Alleen het slot van de flat is niet van glas

Nieuwe soorten sandwichglas maakt de droom van een volledig glazen gebouw haalbaar. Of daar iemand in werken wil, betwijfelt zelfs de Delftse uitvinder....

Christian Jongeneel

U bent architect? En u heeft ook zo'n hekel aan die stalen en betonnen onderdelen die nodig zijn om glazen dozen overeind te houden? Dan is dit misschien iets voor u. Delftse onderzoekers hebben octrooi aangevraagd op glazen bouwelementen die sterk genoeg zijn om een compleet gebouw te dragen.

Projectleider dr. ir. Fred Veer gaat graag even terug in de tijd: 'Architecten hebben altijd een fascinatie gehad voor glas. Het hoogtepunt was in de negentiende eeuw: Crystal Palace in Londen. Dat is afgebrand, net als veel andere glazen gebouwen. Ze zijn namelijk niet zo veilig. Bovendien zijn ze bloedheet in de zomer en ijskoud in de winter.

'Pas in de jaren tachtig van de vorige eeuw is men in Frankrijk weer begonnen met glazen constructies', vervolgt Veer. 'Dit keer was het niet gietijzer, maar staal dat voor de draagkracht moest zorgen. Er zijn nu ongeveer vijf systemen op de markt waarmee je in glas kunt bouwen.'

De droom van veel architecten blijft echter een volledig transparant gebouw. Helemaal van glas. Architect prof. ir. Mick Eekhout, onder meer verantwoordelijk voor de glazen AGA-zaal in de Beurs van Berlage, stelde met dat doel zes jaar geleden materiaalkundige Veer aan bij de bouwkundefaculteit van de Technische Universiteit Delft. Veer wist natuurlijk wel dat glas met de sterkte van staal volkomen onmogelijk was, maar hij aanvaardde de opdracht toch.

Eerste etappe: probeer een glazen balk van twintig meter te maken. Glas is in potentie behoorlijk sterk, als je het geleidelijk belast, het breekt alleen snel als het plotseling zwaar belast wordt. Daardoor mag bij het gebruik van glas in constructies slechts uitgegaan worden van een hele geringe sterkte, om precies te zijn een paar procent van de potentiële sterkte.

Die factor moet omhoog. Dat kan alleen als de energie die het glas bij een inslag moet verwerken, niet wordt omgezet in breken, maar in vervormen van het materiaal. En dat is dus onmogelijk, want glas is een star materiaal dat heel slecht energie absorbeert. Tenzij je het combineert met een materiaal dat dat wel heel goed kan.

Zo ontstond Zappi, het sandwichglas. Het bestaat uit glasplaten die half overlappend aan elkaar gelijmd zijn. Een twee meter lange en twintig centimeter hoge Zappi-balk breekt niet als je er een gewicht van een paar ton bovenop zet. Het buigt slechts licht door - ondanks de vele zichtbare barsten in het glas. Zo sterk als staal is het nog niet, maar aluminium en hout worden verslagen.

We hebben het hier niet over gewoon glas en gewone lijm. Het glas is thermisch gehard en chemisch behandeld. Daardoor is het sterker en vertoont het ander scheurgedrag: als het bezwijkt valt het in kleine stukjes uiteen. Dit glas wordt bijvoorbeeld gebruikt voor bushokjes en autoruiten.

Ook de lijm is speciaal, al was het maar om de prijs: duizend gulden per kilo. Het is een heel dunne laag polycarbonaat die uithardt onder invloed van blauw licht. Daardoor heeft men alle tijd om de laag gelijkmatig uit te smeren door de glasplaten tegen elkaar aan te drukken. Met lijm die vanzelf uithardt, lukt dat niet.

'De verhouding in dikte tussen glas en lijm is cruciaal', zegt Veer. En het spreekt vanzelf dat hij de juiste verhoudingen niet in één keer te pakken had. 'Als je een enkele scheur in het glas hebt, worden de krachten door het carbonaat opgevangen. De balk buigt dan wat, maar verliest niet aan sterkte. Zelfs als het glas verkruimelt, blijft het sterk.'

Onder de microscoop bleek hoe dat kwam. Op de plek van een scheur in het glas komt normaal gesproken heel erg veel kracht op het carbonaat te staan. Maar het carbonaat blijkt, doordat de glasdelen uit elkaar getrokken worden, op de plek rond de scheur los van het glas te komen. Daardoor wordt de kracht over een groter oppervlak van het carbonaat gespreid.

'Dat was de ligger', stelt Veer vast. 'Toen moesten we nog platen en kolommen maken. De plaat was niet zo'n probleem. We hebben inmiddels platen die bestand zijn tegen inslagen van een blok staal. Voor de kolommen gebruiken we twee glazen cilinders met daartussen een speciale hars. Ze zijn sterker dan standaard constructiestaal, maar de grootste die we tot nu toe gemaakt hebben, is een halve meter hoog.'

Met ligger, plaat en kolom hebben Veer en zijn team alle hoofdelementen die nodig zijn voor een gebouw. De verbindingsstukken zullen van transparant nylon zijn, want die zijn te ingewikkeld om van glas te maken. 'Een deur kunnen we wel van glas maken, inclusief scharnieren', vertelt Veer. 'Alleen het slot is nog een probleem.'

EEN taak die nog rest, is het precies in kaart brengen van de eigenschappen van het materiaal. Belangrijk, want de conservatieve bouwwereld begint er anders niet aan. Veer werkt hard aan een model: 'Wiskundig gesproken is dit materiaal vergelijkbaar met gewapend beton. Ook de meeste betonnen constructies hebben scheuren. Het is de wapening die hen bij elkaar houdt. Het grote verschil is dat je bij glas de scheuren ziet.'

En natuurlijk is er nog het probleem van het klimaat in glazen gebouwen. Daarom wordt bijvoorbeeld hard gestudeerd op speciale folies die overmatig zonlicht buiten houden. Maar eerlijk gezegd gelooft Veer niet in volledig glazen gebouwen. Wie loopt er nou volledig op zijn gemak over een glazen vloer? Wel ziet hij glazen gevels en trappen voor zich, of bijna onzichtbare geluidsschermen rond snelwegen.

In principe kan het allemaal, maar het moet eerst nog bruikbaar en betaalbaar worden. Verlekkerde architecten die zich aan Veers bureau melden, krijgen dan ook een nuchter antwoord: 'Heb nog een jaar of tien geduld.'

Meer over