Glasdelen met elkaar verbinden met behulp van warmtetechniek kan in theorie perfect transparante constructies opleveren. Maar zijn die ook maakbaar en zijn ze sterk genoeg? Na talloze breuktests concludeert promovendus Lisa Rammig dat lassen en lamineren zeer hoge transparantie en sterkte kan opleveren. Maar toepassing in architectuur is lastig.

Transparantie cruciaal in architectonische toepassingen

In haar research onderzocht ze een handmatige warmtebindingstechniek waarbij glas wordt verbonden met behulp van een brander en een draaibank. Het hele glaselement moet daarbij worden verwarmd, om breuk door thermische schok te voorkomen. Ze testte verschillende verbindingen, die met warmte werden verlijmd uit 5 mm dikke borosilicaatplaten. “Als je twee glasranden door stuiklassen verbindt, is er weinig van de naad te zien. Je hebt niet de reflectie van de randen die bij traditionele verbindingsmiddelen als kleur zichtbaar blijft. Dat komt de transparantie echt ten goede.’

Rammig is in Californië actief voor Eckersley O’Callaghan, een specialistisch ingenieursbureau voor glas- en gevelontwerp. Het bureau is bekend om zijn werk in Apple-winkels en hoogwaardige onderkomens wereldwijd. In hun retail-concept zijn uitgestald producten van buiten de winkel zichtbaar. Transparantie is daarbij cruciaal. De focus ligt daarom altijd bij het meest zichtbare deel van de glasconstructies: de verbindingen. Dit geldt voor gevels, maar ook voor glazen trappen die de winkelniveaus verbinden.

Glas lassen

In de “technische” architectuur van enkele decennia geleden waren prominent aanwezige fittings en kabels populair, maar tegenwoordig is zelfs een siliconenverbinding niet goed genoeg. De hang naar optimaal doorzicht vraagt om onzichtbare verbindingen. Innovatieve technieken als glas lassen of buigen door gebruikmaking van warmte is dan het alternatief. Het is de enige manier om reflecties te voorkomen die anders ontstaan op de verbindingen. “Bij 3D toepassingen wordt glas op die manier een sculpturaal element in plaats van een plat vlak. Het kan bovendien door zijn geometrie stijver zijn dan vlakglas.” Rammig onderzocht in een laboratorium van de Universiteit Cambridge welke spanningsontwikkeling zich in het glas voordoet tijdens lassen. Vervolgens belastte ze de werkstukken volgens een vast protocol tot ze braken. Op die manier ontstond een beeld van de sterkte van het door warmte verbonden glas.

Uit het onderzoek werd duidelijk dat de gemaakte verbindingen een vergelijkbare sterkte hadden als het oorspronkelijke materiaal. “Met de disclaimer dat ze vervaardigd moeten zijn zonder insluitingen en geometrische imperfecties.” En dat valt bij handmatig geproduceerde glasverbindingen nog niet mee. Geautomatiseerde, lasergestuurde lastechniek zou dergelijke imperfecties kunnen voorkomen, maar die techniek staat nog in de kinderschoenen.

Sculpturale elementen

Is het gebruik van warmgevormde verbindingen de toekomst voor de geveltechniek? Dat is allerminst zeker, want glasdelen moeten daarvoor de oven in om te voorkomen dat ze door thermische stress breken. Dat vereist een zeer grote oven. Lasergestuurd lassen kan deze drempel mogelijk wegnemen, omdat het zeer lokale verhitting mogelijk maakt met minder opwekking van warmtestress. Maar dan is nog steeds het transport van volledig glazen geveldelen lastig. “Volledig glazen sculpturale elementen, zoals trappen, zijn mogelijk een meer voor de hand liggende toepassing”, zegt Rammig. “Die zou je hiermee volledig transparant en monoliet kunnen uitvoeren, zonder metalen fittings. En ze kunnen worden losgekoppeld van gebouwbewegingen.” Maar dergelijke constructies zouden ten dele uit gelamineerd glas moeten worden gebouwd, om risico's uit te sluiten. Gorilla glas – zoals gebruikt in schermen van mobiele telefoons – bieden misschien ook mogelijkheden.

Kortom, warme verbindingstechniek maakt transparantere glasconstructies mogelijk, maar het gebruik ervan kent zijn begrenzingen. Rammig: “Nieuwe architectonische toepassingen in glas worden gezien als risicovol. Ik denk dat ze stapje voor stapje hun plek moeten veroveren. Het is een kwestie van volhouden.”

Meer informatie

Lisa Rammig verdedigt haar proefschrift "Advancing Transparency. Connecting glass with heat" op 17 mei.

Haar proefschrift is te lezen via tudelft.repository of download de PDF.

/* */