Sydney Opera House jest
bez wątpienia budynkiem wybitnym. Oprócz swojej podstawowej funkcji pełni także
rolę symbolu miasta, architektury XX wieku i całej Australii w ogóle. O historii projektu mówiłem już
trochę tutaj. Tym razem chciałbym pokazać SOH z nieco innej strony. Trochę
bardziej technicznej, ale nadal lekkostrawnej.
Budynek wybitny oprócz spójnej
wizji i wielu trudno definiowalnych cech (odbiór społeczny, estetyka, funkcja
społeczna, etc) musi także od strony technicznej wzbić się na poziomy do tej
pory nieznane szerokiej grupie odbiorców. W wielu przypadkach oznacza to
zerwanie z dogmatem: tradycyjnej technologii, standardowego materiału i
typowego detalu.
SOH jest budynkiem wybitnym i eleganckim a elegancja zawsze upomina się o formę i detal
Kilka pojęć podstawowych.
Technologia tradycyjna – to taka technologia, która uznawana jest za
najbardziej powszechną i dostępną w danym regionie używaną do wykonaniu takich
elementów budynku, jak: ściany, stropy, dachy, etc.
Materiał budowlany – przyjmijmy, że jest to każdy materiał użyty do
wybudowania budynku.
Detal architektoniczny/budowlany – sposób rozwiązania określonej części budynku w celu
nadania mu odpowiedniej formy i funkcji.
Wizja architektoniczna...
Budynek w założeniu miał
być rzeźbą wyeksponowaną w centrum zatoki, pięknej zatoki, więc Architekt miał
od początku jasne oczekiwania w stosunku do projektu.
Bez jasnej i spójnej wizji
trudno zrobić dobry projekt.
Strona Techniczna
Wiemy już, że tradycyjna
technologia to taka, która najlepiej sprawdza się w budynku... tradycyjnym,
czyli takim który posiada elementy takie jak: dach, ściany, okna itp.
Technologia ta różnić może się w zależności od typu budynku (jednorodzinny,
użyteczności publicznej), szerokości geograficznej i kultury cywilizacyjnej,
ale główne elementy budynku w większości przypadków pozostają niezmienne. Ściany
i dach wydają się być warunkiem koniecznym do spełnienia definicji budynku w
każdej społeczności ludzkiej (nawet iglo, mimo że nie jest budynkiem, luźno
wpisuje się w tą teorię).
A co gdy rolę ścian pełni
dach?
Zerwanie z tradycyjną technologią. Dach.
Konstrukcja łupin dachu
przysporzyła zespołowi projektowemu nie lada wyzwań. Nim określono jego
ostateczny kształt minęły całe lata. Początkowo biuro projektowe Arup (to w
którym pracuję) zakładało wykonanie łupin dachu w technologii żelbetowej formowanej
w miejscu wbudowania poprzez wylewanie betonu na uformowany wcześniej specjalny
szalunek. Projekt zakładał uzyskanie w ten sposób dwóch membran o grubości
około 22 centymetrów każda, połączonych ze sobą w taki sposób, że ostateczna
grubośc dachu wynosiłaby około 120 cm. Takie rozwiązanie nie satysfakcjonowało
nikogo. Architektowi nie podobały się ogromne, gładkie połacie tak
ukształtowanego stropu, Inwestorowi koszta zwiazane z realizacją takiej
koncepcji a i sami konstruktorzy z rezerwą podchodzili do oddziaływania wiatru
na taką konstrukcję. Po uzyskaniu obecnego kształtu łupin w roku 1962
konstrutorzy z biura Arupa zaproponowali zastosowanie konstrukcji żebrowej
wykonanej w technologii betonu sprężonego. Dzięki zastosowaniu takiej metody,
elementy konstrukcyjne dachu zyskały smukłość, wytrzymałość i mogły być
prefabrykowane na ziemi bez konieczności wznoszenia i podpierania
skomplikowanych szalunków.
Uzyskano w ten sposób
dach, którego lekką formę możemy podziwiać do dzisiaj. Z zewnątrz dach obłożono
ceramicznymi płytkami, które nadają mu elegancji i chronią dach przed
działaniem czynników atmosferycznych. Oczywiści nie pełnią one żadnej
konstrukcyjnej roli. Głównym elementem nośnym są wspomniane żebra, zbiegające
się w centralnym pukcie u swojej podstawy. Dwa układy takich żeber ustawiono na
przeciw siebie i połączono w górnej części tworząc rodzaj sklepienia tworzącego
de facto za razem ściany i dach opery. Każde z takich żeber składa się z kilku
elementów połaczonych ze sobą na swoich końcach. Żebra te rozszerzają się ku
górze wbrew temu czego można by oczekiwać (raczej spodziewać należałoby się
wysmuklania profili ku górze). Dzięki uproszczeniu finalnego kształtu sklepień,
wśród wszystkich 2194 elementów żeber wyodrębniono pewną grupę elementów
powtarzalnych nadających się do prefabrykacji na placu budowy. To z kolei
zwiastowało (zawsze chętnie widziane) obniżenie kosztów inwestycyjnych.
Tak żebra łączą się w kalenicy
A tak żebra zbiegają się u podstawy
Osobnym wyzwaniem był
montaż wykonanych elementów żeber w jedną całość. Niektóre z tych elementów
ważyły po 12 ton i do ich instalacji opracowano specjalne, stalowe konstrukcje
teleskopowe (oryg. erection arches) umożliwiające bezpieczne scalenie
żelebetowych elementów o różnej geometrii.
Po zmontowaniu kilku przeciwległych
żeber przystąpiono do okładania dachu ceramicznymi płytkami. Wszystkie płytki
użyte na dachu Sydney Opera House wyprodukowano i sprowadzono ze Szwecji (przez
lokalną firmę Hoganas). Do obłożenia blisko 16. tysięcy metrów kwadratowych
dachu zużyto prawie milion płytek ceramicznych w dwóch wersjach wykończenia.
- blyszczący odcień bieli
(glossy off-white)
- matowy beż (matt buff)
Obydwa kolory łatwo zidentyfikować na tym zdjęciu
Detal wykończenia szewronu płytkami
Żeby usprawnić proces
układania płytek i jednocześnie zapewnić odpowiednią kontrolę jakości tak
wykończonego dachu, zdecydowano się na układanie płytek na specjalnych
V-kształtnych elemntach betonowych (szerwonach), które następnie podnoszono
dżwigiem (waga elemantów dochodziła do 3 ton), układano i mocowano między
żebrami tworząc w ten sposób przekrycie dachu. Tych V-kształtnych elementów na
całym dachu ułożono w sumie 4220, z których największy ma rozmiar około 11x2
metra. Do określenia kształtu szewronów użyto w owym czasie pionierskich
technik komputerowych. Skomplikowana geoemtria dachu wymagała niestandardowych
narzędzi projektowych.
Typowy szewron - model poglądowy. Wydruk 3D
Na powyższych zdjęciach łatwo zidentyfikować V-kształtne szewrony
Prefabrykacja szewronu
(source: Francoise Fromont - Jorn utzon, The SOH)
Gotowe szewrony składowano pod głównymi schodami do Opery
(source: Francoise Fromont - Jorn utzon, The SOH)
Tak w dużym skrócie
wygląda niestandardowy dach, który pełni też funckję ściany.
A co, gdy tradycyjne ściany
wykonane są ze szkła?
Zerwanie z tradycyjnym zastosowaniem materiału. Szkło.
Północne i południowe
fasady Opery dla nadania budynkowi spodziewanej lekkości zamknięto szklanymi
ścianami kurtynowymi, rozwiązaniem niespotykanym wcześniej na tą skalę w
świecie. Był to w owym czasie najbardziej skomplikowany projekt tego typu jaki kiedykolwiek
przedsięwzięto wybudować w Australii. Do dziś skala tego projektu robi
wrażanie, powierzchnia szklanej fasady to około 6000 metrów kwadratowych.
Szklane ściany kurtynowe wykonano według indywidualnego projektu z około 1600
paneli specjalnie wyprodukowanych we Francji. Panele na plac budowy przypływały
statkami w drawnianych skrzyniach, gdzie były przycinane i instalowane w
miejscu wbudowania. Rozmiar paneli szklanych wynosił średnio 3x1.8m, grubośc
paneli szkalnych wynosi z kolei 22mm.
Szklana ściana kurtynowa
Każdy z 1645 paneli
barwiony jest na kolor bursztynowy (oryginalna nazwa paneli „topaze”) i ze
względu na geometrię fasady prawie każdy wymagał nadania mu indywidualnego
kształtu. Stopień skomplikowania projektu wymagał sięgnięcia po nowe materiały,
technologie, narzędzia. Także do projektu szklanej fasady użyto po raz pierwszy
komputerów, które pozwoliły na przeprowadzenie analizy optymalizacyjnej, z
której w procesie modelowania trójwymiarowego wydrukowano kształt wszystkich
paneli szkalnych. W ten sposób uzyskano ponad 700 różnych kształtów
składających się na całość szkalnej fasady. Jak wspominałem, ostateczny kształt
panelom nadawano już na budowie. Tu w specjalnie do tego celu przygotowanym
zakładzie prefabrykacji przycinano szkło diamentowymi piłami według zadanego
kształtu. Instalacja paneli odbywała się za pomoca specjalnego podnośnika z
przyssawkami, który podnosił panel w miejsce wbudowania, w którym ekipa
montażowa instalowała panel na specjalnie do tego celu zaprojektowanych
wspornikach (oryg. bronze bars). Użycie pionierskich technologii skutkowało
sporym kosztem dla inwestora i jeszcze większym ryzykiem dla wykonawcy. W
latach sześćdziesiątych koszt pojedyńczego panelu wynosił około 1500 dolarów co
stosując dzisiejsze przeliczniki stanowiłoby około 20.000 australijskich
dolarów. Proces projektownia i instalacji paneli zakładać musiał: nieomylność
zaprojektowanego kształtu, logistykę zapewniającą minimalizację strat podczas
transportu, precyzyjną prefabrykację paneli oraz bezbłędną instalację na
miejscu wbudowania. Przeglądając zasoby biblioteki biura, w którym pracuję
dotarłem do informacji, że w całym procesie wznoszenia szkalnych fasad zaledwie
dwa panele uległy zniszczeniu.
Montaż panelu szkalnego
(source: Building the SOH, The Hornibrook Group)
W poszukiwaniu odpowiedniego detalu.
Odkąd zainteresowałem się
budynkami zawsze twierdziłem, że to detal stanowi o jakości architektury. Potem
zauważyłem tą prawidłowość w kobiecym ubiorze, muzyce, fotografii, motoryzacji
i... w całym otaczającym mnie świecie. Czy nie działa to tak we wszystkich
dziedzinach życia?
Ten detal konstrukcyjny wynika z funkcji. Estetyka jest pochodną.
Detal konstrukcyjny.
Belki U-T-V-T-U
Uwagę osoby związanej z
branżą od razu zwraca specjalne uksztłatowanie belek stropowych, które w
przekroju poprzecznym zmieniają swój kształt i transformują między literami
U-T-V-T-U. Standardowa belka stropowa miałaby raczej stały przekrój zbliżony do
drukowanej litery U. Utzon był zachwycony pomysłem Arupa i z miejsca
przyklasnął takiemu kształtowi belki, który nadawał niecodzienny wygląd całemu
projektowi.
Progresja kształtu belek wg projektu Arup
Główne schody wejściowe wsparte są właśnie na takich belkach.
Tu w czasie budowy składowano gotowe szewrony.
Słupy
Wytępują głównie w części
podium z widocznym zwieńczeniem w postaci subtelnego kielicha mającego na celu
zapobiec przebiciu płyty stropowej. Standardowo elementy takie wykonuje się w
postaci tzw. Grzybków, które z estetyką mają niewiele wspólnego.
Wykończenie słupów w
postaci betonu architektonicznego zasługuje na dodatkową uwagę. Widziałem wiele
realizacji z użyciem tego typu materiału. Wszystkie powstawały w latach 90tych
lub w wieku XXI czyli kilka dekad po budynku Opery, ale nigdy nie spotkałem
betonu o takiej gładkiej fakturze i tak perfekcyjnie wykończonego.
Piękna forma i świetne wykończenie
Mała Architektura.
Latarnie, ławki, stolarkę
drzwiową i elementy wnętrza zaprojektowano indywidualnie na potrzeby Sydney
Opera House. Tych elementów nie kupisz w Castoramie. Każdy z nich dodaje
indywidualnego charakteru i niespotykanej jakości
projektowi.
Latarnia SOH
Wykończenie wnętrza
O tym następnym razem...