New Yorks borgmästare Bill de Blasio har förklarat att skyskrapor gjorda av glas och stål "inte har någon plats i vår stad eller vår jord längre". Han hävdade att deras energiineffektiva design bidrar till den globala uppvärmningen och insisterade på att hans administration skulle begränsa glasartade höghus i staden.

Glas har alltid varit ett osannolikt material för stora byggnader, på grund av hur svårt det blir att kontrollera temperatur och bländning inomhus. Faktiskt, användningen av helglasade exteriörer blev endast möjlig med framsteg inom luftkonditioneringsteknik och tillgång till billig och riklig energi, som kom till i mitten av 1900-talet. Och studier tyder på att i genomsnitt, Koldioxidutsläppen från luftkonditionerade kontor är 60 % högre än från kontor med naturlig eller mekanisk ventilation.

Som en del av min forskning om hållbar arkitektur, Jag har undersökt användningen av glas i byggnader genom historien. Framför allt, en sak är klar:om arkitekter hade ägnat mer uppmärksamhet åt svårigheterna med att bygga med glas, de stora miljöskador som moderna glasskyskrapor åstadkom kunde ha undvikits.

Värme och bländning

FN:s sekretariat i New York, byggd mellan 1947 och 1952, var det tidigaste exemplet på ett helt luftkonditionerat torn med en glasgardinvägg – följt kort därefter av Lever House på Park Avenue. Luftkonditionering gjorde det möjligt för den klassiska glasskyskrapan att bli en modell för höghusbyggda kontorsbyggnader i städer över hela världen – även heta platser som Dubai och Sydney.

Ändå så långt tillbaka som på 1800-talet, Trädgårdsodlare i Europa förstod väl hur svårt det är att hålla temperaturen stabil inuti glasstrukturer – de massiva heta husen som de byggde för sina samlingar. De ville behålla den varma miljö som behövs för att upprätthålla exotiska växter, och utarbetade en stor repertoar av tekniska lösningar för att göra det.

Tidiga centralvärmesystem, som använde ånga eller varmt vatten, hjälpte till att hålla inomhusatmosfären varm och fuktig. Glas täcktes med isolering över natten för att hålla värmen inne, eller används endast på södra sidan tillsammans med bättre isolerade väggar, att ta in och hålla värmen från middagssolen.

Kristallpalatset

När glasstrukturer förvandlades till utrymmen för mänskligt boende, den nya utmaningen var att hålla interiören tillräckligt sval. Att förhindra överhettning i glasbyggnader har visat sig oerhört svårt – även i Storbritanniens tempererade klimat. Crystal Palace i Hyde Park – en tillfällig paviljong byggd för att inrymma den stora utställningen av alla nationers industriverk 1851 – var ett exempel på detta.

Crystal Palace var det första storskaliga exemplet på en glasstruktur som designats speciellt för att användas av människor. Den designades av Joseph Paxton, chefsträdgårdsmästare på hertigen av Devonshires Chatsworth Estate, han bygger på sin erfarenhet av att bygga växthus i trä.

Även om den vid den tiden erkändes som en riskabel idé, arrangörerna bestämde sig för att vara värd för utställningen i ett gigantiskt växthus i avsaknad av ett mer praktiskt alternativ. På grund av sin modulära konstruktion och prefabricerade delar, Crystal Palace kunde sättas ihop på mindre än tio månader – perfekt för arrangörernas snäva deadline.

För att ta itu med farhågor om överhettning och att exponera utställningarna för för mycket solljus, Paxton använde några av de få kylmetoder som fanns tillgängliga vid den tiden:skuggning, naturlig ventilation och så småningom ta bort vissa delar av glaset helt och hållet. Flera hundra stora galler var placerade innanför byggnadens vägg, som måste justeras manuellt av skötare flera gånger om dagen.

Trots dessa försiktighetsåtgärder, överhettning blev ett stort problem under sommaren 1851, och var föremål för frekventa kommentarer i dagstidningarna. En analys av data som registrerats inne i Crystal Palace mellan maj och oktober 1851 visar att inomhustemperaturen var extremt instabil. Byggnaden accentuerade – snarare än minskade – toppsommartemperaturer.

Dessa utmaningar tvingade arrangörerna att tillfälligt ta bort stora delar av glaset. Denna procedur upprepades flera gånger innan delar av glaset permanent ersattes med canvasgardiner, som kunde öppnas och stängas beroende på hur varmt solen var. När Crystal Palace återuppfördes som en populär nöjespark i utkanten av London, dessa problem kvarstod – trots ändringar i designen som var avsedda att förbättra ventilationen.

Chicago glas

Dessa svårigheter störde inte utvecklarna i Chicago från att bygga den första generationen av högglasade kontorsbyggnader under 1880- och 1890-talen. Berömda utvecklingar av den inflytelserika arkitekten Ludwig Mies van der Rohe, såsom Crown Hall (1950-56) eller Lakeshore Drive Apartments (1949), designades också utan luftkonditionering. Istället, dessa strukturer förlitade sig huvudsakligen på naturlig ventilation och skuggning för måttliga inomhustemperaturer på sommaren.

I Crown Hall, varje fack av glasväggen är utrustad med järnklaffar, som studenter och personal vid IIT School of Architecture fick justera manuellt för att skapa korsventilation. Persienner kan också dras för att förhindra bländning och minska värmevinster. Ändå kunde dessa metoder inte uppnå moderna standarder för komfort. Denna byggnad, och många andra med liknande egenskaper, eftermonterades så småningom med luftkonditionering.

Ändå är det värt att notera att tidiga exempel på glasarkitektur inte var avsedda att ge lufttäthet, klimatkontrollerade utrymmen. Arkitekter var tvungna att acceptera att inomhustemperaturen skulle förändras beroende på vädret utanför, och människorna som använde byggnaderna var noga med att klä sig lämpligt för säsongen. På vissa sätt, dessa miljöer hade mer gemensamt med de täckta arkaderna och marknaderna under den viktorianska eran, än 2000-talets glasskyskrapor.

Blir klimatmedveten

Verkligheten är att glasbyggnadernas uppenbara brister sällan fick den uppmärksamhet de berättigade. Några tidiga kritiker framförde invändningar. Den kanske mest frispråkiga var den schweiziske arkitekten Le Corbusier, som i slutet av 1940-talet inledde en attack mot utformningen av FN-sekretariatet, hävdade att dess stora och oskyddade glasytor var olämpliga för klimatet i New York.

Men alltför ofta, historiker och arkitekter har fokuserat på glasarkitekturens estetiska kvaliteter. Crystal Palace, särskilt, porträtterades som en orörd ikon för en framväxande arkitektur av glas och järn. Men i verkligheten, mycket av glaset var täckt med duk för att blockera intensivt solljus och värme. Liknande, de släta glasfasaderna i Chicagos tidiga glastorn bröts av öppna fönster och persienner.

Det finns ett akut behov av att ta en ny titt på stadsarkitektur, med en känsla av miljörealism. Om de Blasios vädjan om en mer klimatmedveten arkitektur ska förverkligas, Framtida arkitekter och ingenjörer måste utrustas med en intim materialkunskap – särskilt glas – som inte är mindre utvecklad än 1800-talets trädgårdsmästare.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.