Glassfasader med stål eller aluminium?

Bildene er fra Mills, Mat- og Merkevarehuset på Grünerløkka. IARK/ ARK innvendig bygg; Ledsten Arkitektur AS Toppfoto: Jonas Adolfsen

Felles for begge materialer er svært lang levetid kombinert med begrensede krav til vedlikehold. De er resirkulerbare med høy dokumenterbar gjenvinningsandel og om forholdene tillater det er mange komponenter også egnet til gjenbruk. Omtrent halvparten av verdens stålproduksjon er basert på gjenvunnet skrapstål. For aluminium resirkuleres tilnærmet alt skrap fra bygninger, men grunnet svært stor etterspørsel kombinert med lang levetid er det pr. i dag kun mulig å dekke mindre enn en fjerdedel av total aluminiumsproduksjon med skrapmateriale.

Store byggeprosjekter beskrives i mange tilfeller med ut- og innvendige fasader og veggpartier der begge materialer er representert. Kunst- og designhøgskolen i Bergen representerer et godt eksempel på optimal anvendelse av begge materialtyper. Vi skal i det følgende se nærmere de to materialenes ulike kvaliteter.

Schüco-Partner Profilteam AS leverte skyve- og foldedører i stål til det prisbelønnet byggeprosjekt Mills. De tidligere fabrikklokalene på Grünerløkka er bygget om til kontorer og matfaglig senter. I kontorarealet ble Schüco Jansen Economy 60 benyttet. Arkitektene valgte funklende messing som kontrast til disse råstål-dørene og betongen. Foto: Jonas Adolfsen

Overflate og estetiske egenskaper

Det faktum at 75% av all aluminium som er produsert fremdeles er i bruk indikerer at vi har med et bestandig materiale å gjøre. Når aluminium eksponeres for luft (oksygen) dannes et oksydsjikt som beskytter effektivt mot videre nedbryting. Materialet kan derfor i prinsippet benyttes og monteres i ubehandlet utførelse uten risiko for kortere levetid enn om overflaten er eloksert eller lakkert.

Såkalt rå aluminium etterspørres av og til for å skape et industrielt preg. En skal imidlertid være klar over at systemleverandørens garantier kun gjelder for materialer som er overflatebehandlet, dvs eloksert eller lakkert. Dette skyldes hovedsakelig at det er umulig å fastslå hvordan overflaten over tid vil utvikle seg utseendemessig utover at den aldri vil anta noen jevn patina siden alle typer påvirkning profilene har vært utsatt for fram til ferdig produkt vil prege overflaten på ulikt vis. Mindre riper og spor fra produksjon, transport og lagring, fingeravtrykk og fukt bidrar alle til et sluttresultat som ikke kan fastslås i forkant. Derfor er det avgjørende at oppdragsgiver i forkant er gjort kjent med usikkerheten knyttet til det visuelle uttrykket av den ferdig patinerte overflaten.

Vanlig stål vil som kjent korrodere og brytes ned dersom overflaten ikke beskyttes. Siden også stål i noen tilfeller ønskes i «rå» utgave kan løsningen være overflatebehandling med klar lakk. Lakkens overflate tilfører materialet til en viss grad et bearbeidet uttrykk samtidig som stålets originale overflate gir liv og variasjon. Denne overflatebehandling anbefales imidlertid bare til innvendig bruk.

Med rustfritt stål skapes en varig overflate uten ekstra beskyttelse, men siden materialet ikke påvirkes av luftens oksygen oppstår ingen patina over tid. Rustfrie materialer er velegnet i sammenhenger der en ønsker et eksklusivt preg snarere enn et rått og industrielt uttrykk.

Corten stål utgjør et annet etterspurt alternativ da en med dette materialet nærmest kan skreddersy graden av rustpreg på overflaten. Vindussystemet Jansen Janisol Arte med sitt retropreg, velegnet for rehabilitering så vel som nye bygg tilbys alternativt med corten finish. Ved hjelp av kjemisk overflate-behandling styres graden av rustpreg som dermed kan stoppes i ønsket stadium.

Utover variasjoner med hensyn til overflatebehandlinger vil ulike fremstillingsprosesser for profiler av aluminium og stål resultere i mindre forskjeller for det ferdige produktet. Der profilen av aluminium ekstruderes i en operasjon valses stålprofilen i flere steg frem til sin endelige form, en prosess som tilfører stålprofilen et preg av håndverk.

Dette gir egenskaper som blant annet gjør materialet attraktivt for rehabiliteringsoppgaver på liknende måte som glass produsert etter gamle teknikker bidrar til det ønskede uttrykket på visse typer bygg.

 Foto: Ivan Brodey. 

Statiske egenskaper

Aluminium oppnår med riktig utforming gode statiske egenskaper kombinert med lav vekt. Dermed blir store fasadeelementer enklere å håndtere. I tillegg vil primærkonstruksjonen få redusert belastning slik at denne i visse tilfeller kan skaleres ned.

Verktøy for å ekstrudere profiler av aluminium er relativt billig, noe som gjør det attraktivt å spesial-tilpasse løsninger for et spesifikt prosjekt. Dette åpner for å skreddersy profiler ut fra statiske og estetiske krav.

Hva kan da stål bidra med som ikke allerede kan realiseres med aluminium?

Som allerede nevnt tilfører stålmaterialets overflatekarakter fasaden et mer håndverkspreget uttrykk. Der spesialprofiler av aluminium ekstruderes kan i mange tilfeller ulike stålkomponenter sveises sammen for å oppnå forbedrete statiske egenskaper eller et spesielt design. Siden stålrammer sveises sammen i hjørnene vil eksempelvis ulike profilbredder kunne kombineres i en dør. Slik kan en stor låskasse benyttes uten at rammen nødvendigvis må gjøres bredere på alle fire sider. Stål har en elastisitetsmodul som er 3 ganger så høy som for aluminium. Kombinert med smart design samt muligheten til å sveise innfestingspunkter åpner dette blant annet for å utføre høye fasader uten bakenforliggende primærkonstruksjon. Høye, relativt smale fasader vil også kunne utføres med horisontal primær bærestruktur.

Store dør- og vindusfelt tilføres økt stivhet ved at hjørne- og T-forbindelser kan sveises noe som åpner for at svært store elementer kan utføres med slanke profiler.

Områder med høyfrekvent ferdsel, gjerne kombinert med hard bruk og behov for store formater, krever robuste løsninger. For stasjonsområder, sykehus, skoler og andre typer offentlige bygg vil stål ofte representere et naturlig valg.

Isolerende egenskaper

Systemprofiler av aluminium oppnår takket være smart oppbygning av den isolerende kjernen U-verdier lavere enn 0,8W/m2K over profilsnittet. Mange tenker på stål som et mindre egnet alternativ når en etterstreber lave U-verdier. Stål er imidlertid en dårligere varmeleder enn aluminium, en egenskap som kombinert med flerkammer-oppbygning av kjernen bidrar til at passivhuskrav også kan realiseres med profilsystemer av stål.

Sikring mot brann og innbrudd

Vinduer, dører og fasader av aluminium oppfyller i dag branntekniske krav som en ikke tenkte seg var mulig for 20-25 år siden.

Tilsvarende prinsipper som tilfører gode U-verdier benyttes for å isolere mot branntemperaturer på 800-900°C. De første produktene på markedet var fylt opp med kjølende gipsmaterialer, noe som gjorde produksjonen krevende og kostbar samtidig som elementene ble svært tunge. I dag bidrar andre isolasjonsteknikker til langt på vei å erstatte tunge gipsmaterialer slik at vindus- og dørprofiler i større grad likner standard produktserier.

Stålets styrke i brannsammenheng bestemmes først og fremst av smeltepunktet. Dette ligger i motsetning til for aluminium høyere enn de maksimale temperaturene ved brannprøvinger. Denne egenskapen kan blant annet utnyttes for elementer som ikke har krav til isolerende egenskaper, og særlig de som skal yte brannmotstand i 60 minutter eller mer. I situasjoner der aluminium vil smelte holder en uisolert stålkonstruksjon stand. For de fleste elementer med krav til brannmotstand utover 60 minutter vil normalt stål utgjøre et riktig alternativ.

Automatiske skyvedører er et annet produkt som inneholder krevende detaljer med tanke på brannmotstand, men som er realiserbare med stålprofiler.

Disse store Schüco Jansen stål skyvedørene finnes på begge sider av demokjøkkenet i underetasjen på Mills. Foto: Ellen Ledsten.

Innbrudd og annen type sikring

Profilsystemer av aluminium og stål er begge egnet til tilfredsstille krav til innbrudds-sikring samt flere skudd- og eksplosjonsklasser. For de høyeste klassene strekker imidlertid ikke tradisjonelle profilsystemer til. Særlig gjelder dette for åpningsbare enheter.

De høyeste sikringsklassene krever derfor spesialkonstruksjoner basert på annen oppbygning enn standard systemløsninger, men hvor stål utgjør et vesentlig materiale.