Sika Klebstoffe schützen Menschen und Gebäude gleichermaßen

Strukturell verglaste Fassaden sind Stand der Technik. Die Verwendung von Silikonklebstoffen zur strukturellen Verklebung von Glasscheiben mit einem metallischen Rahmen ist eine etablierte Technologie in Fassadenanwendungen.

Sika Klebstoffe erfüllen die höchsten Standards, die in ETAG oder ASTM definiert sind. Aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften und der hohen mechanischen Festigkeit hält diese Lösung auch extremsten Bedingungen stand.

Sei es die Temperatur, die auf diesem Globus herrschen mag, sei es die Windlast mehrere hundert Meter auf der Spitze eines Gebäudes oder verursacht durch einen Hurrikan oder Taifun. Oder plötzliche schwere Lasten wie ein Einbruchsversuch oder eine Explosion. Auch bei Erdbeben können Sika Klebstoffe Leben retten und Eigentum schützen.

Wir kennen unsere Produkte in- und auswendig und helfen Ihnen und unseren Kunden, die hervorragenden Eigenschaften unserer hochwertigen Produkte auch unter extremen Bedingungen zu nutzen.

Einbruchshemmende Fenster

Fenster und Türen sind die Schwachstellen in einem Gebäude, und gewaltsames Betreten sollte verhindert werden. Mit dem richtigen Material und der richtigen Konstruktion können Fenster einbruchhemmend gemacht werden, um die Anforderungen der europäischen Normen und Klassifizierungen zu erfüllen.

Solche Fensterkonstruktionen sind nach EN 1627 "Fußgängertüren, Fenster, Vorhangfassaden, Gitter und Fensterläden" - Einbruchhemmung, Anforderungen und Klassifizierung - klassifiziert. Diese umfasst sechs Widerstandsklassen: RC1 bis RC6. Sie bestimmen die Dauer, in der die Glaskonstruktion dem Versuch des gewaltsamen Eindringens mit verschiedenen Werkzeugen und unterschiedlichen Kräften widerstehen können.

Aber auch bei der Verwendung von Verbundglas und einbruchhemmender Hardware bleibt ein Schwachpunkt bestehen - die Möglichkeit, das Glas aus dem Rahmen zu hebeln.

Die Sika Lösung für einbruchshemmende Fenster

Sika bietet eine Reihe von geprüften und bewährten Klebstoffen, die eine hohe Qualität für eine zähelastische Verbindung zwischen Glas und Rahmen bieten. 

Ein Einbrecher wird es schwer haben, das Glas aus dem Rahmen zu hebeln, wenn es zum Beispiel mit dem leicht zu verarbeitenden Sikasil® WT-66 PowerCure, einem verstärkten Einkomponenten-Silikonklebstoff, verklebt wurde.

Fragen Sie Ihren Sika-Vertreter vor Ort nach der optimalen Lösung. 

"Einschlagen und stehlen" Methode

In den Geschäften wird immer häufiger bargeldlos gezahlt. Die Menge an Bargeld in den Geschäften ist minimal und für Einbrecher und Diebe nicht mehr attraktiv. Dies hat die Einbrecher dazu gebracht, die so genannte "Einschlagen und stehlen"-Methode anzuwenden.

Ein "Einschlagen und stehlen" ist eine besondere Form des Einbruchs, bei der Fahrzeuge eingesetzt werden, um die Glasbarriere, z. B. ein Schaufenster oder eine Auslage, zu zerstören, Wertsachen zu ergreifen und dann schnell zu verschwinden, ungeachtet der Auslösung von Alarmen oder Lärm.

Das Ziel ist nun, daß das Fassadenelement dem Einbruch nicht nachgibt. Um dieses Ziel mit Standardkonstruktionen zu erreichen, wären dicke und schwere Metallrahmen erforderlich, was die Glasfront sehr teuer und für Architekten und Eigentümer optisch unattraktiv macht.

Die Sika Lösung für die "Einschlagen und stehlen" Methode

Sika-Klebstoffe helfen, diesen Nachteil zu überwinden. Das mit hochfesten Klebstoffen in den Rahmen eingeklebte Glas lässt sich kaum noch herausziehen und der Einbrecher findet keine Öffnung mehr, um in den Laden einzudringen. Außerdem kann das Geschäft weiter betrieben werden, bis das beschädigte Glas ausgetauscht ist. Man kann sagen, dass es stimmt: Sika-Klebstoffe schützen das Leben und das Eigentum der Bewohner.

Sika arbeitet eng mit allen namhaften Fassaden- und Fensterprofilherstellern zusammen. Die meisten von ihnen haben erfolgreich getestete und bewährte Profilsysteme entwickelt, die einen hohen Schutz vor Einbrechern bieten. Der Sika-Klebstoff ist dabei immer das Schlüsselelement, denn die elastische Verklebung absorbiert einen wesentlichen Teil der Schlagenergie und bildet eine zusätzliche Dämpfungszone.

Für weitere Informationen fragen Sie bitte Ihren Sika-Vertreter.

Explosionsszenarien für Glasfassaden

Eine Explosion, sei es durch einen technischen Defekt oder durch einen böswilligen Versuch, Leben und Eigentum zu zerstören, gehört zu den Ereignissen, die sehr selten vorkommen. Aber wenn sie eintritt, ist sie verheerend - für Leben und Eigentum.

Aber die Glasfassade kann ein Schutzschild sein, wenn sie richtig geplant und mit den richtigen Materialien ausgeführt wird. Sie kann Menschen und Eigentum im Gebäude schützen. Selbst wenn im schlimmsten Fall das Gebäude und insbesondere die Glasfassade nach der Explosion ersetzt werden muss.

Normalerweise erfordern feststehende Glasfassaden, wenn sie den extremen Kräften von Explosionen standhalten sollen, massive Rahmen, was sich sowohl auf die Kosten als auch auf das Aussehen negativ auswirkt.

Die Sika Lösung für Explosionsszenarien

Durch die Verklebung der Glaseinheiten mit dem Rahmen mit einem zähen, aber elastischen Sika-Klebstoff wird es fast unmöglich, das Glas während der Explosion vom Rahmen zu trennen, wodurch die Gefährdung von Menschen und die Zerstörung von Eigentum verhindert wird. Zudem kann der Betrieb im Gebäude bis zum Austausch des Glases unbeeinträchtigt bleiben. Hier haben die Sika-Klebstoffe einen geringen Einfluss auf die Kosten, aber einen erheblichen Einfluss auf den Nutzen. Auch hier kann man sagen, dass es fair ist: Sika-Klebstoffe schützen das Leben und das Eigentum der Bewohner dank ihrer hohen Leistungsfähigkeit.

Sika hat Lösungen in Bauprojekten getestet und erfolgreich umgesetzt, sei es auf Basis von Silikon oder anderen Technologien.

Richtig ausgewählte elastische Klebstoffe haben eine ausreichende Festigkeit, um Verbundglas im Rahmen zu verankern und zu sichern. Dieser Klebstoff ist nur eine Komponente unter vielen anderen, die eine Glasfassade oder ein Fenster sicher machen können.

Die Leistung des Systems hängt von vielen Variablen ab, z. B. von der Flexibilität des Bauelements, der Größe des Bauelements, der Art des verwendeten Verbundglases, der Konstruktion des Rahmens und der Art seiner Verankerung am Gebäude. Auch der Einbau des Glases ist zu berücksichtigen.

Die Hauptfunktion einer elastischen Verklebung besteht darin, das Glas während der Explosion im Rahmen zu halten. Die Verwendung von Verbundglas verringert die schädliche Wirkung von Glassplittern, die in die bewohnten Bereiche der Struktur gelangen. Ohne die Verwendung eines elastischen, qualitativ hochwertigen Strukturklebstoffs kann es zu Verletzungen durch größere fliegende Elemente kommen.

Erfahren Sie mehr über Explosionsszenarien

Anforderungen an Fassadenkomponenten (für Explosionsszenarien)

Eine Explosion ist eine gewaltige, spontane Freisetzung von Energie in Form von Schockwellen, Licht, Wärme und Schall. Die Schockwellen, die aus hochkomprimierter Luft bestehen, die sich mit Überschallgeschwindigkeit fortbewegt und auf das Gebäude trifft, werden reflektiert und sogar verstärkt.

Die Größe des gesamten auftreffenden Drucks ist eine Funktion des Ladungsgewichts und des Abstands zwischen dem Zentrum der Ladung und der Wellenfront. Dieser Druck baut sich schnell ab und wird aufgrund des von der Druckwelle erzeugten Vakuums, das zu einem Sog führt, zu einem negativen Wert. 

Die Leistung des Bomb Blast Mitigating System hängt hauptsächlich von der Rahmenstruktur ab, entweder Stahl oder Aluminium, und davon, wie viel der Aufprallenergie von den Gebäudekomponenten absorbiert wird.

Im Allgemeinen ist ein stärker absorbierendes System gegenüber einer zu steifen Struktur von Vorteil.

Das gemeinsame Element all dieser erfolgreichen Konstruktionen ist das Verbundsicherheitsglas (meist aus Polyvinylbutyral - PVB). Der Zweck des Verbundsicherheitsglases ist es, den Schock der Explosion zu absorbieren, indem es intakt bleibt. Das hochwertige Glas bricht zwar, aber die Bruchstücke bleiben weitgehend an den Glasscheiben haften.

Blast Wave
Bild: Explosion Blast Wave

Ein weiteres gemeinsames Element, das bei Schutzverglasungssystemen erfolgreich eingesetzt wird, sind die elastischen Klebstoffe, die verwendet werden müssen, um die Glasscheibe im Rahmen zu halten. In erster Linie werden strukturelle Silikonklebstoffe verwendet, da sie die Vorteile einer dauerhaften und langfristigen Haftung an Glas und Rahmen, einer hohen Festigkeit und einer hohen Flexibilität bieten.

Die Festigkeit eines Klebstoffs hängt von der Belastungsdauer ab. Je kürzer die Belastungsdauer ist, desto höher ist die Festigkeit. 

Leistung von Sikasil® SG während einer Explosion

In Überlappungsscherversuchen mit Hochgeschwindigkeitsschlag bei 4 m/s kann die Reaktion von Klebstoffen auf Bombentreffer simuliert werden. Dies ist 60'000 mal schneller als die Prüfgeschwindigkeit bei 5 mm/min nach ISO 8339. Die Zugscherfestigkeit des Standardklebstoffs beträgt 0,9 MPa bei 5 mm/min und 2,8 N/mm² bei 4 m/s.

Bei dieser hohen Geschwindigkeit wird die Überlappungsscherfestigkeit aufgrund der molekularen Reaktion auf die hohe Aufprallgeschwindigkeit mehr als verdreifacht. Mit 4,2 MPa erreichten die hochfesten Klebstoffe eine wesentlich höhere Überlappungsscherfestigkeit, was auf ihr großes Potenzial für bombensichere Verglasungen hinweist. Eine höhere Prüfgeschwindigkeit kann zu einer noch höheren Zugscherfestigkeit führen.
Dies ist jedoch für die Bombenexplosionsrealität nicht so relevant, da die Glasscheibe nur mit einer maximalen Geschwindigkeit von ca. 4 m/s auf den Aufprall reagiert (leicht abhängig von der Glasart).

Reale Explosionstests, die auf dem Testgelände von GL Noble Denton in Spadeadam in Cumbria, Großbritannien, durchgeführt wurden, haben die Laborergebnisse bestätigt und das Konzept der elastischen Verklebung in einem Bombenexplosionsszenario eindrucksvoll demonstriert. 

Für die Explosionstests, die im Allgemeinen nach den Prüfkriterien in ISO 16933, sind 100 kg TNT Sprengstoffequivalent (unter Verwendung von Nitromethan-Sprengstoff als Probeladung) in einem Abstand von 25 m bzw. 19 m verwendet worden.

Die Testsprengungen zeigten deutlich die positive Wirkung eines elastischen Klebstoffs (Sikasil® SG-550).

Es wurde kein Herausreißen der Glasscheiben aus dem Rahmen und keine Glassplitter im Inneren der Testbox beobachtet, was zu einer Einstufung in die Klasse B führt (keine Gefahr gemäß ISO 16933:2007).

Festigkeitssteigerung durch dynamische Stoßsimulation für Sikasil® SG-500 Klebstoff
Test Geschwindigkeit Kraft Multiplikationsfaktor zum Brechungswert
5 mm/min 0,9 MPa Referenzwert mit Standard Test Geschwindigkeit gemäß ISO 8339 
1 m/s 2,4 MPa  2,6 mal höher
3 m/s 3,1 MPa 3,4 mal höher
5 m/s  3,3 MPa 3,7 mal höher

Ultimatives Konzept für Explosionsszenarien – hochfester Klebstoff

Neben Struktursiliconen bietet Sika auch hochfeste und hochwertige Klebstoffe an. Diese erlauben es, die Belastungsgrenzen weiter zu verschieben und die Fugenabmessungen zu optimieren. Sika folgt der oben skizzierten Logik und setzt Technologien ein, die auf dem Markt ihresgleichen suchen.
Zusätzlich zur nächsten Generation von Struktursilikon - Sikasil® SG-550, der erste hochfeste strukturelle Siliconklebstoff auf dem Markt - bietet Sika den einzigartigen PU-Klebstoff Sikaflex®-268 PowerCure an.

Die Dosier- und Verpackungsform PowerCure vereint zwei Features:

  • Die einfache Handhabung einer 1-Komponenten-Klebstoffapplikation 
  • mit den Vorteilen einer 2-Komponenten-Klebstoffapplikation.

Das PowerCure-System ist so leistungsstark und zuverlässig wie industrielle Pumpen- und Dosiersysteme. Sikaflex®-268 PowerCure besteht aus einem feuchtigkeitshärtenden 1-Komponenten-Klebstoff, der durch Booster-Paste beschleunigt wird. Dies ermöglicht eine vollständige Aushärtung unabhängig von der Luftfeuchtigkeit.

Festigkeitssteigerung durch dynamische Schlagsimulation für Sikaflex®-268 PowerCure
Test Geschwindigkeit Kraft Multiplikationsfaktor zum Referenzwert
5 mm/min 4,5 MPa Referenzwert mit Standard Test gemäß ISO 4587
1 m/s 14 MPa 3,1 mal höher
3 m/s 39 MPa 8,7 mal höher
5 m/s 41 MPa 9,1 mal höher

The higher the speed, the higher the adhesive strength

Sikaflex®-268 PowerCure is a PU adhesive widely used in the rail industry to structurally bond glass windshields and windows to frames of trains. Similar to façade applications, joints are exposed to:

  • High loads e.g. wind load, barrier loads, high impact loads e.g. tensile/pressure waves on high-speed trains entering tunnels)
  • High temperatures
  • Fatigue phenomena due to cycling loading
  • UV radiations
  • Weathering aging

Sikasil® SG-500

Sikasil® SG-550

Sikaflex-268 PowerCure

+ Excellent Weathering Resistance

+ Excellent Weathering Resistance

+ Long term adhesion on Glass and Frame

+ Long term adhesion on Glass and Frame

+ Fast strength development

+ Ultimate fast strength development

+ Excellent UV-Resistance

+ Minimal joint size at maximal performance 

- Mixing with defined ratio

+ Fail-Proof Mixing

- Limitations in joint size optimization  

- Requires UV Protection Measures on joint bite

Protective Glazing in case of Earthquake

There are about 10,000 seismic activities worldwide each year, some of which have a magnitude higher than 7. In regions where seismic activity is very likely, buildings must be constructed accordingly. The aim of the structural measures is to protect life and minimize damage to the building.

Unlike the usual forces such as wind load or even an explosion, the forces of an earthquake on a building arise from the inertia of the building's parts responding to the shifts in the ground. Some parts of the building may still comply, others may not. This results in friction, shocks and stresses that destroy individual parts of the building. In the worst case, the destroyed building parts fall out of and destroy other parts or even endanger human lives.

This circumstance can be particularly dangerous also with reference to the façades and even more glass façades. Falling glass elements endanger people in and around the building.

With mechanically fixed glass, there are very high risks that the glass hits the metal profiles during the seismic movements in the building structure. The fragile glass breaks and falls out of the frame.

 

The Sika Solution for Earthquake

When the glass is glued to the frame, an elastic connection is created that can absorb forces and protect the glass from peak stresses. In the worst case, laminated glass panels may shatter, but do not fall out of the frame and thus remain in the building structure. Falling glass is thus considerably minimized or even prevented.

Sika has developed engineering concepts for structural sealant glazing design in earthquake scenarios and tested and successfully implemented solutions in construction projects.

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Benefits offered by Structural Silicone Glazing (SSG) systems in seismic areas

For facade and architectural glazing design, two main issues related to the performance during and after an earthquake must be considered:

Human hazard - injuries and deaths at street level from broken glazing systems are recognized threats. Building downtime and repair costs - Restoration of normal operations and services may be hampered by a damaged building envelope.

The advantages of structural sealant glazing (SSG) systems over alternative glazing methods in terms of earthquake safety under real conditions are confirmed and recognized. Captured glazing systems in curtain walls consist of glass units that are mechanically fixed to a main frame. Loads acting on the glass units are mechanically transferred into the building via the frame.

In contrast, loads acting on the glass units in structural sealant glazing (SSG) systems are absorbed via structural and elastic silicones. This significantly reduces the risk of the glass being levered out of the frame and falling down during seismic activity.

The right adhesive, and therefore the right joint design, is critical to ensure the transfer of seismic loads and the absorption of seismic displacements between floors. However, Sika can meet this challenge by finding the optimal balance between cost and risk without compromising safety.

Benefits offered by slicones for structural glazing systems in seismic areas Captured glazing systems in seismic areas - mechanically fixed
+ Reduced risk of glass clashing to metal parts - High risk of contact between glass and frame and thus of glass breaking and falling out
+ Differential movements between glass and frame are absorbed by the SG joints - Differential movements between glass and frame lead to pressure forces on the glass unit with the risk of buckling of the unit or even pushing out of the frame.
+ Low risk of broken glass, thus the function of the facade is preserved as long as possible. Resilient behavior, with the joint retaining in position any broken glass  - Broken glass loses stiffness, the whole façade becomes unstable. 

Vertical differential movements between slabs

The upward and downward differential seismic movements of the slabs are usually accommodated by the vertical stack joint along the transoms; adequate vertical clearance should be designed to avoid clashing of the panels. Therefore, no significant differential movement is imposed to the SSG-joints by such vertical seismic movements.

Horizontal differential movements between slabs (out-of-plane component)

The out-of-plane differential seismic movements of the slabs due to inter-storey drift are usually accommodated by the brackets which should allow for free rotation of the panel. Therefore, no significant differential movement is imposed to the SSG-joints by such horizontal out-of-plane movements.

 

Horizontal differential movements between slabs (out-of-plane component)

The out-of-plane differential seismic movements of the slabs due to inter-storey drift are usually accommodated by the brackets which should allow for free rotation of the panel. Therefore, no significant differential movement is imposed to the SSG-joints by such horizontal out-of-plane movements.

 

Advanced engineering approach

Sika has developed an advanced engineering concept to design structural sealant joints in systems exposed to earthquake.
Three different performance levels are introduced. Each level deals with a different probability of occurance of the seismic event, different facade requirements as well as acceptable utilization level for the joints. Balancing costs and risks with no compromise on safety.
Contact Sika engineers for advanced support.

 

 

Sikasil SG-500 Silicone