Waarom Glas de Nieuwe Standaard is in Moderne Architectuur

In de wereld van moderne architectuur banen onderliggende factoren als nieuwe technologische ontwikkelingen, materiaalverbeteringen, milieueisen en esthetische complexiteit de weg voor grenzenloze innovaties. Een voorbeeld is glas, een bouwmateriaal dat door de tijd heen dramatisch is verfijnd en een reeks doorbraken heeft doorgemaakt. Het ging van een meer decoratief materiaal naar een integraal structureel component. Glas is verschoven van zijn ambachtelijke wortels naar de wereld van massa productie [1].

Glas wordt al lang in de bouw gebruikt — van de London Crystal Palace, een gebouw uit 1851 bestaande uit 300.000 glasplaten, tot de nieuwe Hayden Planetarium in New York. De planetarium werd in 2000 voltooid in het American Museum of Natural History in Manhattan, met een massieve 87-voet-diameter-sfeer die schijnbaar zweeft in het centrum van een adembenemende glaskubus. Dit zijn slechts twee van de vele architecturale projecten in de wereld die de verbazingwekkende mogelijkheden van het gebruik van glas tonen [2].

Naast zijn elegante esthetische kenmerken, is de veelzijdigheid van glas als bouwmateriaal nog meer fascinerend. De verschillende eigenschappen, types en toepassingen maakten glas een wereldwijde industrie in de 21e eeuw. Met zijn brede scala aan functionaliteit wordt glas steeds meer geliefd door architecten wereldwijd.

Eigenschappen van glas

Glas bezit de volgende eigenschappen die het een voordelige keuze van materiaal in de bouwindustrie maken:

1. Transparantie en Translucentie

Transparantie biedt een verbindingspunt met de buitenwereld, zoals algemeen waargenomen in de gevel van gebouwen. De transparantie van het glas wordt veroorzaakt door zijn niet-kristallijne aard en de eigenaardigheid van de bindingen binnen het glas zelf. Ook, met het avontuur van technologie, kan het glas meer opaak gemaakt worden om translucentie te vertonen. Zulke eigenschappen laten het glas toe om licht te manipuleren voor bepaalde doeleinden [3].

2. Isolatie

Glas heeft een goede isolerende reactie tegen zichtbare lichttransmissie, warmte, elektriciteit en elektromagnetische straling. Het weerstoot goed tegen geluidstransmissie, ook, mits er een geschikte dikte wordt gebruikt. Bijvoorbeeld, de enige effectieve manier om de akoestische isolatie van een enkel glasvenster te vergroten is door de dikte te vergroten, omdat de demping en stijfheid niet gewijzigd kunnen worden. Dikker glas neigt tot meer significante geluidsreductie [4].

3. Sterkte

In het algemeen heeft normaal glas een lage impactweerstand, scheurt of barst gemakkelijk onder impact. Toch vertonen bepaalde soorten glas, zoals gehard glas of warmteversterkt glas, hoge impactweerstandswaarden. Glasversterkingstechnieken zoals etsen, thermische versterking, ionenuitwisseling versterking, vitreus emailleren, chemische versterking en vezelversterking laten glazen een verhoogde deformatieweerstand onder belasting hebben [5].

4. Chemische Bestendigheid en Brandbestendigheid

Glas is hoogst bestendig tegen chemische reacties gedreven door verschillende omgevings- of zuure condities. Het kan de effecten van de meeste chemicaliën weerstaan, zoals ammoniaak en zwavelzuur. In het geval van brand, zijn warmtebehandelde glazen in staat om de voortplanting van vlammen in aangrenzende ruimtes te stoppen, significant rook en giftige gassen die afkomstig zijn van brandende meubels en materialen te blokkeren. Het kan additionele thermische isolatie of verminderde doorgang van thermische straling creëren [7].

5. Herbruikbaarheid

Glas als materiaal is 100% herbruikbaar. Het kan gerecycled worden zonder kwaliteit of zuiverheid in te boeten. Gerecycled glas helpt energie besparen door emissies en verbruik van grondstoffen te reduceren [3].

Soorten glas gebruikt in de bouwindustrie

Architecturaal glas komt in verschillende sterktecategorieën, namelijk: geglazuurd glas, volledig gehard glas, en warmte-gehard glas. Aan de andere kant zijn er gespecialiseerde glas types gemaakt met verschillende kwaliteiten om prestaties te verbeteren, namelijk: gelamineerd glas, isolerend glas, bekleed glas, getint glas, en draadglas.

1. Float (Geglazuurd) Glas

Float glas, ook wel geglazuurd glas genoemd, is de meest voorkomende onder de typen architecturaal glas. Het is gemaakt van grondstoffen zoals silica, carbonaat, sulfaat en kalksteen. Float glas heeft een uitstekende oppervlakkwaliteit omdat het geen warmtebehandeling ondergaat en daarom niet onderworpen is aan vervorming die normaal geproduceerd wordt door glas versterking. Het wordt vaak gebruikt in woonstructuren. Echter, in het geval van breuk, breekt geglazuurd glas gevaarlijk in scherpe scherven [8,9].

2. Volledig Gehard (Versterkt) Glas

Volledig gehard glas ondergaat warmte-versterking, d.w.z. verhit tot een specifieke temperatuur van ongeveer 650 °C gevolgd door snelle afkoeling onder een scherpe luchtstroom. Dit resulteert in versterkte sterkte, duktiliteit en mechanische weerstand. Bij afkoeling ondergaat de binnenstructuur van het geharde glas trekspanning, terwijl het buitenoppervlak compressiespanning ervaart, wat resulteert in verhoogde buigsterkte en impactweerstand hoger dan die van float glas.

Volledig gehard glas bezit een sterkte van meer dan vier keer die van geglazuurd glas, wat hoge weerstand tegen breuk geeft, en dus risico's op persoonlijk letsel en materiële schade minimaliseert. Versterkt glas wordt meestal gebruikt in trapzijpanelen, voorruitjes van sportwagens, glasvloeren en gevelwandpanelen van hoogbouw, onder andere [8,9].

3. Warmte-versterkt Glas

Warmte-versterkt glas is een half-verhard, gedeeltelijk versterkt glas dat sterk en weerstandig is tegen breuk door warmtespanningen of windbelasting. Zijn sterkte en breukweerstand zijn ten minste twee keer die van geglazuurd glas. De warmtebehandeling resulteert in enkele niveaus van vervorming en gevallen van breuk zouden grote scherven produceren [8,9].

4. Gelamineerd Glas

Gelamineerd glas is gemaakt van twee of meer ruiten van warmte-versterkt of gehard glas met een intermediaire folia (bijv. ethyleen-vinylacetaat of polyvinybutyraal). Het is een type veiligheidsglas dat de uittreding van gevaarlijke glasscherven voorkomt bij breuk. De kunststof tussenlaag biedt ook bescherming tegen ultraviolet straling en goede akoestische eigenschappen.

5. Isolerend Glas

Isolerend glas is samengesteld uit twee of meer ruiten glas, gescheiden door een spacer materiaal en hermetisch afgedicht. Ze worden gemeenschappelijk gebruikt voor condensatiecontrole en thermische isolatie. De isolerende luchtspatio kan tijdens het productieproces gevuld worden met ofwel droge lucht of laag-geleidend gas zoals argon of zwavelhexafluoride. Isolerend glas is gemaakt om warmteoverdracht naar en van het gebouw significant te voorkomen, warmtewinst en -verlies te reduceren om een superieure thermische prestatie te geven.

6. Bekleed Glas

Bekleed glas is glas bedekt metaalverbindingen zoals ijzeroxiden en tinverbindingen die niet alleen esthetische aantrekkingskracht bieden maar ook de warmteprestaties regelen door zichtbaar licht en infraroodstraling te reflecteren. Bijvoorbeeld, dunne en duurzame films van metaal of metaaloxiden kunnen op het oppervlak van helder of getint glas worden geplaatst om reflecterend bekleed glas te produceren. Bekleed glas reduceert visuele schijn en ongewenst zonlicht dat een gebouw binnenkomt [9].

7. Draadglas

Draadglas bevat een staal draadgaas in het plateglas ingesloten, wat helpt om bijbarsting samen te houden. Het wordt ook gebruikt als brandvertragend middel [6]. Echter, het draadgaas genereert zwakke punten doorheen de glasstructuur, wat de sterkte en impactweerstand verzwakt.

Constante innovaties en technologische vooruitgang verhogen de mogelijkheden voor het gebruik van glas in de wereld van architectuur en ingenieurswesen. Met zijn esthetische aantrekkingskracht, veelzijdigheid en vermogen om natuurlijk licht beter te benutten dan elk ander materiaal, verheft glas zich tot een onmisbaar component in modern tijdperk bouwen [2].

Talrijke spectaculaire gebouwen zijn een getuigenis van zijn superieure waarde. De Szezecin's Philharmonie in Polen heeft geribbelde glas die uitkomt tot het puntige dak. De Gores Groep Hoofdkantoor in Beverly Hills tonen glasruiten die een array van cirkels en diamanten vormen. De Christus Kathedraal in California's Garden Grove weerspiegelt de schoonheid van zijn omgeving door zijn gespiegeld glaspanelen. Deze wonderen van architectuur zijn allemaal mogelijk gemaakt door het wonder van glas [10].

Als reactie op de immense waarde van glas tegenwoordig, samenwerken glasfabrikanten onophoudelijk met architecten en ontwerpers om de kansen te strekken in het benutten van glas in architectuur. Bijvoorbeeld, SCHOTT, een fabrikant van architecturaal glas met meer dan 130 jaar ervaring, specialiseert zich in gebieden van glasmaterialen, formuleringen en geavanceerde technologieën die streven naar dergelijke ondernemingen. De glasproducent heeft ook diensten aangeboden in de behoud en bescherming van gevoelige culturele objecten en historische gevels met zijn anti-reflecterende beschermende glazen [11].