* Mgrinż.AnnaJóźwik,KatedraProjektowaniaKonstrukcji,WydziałArchitektury,PolitechnikaWarszawska.

ANNAJÓŹWIK*

WPŁYWNOWYCHTECHNOLOGIISZKŁANAFORMĘARCHITEKTONICZNĄ

THEINFLUENCEOFNEWTECHNOLOGYOFGLASSONARCHITECTURALFORM

S t r e s z c z e n i e

Rozwój nowych technologii szkła przynosi swobodę w kształtowaniu współczesnejformyarchitektonicznej.Oboktradycyjnychbryłpojawiająsięstrukturyprzestrzenneodowolnymkształcie.Asymetria,deformacja, fałdowanie toodejścieoddotychcza-sowychkanonówgeometriikartezjańskiej.Większadowolnośćtoszansanabardziejindywidualną architekturę, ale także problemy projektowe i realizacyjne dotyczącekształtowaniaformswobodnychzzastosowaniemszkła.

Słowa kluczowe: szkło, konstrukcje szklane

A b s t r a c t

Thedevelopmentofnewtechnologyofglasscausesthefreedomindevelopingthecontemporaryarchitectural form.Besides traditional solidsappears freeformspatialstructures.Asymmetry,deformation,afoldingisresigningfromexistingcanonsofCar-tesiangeometry.Agreater freedom isachanceofmore individualarchitecture,butalsodesignandexecutionproblemsconcerningfreeformwithapplicationofglass.

Keywords: glass, structural glass

94

1. Wstęp

Architektura jestkształtowanaprzezelementygeometrii,któremająwłaściwo-ścibudowaniaformyarchitektonicznej.Formaokreślawyglądprzedmiotujakojegokształt iukład,dlategomożebyćonapodstawowymelementem identyfikacyjnymbryły.

Ostatniedekadycharakteryzująsięszerokimiróżnorodnymużyciemszkłami-neralnego.Sprzyjatemuintensywnyrozwójtechnologiitegotworzywabudowlane-go.„Dourzeczywistnieniadziełaarchitektonicznegopotrzebnajesttechnika.Dziękitechniceprzybieraonoswąpostaćistajesiętrwałymwyrazemswegoczasu.Tech-nikazawszewpływałanaformęsztukibudowlanej”[1].

Współczesne technologie w przemyśle szklarskim umożliwiają uzyskanie tafliszklanychoniespotykanejdotychczas jakości.Dzięki dodatkowymprocesomob-róbkimożnazwiększyćwytrzymałośćorazodporność termicznąszkła.Wrozwią-zaniachkonstrukcyjnychistotnąrolęodgrywarównieżlaminowanieszkła,którepo-leganasklejeniudwóchlubwięcej tafliszklanychzapomocąspecjalnychwarstwklejących.WchwiliobecnejnajczęściejjakowarstwęklejącąstosujesięfolięPVB(poliwinylobutyralową).

2. Formy budynków ze szkła

Formybudynkówzeszkłamożnapodzielićnadwiegłównegrupy:formyprostei formyswobodne.Formyprostesą formami regularnymi i symetrycznymiwobecjednejlubwięcejosi.LeCorbusiermówiłosześcianie,stożku,kuli,walcuiostrosłu-piejakooformachdotworzenianajpiękniejszejarchitektury[2].Formyprostesta-łysiępunktemwyjściadlawieluwspółczesnychbudynkówzeszkła.Możnawręczstwierdzić,że„pudłozeszkła”[3]zdominowałowspółczesnąarchitekturę.

Obokformprostychpojawiająsięjednakformyswobodne,którestanowiąprze-ciwwagędla„pięknychbrył”LeCorbusiera.Formyswobodnesąnaogółasymetrycz-ne i nieregularne. Ich powstanie jestwynikiem poszukiwania niekonwencjonalnejformy,którejistotapoleganadowolnościiswobodzie,anawetcelowejdeformacjikształtu.Wjejodbiorzeistotnąrolęodgrywapowierzchnia,któratworzykształtiob-jętośćbryły.

3. Kształtowanie konstrukcji form swobodnych

Zastosowanieszkław rozwiązaniachkonstrukcyjnychstanowipróbęodpowie-dzinapostulatEduardoTorroja,którypowiedział:„zkonstrukcjinależyusunąćcałyzbędnymateriał” [4].Choćsamoszkłonie jest lekkimmateriałem, tokonstrukcjezjegoużyciemdająwrażenielekkościiprzestronności.Dziękipołączeniuszkłaistalipowstająpowłokistrukturalnestosowanewelewacjachiprzekryciachdachowych.Elementamiściślekonstrukcyjnymipozostająprętymetalowełączonewwęzłach.

95

Wkonstrukcjachstrukturalnychosieprętówtworząsiatkęgeometryczną.Oczkasiatki z reguły wyznaczają podział powierzchni szklanych, który można kształto-wać o oczkach kwadratowych, rombowych lub trójkątnych.Wprowadzenie siatekooczkachtrójkątnychznaczniezwiększasztywnośćukładuizapobiegaodkształce-niompoziomym.

Podstawową ideąprzestrzennychkonstrukcjiprętowychbyłozastosowanie ty-powegoprętaiwęzła.Pozwalałotonaautomatyzacjęwytwarzaniaposzczególnychelementów za tym idzie i na zminimalizowanie kosztów produkcji. W przypadkuwspółczesnychformarchitektonicznychozróżnicowanejgeometriiizakrzywionychpowierzchniach,zachowaniepowyższejideijestniemożliwe.Komplikujetoznacznieprzygotowanieiwykonaniekonstrukcji.Procesmodelowaniaodbywasięwspecjal-nychprogramachkomputerowych,któreumożliwiajązoptymalizowaćposzczególnemetaloweiszklaneelementystruktury.

4. Przykłady realizacji

Il.1.BritishMuseumwLondynie(źródło:www.fairmontstate.edu)

Ill.1.BritishMuseum,London

ZnaczącymprzykłademformyswobodnejzzastosowaniemszkłajestdachwBri-tishMuseumwLondynieautorstwaNormanaFostera.Szklaneprzekryciedotychcza-sowegodziedzińcastałosiękluczowymelementemprzebudowyobiektuzakończonejw2000roku.Wprowadzeniezadaszeniaumożliwiłopozyskaćdodatkowąpowierzch-nięużytkową.Dachprzekrywapowierzchnięwyznaczonąprzezrzutprostokątaowy-miarach95×74m,awnajwyższejczęściznajdujesię26,6mnadposadzką.Utrud-nieniemwmodelowaniugeometriiprzekryciadachowegobyłacylindrycznaczytelnia.Zastosowanasitakaooczkachtrójkątnychumożliwiaprzetransponowaniekolistegoobwodurotundywprostokątneobrzeżeścian.Układkonstrukcyjnytworzy4878prę-

96

tówi1826węzłówstalowychoraz3312szklanychtrójkątów.Doprzeszkleniadachuzastosowanoszybyzespoloneonastępującymukładzie:zewnętrzna taflazeszkłahartowanegoogrubości10mm,przerwamiędzyszybowaogrubości16mmorazwe-wnątrztaflazlaminowanazdwóchwarstwszkłafloatogrubości6mm[5].

Il.2.ZłoteTarasywWarszawie

Ill.2.ZłoteTarasy,Warsaw

PodobnytypkonstrukcjizastosowanowprzekryciucentrumhandlowegoZłoteTara-sywWarszawie,zaprojektowanymprzezbiuroarchitektoniczneJerdePartnership.For-maszklanegodachuzostałapomyślanajakometaforadohistorycznychwarszawskichparków.Pofalowanapowierzchniamanawiązywaćdokorondrzewwidocznychzlotuptaka.Przekryciedachowepodtrzymywane jestprzez jedenaściesłupównawiązują-cychwyglądemdodrzew.Teustrojearboralne[3],inspirowanenaturą,wkształciewielo-gałęziowychpodpór,stanowiądopełnieniezałożeńprojektowych.Podstawowązasadąkonstrukcyjnątegotypuukładówjestminimalizowaniewielkościelementówprzekryciaprzezzwiększenieliczbywęzłówpodpartych.Samdachmapowierzchnię10500m²wyznaczanąeliptycznymkształtemogłównychwymiarach116×110m.Układkonstruk-cyjnytworzy7123prętówi2300węzłóworaz4788trójkątnychszyb.Doprzeszkleniadachu zastosowano szyby zespoloneo następującymukładzie: zewnętrzna tafla zeszkłahartowanegoogrubości8mm,przerwamiędzyszybowaogrubości16mmorazwewnątrztaflazlaminowanazdwóchwarstwszkłafloatogrubości8mm[6].

Przezdwaipółroku,równolegledopracprojektowych,prowadzonebyłyanalizyipróbywytrzymałościowewzmiennychwarunkachatmosferycznychitermicznych.Przeprowadzonowieleanalizdotyczącychm.in.wpływuopadówatmosferycznychi wiatru, absorpcji i odbijania promieni słonecznych. Dzięki powyższym analizomudałosięzaprojektowaćnietylkooptymalnykształtpofalowania,aletakżeopraco-waćsystempomocnywutrzymaniuikonserwacjiprzekrycia.

Szczególnymproblememzwiązanymzkształtemdachubyłozaleganieśnieguwniektórychjegopartiach.Chodziłozarównoonapórciężaruśniegunakonstruk-cję,jakigromadzeniesięwzagłębieniachtopniejącychwarstw.Konieczneokazałosięwprowadzeniesystemudoogrzewaniadachu,dziękiktóremuzalegającyśniegbędziesię topił.Wtejsytuacji istotnebyłoodpowiedniezaprojektowaniesystemuodprowadzaniawodyzprzekryciadachowego.

97

Il.3.MilanTradewMediolanie(źródło:www.worldarchitecturenews.com)

Ill.3.MilanTrade,Milan

Formąswobodnącharakteryzuje siępasaż łączącyposzczególnehalewysta-wienniczenaterenieMiędzynarodowychTargówwMediolaniezaprojektowanyprzezMassimilianoFuksasa.Głównymzałożeniemprojektowymbyłostworzenieinteresu-jącejprzestrzenidlaodwiedzającychtargi,jakołącznikanagłównejosikompleksutargowego.Wwynikupowyższejkoncepcjipowstałoprzekrycieszklane,nazwaneVELA,oszerokości30midługości1300m.Pofalowanapłaszczyzna,przechodzącaodpłaskiejdozakrzywionejpowierzchni,jestpodtrzymywana,podobniejakwprzy-padkuZłotychTarasów,przezustrojearboralneorazspecjalnestrukturywformieprzypominającejwulkan.Strukturędachuukształtowanoprzypomocy38000prę-tówi16500węzłów.Siatkętworząoczkakwadratowe,zagęszczonewniektórychmiejscachprzezpodziałnaelementytrójkątne.Przeszklenieprzekryciadachowegowykonanozszybzespolonychonastępującymukładzie:nazewnątrzszkłohartowa-neogrubości8mm,przerwamiędzyszybowaogrubości16mmorazwewnątrztaflazlaminowanazdwóchwarstwszkłafloatogrubości6mm[7].

FormęswobodnądostrzecmożnarównieżwbudynkuBMWWelt(ŚwiatBMW)zlokalizowanymwbezpośrednimsąsiedztwiefabrykiprodukującejsamochody,któryzaprojektowanojakowielofunkcyjnyobiektzfunkcjąekskluzywnegosalonusamo-chodowego.Niekonwencjonalnaformaodzwierciedlacharakterbiuraarchitektonicz-negoCoopHimmelb(l)au,wktórympowstałprojektbudynkuBMWWelt.Dynamicz-nyakcentwbrylestanowiąodwróconedosiebiestożkistykającesięwierzchołkami.Konstrukcjęwyznaczasiatkaooczkachtrójkątnych.

98

Il.4.BMWWeltwMonachium(źródło:www.eckelt.at)

Ill.4.BMWWelt,Munich

5. Wnioski

Rozwójnowychtechnologiiszkłasprzyjakształtowaniuformswobodnychwarchi-tekturze, co podnosi jej atrakcyjność.DominiquePerrault powiedział: „spektakularnybudynektoreklamanaświat,zachęcatodotworzeniaarchitekturydemonstracyjnej,gestykulującejformą.Budynkizdeformowanetojakbywspółczesneznakinietylkomiej-sca,aletakżepewnesymboleniespokojnejmyślitwórczejiciągłychposzukiwańicojestszczególnieistotnepoligonsprawdzaniamożliwościtechnicznychwichrealizacji”[8].

L i t e r a t u r a

[1] S i e g i e lK.,Formy strukturalne w nowoczesnej architekturze,Arkady,Warsza-wa1974.

[2] S z p a r k ow s k i Z.,Zasady kształtowania przestrzeni i formy architektonicznej,OficynaWydawniczaPolitechnikiWarszawskiej,Warszawa1993.

[3] K u r y ł ow i c z S.,Pudło ze szkła,„Architektura–Murator”3/2003.[4] O b r ę b s k i J.B.,Lekkie konstrukcje w budownictwie – rozwój, stan obecny.

„InżynierBudownictwa”6/2007.[5] B a r n e s M., Dickson M., Widespan Roof Structures, Thomas Telford Ltd,

2000.[6] A n d e r s o n D., C z a j ew s k i Z., C l a r k e S., F e l t h am I., G e e s o n P.,

K a r c zma r c z y k M., K e n t R., K i l l i o n D., K o t y n i a Z., L ewon ows k iM.,L i n d s a y R.,M o n y p e n n y P.,M u r g a t r o y d Ch.,O j e i l J.,O r l ow s k iR.,S i t k o A.,Woo l F.D.,Złote Tarasy, Warsaw, Poland, „TheArupJournal”1/2008.

[7] S c h o b e r H., K ü r s c h n e r K., J u n g j o h a n n H.,Neue Messe Mailand – Netzstruktur und Tragverhalten einer Freiformfläche.“Stahlbau”8/2004.

[8] R o k i c k i W.,Konstrukcja w aeurytmicznej architekturze,OficynaWydawniczaPolitechnikiWarszawskiej,Warszawa2006.