Warum gibt es noch Glasfenster? (Warum wurden sie nicht durch Kunststoffe ersetzt?)

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Glas ist zerbrechlich und für den Transport, die Installation und die Reparatur unpraktisch. Schlimmer noch, Glas tötet und verletzt Menschen, wenn es zerbricht. Wie Guillotinen bei Erdbeben und Bombenangriffen auf die Straße fallen. Während der Kriege kleben die Menschen Klebeband an ihre Fenster, um ein Zerbrechen zu verhindern. Als dieser Meteor über Tscheljabinsk explodierte, wurden Menschen verletzt, als sie in einem Fenster standen und den Himmel beobachteten, als die Schockwelle sie traf.

Es gibt vollkommen transparente Kunststoffe, zum Beispiel das PET-Material, aus dem Coca-Cola-Flaschen hergestellt werden. Warum werden statt Glas (zerbrechliche Keramik) keine Fenster daraus gemacht? Es scheint viel billiger, sicherer und praktischer zu sein. Hat es überhaupt einen Vorteil, Fenster aus Glas zu machen? Handelt es sich um eine Milliarden-Dollar-Geschäftsidee, und wenn ja, warum hat das noch niemand realisiert?

LocalFluff
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Wenn Sie die Architektur neu erfinden möchten, damit sie Bombenangriffe, Krieg und Meteoriteneinschläge als typische Anwendungsfälle bewältigen kann, wie steht es dann mit der Entflammbarkeit von Kunststoffen?
Hagen von Eitzen
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Glas ist robuster als man es sich vorstellt. Bedenken Sie, dass eine Bierflasche notorisch stärker ist als ein menschlicher Schädel. Zerbrechlichkeit ist ein Teil der "Kosten" für die Härte - im Grunde genommen bleibt Glas entweder weitgehend unempfindlich gegen Stress oder es versagt vollständig. (Wo Kunststoffe zerkratzen, sich verbiegen, knicken usw.) Wenn Sie Glas wegen dieser Fehlerquellen wegwerfen, anstatt sie direkt anzugehen, wird das Baby wahrscheinlich aus dem Badewasser geworfen.
Millimoose
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@millimoose > da Sie Ihre Hände für ein paar Sekunden in einen heißeren Ofen legen können, überträgt geschmolzener Kunststoff Wärme weitaus effektiver als heiße Luft. Es hat den zusätzlichen "Bonus", dass es wahrscheinlich an Ihrer Haut haftet.
Bob,
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Es besteht auch die Überlegung, dass Sie im Notfall ein Haushaltsglasfenster zerbrechen können, indem Sie es mit einem Stuhl schlagen, um einen Fluchtweg oder zumindest Zugang zu frischer Luft zu schaffen. In diesem Fall ist die Gefahr von Schnitten durch Glasscherben wahrscheinlich noch akzeptabel, wenn Die Alternative ist, durch Einatmen von Rauch zu sterben.
Chris Johns
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Es gibt ein Problem, das von niemandem erwähnt wird. Fenster sind bereits ein wichtiger Punkt in Häusern, in denen die Isolierung verloren geht (und daher Energie und Geld verschwendet werden). Haben potenziell Kunststofffenster ähnliche Wärmeübertragungseigenschaften wie ihre Glasgegenstücke?
PVAL

Antworten:

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Es gibt zwei Hauptgründe, warum Glas immer noch gegenüber PMMA bevorzugt wird.

Das erste ist die Haltbarkeit. Solange es nicht zerbrochen ist, kann das Glas in einem Fenster in gutem Zustand problemlos Hunderte von Jahren halten. Insbesondere ist es viel widerstandsfähiger gegen Kratzer als vergleichbare Kunststoffe und unterliegt kaum Umweltschäden. Fenster können beim Waschen leicht zerkratzt werden, da sich auf ihrer Oberfläche kleine Partikel ansammeln, die während der Reinigung auf der Oberfläche gerieben werden. Selbst mit kratzfesten Beschichtungen kommen keine transparenten Kunststoffe an die Härte von Glas heran.

Die meisten Gläser sind auch viel widerstandsfähiger gegen Umweltschäden durch Sonnenlicht und verschiedene Chemikalien in der Umwelt. Selbst die widerstandsfähigsten Kunststoffe fangen an, sich zu verfärben und werden mit der Zeit spröde.

Der zweite Faktor ist die Steifheit. Glas hat einen viel höheren Youngschen Modul als PMMA. Bei Flaschen usw., die durch ihre Form versteift sind, spielt dies keine große Rolle. Da jedoch Fenster in der Regel groß sind, ist die Steifigkeit flacher, dünner Paneele ein großes Problem, das sich auf ihre Dichtigkeit in den Rahmen und auf ihre optischen Eigenschaften auswirkt. Ein Kunststofffenster müsste also wesentlich dicker sein als ein Glasfenster, um die gleiche Steifigkeit zu erzielen, was sich auf die optische Qualität und die Kosten auswirkt.

Bei doppelt verglasten Fenstern kann es auch zu Problemen mit der Gasdurchlässigkeit kommen.

Darüber hinaus werden viele der Sicherheitsbedenken, die in dieser Frage aufgeworfen werden, durch Verbund- und gehärtetes Glas angegangen. Gehärtetes Glas wird wärmebehandelt, um innere Spannungen zu kontrollieren. Dies macht es deutlich fester als Floatglas, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass bei einem Bruch die gesamte Platte in kleine Körnchen und nicht in scharfe Scherben zerbricht. Verbundglas besteht aus einer abwechselnden Schicht aus Glas und einem Polymerfilm, wodurch eine Verbundplatte mit sehr hoher Festigkeit und Zähigkeit hergestellt wird, die möglicherweise so weit reicht, dass sie zweckmäßig kugelsicher ist.

Ein weiterer Aspekt ist, dass Seiten- und Heckscheiben in Fahrzeugen aus Sicherheitsgründen häufig aus gehärtetem Glas gefertigt werden müssen, da sie sicher beschädigt werden können, um bei einem Unfall den Zugang zu und die Entnahme von Passagieren zu ermöglichen, wenn Türen blockiert oder unzugänglich sind.

Chris Johns
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+1 gute Antwort! Die einzigen Dinge, die ich hinzufügen möchte, sind Umwelteigenschaften, insbesondere der UV-Abbau von Polymeren (sie werden gelb und reißen) und das Kriechen und Absacken aufgrund erhöhter Temperaturen. Beides kann gelindert, aber nicht gänzlich im Sonnenlicht verhindert werden. Glas auf Silica-Basis leidet unter keinem Problem in der menschlichen Zeitskala.
Wwarriner
1
Verzeihen Sie die naive Frage, aber wie vermeidet Verbundglas das von Ihnen erwähnte Problem einer kratzbareren, weniger wetterfesten Oberfläche? Werden im modernen Hochbau auch häufig gehärtetes oder Verbundglas verwendet?
user568458
1
Die anderen Schichten bestehen aus Glas, so dass eine harte Oberfläche erhalten bleibt. Es handelt sich im Wesentlichen um eine Kunststoffschicht, die zwischen zwei dünnen Glasschichten liegt. Die innere Schicht kann auch andere Filme aufweisen, um Farbtöne bereitzustellen oder das Reflexionsvermögen usw. zu steuern. Gehärtetes Glas wird insbesondere für Glastüren in großem Umfang verwendet. Die Verwendung hängt von bestimmten Entwurfsentscheidungen und örtlichen Bauvorschriften ab, aber es ist sehr wahrscheinlich, dass Fenster in 'Wolkenkratzern' Verbundglas sind.
Chris Johns
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@starrise "Glas auf Silica-Basis leidet unter keinem der Probleme auf menschlicher Ebene" - vielleicht auch nicht: Betrachten Sie die lila Fenster in Bostons Beacon Hill-Viertel.
Davidbak
Ordentlicher Fund, ich scheine mich zu erinnern, dass bestimmte Epochen von Glasflaschen auch im Sonnenlicht blau / grün werden können. Ich nehme an, dass meine Aussage geändert werden sollte, um stattdessen "richtig hergestelltes modernes Fensterglas" anzugeben. libanswers.cmog.org/mobile.php?action=5&qid=283712
wwarriner
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Hier ist ein Plastikfenster (wahrscheinlich PMMA) in einem Boot nach nur 37 Jahren.

Bildbeschreibung hier eingeben

Zusätzlich zu den offensichtlichen Kratzern hat sich auf der Außenseite eine Trübung entwickelt: Möglicherweise aufgrund einer Verschlechterung durch UV-Licht, und (gegen das linke Ende) können Sie ein würfelförmiges Muster von Spannungsrissen sehen, ähnlich einer Windschutzscheibe aus gehärtetem Glas nach einem Steinschlag es.

Man kann wirklich nicht sagen, was man sich dabei ansieht.

In dieser Anwendung ist ein PMMA-Fenster immer noch die beste Lösung, anstatt die Schwierigkeit, ein Glasfenster an die Krümmung des Rumpfes anzupassen. Aber es zeigt die Grenzen im Vergleich zu Glas, das jahrhundertelang brauchbar bleibt.

Beim Austausch von Glasfenstern sind die Kosten eines Spezialisten für jede Art von Reparatur in jeder Technologie hoch.

Fehlen benutzerdefinierte Kurven, ist das Rohmaterial (Glas) billig: ca. £ 1 / m², viel billiger als Plexiglas oder Polycarbonat und viel einfacher und schneller zu schneiden. (Einem Fachmann beim Ausnutzen der besonderen Brucheigenschaften von Glas zuzusehen, ist beeindruckend. Im Gegensatz zu den Schwierigkeiten beim Schneiden von Plexiglas oder Polycarbonat!)

Brian Drummond
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5
Jedes Fenster, das so dünn ist wie eine Getränkeflasche, übersteht keinen Winter. Wenn es so einfach auszutauschen ist wie das Waschen, ist es nicht gut befestigt oder versiegelt - ODER das ist ein sehr beeindruckender Fensterrahmen! (Das Metall war in Ordnung: die Farbe war billige Haushaltsfarbe in einer feuchten Umgebung, die ursprüngliche Auskleidung - mehr Plastik! - war vor langer Zeit gestorben)
Brian Drummond
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Das ist eine großartige Antwort. Persönlich fällt es mir schwer genug, Fenster und Türen zu Hause versiegelt zu halten, wenn (wie jetzt) ​​die Außentemperaturen einstellig sind. Ich denke, Sie opfern die Effizienz einer solchen Dichtung, wenn Sie die Scheibe leicht austauschbar machen, egal wie gut Ihr Design ist. Es gibt einen Grund, warum wir unsere Wannen, Waschbecken, Schweller usw. immer noch zum Beispiel mit Dichtungsmasse oder Silikon abdichten.
trpt4him
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@LocalFluff: Dann können Sie die Idee mit kostengünstigen Kunststofffolien und beliebigen Außenrahmen demonstrieren, die auf vorhandene Fenster und Rahmen angewendet werden. Wenn Sie es schaffen, 5 oder 10 Jahre zu überleben, kein Beschlagen, kein Auslaufen von Wasser, billiger und einfacher Austausch (auch oben), sind Sie vielleicht auf etwas vorbereitet.
Brian Drummond
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Ich bin gespannt, wie dieses Fenster auf eine Heißluftpistole reagieren würde. Ich vermute, es würde das Problem beheben, aber es besteht eine gute Chance, dass es genau das Gegenteil bewirkt.
Dewi Morgan
1
@DewiMorgan Mit der Heißluftpistole können Sie die Trübung beseitigen (wenn Sie Glück haben und die Oberfläche nicht zum Schmelzen bringen) und die Kratzer bis zu einem gewissen Grad glätten Material) jede gute.
Brian Drummond
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Was sind die Anforderungen an Fensterglas?

  • Feuchtigkeitsbeständigkeit
  • UV-Beständigkeit
  • Beständigkeit gegen Reinigungsmittel
  • Sehr hohe Transmission im sichtbaren Bereich
  • (Aus technischer Sicht gibt es noch viel mehr)

Die meisten transparenten Kunststoffe sind nicht beständig genug. Plexiglas ist ein Beispiel, das die Anforderungen erfüllt, um auf diese Weise verwendet zu werden. Sehen Sie sich diese Broschüre von evonic an, die Ihnen 30 Jahre Garantie ohne merkliche Vergilbung bietet .

Das größte Problem bei PMMA für den Hausgebrauch ist die "Weichheit" (kratzempfindlicher) und die mittelmäßige Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln im Vergleich zu Glas. Jetzt gibt es viele verschiedene Sorten von PMMA, und Sie können eine Plexiglasplatte beschichten, um sie haltbarer zu machen.

PMMA hat gegenüber Kalknatronglas viele Vorteile :

  • Höhere Transmission im sichtbaren Spektrum
  • Geringere Dichte
  • Einfachere Verarbeitung
  • ...

Im Moment ist es wahrscheinlich einfach nicht wirtschaftlich genug, PMMA für die Verwendung als Fensterglas so widerstandsfähig wie Glas zu machen (für den Hausgebrauch!). PMMA wird in vielen verschiedenen Anwendungen als bessere Alternative zum klassischen anorganischen Glas verwendet. Dies könnte sich in naher Zukunft ändern, wenn die Materialwissenschaften und die transparente Kunststoffindustrie Fortschritte machen.

John HK
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6
Ich denke, Kratzfestigkeit ist das Killer-Feature. Ich benutze Kunststofflinsen an meinen Brillengläsern, um die Bruchsicherheit zu erhöhen, aber irgendwann kratzen die Linsen so stark, dass sie von vielen benutzt werden. Beschichtungen brechen schließlich auch, wenn Wärmeschwankungen auftreten. In der Praxis habe ich in meinem Leben immer nur ein einziges Fenster zerbrochen, auch wenn dies auf einen Bauteilwechsel zurückzuführen war.
Joojaa
Ich kann mir vorstellen, das äußere Plastikfenster ohne höhere Kosten oder Probleme auszutauschen als ein Glasfenster zu reinigen. Wie ein Klebeband oder ein Vorhang. Ich habe meine Autofenster mit Wachs behandelt, damit kein Schmutz daran haftet. Kosteneffizienz sollte mit Skaleneffekten einhergehen, wenn man bedenkt, wie viele Milliarden Fenster es auf der Welt gibt.
LocalFluff
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Ich habe tatsächlich Fenster aus Plexiglas für ein Nebengebäude gemacht. Ich konnte sie in die gewünschte Form bringen und sie waren leicht. Allerdings stellte ich fest, dass sie tatsächlich leicht zu kratzen waren: Als ich nur versuchte, das Schutzpapier abzunehmen, kratzte und schmolz ich den Kunststoff.

Wir wollen harte Fenster für Häuser und Hauptgebäude. Was Sie beschreiben, wird also von Laminaten behandelt, wie sie in Automobilen verwendet werden. Ich bin sicher, dass Sie das kaufen können. Die meisten Menschen finden es jedoch billiger und zufriedenstellender, Rollläden zu haben, wenn bei schlechtem Wetter Bruchgefahr besteht, Garantie- und Versicherungsschäden auftreten oder wenn der Austausch einfacher Glasscheiben kostengünstig ist.

Es gibt Vorschriften für die Anforderung von gehärtetem Glas für einige Fenster, in die ein Kind fallen kann. Gehärtetes Glas spricht im Allgemeinen die von Ihnen ausgehenden Gefahren an. Ich kenne keine Vorschriften für glasüberzogene Wolkenkratzer, bei denen Erdbeben zu erwarten sind, aber ich wette, sie fallen nicht, selbst wenn sie erschüttert werden, weil sie aufgehängt sind und sich unabhängig voneinander bewegen können.

JDługosz
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8

Nach einigen Recherchen

Wir verwenden Glasfenster, wie es traditionell verwendet wurde. Eigentlich gibt es Kunststofffenster . Es kann jedoch einige Zeit dauern, bis sich die meisten von uns daran gewöhnt haben.

Während die Gründe für die Prüfung von Glasfenstern sind:

  • Bis zu 80% des gesamten recycelten Glases können zurückgewonnen werden.

  • Recyclingglas verbraucht 40% weniger Energie als die Herstellung von Neuglas.

  • Das Recycling beeinträchtigt weder die Qualität noch die Struktur des Glases, und beim Recycling entstehen keine Giftstoffe.

Referenz

Kunststofffenster vorhanden

Fennekin
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Ich denke tatsächlich, dass Recycling ein weiteres Argument gegen Glasfenster ist. Ein paar Mal ist ein Fenster für mich kaputt gegangen, und es war teuer, einen Spezialisten zu rufen, um ein neues zu installieren. Aber ich habe Tausende transparenter Plastik-Soda-Flaschen konsumiert und keine davon ist jemals kaputt gegangen. Ich habe auch noch nie von jemandem gehört, der von einer Plastikflasche verletzt wurde. Es gibt ein ausgeklügeltes Recycling-System für PET-Flaschen, das diese schmilzt und reformiert, obwohl sie eigentlich nur gereinigt und nachgefüllt werden müssen, da sie praktisch unzerbrechlich sind.
LocalFluff
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@LocalFluff ive hat auch viele Glasflaschen zurückgefordert und die meisten von ihnen sind nicht zerbrochen. Ich habe auch ein Plexiglasfenster zerbrochen, das auch einen Spezialisten brauchte, der schwer zu finden und sogar teurer als Glasfenster war. Auch Glas ist nahezu unbegrenzt recycelbar, d. H. Es wird beim Recyceln nicht abgebaut.
Joojaa
1
@LocalFluff: Ein Glasfenster (zumindest ein traditionelles Fenster mit Holzrahmen) nachzuleuchten, kann jeder in etwa einer Stunde lernen. Warum muss Ihrer Meinung nach ein Glasfenster mehr von einem Fachmann repariert werden als ein Kunststofffenster?
Das Photon
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@LocalFluff: PET macht keine guten Fenster und PMMA ist nicht einfach zu recyceln.
MSalters
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Ich habe sowohl Glas- als auch Plastikfenster (Plastik für Sicherheit, Glas für Haltbarkeit und Klarheit) selbst installiert und festgestellt, dass Glas leichter zu bearbeiten ist. Polycarbonat benötigt ein spezielles Sägeblatt oder viel Ellbogenfett mit einem Ritzwerkzeug, und es ist wirklich leicht zu beschädigen oder zu kratzen.
Adam Brown
6

Ein weiteres Problem ist, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient vieler Kunststoffe höher ist als der von Fensterglas. Rahmen für Kunststofffenster müssten in der Lage sein, mehr Ausdehnung / Zusammenziehung aufzunehmen als solche für Glasfenster.

http://www.eplastics.com/Plastic/plastics_library/Coefficients-of-Thermal-Expansions-of-Plexiglass

http://www.sdplastics.com/acryliteliterature/1121DFFPhysicalProperties%5B1%5D.pdf

r1677301k
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3

Abgesehen von der Härte sind Witterungseinflüsse (z. B. durch Regen, Schnee, Hagel, Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen usw.) und der UV-Abbau bei Fenstern natürlich wichtig. Im Allgemeinen ist Glas gegenüber solchen Effekten wesentlich widerstandsfähiger als Kunststoffe.

Es gibt auch so etwas wie ein Kriechen, das im Wesentlichen eine zeitabhängige Verformung während langer Zeiten (Monate oder Jahre) ist. Vielleicht haben Sie es gesehen, wenn Sie schon lange etwas Schweres auf einem Karton liegen gelassen haben. Kunststoffe kriechen ziemlich leicht. Ich weiß nicht, ob dies tatsächlich ein Hauptproblem für ein normales Fenster senkrecht zum Boden wäre, aber es ist möglicherweise nicht gut für ein Fenster, das statische Lasten trägt.

Kunststoffe werden auch aufgrund von Verformung weiß. Sie könnten sich auch verfärben.

Natürlich sind diese Eigenschaften durch verschiedene Additive (teilweise) veränderbar.

rsunds
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Kunststoff wird hauptsächlich deshalb nicht für Fenster verwendet, weil er nicht dauerhaft ist.

  • es wird durch UV-Strahlung abgebaut, die atomare Bindungen aufbricht und eine matte und verdünnte (und zerbrechliche) Oberfläche ergibt, die für ein Fenster nicht so wünschenswert ist;

  • Aufgrund des vorherigen Punktes erzeugt Kunststoff Mikro- und Nanopartikel, die im Inneren des Hauses diffundieren, und deren Inhalation ist nicht gesund.

  • es ist weniger hart als Glas, dann kann es mit einer größeren Auswahl von Materialien leicht zerkratzt werden;

  • Es ist entzündlich (!) und kann beim Verbrennen Dioxin produzieren (insbesondere wenn es Chloratome in seiner Struktur enthält), eine extrem giftige und krebserzeugende Verbindung.

Darüber hinaus kann Glas etwa 10% der Sonnenstrahlung und fast 100% der Infrarotstrahlung (die vom menschlichen Körper als Wärme abgegeben wird) abschirmen, sodass es ein leistungsstarkes Isoliermaterial ist, das dazu beiträgt, Ihr Haus im Sommer relativ frisch und im Winter warm zu halten .

Cybex
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