Cyfryzacja zmieniła architekturę. Powstają budynki i elewacje, które bez projektowania 3D i algorytmów wspomaganych komputerowo nie byłyby możliwe do zrealizowania.

Także elastyczny system ramek dystansowych z pianki strukturalnej Super Spacer®, dzięki swojej kształtowalności, został wykorzystany w niektórych z najbardziej eksponowanych, swobodnie ukształtowanych elewacjach szklanych ubiegłego dziesięciolecia.

Każda z zespolonych szyb izolacyjnych waży 950 kgwygiętych, czworokątnych, szklanych elementów

Konstrukcie elewacji szklanej, tak samo jest ona obecnie w wielu przypadkach nie do zastąpienia — tłumaczy Joachim Stoss, Dyrektor Zarządzający firmy Edgetech Europe GmbH z siedzibą w Heinsberg, miejscowości u bram Düsseldorfu.

— Odejście od kąta prostego oznacza, że elementy szklane w naturalnych budynkach wykonane są wyłącznie jako unikaty. Tysiące indywidualnych zespolonych szyb izolacyjnych dla jedynego obiektu z wielu powodów mogą zostać zrealizowane wyłącznie z elastycznymi ramkami dystansowymi.

Upłynęło ponad 20 lat, odkąd w projekcie renomowanego obiektu do projektowania zewnętrznej powłoki tytanowej Muzeum Guggenheima w Bilbao po raz pierwszy zastosowano program CAD „CATIA”.

Obecnie to oprogramowanie (początkowo stworzone dla zastosowania w przemyśle lotniczym), jest nie do zastąpienia także w architekturze elementów ze szkła.

— Dlatego można powiedzieć, że tak kompleksowe obiekty jak “The Opus“ projektowany przez Zahę Hadid, czy też znajdujące się jeszcze w budowie “ Museum of the Future“ w Dubaju, nie mogłyby zostać zrealizowane bez „cyfrowych narzędzi projektowych” — wyjaśnia Johannes von Wenserski, prokurent w firmie Edgetech Europe GmbH.

— W Heinsberg wszyscy są dlatego szczególnie dumni z tego, że przy tych projektach jesteśmy preferowaną opcją.

Podwójnie wygięte elewacje szklane na wieży Eiffla
Zaha Hadid, matematyczka z wykształcenia, wiedziała, jakie wymagania może stawiać swoim projektowym koncepcjom. Również inni architekci, aby zrealizować złożone kształty, korzystają dzisiaj w coraz większym stopniu ze wsparcia matematyków.

Także przy ostatniej, zakończonej w 2014 roku, renowacji wieży Eiffla ta – jeszcze względnie młoda – dziedzina geometrii architektonicznej odgrywała pewną rolę.

Jedno z istotnych wymogów stawianych nowo kształtowanemu, pierwszemu z trzech tarasów widokowych na wysokości 57,6 m brzmiało: stać się dla odwiedzających jeszcze bardziej atrakcyjnym. Jako zwycięzca z konkursu architektonicznego wyłonił się projekt paryskiego biura Moatti-Riviére.

Pomiędzy każdym z dwóch filarów zostały na nowo wzniesione pawilon Gustawa Eiffla jak również pawilon Ferrié z muzeum oraz strefą informacyjną i serwisową. Dla istniejącej już restauracji 58 Tour Eiffel dopasowano fasadę szklaną do tej obu wspomnianych pawilonów.

Szklane powierzchnie do wewnątrz i na zewnątrz, szklana posadzka o powierzchni 130 m², umożliwiająca spojrzenie na znajdujące się poniżej Pola Marsowe i wysoka na 2,5 m, biegnąca wokół szklana balustrada, nie są do polecenia dla osób z wyraźnym lękiem przed wysokością, zachwycają jednak wszystkich pozostałych zwiedzających z maksymalnie transparentną widocznością na wszystkie kierunki świata. Podwójnie wygięte szklane fasady pawilonów podążają za kątem nachylenia filarów o 17^o.

Pierwsza kondygnacja wieży Eiffla: podwójnie wygięte elewacje szklane zostały wykonane z pojedynczo cylindrycznie wygiętych, czworokątnych, szklanych elementów

Osiem metrów wysoka i ponad 20 m szeroka, wklęśle i wypukle ukształtowana szklana fasada, oczywiście, nie może zostać wykonana w całości.

Dla modelowania poszczególnych paneli powierzchnia swobodna musiała zostać rozłożona na pojedyncze, zgodnie z zasadą dyskretyzacji, nie planarne części powierzchni, które naturalnie na liniach połączeń nie mogły wykazywać żadnych wymiernych odchyleń.

Podwójnie zakrzywione elementy szklane zostały wykluczone ze względu na ich koszty.

To dlatego projektanci fasad RFR Paris zaangażowali zespół firmy Evolute GmbH pod przewodnictwem profesora Helmuta Pottmanna, jednego z pionierów geometrii architektonicznej.

W wyniku wielomiesięcznej optymalizacji algorytmów obliczeniowych powstała na końcu „mozaika” składająca się z pojedynczo cylindrycznie wygiętych, czworokątnych szklanych elementów, które można było oszczędnie wytwarzać na nowoczesnych maszynach do gięcia szkła.

Aby spełnić wymagania energetyczne wykonawca fasad, firma HEFI z Strasburga, zadecydował się zastosować zespolone szyby izolacyjne z wygiętego szkła wysokiej jakości włoskich specjalistów od gięcia, firmy SUNGLASS s.r.l., z ramkami dystansowymi Super Spacer^® TriSeal^TM Premium Plus.

Aby na wieży Eiffla zapewnić wytrzymałość elewacji na występującą tam charakterystykę wiatrów, dokonano symulacji oddziaływania różnorodnych obciążeń klimatycznych na połączenia krawędzi i szyby korzystając z metody elementów skończonych oraz sprawdzono przy użyciu skanera 3D dokładność dopasowania szyb po zabudowie.

— Elastyczna ramka dystansowa dopasowuje się do każdego wygięcia szyby — tłumaczy Christoph Rubel, specjalista w dziedzinie techniki w firmie Edgetech Europe GmbH.

— Redukuje ona napięcia na brzegach szyb spowodowane zmianami temperatury i ciśnienia atmosferycznego. Poprzez to osiągnięta zostaje wyższa trwałość i gazoszczelność, aniżeli w przypadku systemów łączenia krawędzi przy użyciu sztywnych ramek dystansowych.

Wygięte okna tworzą kaligraficzne ornamenty
Budowane obecnie w Dubaju “Museum of the Future“ jest w oczach wielu ekspertów najbardziej kompleksową budowlą na świecie. Po jego otwarciu w roku 2019 ma ono być „ojczyzną” dla innowacyjności i wyobraźni, począwszy od nauki, poprzez medycynę aż do architektury i kształtowania formy.

Budynek ten w kształcie torusa z charakterystycznym wycięciem w pośrodku został zaprojektowany przez Shaun Killa z biura Killa Design.

Za projekt wykonawczy odpowiedzialne jest BuroHappold, za konstrukcję firma BAM International, a AFFAN Innovative Structures produkuje elewację ze stali szlachetnej wzmocnionej włóknami, która przerywana jest tysiącami dokładnie wykonanych zespolonych szyb izolacyjnych, nadającym jej wyjątkową kaligraficzną ornamentykę.

Według Shaun Killa „ojcem chrzestnym” tego projektu było feng shui. Ponieważ to okrągłe kształty symbolizują w feng shui płodność ziemi, bezgraniczność nieba, a pustka pomiędzy nimi to, co jeszcze nieznane, a więc naszą przyszłość.

Znaki alfabetu arabskiego przedstawiają cytaty Szejka Muhammad bin Raschid Al Maktum, władcy Dubaju i założyciela muzeum.

— Ten trójwymiarowy kształt jest pod każdym względem wyzwaniem, jakiego jeszcze nie było — tłumaczy Fernando Morante, dyrektor techniczny firmy AFFAN. — Nawet wtedy, gdy ktoś planował ściany osłonowe przez dziesiątki lat, przy takim projekcie, jak ten, zaczyna się od zera.

Począwszy od ochrony przeciwpożarowej nie istnieją żadne obowiązujące normy i standardy, dlatego też AFFAN zaprojektował na powłokę specjalny, ultralekki materiał kompozytowy, który z brawurą przeszedł wszystkie badania ochrony przeciwpożarowej.

Nie tylko w przypadku zaawansowanego technologicznie materiału budowlanego, ale również przy pracochłonnej konstrukcji 3D wykonanej z zastosowaniem systemu CATIA, przejęto zapożyczenia z branży lotniczej.

— W czasach przed cyfryzacją nie byłoby możliwym projektowanie tej spektakularnej budowli — zapewnia Fernando Morante.

Pachwinom łuków i obszarom okien powłoki zewnętrznej Museum of the Future w Dubaju, o powierzchni 18 000 m², wykonanej ze stali szlachetnej wzmocnionej włóknami, nadaje kształt 7000 wygiętych zespolonych szyb izolacyjnych

Około 7000 elementów zespolonych szyb izolacyjnych, każdy z nich indywidualnie ukształtowany, zostanie osadzonych do zewnętrznej powłoki razem z około 36 000 m ramki dystansowej Edgetech Super Spacer^® TriSeal^TM Premium Plus.

Fernando Morante mówi na podstawie własnego doświadczenia: — Odkąd po raz pierwszy przed dziesięciu laty wstawiliśmy Super Spacer do swobodnie ukształtowanych zespolonych szyb izolacyjnych w meczecie Sheikh Zayed w Abu Dhabi, nie mieliśmy żadnych problemów z szybami.

Dlatego też w moim przekonaniu ramka dystansowa Super Spacer była od początku pewnym faworytem przy realizacji “Museum of the Future“. Dzięki elastyczności materiału możliwe jest dotarcie aż do granic tego, co jest technologicznie możliwym do wykonania.

Ze sztywnymi ramkami dystansowymi nie było by praktycznie możliwym wykonanie tych perfekcyjnie uformowanych okien”, i dalej wyjaśnia: — Zwłaszcza, że wymagania odnośnie jakości są nadzwyczaj wysokie – co nie jest zadziwiającym dla budowli, która pod każdym względem ustali nowe wzorce.

O jednym jest pan Morante już dzisiaj przekonany: — Po otwarciu muzeum w roku 2019 stanie się ono, jak żadna inna ikoniczna budowla, symbolem dziedzictwa i wyobraźni Szejka Mohhameda. 

www.superspacer.com.

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 12/2018