De burgemeester van New York, Bill de Blasio, heeft verklaard dat wolkenkrabbers van glas en staal "geen plaats meer hebben in onze stad of onze aarde". Hij voerde aan dat hun energie-inefficiënte ontwerp bijdraagt ​​aan de opwarming van de aarde en drong erop aan dat zijn regering glazige hoogbouw in de stad zou beperken.

Glas is altijd een onwaarschijnlijk materiaal geweest voor grote gebouwen, vanwege hoe moeilijk het wordt om de temperatuur en verblinding binnenshuis te regelen. In feite, het gebruik van volledig beglaasde buitenkanten werd alleen mogelijk met de vooruitgang in airconditioningtechnologie en toegang tot goedkope en overvloedige energie, die in het midden van de 20e eeuw ontstond. En studies suggereren dat gemiddeld, de CO2-uitstoot van geklimatiseerde kantoren is 60% hoger dan die van kantoren met natuurlijke of mechanische ventilatie.

Als onderdeel van mijn onderzoek naar duurzame architectuur, Ik heb het gebruik van glas in gebouwen door de geschiedenis heen onderzocht. Bovenal, één ding is duidelijk:als architecten meer aandacht hadden besteed aan de moeilijkheden van bouwen met glas, de grote milieuschade door moderne glazen wolkenkrabbers had voorkomen kunnen worden.

Warmte en schittering

Het secretariaat van de Verenigde Naties in New York, gebouwd tussen 1947 en 1952, was het vroegste voorbeeld van een volledig geklimatiseerde toren met een glazen vliesgevel - kort daarna gevolgd door Lever House aan Park Avenue. Dankzij airconditioning kon de klassieke glazen wolkenkrabber een model worden voor hoge kantoorontwikkelingen in steden over de hele wereld - zelfs in warme plaatsen zoals Dubai en Sydney.

Maar al in de 19e eeuw, tuinders in Europa begrepen heel goed hoe moeilijk het is om de temperatuur stabiel te houden in glazen constructies - de enorme kassen die ze bouwden om hun collecties te huisvesten. Ze wilden de warme omgeving behouden die nodig is om exotische planten in stand te houden, en bedacht daarvoor een groot repertoire aan technische oplossingen.

Vroege centrale verwarmingssystemen, die gebruik maakten van stoom of heet water, hielp om de binnenatmosfeer warm en vochtig te houden. Glas werd 's nachts bedekt met isolatie om de warmte binnen te houden, of alleen aan de zuidkant gebruikt samen met beter geïsoleerde wanden, om de warmte van de middagzon op te nemen en vast te houden.

Het Kristallen Paleis

Toen glasstructuren werden omgevormd tot ruimtes voor menselijke bewoning, de nieuwe uitdaging was om het interieur voldoende koel te houden. Het voorkomen van oververhitting in glazen gebouwen is enorm moeilijk gebleken, zelfs in het gematigde klimaat van Groot-Brittannië. Het Crystal Palace in Hyde Park - een tijdelijk paviljoen dat in 1851 werd gebouwd om de Grote Tentoonstelling van de Fabrieken van alle Volkeren te huisvesten - was daar een goed voorbeeld van.

Het Crystal Palace was het eerste grootschalige voorbeeld van een glazen constructie die speciaal is ontworpen voor gebruik door mensen. Het is ontworpen door Joseph Paxton, hoofdtuinman op het Chatsworth Estate van de hertog van Devonshire, puttend uit zijn ervaring met het bouwen van houten kassen.

Hoewel destijds erkend als een riskant idee, De organisatoren besloten om de tentoonstelling in een gigantische kas te houden bij gebrek aan een praktischer alternatief. Door de modulaire opbouw en geprefabriceerde onderdelen, het Crystal Palace zou in minder dan tien maanden kunnen worden gebouwd - perfect voor de strakke deadline van de organisatoren.

Om de bezorgdheid over oververhitting en blootstelling van de expositiestukken aan te veel zonlicht weg te nemen, Paxton paste enkele van de weinige koelmethoden toe die destijds beschikbaar waren:zonwering, natuurlijke ventilatie en uiteindelijk het verwijderen van sommige delen van het glas. Enkele honderden grote lamellen werden in de muur van het gebouw geplaatst, die meerdere keren per dag handmatig moest worden aangepast door begeleiders.

Ondanks deze voorzorgsmaatregelen, oververhitting werd een groot probleem in de zomer van 1851, en was het onderwerp van frequente commentaren in de dagbladen. Een analyse van gegevens die tussen mei en oktober 1851 in het Crystal Palace zijn opgenomen, toont aan dat de binnentemperatuur extreem onstabiel was. Het gebouw accentueerde – in plaats van verlaagde – piektemperaturen in de zomer.

Deze uitdagingen dwongen de organisatoren om grote delen van de beglazing tijdelijk te verwijderen. Deze procedure werd meerdere keren herhaald voordat delen van de beglazing definitief werden vervangen door canvas gordijnen, die kon worden geopend en gesloten, afhankelijk van hoe warm de zon was. Toen het Crystal Palace opnieuw werd opgericht als een populair recreatiepark aan de rand van Londen, deze problemen bleven bestaan, ondanks wijzigingen in het ontwerp die bedoeld waren om de ventilatie te verbeteren.

Chicago glas

Deze moeilijkheden weerhielden ontwikkelaars in Chicago er niet van om in de jaren 1880 en 1890 de eerste generatie sterk glazen kantoorgebouwen te bouwen. Beroemde ontwikkelingen van de invloedrijke architect Ludwig Mies van der Rohe, zoals de Crown Hall (1950-56) of de Lakeshore Drive Apartments (1949), werden ook ontworpen zonder airconditioning. In plaats daarvan, deze constructies waren voornamelijk afhankelijk van natuurlijke ventilatie en schaduw tot gematigde binnentemperaturen in de zomer.

In de Kroonzaal, elke travee van de glazen wand is voorzien van ijzeren kleppen, die studenten en medewerkers van de IIT School of Architecture handmatig moesten aanpassen om kruisventilatie te creëren. Jaloezieën kunnen ook worden getrokken om verblinding te voorkomen en warmtewinst te verminderen. Toch konden deze methoden niet voldoen aan de moderne comfortnormen. Dit gebouw, en vele anderen met vergelijkbare kenmerken, werden uiteindelijk achteraf uitgerust met airconditioning.

Toch is het vermeldenswaard dat vroege voorbeelden van glasarchitectuur niet bedoeld waren om luchtdichte, klimaat gecontroleerde ruimtes. Architecten moesten accepteren dat de binnentemperatuur zou veranderen afhankelijk van het weer buiten, en de mensen die de gebouwen gebruikten, zorgden ervoor dat ze zich gepast kleedden voor het seizoen. In sommige opzichten, deze omgevingen hadden meer gemeen met de overdekte arcades en markten uit het Victoriaanse tijdperk, dan de glazen wolkenkrabbers van de 21e eeuw.

Klimaatbewust worden

De realiteit is dat de voor de hand liggende tekortkomingen van glazen gebouwen zelden de aandacht kregen die ze verdienden. Sommige vroege critici maakten bezwaar. Misschien wel de meest uitgesproken was de Zwitserse architect Le Corbusier, die eind jaren veertig een aanval lanceerde op het ontwerp van het VN-secretariaat, met het argument dat de grote en onbeschermde glasoppervlakken ongeschikt waren voor het klimaat van New York.

Maar al te vaak, historici en architecten hebben zich gericht op de esthetische kwaliteiten van glasarchitectuur. Het kristalpaleis, vooral, werd afgeschilderd als een ongerept icoon van een opkomende architectuur van glas en ijzer. Maar in werkelijkheid, een groot deel van het glas was bedekt met canvas om intens zonlicht en hitte buiten te houden. evenzo, de gladde glazen gevels van Chicago's vroege glazen torens werden gebroken door geopende ramen en jaloezieën.

Er is dringend behoefte aan een frisse kijk op stedelijke architectuur, met gevoel voor omgevingsrealisme. Als de Blasio's pleidooi voor een meer klimaatbewuste architectuur werkelijkheid wordt, toekomstige architecten en ingenieurs moeten worden uitgerust met een grondige kennis van materialen - vooral glas - die niet minder ontwikkeld is dan die van 19e-eeuwse tuiniers.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.