Die Schutzverglasung : eine wirksame Schutzmassnahme gegen die Korrosion an wertvollen Glasmalereien

Die Schutzverglasung : eine wirksame Schutzmassnahme

gegen die Korrosion an wertvollen Glasmalereien

Citation for published version (APA):

Oidtmann, S. J. C. (1994). Die Schutzverglasung : eine wirksame Schutzmassnahme gegen die Korrosion an

wertvollen Glasmalereien. Technische Universiteit Eindhoven. https://doi.org/10.6100/IR427994

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10.6100/IR427994

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Gepubliceerd: 01/01/1994

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eine wirksame SchutzmaBnahme

gegen die Korrosion

an wertvollen Glasmalereien

gegen die Korrosion an wertvollen Glasmalereien

PROEFSCH Rl FT

ter verkrijging van de graad van doctor aan de Technische Universiteit Eindhoven, op gezag van de Rector Magnificus, Prof. Dr. J. H. van Lint, voor een commissie aangewezen door het College van Dekanen in het openbaar te verdedingen op

dinsdag 6 december 1994 om 16.00 uur

door

Stefan Josef Christoph Oidtmann

geboren te Julich (D)

Prof. lr. J. Vorenkamp en

Prof. lr. N.A. Hendriks

Copromoter: Prof. Dr. E. Jagers (school voor hoger beroepsonderwijs Keulen)

CIP-GEGEVENS KONINKLIJKE BIBLIOTHEEK, DEN HAAG Oidtmann, Stefan

Die Schutzverglasung - eine wirksame SchutzmaBnahme gegen die Korrosion an wertvollen Glasmalereien I Stefan Oidtmann.- Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven

Proefschrift Eindhoven. - Met literatuuropgave. - Met samenvattingen in het Engels eri in het Nederlands.

ISBN 90-386-0344-4

Schlagworte: Schutzverglasung; Tauwasserbildung; Korrosion; Simulationsmodelle.

© 1994, Stefan Oidtmann

Die vorliegende wissenschaftliche Arbeit wurde ermoglicht durch die finanzielle

Unterstutzung des Bundesministeriums fur Forschung und Technologie (BMFT) der Bundesrepublik Deutschland und der Vereinigten Glaswerke Aachen {Vegla}.

Mein besonderer Dank gilt meinem Doktorvater Prof. lr. J. Vorenkamp, der die Entstehung der Arbeit mit groBem Interesse verfolgte, fur die Unterstutzung und die fruchtbaren Diskussionen, die positiven EinfluB auf den Fortgang der Arbeit hatten. lch mochte mich weiterhin bedanken bei Prof. lr. N.A. Hendriks, der die Arbeit kritisch begleitete und dadurch neue DenkanstoBe gab.

Ferner bin ich Frau Prof. Dr. E. Jagers, Prof. lr. E.L.J. Bancken und Prof. Dr. lr. G. Dijkstra, den Mitgliedern der Kernkommission, zu Dank verpflichtet, die die Entwurfsfassung dieser Arbeit gelesen und kommentiert haben. Dies gilt auch fUr die anderen Mitglieder der Prufungskommission Prof. Dr. lr. M.F.Th. Bax, Prof. lr. P.G.S. Rutten sowie insbesondere Dr. U.-D. Korn, der den AnstoB zur Bearbeitung dieser Thematik gab, und Dr. B.A.H.G. Jutte, der mich in wesentlichen Fragen bei der Durchtuhrung der ,in-situ"-Messungen

beriet und dessen Einsatz und Fursprache die Dissertation an der Technischen Universitat Eindhoven ermoglichten.

Besonderer Dank gilt lr. Henk Schellen fur seine konstruktive Zusammenarbeit, die sich nicht nur auf die Diskussionen und gemeinsamen Publikationen erstreckte, sondem auch auf seine maBgebliche Beteiligung an der Entwicklung der Rechenmodelle. Durch sein Interesse an der Thematik gelang es ihm, immer wieder Studenten wie Cellarette Eggel s-Hofman, Marcel van Aarle, Maurice van Essen und Branco Schot zur Mitarbeit an der Bearbeitung der Modelle zu bewegen.

Allen Mitarbeitern der Fachgruppe FAGO danke ich fUr lhr Wohlwollen, insbesondere Wim van der Ven, Jan Vermeulen, Jos van Schijndel und Louis Dings fur ihre technische

UnterstUtzung bei der Durchfuhrung der Messungen und vielen Dingen mehr.

Dank gilt auch den folgenden Pfarrgemeinden fUr ihre Zusammenarbeit und die Bereitstellung ihrer Kirchen, in denen die ,in-situ"-Messungen durchgetuhrt wurden: - Altenberg, Dom

- Breinig, St. Barbara - Keyenberg, Heilig Kreuz

- Kloster Neuendorf, Klosterkirche

- Mln,Dom - Lamersdorf, St. Cornelius - Marburg, Elisabethkirche - Monchengladbach, Munsterkirche - Monchengladbach-Hardt, St. Nikolaus - Monchengladbach-Hermges, St. Josef - Rheydt-Giesenkirchen, St. Gereon

Bedanken mochte ich mich bei den Werkstatten fUr Glasmalerei und Restaurierung Dr. H. Oidtmann in Linnich, insbesondere bei meinem Vater Ludovikus Oidtmann und meinem Onkel Friedrich Oidtmann, die mich von meiner Tatigkeit in der Werkstatt zeitweise

frei-stellten und dadurch die Moglichkeit gaben, mich dieser Thematik zu widmen. Dank gilt auch meinem Cousin Heinrich Oidtmann fUr sein Interesse und seine UnterstOtzung, indem er mir in der Endphase der Dissertation viele Aufgaben in der Werkstatt abnahm.

Auch den Mitarbeitern der Werkstatt, besonders dem Ieider inzwischen verstorbenen Hermann Dahmen, sei an dieser Stelle Dank gesagt fOr ihr Verstandnis und ihre positive Anteilnahme.

Zuletzt mochte ich mich bei meinen Freunden und meiner Familia fUr ihr Verstandnis und ihre Aufmunterungen bedanken, insbesondere bei meinen Schwestern Birgit und Elisabeth tor das Korrekturlesen der Endfassung.

Vor allem aber bin ich meiner Frau Bettina zu groBem Dank verpflichtet tor die zahlreichen Hilfestellungen, tor ihr EinfOhlungsvermogen und ihre moralische UnterstOtzung.

lnhaltsverzeichnis

Vorwort

lnhaltsverzeichnis

Symbolliste

I. Einleitung und Problemstellung II. Grundlagen

A. Glas, Bemalung und Schadan

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Geschichte des Glases

Struktur und Eigenschaften des Glases 2.1 Struktur des Glases

2.2 Chemische Bestandigkeit- Korrosion 2.3 Optische Eigenschaften

2.4 Warmeverhalten von Glas 2.5 Mechanische Eigenschaften

Herstellung des Glases

3.1 Bestandteile des Gemenges 3.2 Zusammensetzung des Gemenges 3.3 SchmelzprozeB

3.4 Einteilung der Glaser

3.5 Zusammensetzung historischer Glaser Bemaltes Glas - Glasgemalde

4.1 Geschichtliche Entwicklung des Glasgemaldes 4.2 Herstellung eines Glasgemaldes

4.3 Glasmalfarben 4.4 Maltechnik 4.5 Brenntechnik Schad en

5.1 Schadensbilder 5.2 Ursachen der Schaden Literatur

B. AuBenschutzverglasung

1. 2.

SchutzmaBnahmen tor historische Fenster Die Schutzverglasung

2.1 Geschichtliche Entwicklung der Schutzverglasung 2.2 Schutzverglasungskonzepte

2.2.1 Beluftungssysteme 2.2.2 Konstruktionsvarianten

2.2.3 Gestaltung der Schutzverglasung

Ill VII 5 5 5 7 7 9 11 11 11 12 12 14 14 14 15 17 17 17 18 19 19 20 20 24 26 28 28 29 29 30 30 31 33

3. Oberprufung vorhandener Schutzverglasungen 38

3.1 Messungen 38

3.2 Glassensoren 41

3.3 Sonstige Untersuchungen _~2

4. Erfassen von Schutzverglasungen 44

4.1 Zeichnerische Bestandsaufnahme 44

4.2 Fragenkatalog und Datenbank 45

5. Literatur 47

c.

Bauphysikalische Aspekte 48 1 . Einleitung 48 2. Theorie 50 2.1 Warme 50 2.2 Feuchte 52 3. Physikalische Modelle 54 3.1 Fenstermodell 54 3.1.1 Modellbeschreibung 54

3.1.2 FluBdiagramm des Fenstermodells 60

3.1.3 Parameterstudie 63

3.2 Kirchraummodell 64

3.2.1 Modellbeschreibung 65

3.2.2 FluBdiagramm des Kirchraummodells 76

4. Literatur 80

Ill. Bauphysikalische Messungen 81

1. Einleitung 81

2. Messungen in dar Klimakammer 81

2.1 Die MeBaufstellungen in der ,hot-box" 82

2.2 Das MeBprogramm 88

2.3 Die MeBapparatur 89

3. Messungen in den Kirchen 91

3.1 Auswahl der MeBobjekte 91

3.2 Beschreibung der MeBobjekte 97

3.2.1 Keyenberg, Heilig Kreuz 97

3.2.2 Kloster Neuendorf 100

3.2.3 Koln, Dom 102

3.3 Die MeBprogramme 105

3.3.1 Das allgemeine MeBprogramm 105

3.3.2 Das spezielle MeBprogramm tor Keyenberg 106

3.4 Die MeBapparatur 106

3.4.1 Die allgemeine MeBapparatur 106

3.4.2 Die MeBapparatur fur Keyenberg 107

3.5 Die Glassensorstudie 108

3.6 Die Schadstoffmessungen 109

4. Ventilationsgradmessungen 110

4.1 MeBaufstellung und MeBprogramm 110

4.2 Die MeBapparatur 111

IV.

Auswertung der Labor-Messungen

113

1.

Auswertung der Parameterstudie

113

1.1

Ergebnisse

113

1.2

SchluBfolgerung

119

2.

Auswertung der Warmeschutzglas-Studie

123

2.1

Ergebnisse

123

2.2

SchluBfolgerung

126

3.

Literatur

126

v.

Anwendung der Rechenmodelle

127

1

.

Das Fenstermodell

127

1.1

Ergebnisse der ,hot-box/cold-box"-Messungen

127

1.2

Ergebnisse der ,in situ"-Messungen in Keyenberg

135

2.

Das Temperatur- und Feuchtemodell

137

2.1

Einfache OberprDfung

137

2.2

OberprOfung einer beheizten und unbeheizten Kirche

140

3.

Simulation verschiedener Parameter

146

3.1

Beheizte Kirche - Unbeheizte Kirche

147

3.2

lnnenbeiOftung - AuBenbeiOftung

149

3.3

Orientierung des Fensters

152

3.4

Hygroskopische Materialien

153

3.5

Ventilationsgrad der Kirche

153

4.

SchluBfolgerungen

156

5.

Literatur

157

VI.

Auswertung der Praxis-Messungen

159

1.

Beurteilung der einzelnen MeBstationen

160

1.1

Altenberg, Dom

160

1.2

Breinig, St. Barbara

162

1.3

Keyenberg, Heilig Kreuz

163

1.4

Kloster Neuendorf, Klosterkirche

167

1.5

Koln, Dom

169

1.6

Lamersdorf, St. Cornelius

174

1.7

Marburg, Elisabethkirche

175

1.8

Monchengladbach, MOnsterkirche

177

1.9

Monchengladbach-Hardt, St. Nikolaus

178

1.10

Monchengladbach-Hermges, St.Josef

180

1.11

Rheydt-Giesenkirchen, St. Gereon

181

2.

Vergleich der MeBstationen unter verschiedenen Aspekten

183

2.1

Beheizung der Kirche

183

2.2

BeiOftungssysteme

187

2.3

Orientierung der Fenster

191

2.4

Konstruktionsdetails

195

3.

SchluBfolgerung

197

VII. SchluBfolgerung und Ausblick

Zusammenfassung

Summary

Samenvatting

Appendix

A. Oberprufung vorhandener Schutzverglasungen B. Konstruktionszeichnungen

C. Bestandsaufnahme

D. Beschreibung der MeBobjekte

E. Zusammenhang dimensionsloser Zahlen F. Auswertung der Praxismessungen (Grafiken)

Lebenslauf

201

203

204

205

207

207

217

223

235

241

245

255

Symbolliste

Symbol Physikalische GroBe Einheit

a Temperaturleitfahigkeit m•/s

A Flache, Oberflache m2

b Breite des Spaltes m

c absolute Luftfeuchtigkeit g/m3

c. Wasserdampfsattigungskonzentration g/m3

Co spezifische Warme bei konstantem Druck J/kgK

c

Warmekapazitat J/K

c

Konzentration kg/m3

d Tiefe des Spaltes m

dh hydraulischer Durchmesser m

D Diffusionskoeffizient tor Wasserdampf m2/s

f Temperaturtaktor

-FG Formfaktor

-9 Gravitationsbeschleunigung m/s2

G Wasserdampfabgabe an die Glasoberflache kg/s

h Hohe der BeiOftungsoffnung m

H Hohe des Spaltes m

k, Konstante tor Spaltluft-Warmestromdichte W/m2

K

L latente (verborgene) Warme kJ/kg

m Masse kg

m

Massestrom kg/s n Luftwechselzahl 1/s p Wasserdampfpartialdruck Pa

P

•

Wasserdampfsattigungsdruck Pa p Druck Pa q Warmestromdichte W/m2 Q Warmestrom

w

R relative Gaskonstante J/kgK

R spezifischer Warmewiderstand einer Materialschicht m2KIW

Rw Widerstandsdruck Pa t Zeit s T Temperatur K v Luftgeschwindigkeit m/s

v

Volumen m3

v

Volumenstrom m3/s X Platzkoordinate m

X absoluter Feuchtegehalt der Luft kg/kg(lrod<OML.uft)

Dimensionslose Zahlen

Symbol Physikalische GroBe

Fo Fourierzahl Le Lewiszahl Nu Nusseltzahl Pr Prandtlzahl Re Reynoldszahl Sc Schmidtzahl

Griechische Symbole

Symbol Physikalische GroBe Einheit

a Wiirmeubergangskoeffizient Wlm2

K

a. Wiirmeubergangskoeffizient fUr Strahlung Wlm2K

f) Wasserdamptubergangskoeffizient slm

B Diffusionsleitkoeffizient fUr Wasserdampf m2_ls

E Emissionskoeffizient

-1) Dynamische Viskositiit kg/ms

e

Temperatur

oc

A Wiirmeleitkoeffizient WlmK A Reibungszahl

-IL Diffusionswiderstandszahl

-v Kinematische Viskositiit m2_ls ~ Widerstandsfaktor

-~ Tangens an die hygroskopische Kurve

-p Dichte kglm3 p Reflexionsgrad

-(J' Stefan-Boltzmann-Konstante Wlm2K4 T Transmissionsgrad

-T Schubspannung Nlm2 <!> Wiirmestrom

w

<f> Massestrom kgls <f> Relative Feuchtigkeit % Indices Symbol Bedeutung 1 Schutzglas 2 Originalglas a Absorption c Konvektion

c1 Konvektion zum Schutzglas

c2 Konvektion vom Originalglas

d Dampf

e auBen

fie fiktiv angenommene Temperatur

h Himmel

i innen

I Luft

lm Luft in der Mitte des Segments

11 Luft am Eingang des Segments

12 Luft am Ausgang des Segments

s Strahlung

ein I Eintritt Eingang des Spaltes

aus I Austritt Ausgang des Spaltes

oben Beluftungsoffnung oben

unten Beluftungsoffnung unten

sp Spalt

Seit Beginn dieses Jahrhunderts beobachtet man bei sehr vielen mittelalterlichen Glas-gemalden eine zunehmende Zerstorung ihres Erscheinungsbildes, wahrend sich dieselben Glasmalereien in den fri.iheren Jahrhunderten kaum verandert haben. Dieser ,Zerstorungs-prozeB" scheint sich standig zu beschleunigen, so daB innerhalb der nachsten Jahrzehnte der Verlust vieler Glasmalereien zu befurchten ist.

Zustandsvergleiche zwischen den schon seit langerer Zeit museal aufbewahrten und den ,in situ" befindlichen mittelalterlichen Glasmalereien zeigen dies deutlich. lnzwischen hat man festgestellt, daB nicht nur die mittelalterlichen Glasmalereien von diesem Zerfall betrof-fen sind, sondern ebenso ein Teil der Scheiben des 19. Jahrhunderts.

Dies deutet darauf hin, daB Umweltfaktoren als entscheidende Ursachen fUr die katastro-phalen Schadan an den Glasgemalden anzusehen sind. Begunstigt wird diese Entwicklung durch die nati.irliche Alterung, mangelnde Pflege, unsachgemaBe Restaurierungen, Einbau von Heizungen und die damit verbundene Zunahme der Tauwasserbildung auf der Glas-oberflache.

Die Verwitterung (Korrosion) des Glases hangt von der chemischen Zusammensetzung der einzelnen Glaser und deren Bestandigkeit gegenuber waBrigen Losungen und feuchten Atmospharen ab.

Niederschlag, Schwitzwasser und hohe Luftfeuchtigkeit fi.ihren zur chemischen Auslaugung der Glasoberflache. Dabei reagieren die in der Luft vorhandenen aggressiven Gase, vor-nehmlich Schwefeldioxid (802), mit den ausgelaugten Bestandteilen zu den

entsprechen-den Verbindungen, die sich als Korrosionskrusten (Wetterstein) auf der Glasoberflache ablagern.

Die Korrosion des Glases muB somit als ein Zusammenwirken verschiedener chemischer und physikalischer Prozesse angesehen warden.

Chemische Prozesse

Physikalische Prozesse

Es hat schon viele Versuche gegeben, die katastrophale Entwicklung aufzuhalten, um die kostbaren historischen Glasgemalde fUr die nachfolgenden Generationen zu erhalten und zu sichern.

Da die Glasgemalde als Bestandteile der Kirchengebaude und ihrer Architektur anzusehen sind, sollten sie grundsatzlich an dem Platz verbleiben, fUr den sie geschaffen wurden. Die Aufbewahrung der gefahrdeten Glasmalereien in Museen erscheint nur in Einzelfallen und auch nur dann sinnvoll, wenn es sich um Einzelscheiben bzw. kleine und/oder auBerst bedeutende Fenster handelt. lm Normalfall wird man bei dieser Methode zur Erhaltung der wertvollen Glasgemalde auf groBe Schwierigkeiten stoBen, da man z.B. kein Museum von den AusmaBen des Kainer Domes errichten wurde.

Diese Austuhrungen zeigen, daB es notwendig ist, eine andere Schutzmoglichkeit zu ent-wickeln; die auch aus denkmalpflegerischer Sicht in bezug auf die Konservierung alter Glasmalereien zu vertreten ist. Eine Losung dieses Problems erfordert die Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachbereiche, da es sich um eine multidisziplinare Aufgabenstellung han-delt.

In den letzten Jahrzehnten wurden verschiedene Schutzkonzepte entwickelt und mit unter-schiedlichem Erfolg getestet.

Eine der wirksamsten Methoden, das kostbare Glas zu schutzen, ist nach heutigen Er

-kenntnissen in der Fachwelt der Einbau einer AuBenschutzverglasung. Sie schafft die fUr die bedrohten Glasgemalde notwendige ,quasi museale Aufbewahrung in situ". Durch den Einbau einer Schutzverglasung schutzt man das Originalglas vor dem direkten Kontakt mit der AuBenbewetterung.

lm Expertenkreis ist es allgemein bekannt, daB der Spalt zwischen den Verglasungen beluf-tet warden muB. Dabei bestehen zwei grundsatzlich verschiedene Auffassungen bezuglich des Beluftungssystems: die Beluftung des Spaltes mit AuBenluft und die lnnenbeluftung. In England wurde auf Grund von Messungen relativer Feuchte, Oberflachentemperaturen und Tauwassermengen die Auffassung vertreten, daB eine Beluftung mit AuBenluft den Vor-zug verdient. Die Experten in Deutschland, Osterreich, der Schweiz und den Niederlanden sind jedoch der Meinung, daB eine lnnenbeluftung erforderlich ist. Dies bestatigen die Mes-sungen in den Niederlanden und in Deutschland.

SchlieBiich wird auch noch die Auffassung vertreten, daB vollig auf eine Beluftung zwischen Schutzverglasung und Originalscheiben verzichtet werden kann.

Die Problematik der AuBenschutzverglasung zeigt sich darin, daB bei den unterschiedlichen Beluftungssystemen verschiedene Konstruktionsvarianten existieren, da die Situation an den einzelnen Bauwerken unterschiedlich ist und oft nur ein bestimmtes Konstruktions-system zulaBt.

Obwohl seit Jahrzehnten AuBenschutzverglasungen in den unterschiedlichsten Konstruk-tionsvarianten ausgefuhrt werden, beschranken sich klimatechnische und naturwissen

-schaftliche Arbeiten zur erreichten Schutzwirkung bisher auf wenige Einzelfalle. Es fehlt

Konstruktionen, der resultierenden mikroklimatischen Verhaltnisse hinter den AuBenschutz-verglasungen sowie der verbleibenden korrosiven Belastungen an den historischen Origi-nalfenstern eine Basis fur weiterfiihrende Forschungen schafft.

Der Einbau einer Schutzverglasung kann unter Umstanden dazu fiihren, daB die Tauwas-serbildung auf der Glasoberflache nicht verhindert, sondern sogar begiinstigt und dadurch die Zerstorung der Glasmalereien beschleunigt wird. Es ist deshalb von groBer Bedeutung, diesem ProzeB mit seinen negativen Folgen entgegenzuwirken. Eine Moglichkeit, die Tau-wasserbildung auf der Glasoberflache zu verringern, besteht darin, den Spalt zwischen den beiden Verglasungen in der richtigen Weise zu beliiften.

Um die genaue Wirkungsweise der einzelnen Schutzverglasungssysteme erkennen zu konnen, wurden im Rahmen dieser Arbeit umfangreiche klimatechnische Messungen an unterschiedlichen Konstruktionssystemen in der Klimakammer der Technischen Universitat Eindhoven und in verschiedenen Kirchen durchgefiihrt. Die Entwicklung von Computer-modellen dient dazu, die Tauwasserbildung an den Fenstern vorherzusagen. Die Ober-priifung dieser Rechenmodelle erfolgte mit Hilfe der bereits erwahnten Messungen.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen die wissenschaftlichen und technischen Voraussetzungen fUr die Praxis schaffen, damit fUr die jeweilige Situation die optimale Schutzverglasungskonstruktion ausgewahlt werden kann.

Kapitelll

Grundlagen

Die Erhaltung von Glasmalereien, die Erarbeitung von Schutzkonzepten gegen die Korro-sion des Glases ist, wie bereits in der Einleitung erwahnt, eine multidisziplinare Aufgabe, an der verschiedene Fachdisziplinen wie Denkmalpflege, Naturwissenschaften und Restaurie-rung beteiligt sind. Um allen lnteressenten die Gesamtproblematik Ieichter verstandlich zu machen, werden in diesem Kapitel die Grundlagen und Aufgaben der einze\nen Fachberei-che erlautert:

Das Unterkapitel ,Gias, Bemalung und Schaden" beschaftigt sich mit dem Werkstoff Glas,

den es zu schOtzen gilt. Neben der Geschichte des Glases werden lnformationen gegeben Ober die Eigenschaften des Glases, die Herstellung des mundgeblasenen Glases, die Anfer-tigung von Glasgemalden sowie· Ober die bekannten Schaden an Glasgemalden und deren Ursachen.

lm zweiten Unterkapitel ,AuBenschutzverglasung" wird zuerst die geschichtliche Entwick-lung der Schutzverglasung aufgezeigt. Danach wird ein Oberblick Ober die bereits vorlie-genden Untersuchungen und die daraus resultierenden Ergebnisse gegeben, sowie die systematische Erfassung von vorhandenen Schutzverglasungen dargestellt.

Das dritte Unterkapitel ,Bauphysikalische Aspekte" erlautert nach der Beschreibung der wichtigen physikalischen EinfluBgroBen - der Warme und der Feuchte - die im Rahmen der Arbeit entwickelten Rechenmodelle, das Fenstermodell und das Kirchraummodell.

A. Glas, Bemalung und Schaden

1 . Geschichte des Glases

Glas existierte bereits lange Zeit vor den ersten primitiven Glasformungsversuchen der Menschen in Form von Naturglasern, den sogenannten Obsidianen, die in den Gluten vul-kanischer AusbrOche durch Zusammenschmelzen von Kieselsaure und Erdalkalien entstan-den.

Aus welcher Zeit die ersten von Menschenhand geschaffenen Glaserzeugnisse stammen,

ist umstritten, aber anhand der bisherigen Erkenntnisse ist das Glas a\s Schmuckgegen -stand seit ca. 3000 v.Chr. in Mesopotamian und Agypten nachweisbar. Die Kunst der Glas-formung wurde im Verlauf der Jahrhunderte standig weiterentwicke\t, so daB neben Schmuck auch HohlgefaBe entstanden. Voraussichtlich im 1. Jh. v. Chr. erfanden die Pho-nizier die Glasmacherpfeife. Mit Hilfe der Blastechnik wurde die Glasformung vereinfacht, so daB neue Formen und GraBen entstanden. Um die Zeitwende trat eine weitere Verwen

-dungsmoglichkeit des Glases durch die Herstellung von Flachglas in den Vordergrund: ein lichtdurchlassiger RaumabschluB in der Architektur.

Anfangs wurde das Glas als FensterabschluB in Thermen verwendet. Das alteste verglaste Fenster, ein Bronzerahmen mit vier kleinen, 13 mm dicken Scheiben, stammt aus den Forumsthermen von Pompeji (60 v.Chr.). Diese frOhen romischen Fensterglaser wurden wahrscheinlich auf fo\gende Weise hergestellt: Die zahfiOssige Glasmasse wurde mit einer SchOpfkelle auf eine glatte Unterlage gegossen und dann vom G\asmacher moglichst eben verstrichen. Um die Sichtbehinderung durch die Mattierung soweit wie moglich zu behe

-ben, wurden die Scheiben teilweise zusatzlich poliert.

Die groBe Zahl der Glasfunde bezeugt, daB dieses Verfahren der Glasherstellung bis ins 5. Jh. n. Chr. angewandt wurde, obwohl durch das Blasverfahren ein qualitativ besseres

Glas hergestellt werden konnte. Das Festhalten am alten Verfahren findet seine Begri.in-dung vermutlich darin, daB hierdurch Glaser von gr6Beren Abmessungen gefertigt werden konnten.

Ab dem 5. Jh. n. Chr. setzte sich das Zylinder-Bias-Verfahren endgi.iltig durch, bei dem eine Glastafel hergestellt wurde, die auf beiden Seiten eine weitgehend glatte Oberflache auf-wies. lm Verlauf der Jahrhunderte wurde das Verfahren standig verbessert; es entspricht heute noch weitgehend der Herstellungsart, die in der Schedula des Monches Theophilus [31 ;38;39] beschrieben wurde. Aus diesem Grund soli das derzeit praktizierte Verfahren, nach dem das sogenannte Echtantikglas hergestellt wird, etwas genauer beschrieben und in Abb. 1.1 dargestellt werden:

Der Glasmacher nimmt mit Hilfe der Glasmacherpfeife (a) eine kleine Menge Glas aus dem Hafen, indem er den Kopf der Pfeife (Nabel) in die Glasschmelze taucht. Zuerst blast er eine kleine Kugel (b), die er wiederum in den Hafen halt, urn sie mit einer weiteren Glasschicht zu i.iberziehen. Diese Tatigkeit muB er so oft wiederholen, bis er genugend Glasmasse auf der Kugel hat. Durch standiges Blasen, Schwenken und Formen entsteht ein langlicher Glaskol-ben (c). Diesen reibt der Glasmacher zwischenzeitlich in einer ,gezahnten" Eisenmulde, dem sogenannten Hobel, wodurch die Schlieren entstehen, die tor das Echtantikglas so charakteristisch sind.

'o

_b)

a)

h) _k)

Abb. 1.1: Fertigung des Echtantikglases (37)

Danach setzt der Glasmacher eine kleine Menge heiBe Glasmasse auf die untere Wolbung des Kolbens (d). Der Glaskolben ist bereits erstarrt, nur der Klumpen Glas ist noch weich. Wenn der Glasmacher nun den Kolben in den Ofen hebt und dabei das MundstOck der Pfeife zuhalt, sprengt die eingeschlossene und in der Hitze sich ausdehnende Luft den Kol-ben an der schwachsten Stelle, d. h. dort wo der weiche Klumpen Glas sitzt, mit horbarem Knall (e). Mit einer Schere wird die Ottnung groB und glatt ausgeschnitten (f). Das offene Kolbenende wird gerade gerichtet. Der Glasmacher legt die Pfeife auf eine Gabel. Wahrend er die Pfeife dreht, wird in die ge6ffnete Seite des Kolbens ein Metal/stab hineingehalten, so daB sich durch das Rotieren der Kolben kreisrund offnet (g). Dabei entsteht auf der lnnen-seite des Kolbens auch ein Hobel. In die Ottnung greift der Glasmacher dann mit einer Spe-zialzange und sprengt die Pfeife ab und offnet auch hier in der oben beschriebenen Weise die Ottnung kreisrund (h). Der Zylinder wird im KOhlofen getempert. Dann wird er der Lange nach aufgeschnitten oder aufgesprengt und kommt in den Streckofen. Der zusammensin-kende Zylinder wird mit Hilfe von Eisenstangen auseinandergefaltet (i) und anschlieBend mit langstieligen, wassergetrankten Holzrakeln flachgebOgelt (k). AbschlieBend wird die so ent-standene Glastafel im KOhlofen getempert, wobei das Glas nochmals bis zum Erwei-chungspunkt erwarmt wird, damit sich die Spannungen auflosen.

lm 14. Jh. entwickelten sich aus dem Zylinder-Bias-Verfahren die Herstellung der Butzen-scheiben und das Mondglas-Verfahren als neue Produktionsmethoden. lm 17. Jh. kam als weitere Variante noch die Herstellung der Tellerscheiben hinzu.

Ende des 17. Jh. besann sich der Franzese de Nehou historischer Produktionsformen und verbesserte das seit dem 5. Jh. kaum noch angewandte GuB-Verfahren. Er konstruierte einen GuBtisch, auf den er die Glasmasse ausgoB, aber dann nicht verstrich, sondern mit Hilfe einer Walze glattbOgelte. Die Oberflachen der gegossenen Platte wurden anschlieBend poliert. Somit war ein Glas entstanden, das sowohl in den Abmessungen als auch in der Qualitat dem zylindergeblasenen Glas Oberlegen war. Die hohen Herstellungskosten verhin-derten aber anfangs eine weite Verbreitung. Das GieB-Walz-Verfahren erlangte seinen Durchbruch erst im 19. Jh. nach der Entwicklung des Wanneofens, da es nun moglich war,

das Glas in Masse zu produzieren.

1900 entwickelte Sievers das maschinelle Zylinder-Bias-Verfahren. Durch das Aufblasen des Zylinders mit PreBiuft erhielt man wesentlich gr6Bere Glastafeln als beim traditionell hergestellten mundgeblasenen Glas, aber das Verfahren hatte keine Zukunftschancen, da die Qualitat des Glases nachlieB, der Energieverbrauch sehr hoch war und auBerdem noch ein erhohter Glasbruch hinzukam. Zu Beginn dieses Jahrhunderts entwickelten der Belgier Fourcault und der Amerikaner Colburn zwei weitere Verfahren. Es gelang ihnen, das Glas direkt aus der Wanne zu ziehen. Da das Glas unmittelbar der giOhenden Masse entnommen wurde, hatte es eine feuerblanke Oberflache. Die so entstandenen Scheiben werden Zieh-glas genannt. Dieses Verfahren loste nun endgOitig das Zylinder-Bias-Verfahren ab, wurde aber selbst schon Anfang der 70er Jahre dieses Jahrhunderts durch das Floatglasverfahren abgelost, bei dem das Glas aus der Schmelze auf ein Metallband (Fioatband) aus geschmolzenem Zinn lauft und sich ausbreitet.

Die Verwendung von Glas findet in der heutigen Zeit, besonders in der Architektur, standig neue Anwendungsmoglichkeiten. Glas ist durch seine Durchsichtigkeit, seine Harte, seinen Glanz, seine weitgehende chemische Bestandigkeit und seine fast unbegrenzte Formbar-keit ein ,historischer" Werkstoff mit Zukunft. Auf neue Entwicklungen und Verwendungs-zwecke kann hier jedoch nicht naher eingegangen werden.

Es bestehen auch heute noch einige GlashOtten, die Flachglas nach den traditionellen Zylinder-Bias-Verfahren herstellen. Sie produzieren die Flachglaser, die von den Glasmale

-rei-Werkstatten tor die Anfertigung kOnstlerischer Verglasungen benotigt werden. Die frOhe-ren ,Fehler" des Glases, wie Blasen, SchliefrOhe-ren und Schattierungen, die dem Glas ihfrOhe-ren Charakter geben, werden teilweise sogar absichtlich eingebracht.

2. Struktur und Eigenschaften des Glases 2.1 Struktur des Glases

Glas ist ein fester, in seiner Oberwiegenden Masse nichtkristalliner, sproder anorganischer Werkstoff. lm Vergleich zu einem kristallinen Stoff besitzt das Glas keinen definierten Schmelz- und Erstarrungspunkt, sondern geht allmahlich, d.h. ohne sprunghafte Anderung der Eigenschaften, in einen anderen Aggregatzustand Ober.

Die Vorstellungen uber die Struktur des Glases beruhen heute im wesentlichen auf der Theorie von Zachariasen und Warren [34], der sogenannten Netzwerkhypothese. Danach wird das nur aus einer Komponente bestehende Quarzglas von [Si04]-Tetraedern gebildet, die uber Sauerstoff-Brucken miteinander verbunden sind.

a) Quarzkristall b) Quarzglas c) Natriumsilikatglas

Abb. 2.1: Strukturmodelle (nach Zachariasen und Warren) [19]

Wahrend diese Netzwerkbildner (Si0₄-Einheiten) im Quarzkristall regelmaBig angeordnet sind, liegen sie im Glas als unregelmaBiges Netzwerk vor, wie in Abb. 2.1 zu erkennen ist. Das Fensterglas besteht aber im allgemeinen nicht nur aus den Netzwerkbildnern, sondern auch aus einem oder mehreren Netzwerkwandlern (Kap. II.A.3.1 ). Netzwerkbildner sind neben dem Silicium auch seltener Germanium (Ge), Bor (B), Arsen (As) und Phosphor (P), Netzwerkwandler sind die Oxide der Alkalien und Erdalkalien. Der EinfluB der Netzwerk-wandler auf die Struktur des Glases ist an folgendem Beispiel erkennbar:

=Si-0-Si= + Na-0-Na -. =Si-0-Na + Na-0-Si== (2.1)

Durch den Einbau der Netzwerkwandler wird das Netzwerk aufgespalten und anstelle der =Si-0-Si=-Bindung tritt zum Teil die schwachere Bindung Ober Alkali- und Erdalkaliionen (Abb. 2.1 c) Die meisten Eigenschatten der Alkali-Silicatglaser erklaren sich aus der Auf-spaltung des Netzwerks, die sich in der Schwachung der Glasstruktur bemerkbar macht. lm Vergleich zum Quarzkristall andern sich die folgenden Eigenschatten: die Erweichungs-temperatur wird erniedrigt, die mechanische Festigkeit verringert, der Ausdehnungskoef-fizient erhoht und die chemische Bestandigkeit vermindert.

Der Schwachungsgrad, den das Silicat-Netzwerk durch den Einbau der Netzwerkwandler erfahrt, hi:ingt sowohl von der Menge als auch von der Art der lonen ab. Je hoher der Alkali -gehalt eines Glases, desto niedriger ist z.B. sein Erweichungspunkt und seine chemische Bestandigkeit. Der Einbau der groBeren und schwacher gebundenen Kaliumionen Iockert die Struktur des Netzwerkes starker als die Natriumionen.

Es gibt also eine Vielzahl von Elementen, die das Glasnetzwerk verschieden stark schwa-chen, aber auch andere, die die Glasstruktur verstarken und damit wiederum eine Ver -festigung und damit Verbesserung der chemischen BesUindigkeit bewirken (Kap. II.A.3.5).

2.2 Chemische Bestandigkeit - Korrosion

Die Eigenschaft des Glases, gegen Umwelteinfli.isse zu widerstehen, bezeichnet man als chemische Bestandigkeit, die Zerstorung des Glases als Verwitterung oder Korrosion. Unter Glaskorrosion versteht man einerseits den Angriff von Wasser und waBrigen Losungen auf die Glasoberflache, andererseits aber auch die komplexen Reaktionen bei der Wechselwir-kung mit der Atmosphare (Luftfeuchtigkeit, Schadgase usw.).

lm wesentlichen laufen dabei zwei sich gegenseitig beeinflussende Reaktionsmechanismen ab, die Netzwerkauflosung und die Auslaugung in Form von lonenaustausch-Prozessen

[35].

Als Auflosung bezeichnet man die zwar geringe, aber doch meBbare Loslichkeit aller Si0 2-Modifikationen in Wasser. Die Glasoberflache weist offene Bindungen auf, die sehr schnell mit dem Wasser der umgebenden Atmosphare reagieren, dabei das Glasnetzwerk aufspal-ten und =Si-OH-Gruppen bilden. Diese Reaktion kann folgendermaBen schematisch dar-gestellt werden:

=Si-0-Si= + H20 --> =Si-OH + OH-Si=

(2.2)

Haben aile vier Bindungen eines [Si04]-Tetraeders entsprechend dieser Gleichung reagiert, so liegt formal die losliche monomere Kieselsaure Si(OH)4 vor.

Analog zeigt sich, daB alkalische Losungen die Silicatbindungen schneller auflosen:

=Si-0-Si= + OH- --> =Si-OH + -o-Si=

(2.3)

Die wasserlosliche =Si-0--Gruppe kann dann mit H20 weiter reagieren, wobei die OW-lonen als Katalysator wirken.

(2.4)

Durch die zuvor beschriebenen Vorgange wird das Netzwerk des Glases aufgelost, wobei Glassubstanz abgetragen wird.

Dagegen wird das Netzwerk an sich bei der Auslaugung nicht verandert. In sauren Losun-gen tritt als erstes ein lonenaustausch zwischen den Alkaliionen des Glases und den H+-oder H₃0+-Ionen der Losung auf. Dabei bilden sich im Glas Si-OH-Gruppen, und die Losung verarmt an H+-lonen, d.h. der pH-Wert steigt an. Sohematisch lauft bei einem Natri-umsilicatglas folgende Reaktion ab:

=Si-0-Na+(Gias) + H+(LOsung) ... =Si-OH(Gias) + Na+(LOsung) (2.5) Es entsteht eine Oberflachenschicht, die arm an Netzwerkwandlern (Aikalien) ist und statt dessen einen erhohten Gehalt an Wasserstoff (und Wasser) zeigt. Diese Schicht nennt man ausgelaugte Zone oder auch Gelschicht.

Jedes Glas bildet eine Gelschicht, wobei die Dicke von der Zusammensetzung des Glases abhangt. Moderne Glaser weisen nur eine sehr dunne Gelschicht auf, wahrend die Gel-schicht insbesondere bei mittelalterlichen Glasern teilweise sehr dick sein kann.

Bei pH-Werten unter 9 findet hauptsachlich die Auslaugung der Glasoberflache statt, da hierbei ungebundene H+-lonen in der Losung vorliegen, die gegen die Alkalien ausge-tauscht werden konnen. Dagegen uberwiegt bei hoheren pH-Werten der ProzeB der Netz-werkauflosung, da hier mehr freie OW-Ionen fUr die Reaktion vorhanden sind. Bei der

Reaktion von Glas mit Wasser ist das Verhaltnis der Glasoberflache zum Losungsvolumen

von groBer Bedeutung:

Anfangs ist die Losung neutral, und es findet die Auslaugung statt, d.h. es diffundieren standig H+-lonen aus der Losung in das Glas. 1st das Losungsvolumen nur gering, so fuhrt dies schnell zu einer Erhohung des pH-Wertes, und es folgt die Reaktion der Auflosung.

Auch bei der Verwitterung von Glas in der feuchten, mit Schadstoffen angereicherten Atmosphare wird die Bildung von Gelschichten an der Glasoberftache festgestellt. Aber die dabei ablaufenden Reaktionen sind nur teilweise mit der Korrosion in waBrigen Losungen zu vergleichen, da das Verhaltnis von Glasoberflache und Losungsvolumen vollig anders ist und zusatzlich die in der Luft vorhandenen aggressiven Gase mit den ausgelaugten Bestandteilen des Glases zu Sulfaten, Carbonaten oder anderen Verbindungen reagieren.

Ein chemisch resistentes Glas sollte also moglichst wenig Alkalien enthalten, weiterhin soll-te das Netzwerk gut stabilisiert sein, was z.B. durch Ersatz eines Teiles von Si0₂ durch einen anderen Netzwerkbildner geschehen kann. Diese lnformationen waren dem mittel-alterlichen Glasmacher selbstverstandlich nicht bekannt.

Um einen allgemeinen Oberblick uber den EinfluB der Glaszusammensetzung auf die Eigen-schaften des Glases, besonders die chemische Bestandigkeit, zu erhalten, werden die wichtigsten Bestandteile des Gemenges in drei Gruppen unterteilt und in Abb. 2.2 in einem Dreiecks-Diagramm in Molprozenten dargestellt [26;28]:

- Gehalt an Siliciumdioxid (SiO:J, welches das Grundgerust des Netzwerks bildet. - Gehalt an Alkalioxiden (Kalium, Natrium), die die Festigkeit des Netzwerks verringern,

dargestellt durch den R₂0-Gehalt.

- Gehalt an Erdalkali- und anderen Oxiden (Calcium, Magnesium, Aluminium usw.), die in geringer Menge die Festigkeit erhOhen, dargestellt durch den RO-Gehalt.

6

_J-.

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~"' _'0 A

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•

Legende:

a•

A = modemes Tafelglas

P,Q = Flachgll!.ser 12. Jh.

H~ ~J aus York

50 H,J = Flachglaser des

c _~

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_Mittelalters

RO

Abb. 2.2 Dreiecksdiagramm nach lliffe und Newton

Die verschiedenen historischen und modernen Glaser, die mit unterschiedlichen Methoden analysiert wurden, konnen in das Diagramm eingetragen und beurteilt werden. Die

bestan-digsten Glassorten befinden sich im Bereich des Mittelpunktes des Dreiecks, dort konnen die modernen Tafelglaser (A) eingetragen werden. Die Qualitat des Glases nimmt in Rich-tung der unteren rechten Ecke ab. In diesen Bereich sind die instabilen Kaliu m-Calcium-Giaser (H,J) einzuordnen.

2.3 Optische Eigenschaften

Trifft Licht auf eine Glasoberflache, so wird ein Teil der Strahlung reflektiert, ein anderer Teil durchdringt das Glas, wobei wiederum ein gewisser Teil absorbiert wird.

Farbloses Glas ist weitgehend lichtdurchlassig, d.h. Licht wird von diesem Glas nur in geringem MaBe reflektiert und absorbiert. Reflexion, Transmission und Absorption sind von der chemischen Zusammensetzung des Glases, u.a. der Glasfarbe, und vom Einfallswinkel des Lichtes abhangig. In Tabelle 2.1 werden beispielhaft die Strahlungskoeffizienten von Floatglas und Bleiverglasungen aufgelistet.

Glasart Absorption Transmission Reflex ion

Floatglas 4 mm 0,10 0,80 0,10

Bleiverglasung 0,30-0,80 0,10-0,60 0,10

Tab. 2.1: Strahlungskoeffizienten verschiedener Glaser

2.4 Warmeverhalten von Glas

Glas besitzt im Vergleich zu anderen Werkstoffen eine geringe Warmeausdehnung, die von verschiedenen EinfluBgroBen wie z.B. von der chemischen Zusammensetzung abhangig ist.

Der Ausdehnungskoeffizient des normalen Flachglases betragt a

=

8,5 - 9,1 · 1

o·s

[K'].

Bezogen auf eine Glastafel von 1 m Lange und einer Erwarmung von 1

oo

o

c

erfolgt eine Ausdehnung um ungefahr 1 mm.

Die Temperaturerhohung durch Absorption ist meist gering, da das Glas die

aufgenom-mene Warme schnell an die kaltere Umgebung abgibt. Eine ungleichmaBige Warmeaufnah-me aufgrund von Bemalung oder Farbunterschieden des Glases sowie bei mittelalterlichen

Glasern durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von intaktem Glas und Gel-schicht kann Ieicht zu Spannungen im Glasinneren fOhren und eine RiBbildung zur Folge haben.

2.5 Mechanische Eigenschaften

Von den mechanischen Eigenschaften ist die Festigkeit, Harte und Elastizitat fOr diese The-matik von Bedeutung.

Die praktische Festigkeit fOr die Bruchspannung liegt in der Regel um das 1 OOfache niedri-ger als der rechnerische Wert, da die hohen Zugspannungen an den Mikrorissen und Ker-ben der Glasoberflache durch geringfOgige Krafte wie z.B. ErschOtterungen oder Tempera-turwechsel im Laufe der Zeit zum Glasbruch tohren konnen.

Das elastisch-sprode Verhalten von Glas wird gekennzeichnet durch das Elastizitatsmodul, das bei Flachglas 7,2 · 105 _N/mm2 _{betragt. Dieser Wert nimmt vom Quarzglas Ober das}

Calcium-Gias zum Kalium-Calcium-Gias hin ab, da durch den Einbau der Natrium-lonen oder der noch gr6Beren Kalium-Natrium-lonen das Netzwerk des Glases geschwacht wird (s.Kap. II.A.2.1).

Die Harte des Glases ist z.B. fOr die restauratorische Behandlung historischer Glaser wich-tig, da die mechanische Reinigung einer ,weichen" Glasoberflache Ieichter zu Schaden fOhren kann, als dies bei einer ,harten" Oberflache der Fall ist.

3. Herstellung des Glases 3.1 Bestandteile des Gemenges

Die Hauptbestandteile, aus denen sich das Gemenge zusammensetzt, sind seit Jahrtau-senden einfache natOrliche Rohstoffe. Dabei handelt es sich urn Sand, den eigentlichen Glasbildner, und Asche, die als FluBmittel dient. Vervollstandigt wird das Gemenge durch die Stabilisatoren und die Farbstoffe.

Glasbildner

Zur Herstellung von farblosen Glasern, insbesondere Kristallglas, konnen nur reinweiBe und feinkornige Sande, sogenannte Kristallquarzsande, gebraucht warden, von deren Reinheit die Qualitat des Glases abhangt. Aus diesem Grund finden heute in diesem Bereich vor allem die sogenannten Quarz- oder Glassande mit einem Anteil von mindestens 99% Sili-ciumdioxid und einem auBerst geringen Eisenoxidanteil Verwendung. Fur die Anfertigung gewohnlicher Glaser konnen auch gelbe bis rote Sande mit hoherem Eisen- und Tongehalt als Glasbildner eingesetzt werden.

Bei der Herstellung der historischen Glaser wurden meist die Sande verwendet, deren Vor-kommen in unmittelbarer Nahe der jeweiligen Glashutte lagen.

FluBmittel

Ein wesentlicher Bestandteil des Gemenges ist Asche, die als FluBmittel dient, da sie den Schmelzpunkt des Gemenges von uber 1700°C auf unter 900°C herabsetzen kann. Grundsatzlich kann die Asche jeder Pflanze zur Glasherstellung verwendet werden [4], ent-scheidend ist der in ihr enthaltene Anteil an Alkalien, die den SchmelzprozeB fordem. In den alten Schriften werden als Rohstoffe fOr die Asche die Pflanzen ,Salicornia herba-cera" und ,Kalidium caspicum" erwahnt, die einen hohen Anteil an Natrium aufweisen. Theophilus spricht in seiner ,Schedula" [31 ;38;39] von Buchenasche, die hohe Anteile an Calcium und Kalium aufweist.

Theophilus [39] als auch Agricola [1] erwahnen in ihren Schriften aber nicht die Verarbeitung der Pflanzenasche zu Pottasche. Daraus laBt sich folgern, daB dieser Arbeitsvorgang, der den SchmelzprozeB vereinfacht, wahrscheinlich bis ins 16. Jahrhundert nicht bekannt war. Neben der Pflanzenasche war die naturliche Soda den fruhen Glasmachem als FluBmittel bekannt, denn sie beeinfluBt den SchmelzprozeB ahnlich positiv wie die Asche.

Als Rohstoff fOr die modernen Glaser dient heute entweder reines Natriumcarbonat (calci-nierte Soda) oder Natriumsulfat (Giaubersalz).

Diese AusfOhrungen zeigen deutlich, daB die Auswahl des FluBmittels schon immer eine sehr groBe Bedeutung hatte, denn die unterschiedliche chemische Zusammensetzung des FluBmittels (Tab. 3.1 in Kap. II.A.3.5) beeinfluBt in groBem MaBe die Eigenschaften des Gla-ses (Kap. II.A.2), was sich auch in den Schadensphanomenen (Kap. II.A.5.1) zeigt.

Stabilisatoren

Die Stabilisatoren sollen das Glas chemisch bestandig machen. Es werden hierzu vor allem Erdalkalimetalle sowie Blei und Zink, meist in Form ihrer Carbonate oder Oxide, verwendet.

Die haufigste Verwendung findet das Calciumcarbonat (Kalkspat, Marmor, Kreide) als Sta-bilisator. In alten Rezepten wird der Zusatz von Kalk nicht berOcksichtigt, da die vorhande-nen Sande bereits wechselnde Mengen natorlichen Kalks enthielten.

Neben dem Calciumcarbonat kamen Tonerde (Aiuminiumoxid), Bleioxid und Magnesium-oxid als Stabilisatoren zur Verwendung. Das AluminiumMagnesium-oxid verbessert die chemische Resi-stenz und die Festigkeit des Glases. MaBige Zusatze von Bleioxid erhohen die Witterungs-bestandigkeit, hohere Zusatze setzen die Harte herab und bewirken ebenso wie das Ma-gnesiumoxid eine Emiedrigung der Schmelztemperatur.

Farbungs- und Trubungsmittel

Zur Farbung der Glaser wurden schon seit frOhesten Zeiten vor allem Metalloxide genutzt. Der Farbton, den die Oxide geben, hangt von der Ofenatmosphare, der Basizitat der Schmelze, der Wertigkeit der Metallionen und den Obrigen vorhandenen Metalloxiden ab. In der Regel bedarf es nur einer geringen Konzentration solcher Farboxide (meist unter 3%), um der Glasmasse die entsprechende Farbigk~it zu geben.

Entfarbemittel

Auch bei der Verwendung moglichst reiner Rohstoffe fOr die Glaserzeugung enthalten aile Glaser neben anderen Verunreinigungen eine minimale Menge Eisenoxid, die durch den ArbeitsprozeB (Hafenauflosung, Eisen der Glasmacherpfeife usw.) in die Glasmasse geraten und ihr eine mehr oder weniger starke Gruntarbung verleihen.

Zur Herstellung von vollig farblosem, reinweiBem Glas, vor allem Kristallglas, mOssen dem Gemenge daher Entfarbungsmittel zugesetzt werden, deren Wirkung teils physikalisch und teils chemisch ist:

Die physikalische Entfarbung beruht darauf, daB man im Glas in auBerst schwachem MaBe eine solche Farbung erzeugt, die nach dem Gesetz der Erganzungsfarben die oben ge-nannte MiBfii.rbung zu ,WeiB" erganzen.

Die chemische Einfarbung beruht darauf, daB in erster Linie das Eisen in eine viel schwa-char farbende Verbindung umgewandelt wird, die dann mit viel weniger physikalischen Ent-farbungsmitteln und daher vollkommener zu entfarben ist.

Einige Entfarbungsmittel, wie z.B. der Braunstein (vierwertiges Manganoxid), haben gleich-zeitig physikalische und chemische Eigenschaften.

3.2 Zusammensetzung des Gemenges

Fur die Verarbeitung und Formgebung des Glases sind Zahigkeit, Oberilachenspannung und Neigung zur Kristallisation von besonderer Bedeutung. Diese Eigenschaften werden unter anderem durch die Art und Menge der erschmolzenen Rohstoffe bestimmt.

In den verschiedenen schriftlichen Quellen vom 7. Jh. v. Chr. bis zum 17. Jh. n. Chr. andert sich das Verhiiltnis Sand zu Asche von 1:3 bis 2:1. Es wurden dabei aber selten Angaben uber Gewichts- oder Volumenanteile gemacht.

Durch Schmelzproben nach dem .,Theophilus-Rezept" bewies Geilmann [14;15;16], daB es moglich ist, Glas aus Buchenasche und Sand bei beliebiger Zusammensetzung des Gemenges sowohl in Gewichts- als auch in Raumteilen herzustellen. Lediglich die chemi-sche Zusammensetzung der gewonnenen Glaser war verschieden, da die Raumteile des Sandes mit der der Asche nicht identisch sind.

3.3 Der SchmelzprozeB

Die Glasschmelze ist aufgrund der Zusammensetzung des Gemenges aus den verschiede-nen Rohstoffen ein komplizierter chemischer und physikalischer ProzeB.

Wahrend der Sand, in der Hauptsache Siliciumdioxid, eine Schmelztemperatur von mehr als 1700°C hat, liegt die von Asche bei ca. 900°C. Die Erhitzung der unterschiedlichen Bestandteile eines Gemenges hat verschiedene Reaktionen zur Folge, die die Schmelztem-peratur herabsetzen. Je nach Anteil der einzelnen Komponenten steigt oder tallt die Schmelztemperatur des Gemenges.

Durch die Fortschritte in der Ofentechnik war es den Glasmachern dann auch moglich, den Anteil des Sandes im Gemenge stetig zu erhohen. Dies hatte wiederum zur Folge, daB das Glas hiirter wurde.

3.4 Einteilung der Glaser

Eine Einteilung der Glaser ist nach unterschiedlichen Kriterien moglich, wie z.B. nach der chemischen Bestandigkeit, der Herstellungsart, dem Verwendungszweck u.a. Fur die vorlie

-gende Problematik ist eine Unterscheidung der Glaser nach ihrer Zusammensetzung und damlt nach ihrem Korrosionsverhalten sinnvoll.

Dabei sollen nicht nur die qualitativen Ahnlichkeiten der Glaser aufgrund der chemischen Zusammensetzung gepruft warden, sondern auch die besonderen Verhaltnisse ihrer wich-tigsten glasbildenden Komponenten sowie die ihrer Spurenelemente. So ergibt sich z.B. eine Klassifizierung der Glaser nach dem Anteil der Hauptkomponenten des Glases oder nach dem Gehalt der .,kleinen Komponenten".

Natrium-Calcium-Giaser

Der weitaus groBte Teil des heute industriell hergestellten Glases zahlt zur Gruppe des Natronkalkglases (Natrium-Calcium-Gias).

Dieses Glas besteht durchschnittlich aus 71-75% Siliciumdioxid, 12-16% Natriumdioxid und 1 Q-15% Calciumdioxid, die aus den Rohstoffen Sand, Soda (Natriumcarbonat) und Kalk (Calciumcarbonat) stammen. Um die Eigenschaften dieses Glastyps zu modifizieren, wird manchmal ein Teil des Natriumoxids durch Kaliumoxid oder ein Teil des Calciumoxids durch Magnesiumoxid ersetzt.

Kalium-Calcium-Giaser

Verwendet man als FluBmittel anstelle von Soda (Natriumcarbonat) Pottasche (Kaliumcar-bonat), so entstehen Kalikalkglaser (Kalium-Calcium-Giaser), die sich unter anderem durch ihre geringe chemische Bestandigkeit vom Natronkalkglas unterscheiden.

Das Kalikalkglas zeigte haufig eine grunliche Farbung, die auf Eisenverunreinigungen zuruckzutohren ist. Daneben stellte man allerdings auch farbloses hochwertiges Kalikalk-glas her.

Natrium-Kalium-Calcium-Giaser

Neben den Natrium-Calcium-Giasern treten schon in der Antike die Natrium-Kalium-Cal-cium-Giaser auf. Schon im Mittelalter wurden diese ,gemischten" Glaser hii.ufig hergestellt. Wie in Kap. II.A.3.1 beschrieben, sind in den Pflanzenaschen grundsatzlich Anteile von Ka-lium und Natrium vorhanden, wenn auch teilweise nur in auBerst geringen Mengen. Da aber noch im Mittelalter ein GroBteil der Glaser mit Hilfe des Rohstoffes Asche - ohne Verarbei-tung desselben zu Pottasche - hergestellt wurde, ist das Auftreten der gemischten Na-trium-Kalium-Calcium-Giaser einfach zu erklaren.

Bleisilicat-Giaser

Wird das Calcium im Rohstoffgemenge in gri:iBerem Umfang durch Bleioxid ersetzt, so erhalt man die sogenannten Bleisilicat-Giaser.

In der mittelalterlichen Glasmalerei treten wiederholt bleihaltige Glassorten auf. Dies wird vermutlich daran liegen, daB die Bleiglaser gegenuber den Calciumglasern eine niedrigere Schmelztemperatur besitzen. AuBerdem weist das Bleiglas eine hi:ihere Dichte und ein hi:iheres Lichtbrechungsvermi:igen auf.

Chemische Untersuchungen an mittelalterlichen Glasern haben gezeigt, daB die Glaser, die Bleioxid enthalten, eine hi:ihere Korrosionsbestandigkeit zeigen.

Mangan-Glaser

Die Mangan-Glaser, die im Mittelalter entwickelt wurden, zeichnen sich durch einen hohen Anteil an Manganoxid aus.

Nach dem derzeitigen Stand der Wissenschaft erweisen sich gerade die manganhaltigen Glaser als korrosionsanfallig. Es wird vermutet, daB das Mangan die teilweise auftretende starke Verdunkelung der Glaser verursacht (s. Kap. II.A.5.1).

3.5 Zusammensetzung historischer Glaser

Anhand chemischer Analysen wird seit vielen Jahren die Zusammensetzung mittelalterlicher Glaser in verschiedenen Landern mit unterschiedlichen Methoden ermittelt, wobei die Gegensatze zu den modernen Glasern deutlich werden.

Die geringe chemische Bestandigkeit und die daraus resultierende Korrosion des mittel-alterlichen Glases (s. Kap. II.A.2.2) liegt im Verhaltnis der Hauptkomponenten zueinander. Die Glaser enthalten in der Regel nur 45 - 60 Masse-% Siliciumdioxid und sehr hohe An-teile an Kalium- und Calciumoxid.

Bezborodor [4] wahlte bei der Bearbeitung seiner Analysen von 234 antiken und 528 mittel-alterlichen Glasern die Klassifizierung nach dem Gehalt der Hauptkomponenten:

In der Antike wurden zum groBten Teil (87,7%) die Natrium-Calcium-Giaser hergestellt. Einen kleineren Anteil (8,4%) bilden die gemischten Natrium-Kalium-Calcium-Giaser. Der Rest (3,9%) konnte keinem Typus direkt zugeordnet werden. Bei der Analyse der mittel-alterlichen Glasproben kristallisierte sich keine so dominierende Gruppe heraus. Vielmehr kann man eine Einteilung in drei Gruppen vornehmen, der ca. 80% der Proben zugeordnet sind. Es handelt sich urn die Natrium-Calcium-Giaser, die gemischten Natrium-Kalium-Cal-cium-Giaser und die Bleiglaser. Die restlichen 20% entfallen auf die Kalium-Calcium-Gia-ser, die Manganglaser u.a.

Newton stellt in den CV-.. News Letters" [5] mehr als 150 Analysen aus verschiedenen inter-nationalen Laboratorian vor, nimmt aber dabei keine Einteilung in Gruppen vor. Er weist vielmehr darauf hin, daB man die Ergebnisse mit Vorsicht betrachten muB, da Vergleichs-messungen unterschiedlicher Laboratorian an demselben Glas unterschiedliche Analysen-werte ergaben.

Muller [25] teilt die mittelalterlichen Glaser nach der Auswertung von 305 Glasanalysen in fi.inf verschiedene Typen ein, die in Tabella 3.1 dargestellt sind. Neben den in der Tabelle aufgezahlten Komponenten, sind in allen Glastypen auch noch andere Bestandteile wie Magnesium-, Aluminium- und Manganoxid enthalten:

Die mittelalterlichen Glaser des Typs 1, die ungefahr die gleichen Anteile an Calcium- und Kaliumoxid aufweisen, zeigen die geringste chemische Bestandigkeit. Ca. 90% der analy-sierten Glasproben zeigen diese Glaszusammensetzung. Die Glaser des Typs 2 bestehen aus denselben Komponenten, wie die Glaser des Typs 1, aber das Verhaltnis der Netzwerk-wandler Calcium : Kalium betragt ungefahr > 2 : 1. Diese Glaser stellten sich: als etwas che-misch bestandiger, also korrosionsstabiler heraus.

Typ Si02 CaO K20 _Na2

o

PbO _P205 Farbe

1 45-55 15-25 15-25 0-2 0-1 0-4 aile

2 45-55 25-35 10-15 0-2 0-1 0-4 aile

3 60-75 1-6 5-6 10-16 0-1 0-4 blau

4 30-40 5-20 5-20 0-1 10-50 0-10 grun

5 55-70 10-20 2-6 2-6 0-1 3-10 aile

Tabelle 3.1 Mittelalterliche Glastypen; chemische Zusammensetzung in Masse-% (n~ch Muller [25))

Bei den drei anderen Glastypen handelt es sich urn chemisch stabilere Glaser mit verbes-serten Eigenschaften, die jedoch im Mittelalter seltener anzutreffen sind. Die blauen Glaser des Typs 3 zeichnen sich durch einen sehr hohen Gehalt an Si0₂, einen sehr geringen an Kalium und einen hohen an Natrium aus. Bei den grOnen Glasern des Typs 4 handelt es sich urn die Bleisilicatglaser mit einem sehr hohen Bleigehalt. Die Glaser des Typs 5 mit einem hohen Si02-Gehalt, niedrigen Kalium- und Natriumgehalten sowie einem hohen Phosphorgehalt sind meist erst in der Renaissance entstanden.

4. Bemaltes Glas - Glasgemalde

4.1 Geschichtliche Entwicklung des Glasgemaldes

lm 4. - 6. Jh. werden in antiken Schriften farbige Glasfenster erwahnt, im 9. Jh. ist erstmalig von auf Fenstern dargestellten Bildern die Rede.

Beweise, daB es in dieser Zeit schon echte Glasmalerei gab, sind zum einen durch schriftli-che Quellen [38;39] und zum anderen durch Funde belegt. Bei der Betrachtung der altesten noch erhaltenen Fragmente figurlicher Glasmalerei aus der Zeit zwischen dem 9. und 11. Jh. - Kopf aus der Klosterkirche Lorsch, ,Schwarzacher Kopfchen" und Kopf von WeiBenburg - kann man erahnen, wie weit die Glasmalerei zu diesem Zeitpunkt bereits ent-wickelt war.

lhre eigentliche Blute erlebte die Glasmalerei erst nach dem 11. Jh. Schon die romanischen Kirchen boten den Glasmalern gQnstige Moglichkeiten, aber erst in der Gotik konnte sich die Glasmalerei vollig entfalten. In der Spatgotik und beim Obergang zur Renaissance anderte sich die Auffassung bezuglich des Glasgemaldes vom teppichartigen Glasmosaik zum auf Glas gemalten Tafelbild. lm Barock verlor die Glasmalerei an Bedeutung, da diese Stilrichtung keinen Platz tor farbige Glasgemalde bot. Erst in der Zeit der Neugotik, als die Architektur groBe Fenstertlachen schuf, lebte die Glasmalerei wieder auf.

Heute erstreckt sich der Arbeitsbereich der Glasmalerei-Werkstatten nicht nur auf die Anfertigung neuer Fenster, sondem auch auf die Restaurierung und Erhaltung historischer Fenster.

4.2 Die Herstellung eines Glasgemaldes

Grundlage eines jeden Glasgemaldes ist heute wie fruher der kunstlerische Entwurt. Wah-rend der mittelalterliche Glasmaler die Skizzen oder Zeichnungen selbst direkt in Original-gr6Be anfertigte, werden heute die Entwurte von freischaffenden Kunstlern zuerst im ver-kleinerten MaBstab (meist M. 1 :1 0) angefertigt und spater in den OriginalmaBstab M. 1:1

Obertragen. Der ,.Karton" gibt AufschluB Ober den Verlauf des Bleinetzes, Qber die Linien-fOhrung der Binnenzeichnung, zumindest in den HauptzOgen, und Ober die Farbe der Gla-ser.

Nach Theophilus legte der Glaser die ausgewahlten GlasstOcke auf den Karton, zeichnete die durchscheinenden Linien mit Kreide auf das Glas, sprengte das Glas mit einem giOhen-den Eisen nach giOhen-den aufgezeichneten Angaben und glattete die Rander mit dem Krosel-eisen. Bei der heutigen Arbeitsweise wird der Karton auf Schablonenpapier durchgepaust. Mit einer Schablonenschere wird die Pause ausgeschnitten, wobei der Bleikern ausgespart wird. Danach legt der Zuschneider die Schablone auf das ausgewahlte GlasstOck, schnei-det das Glas mit dem Diamanten auf die exakte GroBe und kroselt die Rander mit einer Flachzange ab, dam it sich die Glaser spater besser im Bleinetz einpassen lassen.

Danach erfolgt, soweit es vom Entwerter vorgesehen ist, die Bemalung der Glaser. Sobald die einzelnen GlasstOcke bemalt und gebrannt sind, werden sie in der richtigen Anordnung auf einen Holztisch gelegt und verbleit, d. h. in die vorbereiteten Bleiruten gefaBt. Die ein-zelnen Glaser werden StOck tor StOck zusammengesetzt. Dabei wird das ganze Getoge durch kleine Nagel gehalten, urn ein Verschieben der StOcke zu verhindern. Nach dem Ver-bleien werden die Bleie an das Glas angedrOckt und die Treffpunkte mit Zinn gelotet. An

-schlieBend wird die Scheibe gewendet, und die Treffpunkte der Ruckseite werden ebenfalls gelotet. Die Arbeiten des Verbleiers damals und haute ahneln sich sehr stark. Unterschiede bestehen hauptsachlich in der Anfertigung der benotigten Bleiprofife, die fruher selbst gegossen wurden, wahrend man sie heute meist fertig bezieht.

Die einzelnen Teile eines Fensters werden anschlieBend verkittet, d.h. mit einem Pinsel wird zahflussiger Kitt in das Bleinetz eingerieben, die BleifiOgel der ROckseite werden zugestri-chen, urn Wasserdichtigkeit und zusatzlich hohere Stabilitat zu erzielen.

In den alten Schriften wird nichts von Verkitten erwahnt. Man muB also davon ausgehen, daB ein Abdichten im Mittelalter nicht erfolgte und in der Neuzeit nur in Ausnahmefallen.

4.3

Die Glasmalfarben

UrsprOnglich kannte die Glasmalerei nur eine einbrennbare Farbe, das Schwarzlot. lm 14. Jh. wurde das Silbergelb bzw. Silberlot fUr die Glasmalerei erfunden. Die Emailfarben wurden erst ab dem 16. Jh. fOr die Glasmalerei genutzt.

Das Schwarzlot

Das Schwarzlot, eine braunlich-schwarze Farbe, bestand - wie auch heute noch - aus einem in der Zusammensetzung wechselnden Gemenge aus pulverisiertem Glas, dem sogenannten GlasfluB, und den farbenden Metalloxiden, in der Hauptsache Kupfer- oder Eisenoxid, wobei die Auswahl der farbenden Substanz regional und zeitlich bedingt war. Besonders wichtig fUr die Herstellung des Schwarzlots war die richtige Aus,INahl des Glas -flusses, da das pulverisierte Glas der Malfarbe einen niedrigeren Schmelzpunkt haben muB als das farbige Glas, das bemalt wird. Schon bei Theophilus wird Bleiglas als GlasfluB vor-geschrieben, da nur diese Glassorte die geforderte Eigenschaft besitzt.

Urn die pulverisierte Farbe mit dem Pinsel auftragen zu konnen, muB sie mit einem fiOssi-gen Bindemittel gemischt werden, bis die richtige Konsistenz erreicht ist. Als Bindemittel wird von Theophilus Wein oder Harn empfohlen; heute wird in der Regel• Essig,

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oder Petroleum verwendet. Zusatzlich wird manchmal auch noch Gummi Arabicum zugegeben, damit die Farbe einerseits besser haftet und andererseits schneller antrocknet. Die so her-gestellte Farbe kann sowohl deckend als auch lasierend auf das Glas aufgetragen werden, wobei die Lasuren dem Grundglas eine andere Tonung geben konnen. Dies liegt zum Teil an der Wahl des farbenden Oxids im Schwarzlot, das unterschiedliche Tonungen zwischen Schwarz-Grau, Braun und Grau-GrOn hervorruft.

Das Silbergelb

Das Silbergelb, auch Silberlot oder Gelbbeize genannt, ist eine Lasur, die keinen GlasfluB als Tragersubstanz benotigt. Das pulverisierte Schwefelsilber wird mit Lehm oder Ton ver-mischt und mit Wasser auf die richtige Konsistenz angeruhrt.

Das Silbergelb wird in der Regel auf die Ruck- oder AuBenseite des Glases aufgetragen.

Die Farbung des Glases zeigt sich erst nach dem Brand, bei dem das Schwefelsilber zu metallischem Silber reduziert wird; die nicht verbrannten Reste des Tons oder Lehms mus-sen zuerst mechanisch entfernt werden. Auf der ROckseite des Glases entsteht ein hauch-dunner Silberfilm, der im Auflicht blaulich schimmert und im Durchlicht die gesamte Farb-skala vom leichten Zitronen-Gelb uber das leuchtende Gold-Gelb bis hin zum tiefen Ocker zeigen kann.

Die Emailfarben

Die bunten Emailfarben, die durch die Verbindung von GlasfluB und Metalloxiden entste-hen, wurden in erster Linie fUr die Herstellung von Kabinettscheiben und Schweizer Schei -ben im 16. und 17. Jh. verwendet. Der spatere Einsatz der Emailfar-ben in der

monumenta-len Glasmalerei tohrte dazu, daB die Glasscheiben eines Fensters dem Glasmaler nur noch als Farbtrager oder ,Leinwand" dienten. Durch die groBflachige Auftragung auf der lnnen-seite des Glases wirken die Farben meist wolkig und stumpf, und die Brillanz der Farbgla-ser geht vollstandig verloren.

4.4 Die Maltechnik

In der Glasmalereiforschung ist es umstritten, in welcher Reihenfolge die einzelnen Arbeits-schritte der Schwarzlotmalerei durchgetohrt wurden. In den alten Schriften z.B. des Theo-philus erfolgt zuerst das Aufmalen der Konturen, danach das Auftragen der Lasuren und zuletzt die Schattierung. Verschiedene Beispiele mittelalterlicher Glasmalereien sind Zeug-nisse dator, daB in umgekehrter. Reihenfolge gearbeitet wurde. Man kann davon ausgehen, daB beide Techniken zur Anwendung kamen, wobei das Arbeiten von den Schattierungen aus eine hohere Qualifikation des Glasmalers voraussetzte.

lm Folgenden wird die Maltechnik, wie bei Theophilus beschrieben und heute in der Regel noch ausgetohrt, erlautert:

Der Glasmaler bemalt die einzelnen GlasstOcke entsprechend der im Karton bzw. Entwurf vorgegebenen Linien mit Schwarzlot. Dazu benutzte er einen langhaarigen, dem heutigen Schlepper ahnlichen Pinsel, der genugend Farbe aufnehmen konnte, um lange und decken-de Konturen ziehen zu konnen. An das Konturieren decken-der GlasstOcke schlieBt sich das Auftra-gen der die Kontur begleitenden halbdeckenden Lasuren und das AufleAuftra-gen der fliichiAuftra-gen Schattierungen an.

In der Regel werden die Malschichten auf die lnnenseite des Glases aufgebracht. Es gibt aber auch die Moglichkeit, Malschichten auf die AuBenseite des Glases aufzutragen, mit dem Effekt, daB die dazwischenliegende Glasschicht die Malschichten weicher erscheinen laBt. Da die AuBenseite des Glases aber sHindig dem AuBenklima ausgesetzt ist, sind die dort aufgetragenen Malschichten viel starker von der Verwitterung betroffen.

4.5 Die Brenntechnik

Die beschriebenen Malfarben benotigen unterschiedliche Einbrenntemperaturen. Wahrend die Temperatur des Ofens beim Schwarz- und Silberlot mindestens 600- 620

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betragen muB, benotigen die Emailfarben lediglich Temperaturen von ca. 540-580

ac.

Zum Einbrennen der Malfarben benutzte der Glasmaler im Mittelalter einen einfachen Ofen, der nach Theophilus aus einem Gewolbe biegsamer, mit Lehm verputzter Auten hergestellt wurde. lm 19. Jh. kannte man zwei Systeme von Brennofen. Beim Muffelofen sind Feue-rung und eigentlicher Brennraum getrennt, und je nach GroBe und Art des Ofens war in der Muffel Platz fUr 10-25 Eisenplatten ubereinander. Der Brand dauerte 4- 12 Stunden, die Nachglut und das Abkuhlen nochmals ca. 15 Stunden.

lm sogenannten Schnellofen befand sich nur eine kleine gewolbte Muffel und daruber ein Gestell zum Vorwarmen und Abkuhlen der Eisenplatten, auf denen die Glaser lagen. Sobald die Muffel rotgluhend war, wurde die mit Glasstucken belegte Eisenplatte fUr eine Einbrenn-dauer von 8 - 1 0 Minuten eingeschoben.

Die heute gebrauchlichen Gas- und Elektroofen entsprechen im Prinzip dem Muffelofen, nur ist die Oberwachung der Ofen durch eine vollautomatische Steuerung viel einfacher. Wie schon im Mittelalter werden die einzelnen GlasstOcke nicht direkt auf die Eisenplatten aufgelegt, sondern die Platten werden vorher mit einer Kreideschicht bestreut, damit die Glaser nicht anbacken konnen. Dem eigentlichen Einbrennen geht ein langsames Erhitzen voraus, gefolgt von einer allmahlichen Abkuhlung, damit die GlasstOcke nicht zerspringen.