Kenties tuleva kotimme on lasitalo, joka lämmittää itsensä.
Sinne ajamme pitkin lasitietä, joka toimii aurinkovoimalana.



Sinne ajamme pitkin lasitietä, joka toimii aurinkovoimalana.




Kaipaamme yhteyttä luontoon, mutta arvostamme mukavuutta. Lasi tarjoaa melkein ideaalisen ratkaisun: turvassa kylmältä ja tuulelta voimme katsella metsää ja nauttia auringosta.

Venäläinen insinööri Eugen Zamjatin tutkiskeli 1920 romaanissaan Me, miltä äärimmäinen lasimaailma voisi näyttää. Vuonna 2500 ihmiset asuvat lasitaloissa lasikaupungissa, jota ympäröi vihreä lasimuuri.

Zamjatin kirjoitti kirjaansa aikana, jolloin yhdysvaltalainen keksijä ja lasitehtailija Irving Colburn oli kehittänyt teollisen menetelmän valmistaa tasolasia vetämällä kuumaa lasimassaa telojen yli.

Valmistustekniikka parani sitten nopeasti. Tärkeän edistysaskeleen otti 1950-luvulla brittiläinen Alastair Pilkington, joka keksi keinon valmistaa lasia sulan tinakerroksen päällä.

Halpa massatuotanto avasi lasille uusia sovelluksia, siitä tuli rakennusmateriaali. Lasiseiniä ja -kattoja on tullut koko ajan lisää, mutta se ei riitä.


Lasitie tuottaa energiaa

"- -  näin - - ajoteiden säteitä suihkuavan lasin", kuvaili tulevaisuuden liikenneympäristöä Zamjatinin kirjan sankari, matemaatikko D-503.

Sähköinsinööri Scott Brusaw Idahosta, Yhdysvalloista, uskoo vakaasti, että on mahdollista - ja jopa ekologisesti välttämätöntä - rakentaa lasinen ajotie.

Solar Roadways -yrityksen perustanut Brusaw ehdottaa, että peitetään tie lasipaneeleilla, jotka toimivat samaan aikaan aurinkokennoina. Kolmikerroksisen paneelin pintakerros on lujaa, karheapintaista ja läpinäkyvää lasia. Alla on aurinkokennoista koostuva kerros. Pohjakerroksessa kulkevat sähkö- ja tietoliikennekaapelit.

Aurinkoenergian tutkija Nate Lewis Kalifornian teknisestä korkeakoulusta Caltechista on laskenut, kuinka paljon maapinta-alaa Yhdysvallat tarvitsee tuottaakseen tarvitsemansa sähkön aurinkokennoilla, joiden hyötysuhde on kymmenen prosenttia.  Luku sattuu olemaan suunnilleen sama kuin moottoriteiden peittämä ala, eli 1,7 prosenttia maan pinta-alasta.

Tällä haavaa Brusaw etsii rahoittajia lasiteiden kehittämistä varten. Hänen ideansa tuntuu alkuun hullulta, mutta moottoriteiden meluaitoihin on jo pitkään asennettu aurinkopaneeleja. On tuhlausta, jos tie toimii vain ajoratana. Auringossa kuumeneva tienpinta on luonteva paikka kerätä aurinkoenergiaa ja luja lasi pintamateriaalina mainio.


Ikkunoita tehdään jo

Jos lasitie on vielä idea-asteella, niin rakennusten lasipinnat lisääntyvät vauhdilla ja saavat lisää ominaisuuksia.
Lämpöä eristävät ikkunat ovat tätä päivää, mutta kohta niistä saadaan energiaa.

Aurinkosähköä tuottavia ikkunoita osataan jo valmistaa. Esimerkiksi saksalainen lasinvalmistaja Glaswerke Arnold lupaa, että yhtiön energialasi Voltarlux tuottaa parhaimmillaan 60 kilowattituntia vuodessa neliömetriä kohti. Kohtuullisilla ikkunapinnoilla saa silloin jo sähköt valaistukseen ja kotielektroniikkaan.

Voltarluxissa lasin pinnalla on amorfisesta piistä tehty aurinkokenno, joka on saatu läpinäkyväksi käyttämällä hyvin pieniä piihiukkasia.

Australiassa Queenslandin teknisen korkeakoulun materiaalitutkija, professori John Bell lupailee aurinkosähköä keräävää lasitaloa. Lasissa käytetään titaanidioksidipinnoitetta, joka lisää valon absorptiota.

Pinnoite synnyttää samalla punertavan värivivahteen. Mahdammeko kohta katsella maailmaa ruusunpunaisten seinien läpi?


Laseissa muistettava kohtuus

Lasi on niin hyvä materiaali, että insinöörit ja arkkitehdit saattavat innostua läpinäkyvistä rakenteista liikaakin. Zamjatinin kirjassa lasimaailma osoittautuu pian epämiellyttäväksi paikaksi, josta löytyy myös lasinen kidutuskammio.

Kidutusta voi olla liikkuminen nykyisissäkin lasiympäristöissä. Esteettömien ympäristöjen suunnitteluun erikoistunut Jukka Jokiniemi, itse näkövammainen, väitteli viime vuonna Teknillisessä korkeakoulussa tohtoriksi moniaistisuudesta ja saavutettavuudesta rakennetuissa tiloissa. Hän varoittaa käyttämästä lasia huolimattomasti.

- Lasi on akustisesti huono materiaali, eikä se hivele tuntoaistiakaan,  Jokiniemi sanoo. 

- Läpinäkyvyys väärissä paikoissa johtaa vaikeuksiin; se voi pahentaa korkean paikan kammoa.
Jokiniemen mukaan ihminen ei luontaisesti osaa käsitellä läpinäkyvyyttä oikein. Kun näköaistimus ei tue tuntoa, esimerkiksi dementoituneiden ihmisten voi olla vaikea liikkua läpinäkyvien pintojen keskellä.

Zamjatinin Me tunnetaan varoitusteoksena, antiutopiana. Romaani viestittää, että kaikkea ei pidä tehdä yhdestä aineesta. Lasiakin pitää yhdistää taitavasti muihin materiaaleihin.

Lintukuolemille loppu

Lintutieteilijä, professori Daniel Klem Muhlenberg Collegesta Pennsylvaniasta arvioi, että yksinomaan Pohjois-Amerikassa kuolee laskematon määrä lintuja lentäessään päin lasia. Alin arvio on sata miljoonaa lintukuolemaa vuodessa, ylin miljardi.

Linnut lentävät päin lasia, jos takana on jotain kiinnostavaa. Sama harha syntyy, kun lasi toimii peilinä ja heijastaa maisemaa. Yöllä sisävalaistus lisää törmäysvaaraa.

Yksinkertaisin ratkaisu ongelmaan on luoda niin sanottua visuaa¬lista melua. Lasipinta jaetaan osiin palkeilla, ristikoilla tai lasiin tehdyillä kuvioilla.

Lasiseinän jakaminen toi hyviä tuloksia Swarthmoren yliopiston tiedekeskusrakennuksessa Pennsylvanissa: törmäykset miltei loppuivat.  Tarkkaa tietoa lintukolareista antoi nettikameraan yhdistetty tömähdystunnistin, jonka yhdessä Klemin kanssa suunnitteli tekniikan professori Carr Everbach.

Kun halutaan suuria, yhtenäisiä lasipintoja, on etsittävä muita ratkaisuja. Saksalaisen lasinvalmistajan Glaswerke Arnoldin Ornilux-lasi hyödyntää lintujen kykyä nähdä ultraviolettivaloa, jota ihminen ei havaitse.

Lintutieteilijä, tohtori Hans-Willy Ley Max Planck -instituutista testasi lintuja lentotunnelissa. Linnuista, jotka lensivät päin tavallista lasia, 76 prosenttia osasi välttää uv-säteitä heijastavaa Ornilux-pintaa.

 

Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.