Az érdekes építészeti elemről szóló cikkében a nagyhírű amerikai újság, a The New York Times hozzáfűzi, hogy ha a kalandvágyó beleszédülne a látványba, felnézhet - és azt fogja tapasztalni, hogy a falak is üvegből vannak, akárcsak a mennyezet. Az érdeklődő ugyanis egy üvegdobozba kerül, egyikébe annak a négynek, amely acélgerendákhoz erősítve mintegy másfél méterre, peremszerűen kiugrik a falból.

A "kalitkák" nemrég nyíltak meg a torony kilátójának felújításakor - és ez csak az egyik példa az üveg új, merész, teherbíró elemekkel kombinált építészeti alkalmazására.

A mérnökök és építészek az anyagfejlesztők segítségével magasba ívelő homlokzatokat, boltíveket, áttetsző kockákat, gyaloghidakat és lépcsőket építenek üvegből. Az átlátszó lapot rétegesen polimer műanyagokkal vegyítik, hogy a tartóelemeket mind biztosabbá tegyék - a Willis-torony mindegyik üveglapja ötrétegű szendvics -, és minden négyzetcentiméteren külön ellenőrzik, hogy az anyagfeszültség ne haladja meg az elviselhető határt.

Közben kísérleteket folytatnak új anyagokkal, amelyek révén egy napon olyan üvegépítményeket hozhatnak majd létre, amelyekben nincs semmiféle fém vagy más anyag, amely nem üveg. "Végső célunk egy száz százalékos üvegépítmény" - mondta a lapnak James O,Callaghan, aki a világ talán legismertebb üvegkonstrukciójának, az Apple Store üzletekre jellemző üveglépcsőnek a tervezője.

Az üveg alapanyagai évezredek óta ismertek, a különböző alkalmazásoktól függően változhatnak, de a szerkezeti üvegelemeket szinte kizárólag a hagyományos módon készítik, nátriumkarbonátból, mészkőből és szilíciumból - homokból. Harrie J. Stevens, a New York-i Alfred Egyetem üvegkutatási központjának igazgatója szerint lényegében ugyanarról az üvegről van szó, amelyből az ablakok és a befőttes üvegek készülnek. Ettől azonban még nem válik egyszerűvé a dolog.

James Carpenter, aki már tervezett épülethomlokzatokat ebből az anyagból, nem győzi hangoztatni, hogy az üveg szokatlan tulajdonságokkal is bír. "Nem igazán tudjuk, mi is ez az anyag" - hangsúlyozza.

Sokáig még azt is vitatták, szilárd vagy cseppfolyós, ma amorf szilárd anyagnak tartják. A nem kristályos szerkezet a hűtés során alakul ki az úgynevezett üvegátmeneti hőmérsékleten, a mészkőalapú üvegnél például 538 Celsius fokon. Tovább hűtve és feldarabolva igen erős anyaggá válik, ám - akárcsak értékéből a futószalagról épp legördülő új autó - tüstént veszíteni is kezd erejéből. Más felületekkel érintkezve kis repedések alakulnak ki rajta, még a vízgőz és a szén-dioxid is ezzel a hatással jár. "Az üveg roppant erős nyomásnak is ellenáll, ám a húzóhatásra a kis repedések nőnek, kötésről kötésre terjednek, és ha nem is vezetnek törésre, gyengítik az anyagot" - fejtette ki Carlo G. Pantano, a Pennsylvaniai Egyetem tanára.

Ragasztott üvegpaloták?

A kutatók különböző módszerekkel próbálják erősíteni az üveget. Védőrétegekkel látják el, aminek viszont az a hátránya, hogy csökkenhet az átlátszóság, amely az üveg fő értelme. Megváltoztatják az összetételét is, hogy erősebbé tegyék, ez azonban más tulajdonságait érinti vagy túlságosan megdrágítja. (A Willis-projekt üvegdobozai egyenként 40 ezer dollárba kerültek.) Az üvegépítők számára a fő gond az, hogy mi történik, ha valamelyik elem eltörik, hogyan "viselkedik" a szerkezet a továbbiakban. A fémtől eltérően az üveg nem hajlik meg, és más módon sem ad előrejelzést a meghibásodásról. Ezért fontos előre biztosítani a szerkezet szilárdságát arra az esetre is, ha törne, nehogy az alatta vagy fölötte tartózkodók megsérüljenek.

Itt következik a réteges megoldás. A leggyakoribb az üveglemezek összekapcsolása vékony polimer rétegekkel. Ez szilárdságot biztosít, és valamelyik lemez eltörése esetén is összetartja a darabot - ám ugyanakkor megnehezíti a gyártást. Minden lemezt csiszolni és fúrni kell az egybetartó elemek összeillesztése előtt. Így nem csoda, hogy az üvegstruktúrák alkalmazói arról álmodoznak, hogy egy napon mindenfajta köztes kapcsoló elemet, csavart, fémet nélkülözhetnek majd.

James O,Callaghan például mindig igyekezett csökkenteni az üveglapokhoz szükséges csavarok számát. Az Apple-lépcsők rögzítéséhez rozsdamentes acélt és egyes esetekben titánt használt. Egyes mérnökök összeillő formájú szerkezeti elemek tervezésével próbálják megszüntetni a fémektől való függést. Rob Nijsse, a hollandiai delfti egyetem professzora és a belgiumi ABT cég mérnöke függőlegesen elhelyezett galvanizált üveglemezeket használt egy koncertterem építéséhez a portugáliai Portóban és egy múzeumhoz Belgiumban. A forma segített abban, hogy az üveg jobban ellenálljon a szélnyomásnak.

Más tervezők az üveg további tulajdonságait kívánják kihasználni. Például a hő hatására kevésbé táguló üveg alkalmazása lehetővé teheti több elem összehegesztését egyetlen folyamatos darabbá - csak éppen ez a módszer is nagyon költséges. A hagyományos mészkőalapú üveg viszont túlságosan kiterjed a hő hatására, így a hegesztésnél eltörhet. Más mérnökök ragasztóanyagokkal próbálják összekapcsolni az üvegelemeket. Lucio Blandini, a stuttgarti Sobek Engineering cég mérnöke így hozott létre egy csaknem tíz méter átmérőjű üvegkupolát - diplomamunkaként. Blandini cége a Chicagói Egyetemen és Dubaiban épít ragasztott üvegből szerkezeteket.
Nem tudni azonban, hogy mennyire megbízhatók a ragasztók hosszabb időtartamra. Így a legtöbb tervező, aki "üvegben utazik", úgy véli, hogy még várni kell, amíg eljön a "ragasztott" üvegpaloták ideje.