Czytaj także -

Aktualne wydanie

okladka SS-7-8 2018-do Internetu

20180813-BANNER-160X600-V1-PL-GLASSTECEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

konferencja 12 kwietnia 2018 1a

baner-2-krzywe

baner konferencja 12 2017

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 RODO

 

25575923 

  

480x100px RFT18 engl

 

abs banner 480x120 English

 

glass2018 480x120  

 lisec SS FastLAne

 

20180817doe12 baner-480-100

 

Szkło w renowacji zabytków
Data dodania: 08.09.16

Każda cywilizacja pozostawia po sobie dziedzictwo architektoniczne, różniące się stylem, wykorzystywanymi materiałami oraz – z uwagi na czas budowy – stanem technicznym, w jakim znajduje się w chwili obecnej. Jest świadectwem myśli i postępu technicznego, jak również smaku i wrażliwości artystycznej. W dzisiejszych czasach już nikt nie zadaje pytania „Czy powinniśmy zabezpieczać zabytki?”, a raczej „Jak to zrobić i w jakim zakresie?”. Każdy kolejny odrestaurowany zabytek staje się atrakcją turystyczną, która przyciąga turystów, a na takiej inwestycji zyskuje region, jak również okoliczni przedsiębiorcy.

 

 

Istnieją dwie główne filozofie dotyczące renowacji zabytków. Pierwsza z nich polega na rekonstrukcji zabytku w celu przywrócenia go do poprzedniego stanu, zachowując styl i formę, jak najbliższą oryginalnemu projektowi. Zazwyczaj realizuje się to wykorzystując oryginalne materiały, ale coraz częściej stosuje się nowoczesne środki i materiały. Trochę inaczej wygląda to w Japonii, gdzie np. utrzymuje się i używa starych technologii do wyprodukowania elementów z takich materiałów, jak oryginalne, mających zastąpić uszkodzone. Dlatego niektóre japońskie zabytki de facto nie są oryginalnymi i niezmienionymi obiektami, ponieważ wiele ich elementów zostało wymienionych w ciągu wieków ich użytkowania.

 

Druga filozofia polega na zachowaniu zabytku w takim stanie, w jakim obecnie się znajduje, natomiast główne prace są prowadzone w celu zabezpieczenia budowli przed czynnikami zewnętrznymi. Przy tego typu realizacjach bardzo często obiekt zostaje rozbudowany o dodatkowe pomieszczenia wystawiennicze lub pełniące funkcję usługową.

 

Spośród wielu nowoczesnych materiałów używanych w renowacjach najbardziej interesujące wydaje się być szkło. Materiał ten posiada zalety, które wyróżniają je spośród innych materiałów. Najważniejszą z nich jest przezierność, dzięki której tożsamość oryginalnego budynku pozostaje nienaruszona. Kolejną zaletą jest wysoka wytrzymałość i sztywność szklanych elementów, które pozwalają jednocześnie na wzmocnienie oryginalnej konstrukcji.

 

 

Istota renowacji zabytków

 

Troska o ochronę dziedzictwa architektonicznego ma długą historię. Pierwsze organizacje mające na celu próbę sformalizowania spraw konserwacji i opracowania metodologii restauracji zabytków powstały pod koniec XVIII w. w Wielkiej Brytanii. Od tego czasu opublikowano wiele dokumentów zawierających wskazówki i zalecenia dotyczące ochrony zabytków. Najprawdopodobniej najważniejszym z nich jest tzw. Karta Wenecka [1] podpisana w 1964 r. przez przedstawicieli kilkudziesięciu krajów podczas II Międzynarodowego Kongresu Architektów w Techników Zabytków w Wenecji. W dokumencie tym podano podstawowe definicje i zasady restauracji, konserwacji i ochrony zabytków.

 

Art. 10 Karty Weneckiej podaje, że kiedy techniki tradycyjne okazują się niewydolne, wzmocnienie zabytku można zapewnić sięgając do wszelkich nowoczesnych technik konserwatorskich i budowlanych, których skuteczność wykazałyby dane naukowe i zapewniało doświadczenie. Zgodnie z tym zapisem, szkło może być zakwalifikowano jako materiał, spełniający te kryteria. Szkło użyte w celu wzmocnienia konstrukcji, równie dobrze może również stanowić element jej ochrony przed czynnikami zewnętrznymi. Należy również zaznaczyć, że szkło od wielu lat jest przedmiotem badań naukowych, znane są jego własności fizyczne [2], a w wielu krajach funkcjonują normy do projektowania konstrukcji wykonanych ze szkła [3-5].

 

 

Rozwój konstrukcji szklanych

 

Pomimo, że szkło znane jest od kilku tysięcy lat [6], tafle szklane są stosowane w budownictwie dopiero w ostatnich kilku dziesięcioleciach, głównie za sprawą wynalezienia technologii produkcji tzw. szkła płaskiego. Rozwój konstrukcji wykonanych ze szkła, który możemy obserwować na przestrzeni ostatnich lat, dowodzi, że szkło to nie tylko idealny materiał na szyby okienne, ale z powodzeniem może być stosowany do coraz śmielszych zastosowań. Najlepszym przykładem pokazującym dynamikę rozwoju szklanych konstrukcji jest słynna „szklana kostka” w Nowym Jorku (fot. 1-2). W pierwotnej wersji, zrealizowanej w 2006 r., do budowy wykorzystano 90 paneli, natomiast już pięć lat później, konstrukcję przebudowano wykorzystując jedynie 15 ogromnych paneli o pełnej wysokości konstrukcji. Oprócz możliwości produkcji paneli o znacznych rozmiarach, duży rozwój dokonał się w zakresie połączeń między szklanymi elementami, głównie połączeń przy wykorzystaniu silikonów strukturalnych oraz nowoczesnych łączników, które instaluje się przed etapem laminacji w autoklawie. Poza tym, nowoczesne powłoki nanoszone na powierzchnię szkła sprawiają, że panele szklane spełniają wysokie wymagania dotyczące energooszczędności i termoizolacji przegród.

 

 

2016 09 28 1

 

2016 09 28 2

Fot. 1-2. „Szklana kostka” w 2006 (po lewej) i 2011 (po prawej) (źródło: http://www.digitaltrends.com, http://lovingnewyork.co.uk/)

 

 

Przykłady wykorzystania szkła w budynkach historycznych 

 

Trend zastosowania szkła w ochronie dziedzictwa architektonicznego rozwinął się na przestrzeni ostatnich lat. Materiał ten nie tylko zabezpiecza zabytek, ale również tworzy nową przestrzeń, zmienia funkcję budynku i nadaje jej nowy wyraz, a jednocześnie, z powodu swojej przezierności, nie dominuje nad oryginałem.

 

Można znaleźć wiele przykładów renowacji wiekowych budowli, w których szkło stanowi wartość dodaną do ich przebudowy lub rozbudowy. Dzieje się to głównie za sprawą najważniejszych własności szkła, których nie posiada żaden inny materiał, a mianowicie jego przezierności i trwałości.

 

 

Budynek Reichstagu w Berlinie

 

Znanym przykładem jest budynek Reichstagu w Berlinie (fot. 2), który został zniszczony w wielkim pożarze w latach 30. XX w. Po upadku Muru Berlińskiego budynek został przebudowany i odzyskał dawną funkcję – siedziby niemieckiego parlamentu. Wówczas podjęto decyzję, że historyczna kopuła, zniszczona w czasie wojny, powinna zostać odbudowana. Ogłoszono międzynarodowy konkurs architektoniczny, który wygrał projekt zawierający szklano-stalową wizualizację oryginalnej kopuły. Od tego czasu obiekt stał się wielką atrakcją turystyczną i jednym z najważniejszych symboli Berlina. Z podstawy kopuły roztacza się widok na miasto, natomiast poniżej znajduje się sala obrad niemieckiego parlamentu. Pośrodku kopuły znajduje się stożkowa konstrukcja wypełniona lustrzanymi panelami, która skupia dzienne światło do wnętrza budynku. Wewnątrz kopuły, po jej zewnętrznym obwodzie, znajdują się spiralne schody prowadzące na szczyt konstrukcji. Kopuła otwarta jest dla zwiedzających, ma to symboliczne znaczenie, ponieważ według filozofii architekta, ludzie zawsze powinni znajdować się ponad parlamentem, w przeciwieństwie do tego, co miało miejsce przed upadkiem Muru Berlińskiego.

 

 

2016 09 30 1

Fot. 2. Siedziba niemieckiego parlamentu - Reichstag (źródło: http://berlin.miasta.org)

 

(...)

 

Muzeum w Dordrecht

 

Kolejnym przykładem, choć na znacznie mniejszą skalę, jest szklana rozbudowa muzeum w Dordrecht w Holandii (fot. 3). W ramach projektu do istniejącego budynku, w którym mieściła się restauracja, dobudowano szklane pomieszczenie, zwiększając tym samym przestrzeń dla klientów. Głównymi elementami nośnymi są pionowe tafle szklane oraz szklane belki rozparte między istniejącym budynkiem i połączone z pionowymi taflami. Na belkach spoczywają tafle dachowe. Przezierność materiału ścian i dachu sprawia, że tożsamość oryginalnego budynku pozostała nienaruszona, a budynek uzyskał nową przestrzeń i funkcję, która w minimalnym stopniu ingeruje w zabytkowe zabudowania.

 

 

2016 09 30 2

Fot. 3. Muzeum w Dordrecht (źródło: http://www.theplan.it)

 

 

Muzeum Jana Pawła II w Wadowicach

 

Podobny przykład renowacji zabytku można odnaleźć w Polsce. W ramach przebudowy Muzeum Domu Rodzinnego Jana Pawła II w Wadowicach dotychczasowa ekspozycja kamienicy zwiększyła się czterokrotnie. Jednym z elementów prac budowlanych było szklane zadaszenie atrium nad wejściem do muzeum (fot. 4). Głównymi elementami nośnymi dachu są szklane belki, wykonane ze szkła klejonego, rozparte między podłużnymi ścianami, na których spoczywają panele ze szkła klejonego. Konstrukcję od frontu zwieńcza szklana ściana. Ponieważ nowa przestrzeń jest ogrzewana, panele dachowe, oraz pionowy panel nad wejściem głównym zostały wykonane jako szyby zespolone. Połączenia między szklanymi elementami zrealizowano bez jakichkolwiek połączeń mechanicznych, wszystkie elementy scalają połączenia klejone wykonane z silikonu strukturalnego.

 

 

2016 09 30 3

Fot. 4. Szklane zadaszenie w Muzeum Dom Rodzinny Jana Pawła II w Wadowicach (źródło: http://powiatlive.pl]

 

 

Muzeum ponownie otwarto dla zwiedzających wiosną 2014 r., a obiekt po przebudowie stał się główną atrakcją Wadowic.

 

 

Kanadyjskie Muzeum Natury w Ottawie



Budynek Kanadyjskiego Muzeum Natury w Ottawie (fot. 5), wybudowany w latach 1905-1912 jako część budynków rządowych, jest najlepszym przykładem wykorzystania szkła w renowacji zabytków. Po kilku latach użytkowania, frontowa wieża, będąca głównym wejściem do muzeum, została częściowo rozebrana ze względów bezpieczeństwa. Okazało się, że została wzniesiona na niestabilnych gruntach i budynek doznaje nadmiernych osiadań, co zagraża całej konstrukcji budynku. Podjęto decyzję o rozebraniu wieży, aby odciążyć istniejące fundamenty. Przez wiele kolejnych dekad budynek funkcjonował w takim stanie, aż do 2004 r., kiedy zdecydowano się na jego generalną konserwację. Powyżej istniejącego wejścia zaprojektowano szklaną fasadę podwieszoną do stalowych wsporników zamocowanych do nowej, sztywnej żelbetowej konstrukcji szybów windowych, wzniesionej we wnętrzu budynku. Takie rozwiązanie nie obciąża istniejących fundamentów, a siły od ciężaru własnego fasady przeniesione są na nowy, solidny fundament. Fasada składa się ze 120 podwieszonych żeber oraz 160 szklanych paneli. Przezierna konstrukcja jest nowoczesną interpretacją oryginalnego projektu. Doskonale wpisuje się w istniejący budynek i nadaje mu nowy, nowoczesny charakter.

 

 

2016 09 30 4

Fot. 5. Fasada Kanadyjskiego Muzeum Natury w Ottawie [źródło: http://aasarchitecture.com]

 

 

Zamek Juval w Tyrolu

 

Kolejnym, ciekawym przykładem wykorzystaniem szkła w renowacji zabytków jest średniowieczny zamek Juval w południowym Tyrolu (fot. 6). Pierwsze wzmianki o zamku pochodzą z XIII w., który funkcjonował jako prywatna rezydencja. Przez wiele stuleci istnienia obiekt wielokrotnie przebudowywano, natomiast jego ostatni właściciel zdecydował się na bardzo nowoczesne rozwiązanie w postaci szklanego zadaszenia nad południowym skrzydłem budowli. Konstrukcja zadaszenia składa się z podłużnych kratownic stalowych, w których pas ściskany wykonany jest z profili stalowych, natomiast pas dolny stanowią bliźniacze cięgna (fot. 7). Na dźwigarach ułożone są tafle wykonane ze szkła hartowanego i laminowane za pomocą folii PVB. Z powodu znacznej rozpiętości tafle nie mogły być swobodnie podparte jedynie na dźwigarach, dlatego autorzy projektu zastosowali ciekawe rozwiązanie, składające się z wiotkich cięgien pracujących na rozciąganie oraz profili podpierających każdą taflę w dwóch punktach. Opatentowane punktowe podparcie nie wymaga wykonania otworów w szkle, a tym samym nie powoduje dodatkowych naprężeń w materiale. W przypadku uszkodzenia tafli rozwiązanie to utrzymuje tafle w miejscu i zabezpiecza przed ich spadnięciem.

 

 

2016 09 30 5

Fot. 6. Zamek Juval w Tyrolu [źródło: http://www.messner-mountain-museum.it]

 

2016 09 30 6

 

Fot. 7. Zamek Juval w Tyrolu [źródło: http://www.bergmeister.it]

 

 

Młyn w Geraki

 

Kolejnym ciekawym przykładem jest odbudowa pozostałości po młynie z czasów Bizancjum (fot. 8) w miejscowości Geraki w Grecji. W 2007 r. znany grecki rzeźbiarz i architekt zaproponował rozwiązanie, które polegało na odtworzeniu oryginalnego zadaszenia w postaci wielu warstw tafli szkła, symulującego naturalny warstwowy układ kamieni. Młyn odzyskał swój dawny kształt, jednocześnie silnie zaznaczając kontrast między oryginalnym i nowoczesnym materiałem (fot. 9).

 

 

2016 09 32 1

Fot. 8. Młyn na mąkę w Grecji [źródło: http://www.costasvarotsos.gr]

 

2016 09 32 2

 

Fot. 9. Szczegół ułożenia tafli szklanych [źródło: http://www.costasvarotsos.gr]

 

 

 

Fasada w Maastricht

 

Wcześniej przytoczone przykłady przedstawiały renowację polegającą na otworzeniu historycznych elementów budowli przy wykorzystaniu szkła. Przykład fasady w Holandii jest zgoła inny, architekt Marc van Roosmalen przedstawił nietypowy i dla wielu kontrowersyjny plan przebudowy fasady zabudowań zakonu Franciszkanów w Maastricht. Aby wyjaśnić jego sens należy przedstawić pewien kontekst. Pomimo, że zabudowania wyglądają na gotyckie, w rzeczywistości nie pochodzą z tego okresu. Są wynikiem przebudowy dokonanej po II wojnie światowej, gdy była moda na „postarzanie” budynków. Intencją autora projektu było pokazanie granicy między teraźniejszością i przeszłością, miała być metaforą zmian, które doświadczył budynek w swojej historii. Pomysł polegał na wyburzeniu części muru w celu stworzenia pęknięcia w budynku (fot. 10-11). Przed wyburzeniem zainstalowano konstrukcję stalową, która miała za zadanie przenieść obciążenia po usunięciu cegieł. Szczelinę wypełniono szklanymi taflami zamocowanymi do profili stalowych, których zadaniem było również wspieranie żelbetowej ramy okiennej.

 

 

2016 09 32 3

2016 09 32 4

Fot. 10.-11. Fasada zabudowań zakonu Franciszkanów w Maastricht [źródło: http://www.volkskrant.nl]

 

 

Menokin Glass House

 

Ostatni przykład jest zupełnie różny niż przedstawione wyżej. Jego renowacja zaczęła się 1995 r. i trwa do dnia dzisiejszego. Budynek został wybudowany pod koniec XVIII w. jako rezydencja Francisa Lightfoot Lee’ego – jednego z autorów Deklaracji Niepodległości Stanów Zjednoczonych. Budynek przetrwał do lat 60. XX w. w dobrym stanie. Został uszkodzony przez zwalone drzewo, które rosło w jego bezpośrednim sąsiedztwie. Od tamtego czasu, budynek był niezamieszkały i powoli popadał w ruinę (fot. 12). 

 

 

2016 09 32 5

Fot. 12. Ruiny Menokin house w 1961 r. [źródło: http://www.menokin.org]

 

 

W 1995 r. powołano fundację, która miała na celu przywrócenie budynku do stanu pierwotnego. Jej pierwszym zadaniem było zebranie jak największe ilości informacji dotyczącej budynku, zdjęć i historycznych rysunków. Fundacja odniosła pierwszy sukces, kiedy oryginalne rysunki konstrukcyjne zostały odnalezione w pobliskim archiwum, a szczegółowe dochodzenie przyniosło informację, że prawie 80% elementów wykończenia, zdobień i wyposażenia znajduje się w okolicznych muzeach. Pierwszym działaniem jakie podjęto była budowa stalowego zadaszenia, które miało chronić ruiny przed wpływem czynników atmosferycznych (fot. 13). 

 

 

2016 09 32 6

Fot. 13. Stalowe zadaszenie wybudowane w 2000 r. [źródło: http://www.menokin.org]

 

 

W tym samym czasie podjęto dyskusję na temat możliwości rekonstrukcji budynku. Dokładna inwentaryzacja wykazała, że wiele elementów konstrukcyjnych jest bardzo zniszczonych i większość z nich nadaje się do demontażu. Rada fundacji zdecydowała, że odbudowa zabytku będzie zupełnie inna niż wszystkie do tej pory, a renowacja ma być przykładem dla innych tego typu. Zdecydowano, że należy zachować wszystkie istniejące elementy konstrukcyjne, niezależnie w jakim stanie się obecnie znajdują, a w ich renowację należy zaangażować najnowocześniejsze osiągnięcia techniczne. Budynek miał zostać odbudowany przy wykorzystaniu najnowocześniejszych materiałów, takich jak szkło, akryl i włókna węglowe w całości zintegrowane z ruinami. Wizję architekta przedstawiają wizualizacje przedstawione na fot. 14 i 15.

 

 

2016 09 34 1

Fot. 14. Makieta budynku Menokin Glass House. http://www.machado-silvetti.com]

 

2016 09 34 2

 

Fot. 15. Wizualizacja wnętrza budynku Menokin Glass House. [http://www.machado-silvetti.com]

 

 

Przykładami nowoczesnych sposobów wzmocnień konstrukcji wykorzystanych w projekcie przedstawiają rys. 16 i 17. Pierwszy z nich polega na wzmocnieniu zmurszałej drewnianej belki przy użyciu wkładu wykonanego z włókien węglowych. Swoisty „nowy” kręgosłup belki wykonany jest w formie przygotowanej na podstawie oryginalnego elementu i dlatego idealnie pasuje do jego wnętrza. Kolejny to odbudowa oryginalnego połączenia belki drewnianej za pomocą żywić epoksydowych. Do odpowiednio przygotowanej powierzchni belki „dolany” został fragment na połączenie sworzniowe.

 

 

2016 09 34 3

2016 09 34 4

Fot. 16. Wzmocnienie drewnianej belki włóknami węglowymi. [https://preservationscience.wordpress.com]

 

2016 09 34 5

Fot. 17 Odbudowa połączenia belki drewnianej za pomocą żywicy akrylowej. [https://preservationscience.wordpress.com]

 

 

Podsumowując, można stwierdzić, że przytoczone w niniejszym artykule przykłady pokazują, że szkło jest znakomitym materiałem, który z powiedzeniem jest wykorzystywany do renowacji, przebudowy i rozbudowy historycznych budowli. Jego własności pozwalają na wymagające realizacje, dzięki którym obiekt dostaje „drugie życie” i nabiera nowego, świeżego charakteru. W świecie naukowym istnieje duże zainteresowanie łączeniem szkła z innymi materiałami w celu ograniczenia jego główniej wady, a mianowicie kruchego zachowania po zniszczeniu. Przykładem mogą być badania własne autora [7-12].

 

 

dr inż. Marcin Kozłowski
www.marcinkozlowski.eu



 

Literatura:

[1] Karta Wenecka (Międzynarodowa Karta Konserwacji i Restauracji Zabytków i Miejsc Zabytkowych). Postanowienia i uchwały II Międzynarodowego Kongresu Architektów w Techników Zabytków, Wenecja, 1964.

[2] M. Kozłowski: Właściwości i odmiany szkła konstrukcyjnego. „Świat Szkła” 5/2010

[3] M. Kozłowski: Europejskie normy do wymiarowania szkła. „Świat Szkła” 9/2010

[4] M. Kozłowski: Północnoamerykańskie normy do projektowania szkła. „Świat Szkła” 12/2010

[5] M. Kozłowski: Seria norm DIN 18008 do projektowania szklanych elementów konstrukcyjnych. „Świat Szkła” 6/2016

[6] M. Kozłowski: Szkło jako materiał konstrukcyjny. „Świat Szkła” 4/2010

[7] M. Kozłowski: Analiza doświadczalno-numeryczna hybrydowych belek drewniano-szklanych. Praca doktorska

[8] J. Hulimka, M. Kozłowski: Belki drewniano-szklane – nowe rozwiązanie w konstrukcji lekkich dachów. „Świat Szkła” 1/2013

[9] M. Kozłowski, M. Kadela, J. Hulimka: Numerical Investigation of Structural Behaviour of Timber-Glass Composite Beams. Procedia Engineering (w druku)

[10] M. Kozłowski, M. Kadela: Hybrydowe dźwigary szklane. Przegląd badań i realizacji. „Świat Szkła” 3/2014

[11] M. Kozłowski, E. Serrano, B. Enquist: Experimental investigation on timber- glass composite I-beams. Challenging Glass 4 and COST Action TU 0905 Final Conference, February 6-7, 2014, Lausanne

[12] M. Dorn, M. Kozłowski, E. Serrano: Design approaches for timber-glass beams. Engineered transparency. International Conference at Glasstec, October 21-22, 2014, Düsseldorf

 

 

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 
Więcej informacji: Świat Szkła 09/2016

 

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
01 chik