Wiederverwendung von Fensterglas Die Lücke schließen: Stoffkreislauf von Fensterglas ist machbar

Millionen alter Fenster werden jedes Jahr ausrangiert und durch besser gedämmte Verglasungen ersetzt. Die alten Scheiben landeten bisher auf dem Wertstoffhof. Forschende der Hochschule München (HM) konnten jetzt zeigen, dass selbst jahrzehntealte Glasscheiben noch geeignet sind für die Herstellung neuer, hochwertiger Fenster. Dieses Re-Manufacturing könnte bis zu 90 Prozent CO₂ einsparen.

"Unser Ziel ist es, den Stoffkreislauf zu schließen", sagt HM-Professor Martien Teich. "Fensterglas wird bisher überhaupt nicht wiederverwendet – bestenfalls wird es eingeschmolzen und zu Flaschen beziehungsweise Glaswolle verarbeitet oder man nutzt es als Füllmaterial im Straßenbau." Dabei wäre das alte Flachglas für die Bauwirtschaft eine wertvolle Ressource. Und da die Herstellung von Glas material- und energieintensiv ist, könnte man durch die Wiederverwendung auch Rohstoffe und Emissionen einsparen.

Außerdem ließe sich jede Menge Abfall vermeiden: Etwa 150 Millionen Fenster mit unbeschichteten Isoliergläsern, die in den 70er bis 90er Jahren verbaut wurden, müssen in den nächsten Jahren nach und nach durch Dreifachverglasungen mit besseren Dämmwerten ersetzt werden. Grob geschätzt sind das 220.000 Tonnen Glas im Jahr – das entspricht 11.000 LKW-Ladungen.

Materialtests gegen die Unsicherheit

Dass altes Fensterglas in Deutschland nicht schon längst für die Konstruktion neue Fenster genutzt wird, liegt vor allem an den mangelnden Qualitätsstandards, meint Teich: "Die Hersteller brauchen Sicherheit, dass die verwendeten Materialien ihre Anforderungen erfüllen. Bisher gab es jedoch keinen Ansatz, die technischen Eigenschaften gebrauchter Flachgläser zu prüfen."

Diese Lücke hat der Bauingenieur jetzt gemeinsam mit seinem Team geschlossen. Sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Sebastian Wernli, Industriedesigner und Spezialist für Kreislaufwirtschaft, hat im Labor die optischen und mechanischen Eigenschaften hunderter Glasproben untersucht. Jede einzelne wurde vor einem schwarzen Hintergrund positioniert und von hinten angestrahlt, sodass Kratzer sichtbar wurden. Beim anschließenden Biegeversuch belastete Wernli die Proben – darunter sowohl neue als auch gebrauchte Flachgläser, bis sie zerbrachen. Die Kraft, die dabei aufgewendet wurde, ist ein Maß für die Festigkeit.

"Die Versuche haben gezeigt, dass eine gute Oberflächenqualität Hand in Hand geht mit einer hohen mechanischen Festigkeit. Dieser Zusammenhang ist statistisch signifikant und gilt für alte Gläser genauso wie für neue", berichtet Wernli. Damit, so betont der Forscher, habe man eine neue Methode der berührungslosen und zerstörungsfreien Qualitätskontrolle bekommen: Um herauszufinden, ob ein Flachglas gute mechanische Eigenschaften hat, genügt es, die Oberfläche minutiös auf Schäden zu untersuchen.

Integration in bestehende Prozesse

Um alte Glasscheiben im großen Maßstab zu prüfen, müsste der Prozess freilich automatisiert werden. Im Labor der Hochschule München experimentiert Wernli derzeit mit einem Scanner, der die Oberflächen abrastert und einer Software, die Fehler erkennt. Eine weitere Herausforderung ist die Integration der geprüften Fensterscheiben in die Beschichtungs- und Fertigungsprozesse – diese sind derzeit überwiegend auf die Verarbeitung von neuem Flachglas in normierten Größen ausgelegt.

Dass all dies durchaus möglich wäre, zeigen Untersuchungen der HM-Forschenden zusammen mit Ihren Industriepartnern. Im Labormaßstab wurden Bestandsgläser bereits optisch geprüft, beschichtet und zu Dreifachisolierglas verarbeitet. In einem Anschlussprojekt will Teich jetzt zeigen, dass das Re-Manufacturing auch wirtschaftlich sein kann. "Technisch ist es auf jeden Fall machbar", betont der Ingenieur. "Die Bestandsgläser sind in ihren Eigenschaften oft nicht von neuen Flachgläsern zu unterscheiden. Die Herausforderung liegt jetzt darin, ihre Nutzung in die großtechnischen Abläufe bei der Fertigung von Fenstern zu integrieren."