Filigrane Dachstrukturen und Augmented Reality

Auf der glasstec zeigt sich Innovationskraft im Detail: Zwei Projekte aus dem Ausstellerfeld verdeutlichen, wie Glas anspruchsvolle Architektur und neue Technologien ermöglicht – von beheizbaren Dreifach-Isoliergläsern für einen urbanen Stadtraum in Helsinki bis zu hochpräzisen Glas-Wellenleitern für Augmented-Reality-Brillen.

Im Zentrum von Helsinki, an der Adresse Pohjoisesplanadi 37, ist aus einem ehemaligen Parkplatz ein überdachter und ganzjährig genutzter, öffentlicher Raum entstanden. Das Projekt gehört zu einem rund 180 Jahre alten Gebäudekomplex im Gebiet des Boulevard Esplanadi, das von der Finnish Heritage Agency als national bedeutendes gebautes Kulturerbe eingestuft ist. Die ältesten Gebäudeteile gehen auf Carl Alexander Engel zurück und wurden 1839 fertiggestellt. Heute fassen Büro-, Handels- und Gastronomieflächen den neuen Hof ein, der unter einem skulpturalen Glasdach nun ganzjährig genutzt werden kann. Entworfen wurde die Transformation von JKMM Architects. Der architektonische Gedanke: Über dem Hof befindet sich keine konventionelle Glasdachstruktur, sondern das Blätterdach eines Waldes. Vier rund 14 Meter hohe Stahlstützen verzweigen sich zu einer äußerst filigranen Struktur, die das Glasdach trägt und im Vergleich zu herkömmlicheren Konstruktionen viel Stahl einspart. Die organische, fast landschaftliche Formensprache sollte perfekt mit der historischen Substanz harmonieren – das „Neue“ sollte sichtbar eigenständig sein, aber nicht gegen den Bestand arbeiten.

Die technische Herausforderung lag auch im Glas, denn verbaut wurden rund 190 dreieckige, beheizbare 3-fach-Isoliergläser von Finnglass. Aufgrund der Geometrie ist praktisch jedes Element ein Unikat: Die Dreiecke haben variierende Kantenlängen von etwa drei Metern, mit dem Aufbau 88.4/16/8/16/88.4. Alle Gläser sind vorgespannt, als ESG-H oder TVG und durch „Trosifol UltraClear“-PVB-Interlayer tragfähig bis rund sieben Kilonewton Schneelast pro Quadratmeter. Das entspricht mehr als 700 Kilogramm, dauerhaft oder veränderlich. Entscheidend sind die hochtransparenten Folien auch für den hohen Farbwiedergabeindex der Verglasung von Ra = 94, denn ihre Trübung ist mit einer externen Gelbwert-Spezifikation von unter 0,8 (für 1,52 Millimeter Dicke) besonders niedrig. Das Dach ist zudem aktiv beheizbar über die komplette Fläche, so können Schneemassen kontrolliert abgetaut werden und die Transparenz bleibt ganzjährig erhalten. Die Verglasungen gewährleisten eine Tageslichttransmission von 61 Prozent, einen g-Wert von 31 Prozent für hervorragenden Sonnenschutz, einen besonders niedrigen Ug-Wert von 0,8 W/m²K (bei zwei Grad Dachneigung!) für exzellente Wärmedämmung. Dass das Projekt über die technische Leistung hinaus wahrgenommen wird, zeigen mehrere Auszeichnungen: Pohjoisesplanadi 37 erhielt unter anderem den Finnish Steel Structure Award 2025 sowie den Rakentamisen Ruusu Award der Stadt Helsinki. Beide würdigen nicht nur die Konstruktion, sondern auch den städtebaulichen Effekt: Aus einem kalten Parkplatz wurde ein öffentlicher, ganzjährig wettergeschützter Ort, an dem sich Menschen treffen können, essen, zusammensitzen, auch im finnischen Winter.

SCHOTT liefert neben diesen Waveguides auch die hochpräzisen Glas-Wafer und damit alle zentralen optischen Komponenten. In Kulim, Malaysia, hat das Unternehmen hierfür seit 2024 eine neue Produktionsstätte aufgebaut, die die „Waveguides“ in hohen Stückzahlen herstellen kann. Dafür wurde laut Unternehmen jeder einzelne Prozessschritt in der Wellenleiter-Produktion analysiert: Das Coating bezeichnet das Aufbringen spezieller Schichten auf Glas-Substrate, die später das Licht führen. Die größte Herausforderung war hierbei, eine konstant hohe Qualität über Tausende von Teilen hinweg zu gewährleisten, ohne Abweichung. Beim sogenannten „Stacking“ werden anschließend mehrere beschichtete Glassubstrate exakt ausgerichtet und miteinander verbunden. Schon die geringste Fehljustierung würde das Bild verändern, darum entwickelte das Team neue Ausrichtungs- und Verbindungsverfahren, die dauerhafte Präzision gewährleisten.

Im nächsten Schritt, dem „Slicing“, werden die gestapelten Substrate in dünne Scheiben geschnitten, mit Mikrometergenauigkeit – also der Größenordnung von Bakterien oder eines Staubpartikels. Nach dem Slicing werden die Oberflächen auf Hochglanz poliert, denn selbst kleinste Kratzer oder Unebenheiten würden sich sofort im Bild zeigen. Anschließend erfolgt das „Shaping“, die Formgebung des Glases in seine endgültige Geometrie, bei dem der fertige Waveguide entsteht. Den Abschluss bildet die Qualitätssicherung, für die das Team neue Prüfverfahren entwickeln musste, um selbst mikroskopische Defekte zu erkennen. Alle Schritte zielen letztlich auf eine hohe Ausbeute in der Serienfertigung, um tragbare Computersysteme wie Datenbrillen einem Massenmarkt zu eröffnen.

Nach Unternehmensangaben ist SCHOTT der erste Anbieter, der „Geometric Reflective Waveguides“ erfolgreich in die Serienfertigung überführt hat. Die dünnen, hocheffizienten Wellenleiter erlauben enge oder weite digitale Sichtfelder und sind somit für unterschiedliche AR-Anwendungen wie Navigation oder Echtzeitübersetzung, bis zu immersiveren AR-Anwendungen geeignet.

Beide beeindruckenden Projekte führen zur Erkenntnis, dass Glaslösungen immer anspruchsvoller werden, ohne dass die Komplexität der erarbeiteten Lösung sofort sichtbar ist.