Die Scheiben eines Isolierglases können aus Ein- oder Verbundglasscheiben bestehen. Dabei können bis zu 3 Zwischenräume mit 4 Scheiben angesetzt werden. Die Lagerung kann über einfache Festlager, elastische Lageransätze, Punkthalter oder Klemmhalter erfolgen. Freie Ränder, an denen nur interne  Abstandhalter die Scheiben zusammenhalten, sind ebenso möglich.

Das Programm wurde speziell dafür entwickelt jede Scheibenform mit jeder beliebigen Lastkombination berechnen zu können:
  • Temperaturänderungen im Scheibenzwischenraum
  • barometrische Luftdruckänderungen
  • Luftdrücke im Scheibenzwischenraum
  • Höhenunterschiede
  • sowie alle weiteren Lasten aus Wind, Linien- oder Punktlasten,...

Temperaturänderungen

Scheint die Sonne, erhitzt sich das Gas im Zwischenraum und will sich ausdehnen. Dies führt zu einem Auswölben der Scheiben.

Bei kalter Jahrezeit zeigt sich hingegen der umgekehrte Effekt, dass die Scheiben sich zusammenziehen, wenn das Gas sich abkühlt.

Dieses Verhalten wird hier berücksichtigt und steht im Zusammenhang zur Situation bei der Produktion der Isolierglasscheiben (nach DIN 18008-1).

Die Winter Bedingung wird bezogen auf eine Produktion des Isolierglases bei 27°C mit einer minimalen Temperatur im Winter im Zwschenraum von 2°C. Somit wird ein Temperaturunterschied von -25°C angesetzt.

Die ungünstige Situation für den Sommerlastfall besteht aus einer Produktionstemperatur von 19°C mit einer maximalen Aufwärmung auf 38°C womit ein Temperaturunterschied von +19° entsteht.

Luftdruckänderungen

Die Luftdruckunterschiede werden nun in gleicher Weise ungünstig wirkend angesetzt.

Nimmt man als Bezugshöhe für den Winterlastfall eine Produktion (und damit das Einschließen dieses Zustandes im Zwischenraum) auf Meereshöhe von 990mbar an, so ergibt sich mit dem geforderten Druchunterschied von +40mbar eine maximale Änderung für den Sommer auf 1030mbar, der die Scheiben zusammendrücken wird.

Für den Sommerlastfall wird ein Druckunterschied von -20mbar gefordert. Geht man von einer Produktion im Winter bei 1030mbar aus, so ergibt sich im Sommer eine Luftdruckänderung auf 1010mbar.

Höhenunterschied

Hier wird der Höhenunterschied zwischen der Produktion des Isolierglases (Versiegelung) und der späteren Verwendung berücksichtigt. Wird das versiegelte Isolierglas höher eingesetzt (auch Transportweg), so ist auch diese Druckdifferenz zu berücksichtigen.

Für den Sommerlastfall wird dazu +600m verwendet, so dass der abnehmende Luftdruck zu einer weiteren Auswölbung der Scheiben führt.

Für den Winterlastfall wird -300m angesetzt, wenn die genauen Werte unbekannt sind und dieser Höhenunterschied möglich ist.

Für einen Produktionsort auf Meereshöhe:

Lastfall

Produktion

Installation

Druckunterscheid [mbar]

Temperatur- ­Unterschied

[°]

Bemerkung

Winter

Sommer

+27° / 990 mbar

 

Winter

+2° / 1030 mbar

+40

2-27= -25°

Isolierglas verformt sich nach innen

Sommer

Winter

+19° / 1030 mbar

Sommer

38° / 1010 mbar

-20

38-19 = 19°

Isolierglas verformt sich nach außen

Diese Lastenfälle werden in MEPLA wie folgt angesetzt:

Lastfall

Innendruck pi [N/mm²]

Außendruck pa [N/mm²]

Temperatur- ­unterschied ΔT

Höhenunterschied ΔH [m]

Winter

0.099

0.103

-25°

wenn tiefer eingebaut als produziert wurde

(ΔH = -300m Standard)
ΔH = 0m auf Meereshöhe, da tiefer nicht möglich

Sommer

0.103

0.101

+19

wenn höher eingebaut als produziert wurde

ΔH = 600m

Bedenken Sie bitte, dass der normale Außenluftdruck nicht Null sondern 1013mbar sind. Ein Luftdruck von 0 bar bedeutet Vakuum! Damit würde man Isolierglasscheiben im Weltall dimensionen - also z.B. für das SpaceShuttle.

Berechnungsmethode

Mepla berücksichtigt immer das reale physikalische Verhalten von Gasen, unter Ermittlung des tatsächlich geänderten Volumens, des Druckes und der Temperaturen, um den Gleichgewichtszustand zu ermitteln. Daher ist diese Methode auch für jede Scheibenform gültig.

Und das gilt auch, wenn keine Klimabelastung angesetzt wurde. Alle sich einstellenden Anteile aus den äußeren Lasten, den sich ergebenden neuen Innendrücken, sowie der Einfluss auf weitere Scheiben und Zwischenräume werden in den Gleichgewichtsbedingungen berücksichtigt. So können auch frei tragende Isolierglasränder angesetzt werden, wo nur ein Abstandhalter die Verbindung zwischen den Scheiben herstellt.

Dieses Verhalten wird noch komplexer, wenn zusätzlich noch nicht-linear geometrisches Verhalten, Punkthalter oder Kontaktbedingungen angesetzt werden, was alles zusammen möglich ist.