valset glass, sylinderglass, kronglass og plateglass

2.4.2 Plateglass
Foreldet metode for fremstilling av plant/flatt optisk korrekt glass, for eksempel til
speilproduksjon. Trukket eller valset glass ble grov- og finslipt med store roterende skiver og
deretter glattpolert med jernoksid eller ceriumoksid.
[9]

2.4.3 Ornamentglass
Ornamentglass er flatt glass med en mønstret overflate. Et valgt mønster valses på glasset
under produksjon av arkitektoniske hensyn, eller for å minke gjennomsiktbarheten som for
eksempel kan være ønsket i baderom.
[12]

2.4.4 Trådglass
Trådglass er flatt glass med et innfelt metallnett. Metallnettet gjør at ruten ikke faller ut ved
brekkasje, men holdes på plass av nettet. Dette gir økt brann- og innbruddsikkerhet, men ikke
forbedret bæreevne.
[12]

Figur 2.4-1: Ornamentglass [12] Figur 2.4-2: Trådglass [12]

i
Av flat glass (engelsk)

18


2.4.5 Speiltrådglass
Etterpolert trådglass. Glasset slipes og poleres for å få en glatt plan overflate.

2.4.6 Profilglass
Produksjonsmetoden for profilglass er lik den for valset glass. Glasset produseres som en
endeløs lang stripe med ytterkantene bøyd opp, og kappes i passende lengder. Profilen
monteres i metallrammer og skjøtene forsegles med permanente elastiske skjøter. U-profilet
gjør at glasset kan ha mye større spenn enn flatt glass. Doble glass leveres for lavere u-verdi,
og glasset kan også ilegges trådnett for økt sikkerhet ved brekkasje. Profilglass brukes som
skylights eller vinduer i industribygg, trapperom, vare- og garasjehus.
[12]

Figur 2.4-3: Profilglass [12]

2.4.7 Glassbyggestein
Glassbyggestein støpes, og består gjerne av to deler som er limt eller sveiset sammen for å få
en hul stein. Utsiden er som regel glatt, men kan også være strukturert, innsiden er ofte
mønstret for å minke gjennomsiktbarheten. Konstruksjoner av glassbyggestein bygges som
murverk og skal utføres frittstående.[31]
[12]

Figur 2.4-4: Kvadratisk Figur 2.4-5: Sirkulær byggestein Figur 2.4-6: Frittstående vegg av kvadratisk
glassbyggestein m/innvendig m/utvendig struktur [12] glassbyggestein, Realfagbygget, NTNU,
struktur [12] Trondheim.

19

BÆRENDE GLASS

2.5 Bearbeidede produkter
Glass kan bearbeides på flere måter for å oppnå nytt utseende, nye former, forbedre
materialegenskapene eller andre ønskede kvaliteter.

2.5.1 Bøyd glass
Bøyd glass produseres ved at glassplater varmes opp til mykning og deretter bøyes til ønsket
krumning. Gasset avkjøles sakte for å unngå oppbygning av indre spenninger. Glasset kan
kappes, slipes, bores, herdes og lamineres.
[12]

Figur 2.5-1: Skywalk (Expo 2000, Hannover) – Bro for fotgjengere med
bruk av bøyd glass, Special recognition – Benedictus Award 1999 [81]

2.5.2 Sikkerhetsglass
Sikkerhetsglass er en fellesbetegnelse for glass med forbedret styrke for å redusere risiko mot
brekkasje, hemme innbrud og vandalisme, sikre mot skudd og eksplosjon; forhindre eller
minske risikoen for personskade ved sammenstøt; beskytte mot brannspredning; og/eller har
innebygde alarmtråder. Glass som er termisk herdet, kjemisk herdet, varmeforsterket og/eller
laminert betegnes ofte som sikkerhetsglass.
[78]

2.5.3 Termisk herdet glass
Termisk herdet glass produseres ved at glasset varmes opp til like over mykningspunktet,
normalt 630-650 ºC, for så å bråavkjøles med kald luft. Yttersjiktet trekker seg sammen
grunnet avkjølningen. Når midtjsjiktet senere avkjøles og trekker seg sammen, vil det trekke
yttesjiktet ytterligere sammen og skape trykkspenninger der og strekkspenninger i midtsjiktet.
Glasset blir forspent. Siden glass får brudd på strekksiden vil det forspente glasset tåle mye
større påkjenninger enn et ikke-forspent glass (se Figur 2.5-2).

20


Ved brudd vil spenningene i glassoverflaten utløses, glasset vil granulere og dele seg opp i en
mengde små biter (se Figur 2.5-3). Bitenes form er vilkårlig, det vil ikke bli noen skarpe
kanter. Ved granulering vil glasset ekspandere og kan falle ut av en eventuell ramme. De små
glassbitene blir til en viss grad sittende fast i hverandre på grunn av den kompliserte
bruddstrukturen.

På grunn av de indre spenningene i det termisk herdete glasset kan det ikke slipes, kuttes eller
bores etter herding. Ved perforering av trykksonen i glasset vil det ikke være noe som holder
igjen den indre strekksonen og det vil oppstå brudd her.

Spontangranulering kan inntreffe, dvs at glasset granulerer uten ytre påvirkning. Dette kan
forårsakes av at det dannes krystaller rundt mikroskopiske inneslutninger av nikkelsulfid.
Prosessen medfører volumøkning og spenningskonsentrasjoner som utløser bruddet. For å
forsikre seg mot spontangranulering kan det foretas en varmetest (også kalt heat soak test).
Glasset varmes da opp til ca 290 ºC i fire timer. Hvis glasset ikke granulerer har det bestått
testen.

Det herdede glasset får et herdemønster, dette er synelig i polarisert lys og ser ut som bølger i
glasset.
[1, 9, 12]

Figur 2.5-2: Spenningsforløp ved bøyepåkjent termisk herdet glass [12] Figur 2.5-3: Granulert termisk
herdet glass [12]

2.5.4 Varmeforsterket glass
Varmeforsterket glass er delvis herdet, og i prinsippet likt det herdete glasset, med unntak av
at de indre spenningene ikke er like store. Glasset kjøles ned over noe lengre tid for å unngå
så store spenningsforskjeller (forspenning). Følgelig blir bøyestyrken noe lavere.

Glasset kan ha positive fortrinn framfor herdet glass ved laminering fordi bruddstykkene ikke
blir like finkornet og glasset dermed kan beholde noe av bæreevnen etter brudd. I tillegg vil
de større bruddstykkene føre til bedre gjennomsiktbarhet.

I varmeforsterket glass blir ikke herdemønsteret like fremtredende.
[12]

21

BÆRENDE GLASS

2.5.5 Kjemisk herdet glass
Kjemisk herdete glasset skapes ved ione-utveksling. Glasset senkes ned i smeltet salt, typen
salt vil avhenge av typen glass. Strukturen endres i det ytre glassjiktet ved at ioner i
glassoverflaten bytter plass med større ioner fra saltblandingen. Det midtre sjiktet forblir som
normalt. Utvidelsen av yttersjiktet vil skape trykk i yttersjiktet og strekk i midtsjiktet.
Yttersjiktet er ikke tykkere enn 10 µm, likevel blir kjemisk herdet glass mye sterkere enn
termisk herdet glass av samme tykkelse.

Kjemisk herdet glass brukes i industri som stiller krav til tynt, men likevel sterkt glass.
Eksempler på dette er fly- og lysindustri, samt produsenter av kontaktlinser.
[9, 12]

2.5.6 Laminert glass
Laminert glass består av to eller flere glassplater som er forbundet/limt sammen til en tykk
plate (se Figur 2.5-4). Normalt gjøres dette med en polyvinylbutyralfolie (PVB-folie), glasset
kalles da folielaminert glass. PVB-folien er normalt 0,38 mm tykk, men kan også leveres i
0,76 mm, 1,14 mm, 1,52 mm tykkelse. Folien kan legges i flere lag hvis ønskelig.

Glass laminert med PVB-folie må ikke utsettes for temperaturer over 90 ºC, folien vil da
mykne og glasset kan delamineres. Glasset kan også delamineres ved høy fuktighet.
Foliesjiktet overføre ikke skjærkrefter og PVB-laminert glass får derfor en lavere bøyefasthet
enn tilsvarende tykkelser i massivt glass. Det er utviklet folier med forbedret bøyefasthet.
DuPont har utviklet lamineringsfolien SentryGlas® Plus. Den gir laminater hundre ganger
høyere bøyefasthet enn de ville hatt med PVB-folie.

Det folielaminerte glasset har den fordelen at det ved brekkasje ikke faller sammen, men
holdes oppe ved hjelp av folien. Dette har store fordeler ved brann-, innbrudd- eller
kollisjonssikring.

Glass kan også lamineres ved å legge to glassplater utenpå hverandre og fylle tomrommet
imellom dem med en tyntflytende væske som så herdes til et plastisk/elastisk mellomsjikt.
Dette kalles støpelaminert glass.
[12, 78, 100]

Figur 2.5-4: Snitt igjennom et to-lags laminert glass [12]

2.5.7 Multilaminert glass
Multilaminert glass består av flere laminerte lag og kalles også panserglass. Brukes blant
annet som skuddsikkert glass.
[78]

22


2.5.8 Belagt glass
Glass kan belegges med ett eller flere tynne lag uorganisk materiale for å endre en eller flere
av glassets egenskaper. Eksempel på belegg kan være brannhemmende stoffer eller belegg
som minker lystransmisjon.

I dag finnes det også såkalte intelligente belegg. I enkelte brilleglass brukes belegg som
skifter farge (blir mørkere) ved økt sollys. Det har også kommet belegg der man kan øke eller
minke gjennomsiktbarheten etter eget ønske. En elektrisk ledende film som inneholder
krystaller legges utenpå vinduet. Ved å tilføre spenning og regulere strømstyrken vil
krystallene roteres. På denne måten kan et vindu justeres fra helt klart til sort. Vinduer med
belegg av denne typen er gjerne koblet opp mot sensorer som automatisk regulerer
spenningsnivået, for å holde sollys ute.

Pilkington har nylig patentert et belegg som gjør vinduet selvrensende. Pilkington Activ™ er
et tynt belegg som legges på floatglass i en kjemisk prosess under produksjonen. Belegget
aktiveres av sollys og bryter ned organiske forbindelser som måtte ligge på overflaten.
Belegget endrer ikke glassets mekaniske egenskaper og er tilnærmet evigvarende.
[47, 96, 108, 119]

2.5.9 Overflatedekor
Glassets overflate kan dekoreres på flere ulike måter. Termisk herdet glass kan pga
produksjonstemperaturen på 600 ºC få innbrent keramiske farger (emalje) under
herdeprosessen. Fargen kan være mønstret eller heldekkende, men grunnet
produksjonsmetoden kan den kun legges på den ene siden. Emaljen vil i tillegg til farge gi en
økt vær- og ripebestandighet, men strekkfastheten i overflaten blir noe redusert.

Glassets overflate kan også farges ikke-keramisk. Normalt brukes en selvtørkende
tokomponents farge. Denne vil ikke påvirke glassets mekaniske egenskaper, men heller ikke
gi en like stor vær- og ripebestandighet som den keramiske dekoren.

For å få en matt overflate kan glasset sandblåses eller etses med flussyre. Det optiske
resultatet blir omtrent det samme for de to metodene, men på grunn av skader i overflaten vil
det sandblåste glasset får en større forringelse av fastheten.

Folielaminerte glass kan også få en dekor ved å bruke en mønstret folie.
[12]

2.5.10 Sliping
Glass kan slipes med en høyhastighetsskive av et materiale med høyere hardhet enn glasset
(som regel skiver belagt med diamant). Området må vannavkjøles for å forhindre brudd eller
fargemissdannelser (brannskader), forårsaket av varmegang. Vannet vil også binde eventuell
røyk og glasstøv.
[12]

23

BÆRENDE GLASS

2.5.11 Kutting
Glass leveres som regel ferdigkuttet til ønskede dimensjoner. Å si at glasset kuttes er egentlig
litt misvisende. Glasset gis et riss i overflaten, som regel av et rundt sagblad eller en diamant,
og bøyes (knekkes) slik at brudd fremprovoseres fra det skapte initialbruddet (risset). Bruddet
blir vinkelrett på glassoverflaten og skaper ingen varige indre spenninger[110], kantene bør
etterpoleres for å fjerne bruddanvisninger. Ved knekking av glassplater som er smale i forhold
til tykkelsen (eksempelvis 100mm bredde av 19 mm tykke plater) kan bruddkantene få en
vinkel på 45º. [110]

Ved kutting av mer komplekse former brukes computerstyrt vannjet (se Figur 2.5-5). En
vannstråle under høyt trykk kan skjære glasset i alle tenkelige former (se Figur 2.5-6).
Kantene får en matt overflate med en mengde bruddanvisninger og bør derfor etterpoleres
hvis dette ikke er ønskelig.
[12]

Figur 2.5-5: Vannjet [12] Figur 2.5-6: Glass skåret med vannjet [12]

2.5.12 Boring
Det er ofte ønskelig å borre hull i glasset, for eksempel til innfesting i fasader. Det kan bores
sylindriske (se Figur 2.5-7) og koniske (se Figur 2.5-8) hull, men de bør ha større diameter
enn glassets tykkelse [106]. Boring skaper stor oppbygning av spenninger rundt hullet, det er
derfor nødvendig å herde glasset termisk etterpå. Av samme grunn må det være en viss
avstand mellom borede hull, og avstanden fra hull til glasskant bør ikke være mindre enn
glassets tykkelse[106]. Varmeutviklingen under boring er stor og det bør derfor være stor
nedkjølning for å unngå brudd. For å unngå at det brekkes ut stor stykker ved gjennomslag,
bør det bores fra to sider.
[12, 106]

Figur 2.5-7: Sylindrisk hull [12] Figur 2.5-8: Konisk hull [12]

24


2.6 Refleksjoner
Hvis glass ikke egentlig er et fast materiale, men en underkjølt væske med uhyre stor
viskositet, må glasset ha kryp over tid. Langtidskryp kan føre til store setninger og brudd.
Dette kan være en svært begrensende faktor for bygging med glass. På den annen side
inntreffer langtidskryp i betong og vi tar høyde for dette under dimensjoneringen.

Glass korroderer under de rette betingelsene. Hvilken effekt korrosjonen har på de mekaniske
egenskapene vil måtte undersøkes nærmere. På grunn av det arkitektoniske og eventuelt
mekaniske aspektet, må dette taes hensyn til ved en eventuell dimensjonering av bærende
glasskonstruksjoner.

Det er mulig å ekstrudere glass. Kanskje vil det også være mulig å ekstrudere glassprofiler
som T-, H- og I-bjelker. Glass er ikke ideelt for å ta opp strekk og bøyninger. Det ville være
spennende å kombinere ekstrudering av aluminium og glass, til en bjelke med strekkflens av
aluminium og trykkflens og steg av glass, eller en bjelke med glass i steg og flenser i
aluminium. En slik byggevare vil løse strekk-/bøyeproblematikken. Under ekstruderingen vil
imidlertid varmeutvidelseskoeffisientene til de respektive materialer trolig sette store
begrensninger.

Under produksjon av tråd- og speiltrådglass presses et metallnett ned i glass. Metoden kan
muliggjøre innfelling av et armeringsnett i glasset.

25

3 Bæresystemer

Utover å ta opp snø- og vindlaster blir glass i fasader og tak sjelden brukt som bærende
materiale. Glasset overfører lastene sine til et annet system i ikke-glass materiale, som bærer
konstruksjonen. I dette kapittelet gis en kort oversikt over ulike sekundærbæresystemer.

BÆRENDE GLASS

3.1 Opplagring av glasset
Glassets spesielle materialegenskaper gjør at de tekniske detaljene rundt opplagringen til
sekundærkonstruksjoner blir viktig. Svingninger i en fasade kan f.eks oppstå pga varierende
vindtrykk og det er da viktig at glasset ikke påføres unødvendige bøyepåkjenninger. Ved
temperaturendringer vil glasset utvide seg eller trekke seg sammen, lagringen må derfor være
utført slik at spenninger ikke oppstår på grunn av ulike utvidelseskoeffisienter i glasset og
sekundærkonstruksjonen. Glassets lagring bør være rotasjonsfri og gi glasset mulighet til å
utvide seg eller trekke seg sammen.

Glassplater kan være opplagret på to, tre eller fire sider. På grunn av farene ved oppbygning
av momentkrefter bør de imidlertid være opplagret på minst to[109].
[12, 106]

3.1.1 Linjeopplagret glassi
Linjeopplagring er den vanligste metoden for å feste glasset i en fasade eller et tak (se Figur
3.1-1). Metoden er den samme som brukes for å feste glass i vinduer. Glasset kan opplagres
på to eller tre, men normalt fire sider. Det leveres en rekke profilsystemer for å bygge opp tak
og fasader.
[12]

Figur 3.1-1: Tak og fasade med linjelagret glass, Elektrobygget, NTNU, Trondheim

3.1.2 Punktopplagret glassii
Glass kan opplagres punktvis ved at glasset klypes/holdes fast i punkter langs kanten, eller
ved at platene opplagres i borede hull (se Figur 3.1-2). Opplagringen vil skape store lokale
spenninger rundt punktetlageret, det må derfor ved punktopplagring stilles høyere krav til
glassets egenskaper enn ved linjeopplagring.

i
Av linienförmig gelagerte Verglasung (tysk)
ii
Av punktförmig gelagerte Verglasung (tysk)

28

3 BÆRESYSTEMER

I punktopplagrede fasader må glasset være fritt opplagret i overkant og kun forhindret fra
horisontalbevegelser i underkant (se Figur 3.1-3). Dette er for å forhindre oppbygning av
momentkrefter i glasset.

En kombinasjon av linjeopplagring og punktopplagring er mulig.
[12]

Figur 3.1-2: Detalj, punktlager, Figur 3.1-3: Statisk system,
rekkverk Trondheim Torg, punktopplagret glass [12]
Trondheim

3.1.3 Fuger
Det legges gjerne fuger mellom punktopplagrede glassplater, eller to- eller tresidige
linjeopplagrede glassplater for å gjøre konstruksjonen tett. Fugene har ingen
konstruksjonsmessige egenskaper, men det er viktig at de er elastiske nok til at glasset tillates
sine naturlige bevegelser.
[12]

29

BÆRENDE GLASS

3.2 Takkonstruksjoner
Takkonstruksjonene vi er mest kjente med i Norge er profilsystemer i stål eller aluminium
med firesidig linjeopplagret glass (Figur 3.2-1), eller punktopplagret glass (Figur 3.2-2)
liggende på et sekundærbæresystem av stålprofiler. Det eksisterer imidlertid andre systemer,
her presenteres kort noen av dem.

Figur 3.2-1: Linjelagret glasstak, Elektrobygget, NTNU, Figur 3.2-2: Punktlagret glasstak, Trondheim Torg, Trondheim
Trondheim

3.2.1 Nettkupleri
En nettkuppel er bygget opp av identiske kvadratiske flate glassplater og metallprofiler.
Konstruksjonen fungerer som en bue eller kuppel. Et raster av profiler krummes og hver
enkelt rute i rasteret avstives av diagonale strekkbånd. Metoden gjør det mulig å utføre nær
sagt alle tenkelige former, opp til en gitt krumningsradius.
[106]

3.2.2 Sentralsymetriske kuplerii
Kuppelen er bygget opp av firkantede flate glassplater på et nett av metallprofiler i sirkler og
meridianer (se Figur 3.2-3). Siden konstruksjonen blir rotasjonssymetrisk er den forholdsvis
enkel å produsere. Momentkrefter i konstruksjonen krever imidlertid kraftige profiler og dette
fører til en konstruksjon med høy egenlast. En stor ulempe er fortetting av stavene i senit og at
profillengdene endres oppover i konstruksjonen.
[106]

i
Av Netzkuppeln (tysk)
ii
Av Zentralsymmetrische Kuppeln (tysk)

30

3 BÆRESYSTEMER

Figur 3.2-3: Sentralsymetrisk kuppel med punktlagrede
glassplater [103]

3.2.3 Tønneformede taki
I motsetning til kuppler har tønneformede tak kun to dimensjonale fagverk og dette gjør
fremstillingen vesentlig enklere. Så lenge det samme tverrprofilet beholdes kan taket kles med
kvadratisk flatt glass. Statisk fungerer konstruksjonen som en bue og den avstives med
strekkstag.
[106]

3.2.4 Hengende takii
En hengekabel er i prinsippet en bue snudd på hodet. Glassplater festes over eller hengende
under kablene, kreftene overføres kun i form av aksiale strekkrefter. Et hengende tak vil endre
form under monteringsfasen, og dette må taes hensyn til. Strekkreftene som egenvekten
overfører til kablene kan gi store momentbelastninger på primærbæresystemet.
[106]

3.2.5 Etterspente takiii
Ønskes et tak med høy krumningsradius kan en etterspent konstruksjon benyttes. Taket
etterspennes med et strekkbånd som legges over staver normalt på takaksen. Taket blir i
prinsippet fungerende som en bjelke der stavene utgjør steg og flensene representeres i form
av strekkbåndet og bjelkelaget glasset er montert på. Taket avstives med diagonale strekkbånd
ved hver plate.
[106]

i
Av Tonnenförmiges Gewölbe (tysk)
ii
Av Hängebänder (tysk)
iii
Av Flache Dächer mit geringer Wölbung (tysk)

31

BÆRENDE GLASS

3.3 Fasadekonstruksjoner
På en fasade virker både vertikallaster i form av egenvekt og horisontallaster i form av
vindtrykk og vindsug. Akkurat som i takkonstruksjoner brukes det i norske glassfasader
hovedsakelig profilsystemer i stål eller aluminium med firesidig linjeopplagret (Figur 3.3-1)
eller punktlagret glass (Figur 3.3-2), liggende på et sekundærbæresystem av stålprofiler. Her
gis en kort presentasjon av alternative systemer.
[106]

Figur 3.3-1: Linjelagret glassfasade, Kjelhuset, NTNU, Figur 3.3-2: Punktlagret glassfasade, Trondheim Torg,
Trondheim Trondheim

3.3.1 Bøyeutsatte fasaderi
Hvor store momentkrefter som oppstår i glassplatene, vil avhenge av horisontallaster og
platenes størrelse. Normalt er det ikke nødvendig å horisontalavstive glasset i en
punktopplagret fasade (se Figur 3.3-2). Ved bruk av store plater derimot, avstives ofte glasset
med glassfinner (se Figur 3.3-3). Hvis fasaden består av flere høyder glass, (se Figur 3.3-4)
må vertikalkreftene overføres til et stående eller hengende sekundærbæresystem.
[106]

i
Av Biegebeanspruchte Tragwerke (tysk)

32

Load Carrying Glass - Project Work

Load Carrying Glass - Project Work

Recommended

Recommended

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (10)

Load Carrying Glass - Project Work