Protective glazing systems as contemporary protection for historic glazings

A background-ventilated exterior protective glazing is currently the most effective protection for historic glass paintings from harmful environmental influences and condensation-related complications.
Following the completion of conservation work, if at all possible, a historically-valuable glazing should be secured by a protective-glazing system; at least when (in the course of these measures) conservation materials were used which are moisture-sensitive or if the fragile condition of the glass paintings can only be preserved with a protective glazing. Alternatives (such as a protective screen to guard against thrown stones) should likewise be considered in the context of preliminary testing.

There are many necessities for such structures - i.e., environmental influences (precipitation, wind pressure, hail), bird droppings, vandalism etc. In this context, it is important that in addition to the protective function for the glass paintings, the installation of an exterior protective glazings affects the architectonic interior and exterior view, as well as the wall and sill situation.

Therefore, the significance and conception of the manner of construction for exterior protective glazing must be examined individually for each planned construction project.

Comprehensive scientific experiments have backed up the effectiveness of protective glazings. At the same time, in the context of these analyses, various criteria were developed which an effective exterior protective glazing must display:

  • functional rear ventilation – that is to say, a minimum spacing of 4 cm between the protective pane and the original glazing
  • a sufficient gap with a fireplace effect achieves an optimum air cushion between the exterior air and the interior climate, so that when the dewpoint is undershot, the condensation precipitates on the interior of the exterior protective glazing pane and not on the designed original pane.
  • If the gaps are situated to narrowly or measured too airtight (so that no air circulation can take place from bottom to top across the entire window, the incidence of undershooting the dew point and the formation of condensation increase. The result; trapped moisture which manifests itself in massive drain tracks and shifts of moisture trouble to the wall and sill areas.
  • Structural stability
  • Catching and drainage of the occurring condensation at the base of the exterior protective glazing, aided by the drainage- condensation collectors custom-fitted to the object.
  • Heat-insulating seal between the exterior protective glazing and the stone with large-pored limes and between the metal frame, iron and exterior protective glazing with elastic glass putties

Considering these basic criteria, numerous custom solutions are possible; we will show you some of these here. Protective glazing systems are always manufactured by us specific to the structure, solely for the ""extension of the bolts"", there are meanwhile eight variations with further detailed solutions.

 

Isotherme Schutzverglasung ≠ Schutzverglasung mit Isolierglas

Leider gibt es immer wieder Verwechselungen des Begriffes "isothermische Schutzverglasung" wie er unter Punkt 3.2.1 in den "Richtlinien für die Konservierung und Restaurierung von Glasmalereien" des Corpus Vitrearum mit Stand der zweite Fassung, Nürnberg 2004 verwendet wird und einer Isolierverglasung.

Denn Isothermen (aus griechisch ισος - "gleich" und θερμη - "Wärme") sind Linien gleicher Temperatur und Isolieren steht für ein System, das keine Energie, mit seiner Umgebung austauschen kann. Und hier ist in den CVMA-Richtlinien ausdrücklich von einer "innenbelüfteten isothermalen Schutzverglasung" die Rede, was zusätzlich zur Bedeutung des Wortes auf einen deutlichen Austausch von Energie hinweist.

Auch der Gesetzgeber hat Augenmaß gezeigt und es heißt deshalb in der Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden ("Energiesparverordnung" / EnEv):

"§ 1 Anwendungsbereich (1) Diese Verordnung gilt... (2) Mit Ausnahme der §§ 12 und 13 gilt diese Verordnung nicht für... 7. Gebäude, die dem Gottesdienst oder anderen religiösen Zwecken gewidmet sind"*

das heißt, dass sogar eine neu errichtete moderne Kirche nicht diesen Maßstäben unterliegt!

Zusätzlich gibt es eine Ausnahme im § 24 der EnEv:

"§ 24 Ausnahmen (1) Soweit bei Baudenkmälern oder sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz die Erfüllung der Anforderungen dieser Verordnung die Substanz oder das Erscheinungsbild beeinträchtigen oder andere Maßnahmen zu einem unverhältnismäßig hohen Aufwand führen, kann von den Anforderungen dieser Verordnung abgewichen werden."*

Daraus folgt, dass bei der Konzeptionierung von Schutzverglasungssystemen weiterhin mit Augenmaß vorgegangen werden darf.

Interessant in diesem Zusammenhang sind auch die "Richtlinien für die Beheizung von Kirchen", wie sie z.B. von der Evangelische Kirche im Rheinland herausgegeben wurden.

Gerne vermitteln wir Ihnen auch Kontakt zu Bauphysikern die ausgefeilte punktuelle Heizungssysteme projektieren können, so das die Wärme dort ankommt wo sie benötigt wird.

[* beide Links verweisen auf die EnEV in der Version 2007 auf der offiziellen Seite mit Gesetzestexten des Bundesministerium der Justiz - der Inhalt der §§ entspricht aber dem der EnEV 2009] 

 

Einige grundlegende physikalische Gesetze

Durch das Ein- und Ausströmen der Luft aus dem Kirchenraum in den Spalt zwischen Schutzglas und Original, kann sich je nach Feuchte der Luft, Kondensat an der Schutzscheibe niederschlagen.

Dies ist auch der Zweck der Konstruktion. Das Kondensat soll sich nicht mehr wie bisher auf der Innenseite der Glasmalereien niederschlagen, denn dort könnte es die Malschichten schädigen. Auf den neuzeitlichen Schutzgläsern kann es keinen unwiederbringlichen Schaden anrichten.

Wichtig in dem Zusammenhang ist die ausreichende Dimensionierung der Schwitzwasserrinnen, ggf. ein großzügiger, schlagregensicherer Ablauf nach außen und unter Umständen eine Beheizung der Rinne, damit der Abfluss auch in den Übergangszeiten, wenn er evtl. zufrieren würde, offen bleibt um das Ablaufen des Wassers aus der Kondensatrinne nach außen sicher zustellen.

Sollte zuviel Wasser auf der Schutzscheibe kondensieren, müßte in erster Linie die Kirchenluft meßtechnisch kontrolliert und das Lüftungsverhalten, oder der Eintrag von Feuchte in den Raum überprüft und optimiert werden. Die Parameter welche an der Schutzglaskonstruktion geändert werden können, um den Feuchteeintrag in den Spalt zu reduzieren sind konstruktiv enge Grenzen gesetzt.

Die Parameter die durch den großen Kirchenraum und möglicherweise dort liegende Ursachen (Besucher [Atemluft, nasse Kleidung], Heizung, Lüftung etc.) ihren Einfluss auf die Kondensatsituation ausüben sind ungleich größer.

Eine Schutzverglasung mit Kondensat entspricht also in etwa einem Fieberthermometer, sie ist Diagnoseinstrument und nicht Therapie.

Isolierverglasungen als Schutzverglasungen, ein zweischneidiges Schwert

Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar Isolierverglasungen als Schutzglasscheiben einzusetzen.

Allerdings gibt es ein paar Punkte die beim Einsatz von Isolierverglasungen in historischen Gebäuden im Vorfeld gründlichst überlegt und diskutiert werden müssen:

  1. Isolierverglasungen sind nicht für den Einbau direkt in einen steinernen Fensterfalz vorgesehen, so fehlt in dieser Einbausituation z.B. in der Regel der vorgeschriebene Dampfdruckausgleich zur Entwässerung des Falzes
  2. Isolierverglasungen haben, in der Regel, eine erheblich größere Dicke als eine klassische Bleiverglasung, was zu einer erheblichen Änderung der Proportionen unmittelbar am Fenster führt (falls der Falz überhaupt tief genug für eine Isolierglasscheibe ist)
    Werden besonders dünne Isolierverglasungen eingesetzt (mit Ausnahme der am Anfang ihrer Entwicklung stehenden Vakuumisolierglasscheiben) beruht deren reduzierte Dicke i.d.R. auf der Verwendung extrem schmaler Abstandhalter.
    In diesen Abstandhaltern befindet sich aber das Trockenmittel. sind die Halter besonders schmal kann natürlich auch weniger Trockenmittel eingefüllt werden, logischerweise reduziert sich die Lebensdauer der Isolierglaseinheiten weiter.
  3. Isolierverglasungen haben unter optimalen, normgerechten Einbaubedingungen (siehe Punkt 1) eine durchschnittliche Lebenserwartung von 25 Jahren (Quelle Info - Blatt Nr. 4.2, Seite 4 des Kompetenzzentrum der Initiative „Kostengünstig qualitätsbewusst Bauen“, eingeloggte Kunden finden rechts die Datei und einen Link, die Anmeldung zum geschützten Kundenbereich finden Sie hier). Diese optimalen Einbaubedingungen liegen in historischen Gebäuden in der Regel jedoch NICHT vor.
  4. Die gelegentlich geäußerten Wünsche eine Bleiverglasung in Isolierglas einzubauen ist aus restauratorischen Überlegungen abzulehnen, da die Bleiverglasung dem unmittelbarem Zugriff z.B. für Wartungs- und Kontrollarbeiten entzogen ist. Darüber hinaus kann in der Regel kein Einfluss auf das Mikroklima in der Isolierverglasung genommen werden. Auch sind Wechselwirkungen, wie z.B. Fogging denkbar.
  5. Eine neue Isolierverglasung in einem historischen Gebäude greift ganz erheblich in dessen Bauphysik ein. Dies kann zu erheblichen Folgeschäden führen; z.B. können sich Taupunkte in Gebäudebereiche verschieben die bis dato noch keine Belastung durch Kondensat verkraften mußten; hier kann es dann zu Feuchte- oder Schimmelschäden führen. Auch "einfache" Schäden, wie Schwitzwasser auf frisch gestrichenen Wänden, statt wie gewohnt auf dem Fenster, aufgefangen in dessen Kondensatsammelrinne, können die Folge sein. Hier ist im Vorfeld unbedingt eine umfassende bauphysikalische Beratung und Planung nötig; gerne nennen wir Ihnen entsprechende erfahrene Fachplaner.

   

Protective glazing systems (UV ++) with special functions

One of our strengths is the capability to offer (for protective glass UV++) highly differentiated solutions:

  • UV and IR protective glazing
  • Protective glazing with 1% Transmission at 400, 410, 420 or 430 nm edge position
  • single-pane protective glazing
  • Protective glazing with lowered panes
  • Protective glazing with hardened panes
  • Toughened safety glass protective glazing
  • Laminated safety glass Protective glazing
  • Goethe glass protective glazing
  • Protective glazing with structured panes
  • Protective glazing with colour/light-dimming effectsn
  • Anti-reflection-coated protective glazing
  • Protective glazing made of thin panes
  • UV-Protective glazing as leaded glass
  • etc.

For more information, please also visit our Web page""Technical glass / UV-protective glazing