Einleitung
Bauwerke sollen grundsätzlich mit angemessener Zuverlässigkeit gegen Versagen sicher sein und die vorgesehene Nutzung für die geplante Dauer gewährleisten, auch unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Gesichtspunkte. Alle Konstruktionen aus und mit Glas müssen deshalb so geplant und ausgeführt werden, dass sie während ihrer Nutzungsdauer den vorhersehbaren Einwirkungen zuverlässig standhalten und gebrauchstauglich bleiben.
Die Glaseigenschaften, die Scheibendicken und -abmessungen sowie die Verglasungsaufbauten müssen mit objektiven Kriterien korrekt festgelegt werden. Zunächst werden die Anforderungen ermittelt und danach die Belastbarkeit des Bauteils festgestellt. Dies wird im Ingenieurwesen als Bemessung oder Dimensionierung bezeichnet.
Für den Einbau von Glas in Fassaden, Dächern und Treppen muss ein statischer Nachweis und eine konstruktive Ausbildung auf Grundlage der Norm DIN 18008 „Glas im Bauwesen – Bemessungs- und Konstruktionsregeln“ erstellt werden.
Bitte beachten
Seit 2016 ist nur noch die DIN 18008 gültig. Die Teile 1 und 2 der DIN 18008 wurden 2010 veröffentlicht, die Teile 3 bis 5 folgten 2013, und Teil 6 im Jahr 2018. Diese sechs Teile sind in Deutschland mittlerweile in allen Bundesländern bauaufsichtlich eingeführt und ersetzen die bisherigen Technischen Regeln. Im Mai 2020 erschienen die Teile 1 und 2 als überarbeitete Fassungen mit einigen wichtigen Änderungen, die Teile 3, 4 und 5 im Dezember 2024.
Teil 1 der Norm, DIN 18008-1 ist die Grundlage für alle weiteren Normteile und stellt Bemessungs- und Konstruktionsregeln sowie Vorgaben für versuchstechnische Nachweise zur Verfügung. Die Normteile 2 bis 6 gelten dann jeweils in Verbindung mit Teil 1.
Allgemeine Konstruktionsgrundsätze gemäß DIN 18008-1:2020-05
Die Norm gilt für Nennglasdicken der einzelnen Glasscheiben von 2 bis 25 mm.
Glaslagerung
Glasbohrungen und Ausschnitte
Zusatzanforderungen an die Glaswerkstoffe
Das Sicherheitskonzept gemäß DIN 18008-1:2020-05
Bauwerke müssen allen planmäßigen Einwirkungen (Eigengewicht, Wind, Schnee, Erdbebenlasten, gegebenenfalls Eislasten und Klimalasten) standhalten und gebrauchstauglich bleiben. Mit einem Sicherheits- und Bemessungskonzept wird nachgewiesen, dass diese Anforderung erfüllt und so genannte Grenzzustände nicht überschritten werden. Dabei wird die Beanspruchung, die auf ein Bauteil einwirkt (Einwirkungsseite), dem Widerstand, den das Bauteil gegen die Beanspruchung bieten kann (Widerstandsseite), gegenübergestellt. Das Bauteil muss so dimensioniert werden, dass es einen ausreichenden Sicherheitsabstand zwischen Beanspruchung und Widerstand bietet.
In der Vergangenheit wurde mit globalen Sicherheitsfaktoren gerechnet, die auf Erfahrungswerten und handwerklich bewährten Konstruktionen beruhten. Mit der Norm DIN 18008 wurde die Dimensionierung von Glas auf das Konzept der Teilsicherheitsbeiwerte (Teilsicherheitskonzept) umgestellt. Für andere Bauarten ist dieses Sicherheitskonzept durch die harmonisierten technischen Regeln der EU für die Tragwerksplanung von Bauwerken schon seit vielen Jahren normativ festgelegt (EUROCODES 0 bis 9 für Tragwerke aus Stahl- oder Spannbeton, für Stahlbauten, für Verbundtragwerke aus Stahl und Beton, für Holzbauten und für Mauerwerksbauten, siehe Normenreihe DIN EN 1990 bis 1999). Die Norm DIN 18008 ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer europäischen Bemessungsnorm für Glas im Bauwesen, bei der die Erfahrungen aus der Erarbeitung der DIN 18008 einfließen sollen.
Im Zuge der Überarbeitung der DIN 18008-1 wurde die Einführung einer Regel für den Einsatz von mehr Sicherheitsglas unter Brüstungshöhe diskutiert. Dies sollte unter anderem dem geänderten Baustil und dem zunehmenden Einsatz von großflächigen, geschosshohen Verglasungen Rechnung tragen. Denn beim Sturz in Verglasungen aus grob brechenden Glasarten kann es zu schweren Schnittverletzungen kommen. Sicherheitsglas unter Brüstungshöhe hat deshalb als Schutzziel bereits in einigen europäischen Nachbarländern Eingang in Regeln und Vorschriften gefunden, z. B.:
Je nach Lagerungsart und Neigung fordert die DIN 18008 Nachweise für die Grenzzustände von Gebrauchstauglichkeit, Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit.
Für die Auslegung einer Glaskonstruktion muss nicht nur die statisch erforderliche Glasart mit der notwendigen Glasdicke festgelegt werden, sondern es sind auch Nachweise gefordert, die das Tragverhalten bei einem Stoß (Stoßsicherheit) oder nach Glasbruch (Resttragfähigkeit) berücksichtigen.
Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
Grundsätzlich muss sowohl die Lagesicherheit als auch die Verhinderung des Versagens der Konstruktion durch Bruch nachgewiesen werden. Der Nachweis der ausreichenden Tragfähigkeit von Verglasungen erfolgt durch Nachweis der maximalen Hauptzugspannungen (= Auswirkung) an der Glasoberfläche. Die nachstehende Bedingung muss erfüllt sein:
Der Bemessungswert des Tragwiderstandes Rd wird aus der charakteristischen Biegezugfestigkeit fk der verwendeten Glasart, dem Beiwert kc zur Berücksichtigung der Art der Konstruktion und dem Materialteilsicherheitsbeiwert γm sowie ggf. (nur bei nicht vorgespannten Gläsern) dem Modifikationsbeiwert kmod für die Lasteinwirkungsdauer ermittelt.
Bemessungswert Auswirkung Ed ≤ Bemessungswert Tragwiderstand Rd
Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Gemäß DIN 18008-1 muss für den Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit nachstehende Bedingung erfüllt sein:
Nähere Angaben zu den Gebrauchstauglichkeitskriterien finden sich je nach Konstruktion in den Folgeteilen 2 bis 6 der Norm.
Bemessungswert Auswirkung Ed ≤ Bemessungswert Gebrauchstauglichkeitskriterium Cd
Nachweis der Resttragfähigkeit
Wegen der Sprödigkeit von Glas kann zusätzlich ein Nachweis der Resttragfähigkeit erforderlich sein. Gemäß DIN 18008-1 wird diese Anforderung erfüllt
Die Resttragfähigkeit hängt ab von der Art der Konstruktion, dem Schädigungsgrad und den zu berücksichtigenden Einflüssen. Die Folgeteile der Norm machen für den Nachweis Vorgaben in Abhängigkeit von der Verwendung.
Nachweis der Stoßsicherheit
Für Fälle, bei denen Personen auf oder gegen eine Verglasung fallen und bei Bruch der Scheiben abstürzen könnten, muss die Stoßsicherheit nachgewiesen werden (weicher Stoß). Dasselbe gilt, wenn herabfallende Gegenstände zum Bruch der Verglasung und zur Gefährdung von Personen führen könnten (harter Stoß).
Ein Nachweis der Stoßsicherheit wird bei absturzsichernden Verglasungen (siehe Absturzsichernde Verglasungen (DIN 18008-4)) und bei begehbaren Verglasungen (siehe Begehbare Verglasungen (DIN 18008-5)) benötigt. Ebenso ist er bei zu Instandhaltungszwecken betretbaren und durchsturzsicheren Verglasungen erforderlich (siehe Zu Instandhaltungsmaßnahmen betretbare Verglasungen und durchsturzsichere Verglasungen (DIN 18008-6)). Die Einzelheiten sind in den jeweiligen Normteilen geregelt.
Dieser Teil der Normenreihe DIN 18008 gilt in Verbindung mit DIN 18008-1 für Verglasungen, die entweder an mindestens zwei Seiten mit mechanischen Verbindungsmitteln (z. B. verschraubten Pressleisten, Glasleisten) gelagert sind, oder für Vertikalverglasungen, die an mindestens einer Seite mit ausreichender Einspanntiefe zur Sicherstellung einer Einspannung durchgehend linienförmig gelagert sind. Verglasungen mit zusätzlichen punktförmigen Halterungen (z. B. durch Randklemmhalter und/oder durch Glasbohrungen geführte Halterungen) werden in DIN 18008-3 geregelt. Für Verglasungen, die betreten, begangen oder befahren werden, die als Absturzsicherung oder Abschrankung dienen oder unter planmäßiger Flüssigkeitslast stehen (z. B. als Aquarienverglasung), sind weitere Anforderungen zu berücksichtigen.
Konstruktionsgrundsätze
Zulässige Glaserzeugnisse
(Siehe auch SANCO Information „Aktuelles zur DIN 18008 (Mai 2020) Sicherer Einsatz von ESG auch in großer Höhe“.)
Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
Für den Beiwert zur Berücksichtigung der Konstruktionsart bei der Ermittlung des Bemessungswerts für den Widerstand gegen Spannungsversagen gilt:
kc = 1,8 bei Gläsern ohne thermische Vorspannung
kc = 1,0 bei Gläsern mit thermischer Vorspannung
Mit Überarbeitung der DIN 18008-2 ist der (unter gewissen Vorgaben zulässige) Wegfall eines Nachweises für kleine Scheiben mit Flächen unter 1,6 m² gestrichen worden. Weil bei klimabedingtem Glasbruch von MIG bis 0,4 m² Fläche sowie unter bestimmten Randbedingungen auch noch bei MIG bis 2,0 m² mit geringen Schadensfolgen zu rechnen ist, kann stattdessen ein Nachweis unter stufenweise erleichterten Randbedingungen erfolgen. Zwar erhöht sich bei MIG aus thermisch nicht vorgespanntem Floatglas mit kurzen Kanten das Bruchrisiko durch Klimalasten, aber durch die neue Regelung kann bei kleinen MIG eine unwirtschaftliche Überdimensionierung vermieden werden.
(Siehe auch SANCO Information „Aktuelles zur DIN 18008 (Mai 2020) Glasbemessung für kleinformatige Mehrscheiben-Isoliergläser“.)
Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Allgemein gilt: Die Durchbiegungen der Glasscheiben sind zu begrenzen. Als Bemessungswert des Gebrauchstauglichkeitskriteriums ist im Allgemeinen Cd = L/100 anzusetzen (eventuell höhere Anforderungen der Isolierglas-Hersteller sind zu beachten).
Kein Nachweis ist bei Vertikalverglasungen erforderlich, wenn nachgewiesen wird, dass eine Mindestauflagerbreite von 5 mm infolg Sehnenverkürzung auch dann nicht unterschritten wird, wenn diese auf nur ein Auflager angesetzt wird.
Für weitergehende Erläuterungen wird auf das BF Merkblatt 021/2017 zur Gebrauchstauglichkeit linienförmig gelagerter Gläser verwiesen. Darin werden insbesondere die Durchbiegungsbegrenzung und der Zusammenhang von Durchbiegung und Dauerhaftigkeit von Isolierglas ausführlich dargestellt.
Nachweis der Resttragfähigkeit
Weitere konstruktive Vorgaben beziehen sich je nach Einbauneigung auf eine ausreichende Resttragfähigkeit.
Konstruktionsgrundsätze
Zulässige Glaserzeugnisse
Zusatzregeln für Horizontalverglasungen
Zusatzregeln für Vertikalverglasungen
Nachweise der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit
Nachweis der Resttragfähigkeit
Die Resttragfähigkeit der Glaskonstruktion muss nachgewiesen werden. Dieser Nachweis muss versuchstechnisch nach DIN 18008-1:2020-05, Anhang B, geführt werden. Für die in Anhang E aufgeführten Konstruktionen ist, alternativ zum versuchstechnischen Nachweis, die ausreichende Resttragfähigkeit nach DIN 18008-1:2020-05, Abschnitt B.1, nachgewiesen. Alternativ zu den vorstehend genannten Nachweisen dürfen geeignete konstruktive Maßnahmen (z. B. ausreichend dauerhaft tragfähige kleinmaschige Netze mit höchstens 40 mm Maschenweite) ergriffen werden, die sicherstellen, dass Verkehrsflächen nicht durch herabfallende Glasteile gefährdet werden.
Anwendungsbedingungen
Für die Anwendung der Bauart Ganzglasanlagen gelten folgende Bedingungen.
Glasprodukte
Die Einfachgläser müssen aus eine der D folgenden Bauprodukte bestehen:
Einbauhöhe
Die Oberkante der Ganzglasanlage ist D H ≤ 4 m über angrenzender Verkehrsfläche. ANMERKUNG: Verkehrsflächen im Sinne dieses Dokuments sind Flächen, die allgemein zum Begehen bestimmt sind.
Glasmaße und Glasdicken
Lagerung
Einwirkungen und Nachweise
Nachweis der Tragfähigkeit
Beim Nachweis der Tragfähigkeit dürfen folgende Vereinfachungen getroffen werden:
Nachweis der Gebrauchstauglichkeit
Die absturzsichernden Verglasungen werden je nach Konstruktionsart in drei Kategorien unterteilt:
Zulässige Glaserzeugnisse
Hinsichtlich der verwendbaren Glasarten von Kategorie A, B und C gelten folgende Anforderungen:
Abweichend von den Anforderungen in 4.3 der DIN 18008-4 gilt für Kategorie C1 und C2:
Anwendungsbedingungen
Kantenschutznachweis
Die Notwendigkeit eines Kantenschutzes ergibt sich aus den Nachweisen nach 6.2 und 6.3 der DIN 18008-4.
Der Kantenschutznachweis gilt als erfüllt, wenn alle zugänglichen Kanten von Verglasungen entweder durch die Lagerung (z. B. Pfosten, Riegel) oder dauerhaft ausreichend widerstandsfähige Kantenschutzprofile nach 5.2 der DIN 18008-4 oder direkt angrenzende Bauwerksteile (z. B. benachbarte Scheiben, Wände oder Decken) mit einem Abstand von nicht mehr als 30 mm sicher vor Stößen geschützt sind.
Bei Mehrscheiben-Isolierglas ist nur der Kantenschutz des VSG zu betrachten. Der Kantenschutznachweis gilt für Kategorie A1 und Kategorie C als erfüllt, wenn VSG-Gläser durch Tellerhalter nach DIN 18008-3 auch bei Glasbruch sicher in ihrer Lage gehalten werden.
Wirksamkeit von Kantenschutzprofilen
Verglasungen der Kategorie B
Einwirkungen und Nachweise
Es müssen jeweils die Nachweise für statische Einwirkungen und für stoßartige Einwirkungen geführt werden. Abhängig von der Kategorie und Erfüllung des Kantenschutznachweises müssen jeweils unterschiedliche Szenarien nachgewiesen werden. Eine grafische Darstellung der nachzuweisenden Szenarien ist in nachfolgenden Diagrammen zu finden.
Grenzzustand der Tragfähigkeit für statische Einwirkungen
Die ausreichende Tragfähigkeit von Glas muss nach DIN 18008-1:2020-05, 8.3, nachgewiesen werden. Für den Nachweis der Haltekonstruktion unter planmäßigen Lasten gelten die einschlägigen Regelwerke. Für die ständige/vorübergehende Bemessungssituation müssen die Verglasungen und der Handlauf im intakten (nicht gebrochenen) Zustand mit Einwirkungen entsprechend DIN EN 1990:2021-10, 6.4.3.2, nachgewiesen werden. Für die Situation nach einem außergewöhnlichen Ereignis müssen die Verglasungen für die außergewöhnliche Bemessungssituation mit Einwirkungen entsprechend DIN EN 1990:2021-10, 6.4.3.3, nachgewiesen werden. Die Nachweisführung ist abhängig von der Wirksamkeit eines Kantenschutzes.
Kantenschutznachweis erfüllt
Dabei ist davon auszugehen, dass die Glasscheibe auf der stoßzugewandten Seite gebrochen (und dementsprechend nichttragend) ist.
Bei Kategorie A wird die jeweils anzusetzende Belastung allein vom betrachteten Verglasungselement abgetragen.
Bei Kategorie B wird durch den benachbarte Glaselemente verbindenden Handlauf die Belastung auch auf das oder die benachbarten Verglasungselemente abgetragen, der Handlauf muss dafür nachgewiesen werden. Alternativ darf vereinfachend die Tragwirkung der benachbarten Elemente vernachlässigt werden, die Abtragung der horizontalen Nutzlast erfolgt in diesem Fall nur durch den Handlauf und die verbleibenden intakten Glasschichten.
Bei Kategorie A1 und C muss kein Nachweis für die außergewöhnliche Bemessungssituation geführt werden.
Kantenschutznachweis nicht erfüllt
Kategorie A und B: Es ist davon auszugehen, dass zwei der nicht geschützten Glasscheiben des VSG gebrochen (und dementsprechend nicht tragend) sind. Es ist dabei der Bruch der zwei äußeren Glasscheiben anzunehmen
Abhängig von der Kategorie stellen sich die Nachweise folgendermaßen dar:
Grenzzustand der Tragfähigkeit für stoßartige Einwirkungen
Für absturzsichernde Verglasungen muss stets der Nachweis der ausreichenden Tragfähigkeit unter stoßartigen Einwirkungen geführt werden. Dieser Nachweis darf für die Verglasungskonstruktion (Glasaufbau und unmittelbare Befestigung) experimentell nach Anhang A geführt werden. Alternativ darf der Nachweis des Glasaufbaus durch Einhaltung konstruktiver Bedingungen nach Anhang B oder rechnerisch nach Anhang C geführt werden und dabei muss der Nachweis der unmittelbaren Glasbefestigungen (z. B. Klemmleisten, Verschraubung, Halter usw.) nach Anhang D geführt werden.
Größenbeschränkung: Die Stoßsicherheit von Verglasungen, deren kleinste lichte Öffnungsweite zwischen hinreichend tragfähigen Bauteilen (z. B. massive Gebäudeteile, Pfosten, Riegel, vorgesetzte Kniestäbe usw.) höchstens 300 mm für Kategorie A bzw. 500 mm für die Kategorien B und C beträgt, muss nicht nachgewiesen werden. Die Vorgaben zu den nach 4.3 und 4.4 der DIN 18008-4 für die einzelnen Kategorien verwendbaren Glasarten sowie Lagerungsbedingungen bleiben hiervon unberührt.
Kantenschutznachweis erfüllt
Der Nachweis darf durch Prüfung der intakten Verglasung mit Pendelschlagversuch nach Anhang A oder rechnerisch nach Anhang C geführt werden. Alternativ darf der Nachweis durch Einhaltung konstruktiver Bedingungen nach Anhang B geführt werden.
Für Nachweisführung durch Pendelschlagversuch oder durch Berechnung muss die intakte Verglasung versuchstechnisch mit voller Fallhöhe bzw. rechnerisch mit 100 % der Basisenergie untersucht werden.
Für Kategorie A2, A3 und Kategorie B muss zusätzlich die Situation untersucht werden, dass die Glasscheibe auf der stoßzugewandten Seite gebrochen (und dementsprechend nichttragend) ist. Dafür muss die reduzierte höhe von 450 mm bzw. 50 % Basisenergie angesetzt werden.
Kantenschutznachweis nicht erfüllt
Zusätzlich zu den Nachweisen nach 6.3.2 der DIN 18008-4 ist davon auszugehen, dass zwei der nicht geschützten Glasscheiben des VSG gebrochen (und dementsprechend nicht tragend) sind. Es ist der Bruch der zwei äußeren Glasschichten anzunehmen. Dafür muss die reduzierte Fallhöhe von 100 mm bzw. 50 % Basisenergie angesetzt werden.
Zusatzbedingungen:
Zusatzbedingungen:
Konstruktionsgrundsätze
Zulässige Glaserzeugnisse
Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit
Der Grenzzustand der Tragfähigkeit muss sowohl für statische als auch für stoßartige Einwirkungen nachgewiesen werden.
Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Als Bemessungswert des Gebrauchstauglichkeitskriteriums ist im Allgemeinen Cd = L/200 anzusetzen.
Nachweis von Stoßsicherheit und Resttragfähigkeit
Allseitig linienförmig gelagerte, planmäßig begehbare Verglasungen mit nachgewiesener Stoßsicherheit und Resttragfähigkeit nach DIN 18008-5:
Zusatzbedingungen:
Konstruktionsgrundsätze
Zulässige Glaserzeugnisse
Erforderliche Nachweise
Die Einhaltung von Anforderungen an Tragfähigkeit, Stoßsicherheit und Resttragfähigkeit muss nachgewiesen werden. Zusätzliche Einwirkungen aus Wind Schnee und Eigengewicht sind zu berücksichtigen.
GLASDIMENSIONIERUNG IN DER ANWENDUNG