Glas als constructiemateriaal is populairder dan ooit, maar het stelt architecten, ingenieurs en fabrikanten wel voor de nodige uitdagingen wat betreft de energie-efficiëntie en duurzaamheid van gebouwen. Hoogleraar James O’Callaghan gelooft in de toekomst van bouwen met glas en probeert de grenzen van dit materiaal te verleggen.

Als een van de oprichters van het veelvuldig bekroonde Britse ontwerpbureau Eckersley O’Callaghan is James O’Callaghan een bekende naam in de wereld van architectuur en bouwtechniek. Zijn werk is echter ook bekend bij een breder publiek, want hij is het bouwkundige brein achter de iconische glazen Apple Stores. “Toen ik met de architecten en het team van Apple ging samenwerken, was het mijn idee om glas als een van de basismaterialen toe te passen”, legt hij uit. “Ik werkte destijds als een van de weinigen al met bouwglas en was me bewust van de mogelijkheden.” Architectonisch gezien draait het allemaal om transparantie. “Als je een doorzichtig bouwmateriaal gebruikt, verdwijnt de fysieke constructie meer naar de achtergrond en schep je een gevoel van ruimte.”

Glazen trappen

O’Callaghans eerste project voor Apple was een glazen trap voor de winkel in SoHo (New York). “Daardoor konden klanten in de beperkte ruimte beter zien waar ze alle producten konden vinden”, aldus O’Callaghan. “Vandaar zijn we verdergegaan: naar glazen loopbruggen, een glazen bouwschil en zelfs complete glazen gebouwen. Het ging toen niet meer alleen om transparantie. We wilden weten wat we nog meer met dit materiaal konden doen. Hoe konden we glas integreren in de architectuur, als ondersteunend of zelfs scheppend element? Toen ik voor het eerst meewerkte aan het ontwerp van een Apple Store had ik geen idee dat het zo’n groot project zou worden, met nu al meer dan 400 locaties.” Denk bijvoorbeeld aan de beroemde glazen kubus van de Apple Store op Fifth Avenue in New York, of het zonder zuilen gebouwde Steve Jobs Theater op de Apple Campus in Cupertino (Californië).

Hoewel glas nooit O’Callaghans enige werkterrein is geweest, bood de samenwerking met Apple een unieke kans om kennis op te bouwen over dit materiaal. “We werden uitgedaagd om ambitieuzere ontwerp- en productietechnieken toe te passen en gedurfdere toepassingen van complementaire materialen te bedenken, zoals de tussenlagen en bijbehorende technologieën. Kortom, hierdoor heeft de technologie van bouwglas een hoge vlucht genomen die anders niet mogelijk was geweest”, concludeert hij.

Een brug naar architecten

Zijn nauwe samenwerking met architecten heeft ook een essentiële rol gespeeld. O’Callaghan: “Ik ben een soort brug tussen de ambities van architecten en de realiteit. Aan mij de schone taak om ze te inspireren tot creatieve toepassingen voor een materiaal als glas. Alleen zijn de ideeën van architecten vaak broos. Daardoor sneuvelen ze al snel wanneer je geen manier vindt om ze uitvoerbaar te maken. Ik zie het als mijn verantwoordelijkheid om ze zoveel mogelijk te steunen. Dus niet meteen zeggen dat iets niet kan, maar manieren vinden om het toch te verwezenlijken. Zo zouden meer ingenieurs te werk moeten gaan.”

Hij gelooft dat deze manier van werken een van de succesfactoren is voor zijn bedrijf. Van een paar mensen in 2004 is dat inmiddels uitgegroeid tot een team van 120 medewerkers, verspreid over zeven kantoren in de hele wereld. “Dat hoort bij de cultuur van ons bureau. Iedereen die bij ons werkt, moet iets hebben met architectuur. Verder draait het bij ons allemaal om innovatie. Als je creatieve bouwkundige oplossingen wilt bieden, moet je in R&D investeren. Enerzijds moeten we met de huidige technieken de beste oplossingen kunnen aanreiken, anderzijds moeten we vooruitkijken en nieuwe technieken ontwikkelen die anticiperen op toekomstige uitdagingen. Bij Eckersley O’Callaghan hoort onderzoek dus bij ons dagelijks werk.”

De weg naar Delft

Dat onderzoek was ook de reden waarom hij ooit terechtkwam bij de TU Delft, waar hij vanaf 2015 gasthoogleraar was. In 2019 werd hij benoemd tot hoogleraar Architectural Glass. “Dankzij het netwerk en de kennis die op deze universiteit voorhanden zijn, kan ik uitgebreider en grondiger experimenteren met toepassingen van glas in de architectuur dan ik via mijn eigen bureau had gekund”, vertelt O’Callaghan. “Ik heb zo ook de vrijheid om me op een specifiek onderzoeksgebied te richten, zonder de beperkingen van een commerciële context. Wat ik hier doe vormt dus in velerlei opzichten een aanvulling op mijn zakelijke werk. Andersom komt mijn commerciële ervaring van pas bij ons onderzoek, want die zorgt ervoor dat de onderzoeksresultaten in industrieel en commercieel opzicht relevant zijn voor de wereld van bouwglas.”

Een bredere opdracht

O’Callaghan benadrukt dat zijn opdracht als hoogleraar Architectural Glass veel verder reikt dan alleen glazen constructies. “Mijn leerstoel is gericht op de toekomst van glas in de gebouwde omgeving in alle mogelijke vormen. Dat omvat niet alleen glazen constructies of glas in de bouwschil, maar bijvoorbeeld ook ‘slim glas’.” De overkoepelende onderzoeksvragen gaan allemaal over duurzaamheid. Hij somt er een paar op: “Hoe kunnen we het circulaire gebruik van glas verbeteren zodat we niet steeds nieuw glas hoeven te maken? Hoe kunnen we minder glas gebruiken door het dunner te maken zonder dat het minder sterk wordt? En hoe kan glas bijdragen aan de duurzaamheid van gebouwen?” Op die laatste vraag heeft de technologie al antwoorden gevonden: “We hebben al glas dat dynamisch meeverandert met de omgeving, dat licht moduleert en energie verzamelt via ingebouwde zonnecellen. Uiteindelijk worden dit ook onze schermen, die bijvoorbeeld aparte tv’s overbodig maken.”

Minder gebruiken, hergebruiken en recyclen

In zijn pure vorm kan glas uitstekend gerecycled worden, maar alle nabewerkingen gooien roet in het eten. “We lamineren glaspanelen, maken er dubbelglas van, enzovoort. Dat heeft gevolgen voor de ingesloten koolstof en het duurzame karakter van glas. Daar moeten we iets op vinden. We moeten het ontwerp van ramen, kozijnen en bouwschillen onder de loep nemen, zodat we glas in de toekomst kunnen hergebruiken. Waar gebouwen maar zo’n vijftig jaar meegaan, kan glas honderden jaren meegaan”, stelt O’Callaghan. “In dit verband is het gebruik van digitaal gefabriceerde verbindingen een interessante onderzoeksrichting.”

O’Callaghan is ook bezig met het opzetten van een speciaal onderzoekslaboratorium voor glas, mede mogelijk gemaakt door alumnidonaties. Het lab wordt uitgerust met een digitale 4K-microscoop. “Daarmee kunnen we met de juiste resolutie onvolkomenheden in het oppervlak bestuderen, zodat we meer inzicht krijgen in de invloed van de kwaliteit op de sterkte van het glas. Het ontwerp van glas berust van oudsher op vrij conservatieve veiligheidsfactoren. Als we meer weten over de intrinsieke onvolkomenheden van glas en hun impact op de prestaties, kunnen we de veiligheidsfactoren wellicht bijstellen en hebben we minder materiaal nodig. Bij duurzaamheid komt het uiteindelijk altijd neer op minder gebruik.”

Momenteel wordt van het glas in gebouwen maar 5% gerecycled, terwijl dat bij flessen 90% is. “En zelfs dat kleine percentage wordt hergebruikt in minder hoogwaardige toepassingen, bijvoorbeeld als aggregaat in de wegenbouw.” Twee onderzoekers, Telesilla Bristogianni en Faidra Oikonomopoulou, houden zich bezig met gegoten glas. Een bekend voorbeeld zijn de Crystal Houses in Amsterdam, waarvan de gevels in 2016 opgetrokken zijn uit glazen bakstenen. “Die bakstenen zijn gemaakt van glas dat gesmolten en gegoten is, en dus niet op de gebruikelijke manier gefabriceerd. Zo kwamen we op het idee dat je bouwblokken zou kunnen maken van verontreinigd glas, zoals magnetrondeuren of voorruiten van auto’s. Telesilla en Faidra onderzoeken nu welk effect dat heeft op de doorzichtigheid, de kleur en de bruikbaarheid. Een geweldig voorbeeld van duurzaam denken.”

Onderwijs

Naast zijn onderzoek en zijn zakelijke verplichtingen geeft O’Callaghan ook colleges en fungeert hij als mentor. “Ik werk graag met studenten. Hun hoofd zit niet vol met 30 jaar ervaring, dus zij kunnen nog alle richtingen uit denken. Die vrijheid levert de nodige creativiteit op. Eerlijk gezegd ben ik een beetje jaloers omdat ik niet zo creatief meer ben, maar door hen kom ik wel weer op nieuwe ideeën. Ik mag hopen dat het twee kanten op werkt, dat zij weer van mijn ervaring leren”, zegt hij. “Welbeschouwd leren wij ze om steeds minder creatief te worden. Dat moet wel, want als jonge professionals kunnen ze ook niet zonder enige wijsheid, kennis en ervaring. In studenten zie ik de fascinatie voor deze materie terug die indertijd voor mij de reden was om dit werk te gaan doen. Dat is ook een belangrijke katalysator voor creatief denken.”

Een terugblik

O’Callaghans werk heeft hem veel roem gebracht. Zo is hij Fellow van de Britse Royal Academy of Engineering en ontving hij in 2019 de Gold Medal van de Institution of Structural Engineers, om maar een paar voorbeelden te noemen. Zelf is hij vooral trots op alles wat hij voor Apple heeft gedaan. “Voor mij leest dat als een spannend boek over de ontwikkeling van glas in de afgelopen 15 à 20 jaar. Er zijn een aantal gebouwen die ik echt bijzonder geslaagd vind, zoals het Steve Jobs Theater, waarschijnlijk de meest ambitieuze glazen constructie die ooit is gebouwd. Al mijn jarenlange experimenten met andere gebouwen zijn daarin bij elkaar gekomen.”

Dat had hij 25 jaar geleden nooit voor mogelijk gehouden. “Toen mijn baas me indertijd vertelde dat we met glas gingen bouwen, vond ik dat een idioot idee. Tot ik me in de wetenschappelijke kant verdiepte en overal vraagtekens bij ging plaatsen. Toen ontdekte ik allerlei interessante aspecten. Die nieuwsgierigheid is een eigenschap die elke ingenieur hoort te hebben. Ik was nieuwsgierig naar wat je allemaal met glas kon doen en het bleek een ongelooflijk interessant constructiemateriaal te zijn.”

Nieuwsgierigheid is een eigenschap die elke ingenieur hoort te hebben. Ik was nieuwsgierig naar wat je allemaal met glas kon doen en het bleek een ongelooflijk interessant constructiemateriaal te zijn

Als een van de oprichters van het veelvuldig bekroonde Britse ontwerpbureau Eckersley O’Callaghan is James O’Callaghan een bekende naam in de wereld van architectuur en bouwtechniek. Zijn werk is echter ook bekend bij een breder publiek, want hij is het bouwkundige brein achter de iconische glazen Apple Stores. “Toen ik met de architecten en het team van Apple ging samenwerken, was het mijn idee om glas als een van de basismaterialen toe te passen”, legt hij uit. “Ik werkte destijds als een van de weinigen al met bouwglas en was me bewust van de mogelijkheden.” Architectonisch gezien draait het allemaal om transparantie. “Als je een doorzichtig bouwmateriaal gebruikt, verdwijnt de fysieke constructie meer naar de achtergrond en schep je een gevoel van ruimte.”

Glazen trappen

O’Callaghans eerste project voor Apple was een glazen trap voor de winkel in SoHo (New York). “Daardoor konden klanten in de beperkte ruimte beter zien waar ze alle producten konden vinden”, aldus O’Callaghan. “Vandaar zijn we verdergegaan: naar glazen loopbruggen, een glazen bouwschil en zelfs complete glazen gebouwen. Het ging toen niet meer alleen om transparantie. We wilden weten wat we nog meer met dit materiaal konden doen. Hoe konden we glas integreren in de architectuur, als ondersteunend of zelfs scheppend element? Toen ik voor het eerst meewerkte aan het ontwerp van een Apple Store had ik geen idee dat het zo’n groot project zou worden, met nu al meer dan 400 locaties.” Denk bijvoorbeeld aan de beroemde glazen kubus van de Apple Store op Fifth Avenue in New York, of het zonder zuilen gebouwde Steve Jobs Theater op de Apple Campus in Cupertino (Californië).

Hoewel glas nooit O’Callaghans enige werkterrein is geweest, bood de samenwerking met Apple een unieke kans om kennis op te bouwen over dit materiaal. “We werden uitgedaagd om ambitieuzere ontwerp- en productietechnieken toe te passen en gedurfdere toepassingen van complementaire materialen te bedenken, zoals de tussenlagen en bijbehorende technologieën. Kortom, hierdoor heeft de technologie van bouwglas een hoge vlucht genomen die anders niet mogelijk was geweest”, concludeert hij.

Een brug naar architecten

Zijn nauwe samenwerking met architecten heeft ook een essentiële rol gespeeld. O’Callaghan: “Ik ben een soort brug tussen de ambities van architecten en de realiteit. Aan mij de schone taak om ze te inspireren tot creatieve toepassingen voor een materiaal als glas. Alleen zijn de ideeën van architecten vaak broos. Daardoor sneuvelen ze al snel wanneer je geen manier vindt om ze uitvoerbaar te maken. Ik zie het als mijn verantwoordelijkheid om ze zoveel mogelijk te steunen. Dus niet meteen zeggen dat iets niet kan, maar manieren vinden om het toch te verwezenlijken. Zo zouden meer ingenieurs te werk moeten gaan.”

Hij gelooft dat deze manier van werken een van de succesfactoren is voor zijn bedrijf. Van een paar mensen in 2004 is dat inmiddels uitgegroeid tot een team van 120 medewerkers, verspreid over zeven kantoren in de hele wereld. “Dat hoort bij de cultuur van ons bureau. Iedereen die bij ons werkt, moet iets hebben met architectuur. Verder draait het bij ons allemaal om innovatie. Als je creatieve bouwkundige oplossingen wilt bieden, moet je in R&D investeren. Enerzijds moeten we met de huidige technieken de beste oplossingen kunnen aanreiken, anderzijds moeten we vooruitkijken en nieuwe technieken ontwikkelen die anticiperen op toekomstige uitdagingen. Bij Eckersley O’Callaghan hoort onderzoek dus bij ons dagelijks werk.”

De weg naar Delft

Dat onderzoek was ook de reden waarom hij ooit terechtkwam bij de TU Delft, waar hij vanaf 2015 gasthoogleraar was. In 2019 werd hij benoemd tot hoogleraar Architectural Glass. “Dankzij het netwerk en de kennis die op deze universiteit voorhanden zijn, kan ik uitgebreider en grondiger experimenteren met toepassingen van glas in de architectuur dan ik via mijn eigen bureau had gekund”, vertelt O’Callaghan. “Ik heb zo ook de vrijheid om me op een specifiek onderzoeksgebied te richten, zonder de beperkingen van een commerciële context. Wat ik hier doe vormt dus in velerlei opzichten een aanvulling op mijn zakelijke werk. Andersom komt mijn commerciële ervaring van pas bij ons onderzoek, want die zorgt ervoor dat de onderzoeksresultaten in industrieel en commercieel opzicht relevant zijn voor de wereld van bouwglas.”

Een bredere opdracht

O’Callaghan benadrukt dat zijn opdracht als hoogleraar Architectural Glass veel verder reikt dan alleen glazen constructies. “Mijn leerstoel is gericht op de toekomst van glas in de gebouwde omgeving in alle mogelijke vormen. Dat omvat niet alleen glazen constructies of glas in de bouwschil, maar bijvoorbeeld ook ‘slim glas’.” De overkoepelende onderzoeksvragen gaan allemaal over duurzaamheid. Hij somt er een paar op: “Hoe kunnen we het circulaire gebruik van glas verbeteren zodat we niet steeds nieuw glas hoeven te maken? Hoe kunnen we minder glas gebruiken door het dunner te maken zonder dat het minder sterk wordt? En hoe kan glas bijdragen aan de duurzaamheid van gebouwen?” Op die laatste vraag heeft de technologie al antwoorden gevonden: “We hebben al glas dat dynamisch meeverandert met de omgeving, dat licht moduleert en energie verzamelt via ingebouwde zonnecellen. Uiteindelijk worden dit ook onze schermen, die bijvoorbeeld aparte tv’s overbodig maken.”

Minder gebruiken, hergebruiken en recyclen

In zijn pure vorm kan glas uitstekend gerecycled worden, maar alle nabewerkingen gooien roet in het eten. “We lamineren glaspanelen, maken er dubbelglas van, enzovoort. Dat heeft gevolgen voor de ingesloten koolstof en het duurzame karakter van glas. Daar moeten we iets op vinden. We moeten het ontwerp van ramen, kozijnen en bouwschillen onder de loep nemen, zodat we glas in de toekomst kunnen hergebruiken. Waar gebouwen maar zo’n vijftig jaar meegaan, kan glas honderden jaren meegaan”, stelt O’Callaghan. “In dit verband is het gebruik van digitaal gefabriceerde verbindingen een interessante onderzoeksrichting.”

O’Callaghan is ook bezig met het opzetten van een speciaal onderzoekslaboratorium voor glas, mede mogelijk gemaakt door alumnidonaties. Het lab wordt uitgerust met een digitale 4K-microscoop. “Daarmee kunnen we met de juiste resolutie onvolkomenheden in het oppervlak bestuderen, zodat we meer inzicht krijgen in de invloed van de kwaliteit op de sterkte van het glas. Het ontwerp van glas berust van oudsher op vrij conservatieve veiligheidsfactoren. Als we meer weten over de intrinsieke onvolkomenheden van glas en hun impact op de prestaties, kunnen we de veiligheidsfactoren wellicht bijstellen en hebben we minder materiaal nodig. Bij duurzaamheid komt het uiteindelijk altijd neer op minder gebruik.”

Momenteel wordt van het glas in gebouwen maar 5% gerecycled, terwijl dat bij flessen 90% is. “En zelfs dat kleine percentage wordt hergebruikt in minder hoogwaardige toepassingen, bijvoorbeeld als aggregaat in de wegenbouw.” Twee onderzoekers, Telesilla Bristogianni en Faidra Oikonomopoulou, houden zich bezig met gegoten glas. Een bekend voorbeeld zijn de Crystal Houses in Amsterdam, waarvan de gevels in 2016 opgetrokken zijn uit glazen bakstenen. “Die bakstenen zijn gemaakt van glas dat gesmolten en gegoten is, en dus niet op de gebruikelijke manier gefabriceerd. Zo kwamen we op het idee dat je bouwblokken zou kunnen maken van verontreinigd glas, zoals magnetrondeuren of voorruiten van auto’s. Telesilla en Faidra onderzoeken nu welk effect dat heeft op de doorzichtigheid, de kleur en de bruikbaarheid. Een geweldig voorbeeld van duurzaam denken.”

Onderwijs

Naast zijn onderzoek en zijn zakelijke verplichtingen geeft O’Callaghan ook colleges en fungeert hij als mentor. “Ik werk graag met studenten. Hun hoofd zit niet vol met 30 jaar ervaring, dus zij kunnen nog alle richtingen uit denken. Die vrijheid levert de nodige creativiteit op. Eerlijk gezegd ben ik een beetje jaloers omdat ik niet zo creatief meer ben, maar door hen kom ik wel weer op nieuwe ideeën. Ik mag hopen dat het twee kanten op werkt, dat zij weer van mijn ervaring leren”, zegt hij. “Welbeschouwd leren wij ze om steeds minder creatief te worden. Dat moet wel, want als jonge professionals kunnen ze ook niet zonder enige wijsheid, kennis en ervaring. In studenten zie ik de fascinatie voor deze materie terug die indertijd voor mij de reden was om dit werk te gaan doen. Dat is ook een belangrijke katalysator voor creatief denken.”

Een terugblik

O’Callaghans werk heeft hem veel roem gebracht. Zo is hij Fellow van de Britse Royal Academy of Engineering en ontving hij in 2019 de Gold Medal van de Institution of Structural Engineers, om maar een paar voorbeelden te noemen. Zelf is hij vooral trots op alles wat hij voor Apple heeft gedaan. “Voor mij leest dat als een spannend boek over de ontwikkeling van glas in de afgelopen 15 à 20 jaar. Er zijn een aantal gebouwen die ik echt bijzonder geslaagd vind, zoals het Steve Jobs Theater, waarschijnlijk de meest ambitieuze glazen constructie die ooit is gebouwd. Al mijn jarenlange experimenten met andere gebouwen zijn daarin bij elkaar gekomen.”

Dat had hij 25 jaar geleden nooit voor mogelijk gehouden. “Toen mijn baas me indertijd vertelde dat we met glas gingen bouwen, vond ik dat een idioot idee. Tot ik me in de wetenschappelijke kant verdiepte en overal vraagtekens bij ging plaatsen. Toen ontdekte ik allerlei interessante aspecten. Die nieuwsgierigheid is een eigenschap die elke ingenieur hoort te hebben. Ik was nieuwsgierig naar wat je allemaal met glas kon doen en het bleek een ongelooflijk interessant constructiemateriaal te zijn.”

Nieuwsgierigheid is een eigenschap die elke ingenieur hoort te hebben. Ik was nieuwsgierig naar wat je allemaal met glas kon doen en het bleek een ongelooflijk interessant constructiemateriaal te zijn


Andere Portraits of Science

Door geluid de wereld begrijpen

/* */