Czytaj także -

Aktualne wydanie

2022 10 okladka

Świat Szkła 10/2022

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

 ET-Swiat-Szkla-PL-160x600-004

 

 banner konferencja 2022 11c2

 wlasna-instrukcja ift--baner do newslet-2019e

 

 

High Tech osiągalny dla każdego inwestora
Data dodania: 11.09.22

Celem niniejszego artykułu jest pokazanie, że przy realizacji ciekawych projektów też możliwe jest przestrzeganie niskich kosztów przy zachowaniu jasnych koncepcji architektonicznych, konstrukcyjnych i strukturalnych.

 

2022 09 16 1

 Rys. 1. Zdjęcie wnętrza budynku

 

W świecie szkła – szczególnie w zakresie wykorzystania szkła strukturalnego – normą jest postrzeganie dużych projektów – niczym słynnego „szklanego sześcianu”, z ogromnymi budżetami i zaangażowaniem dużych specjalistycznych firm.

 

Jednak dzięki tego typu realizacjom technologia idzie do przodu i można tworzyć małe projekty o przejrzystych koncepcjach. Główną kwestią we wszystkich tych projektach jest utrzymanie głównej koncepcji na każdym poziomie: architektonicznym, strukturalnym i konstrukcyjnym.

 

Gdy koncepcje te są jasno zdefiniowane i pozbawioneinnych elementów, łatwo jest uzyskać wspaniałe rezultaty przy niewielkim nakładzie ekonomicznym. Lobby Arturo Soria jest jednym z takich projektów, mającym jasny schemat architektoniczny i strukturalny bez innych interakcji.

 

Projekt polega na rozbudowie istniejącego lobby, aby spełnić nowe wymagania dotyczące dostępu, wchodząc na istniejący dziedziniec i tworząc większą przestrzeń z większą ilością światła i przejrzystości, w bezpośrednim związku z otoczeniem.

 

 

2022 09 16 2

Rys. 2. Widok głównego holu i systemu kontroli dostępu

 

Z tego powodu cała obudowa została wykonana ze szkła, unikając masywnych elementów konstrukcyjnych, które nie pozwalają na taką przejrzystość. Obudowa składa się z pionowej fasady o swobodnej konstrukcji i poziomych świetlików, wykonanych w całości ze szkła. Świetliki są podtrzymywane przez pionową szklaną fasadę.

 

Każdy z nich jest wsparty
przez poziome żebra, przymocowane z jednej strony do budynku, a z drugiej do stalowej belki rozciągającej się przez cały wymiar dziedzińca. poziomych świetlików, wykonanych w całości ze szkła. Aby uniknąć masywnych elementów konstrukcyjnych, poziome szklane świetliki są podtrzymywane przez pionową szklaną fasadę. Każdy świetlik jest wsparty przez poziome żebra, przymocowane z jednej strony do budynku, a z drugiej do stalowej belki rozciągającej się przez cały wymiar dziedzińca.

 

Belka ta jest połączona w swoich bocznych krawędziach z płytami budynku, ale w celu zminimalizowania jej wymiarów, nowa podpora jest umieszczona pośrodku, nad pionową szklaną szybą elewacyjną. Aby uniknąć wyboczenia tego elementu, dwie pionowe tafle szklane są umieszczone po obu stronach i przymocowanesilikonem strukturalnym. Aby zapewnić prawidłowe przenoszenie obciążeń, w obudowie zainstalowano specjalne stalowe okucia.

 

Koncepcja konstrukcyjno-architektoniczna modernizowanego lobby jest jasna i wszystkie wymagania są przez nią uwarunkowane. Mała lokalna firma budowlana była w stanie sprostać wyzwaniu budowy, unikając korzystania z podwykonawców specjalizujących się w fasadach lub szkle, co pozwoliło ograniczyć do minimum ostateczne koszty budowy.

 

 2022 09 16 3

Rys. 3. Zewnętrzny wizerunek budynku

 

Wstęp
Ta inwestycja w budynku biurowym ma na celu zatarcie granic pomiędzy przestrzenią wewnętrzną i zewnętrzną, za pomocą szklanego pawilonu zaprojektowanego z zakrzywionymi kształtami, które łączą się z ogrodem tworząc nowy płynny i hybrydowy krajobraz. Dostęp jest przekształcony w nowe doświadczenie, w którym wnętrze i zewnętrze łączą/ stapiają się ze sobą.

 

Propozycja była zwycięską pracą w ograniczonym konkursie w formacie „zaprojektuj i zbuduj”, który nie jest zbyt często spotykany w Hiszpanii, co oznacza koncepcję i budowę jednocześnie (integracja architektów, inżynierów i generalnego wykonawcy). Właściciele chcieli zwiększyć wartość nieruchomości, wybudowanej na początku lat 90-tych w północnej części Madrytu. Głównym wyzwaniem dla projektantów zawartym w briefie była aktualizacja przestarzałej przestrzeni dostępowej, spełniającej wszystkie nowe wymagania dotyczące dostępu i rozwiązującej istniejące problemy funkcjonalne.

 

2022 09 16 4

Rys. 4. Pulpit recepcyjny

 

Głównym zadaniem w tym projekcie było faktyczne zbudowanie silnej koncepcji opartej na trzech bardzo restrykcyjnych założeniach:
- budynek biurowy musi zachować normalne funkcjonowanie podczas prac, co sprawia, że planowanie jest kluczową kwestią,
- konieczne jest zintegrowanie i skoordynowanie też innych prac remontowych w budynku, takich jak zagospodarowanie terenu, remont wind i inne działania w różnych salach na każdym piętrze. Wymaga to zrozumieniawszystkich prac jako całościowej inwestycji.

- ostatnim, ale nie mniej ważnym, najbardziej ograniczającym założeniem był całkowity budżet projektu. Wszystkie prace, w tym projekt i budowa, muszą wynosić ok. 620 €/m².

 

 2022 09 16 5

 Rys. 5. Szkic struktury


Od czasów ruchu modernistycznego rozwój nowych rozwiązań technologicznych dał architektom ogromną swobodę projektowania, praktycznie bez ograniczeń, ale wyzwaniem jest wciąż zarządzanie relacjami między człowiekiem a naturą, uzyskanie ochrony przed czynnikami zewnętrznymi i kontrola warunków środowiskowych.

 

Wiele projektów, przy braku jakichkolwiek ograniczeń, wykorzystuje duże budżety i każdą dostępną technologię. Ten projekt, wręcz przeciwnie, pokazuje, że silne i złożone koncepcje oraz zaawansowane rozwiązania techniczne mogą być realizowane również w ramach ograniczonych budżetów, przy użyciu konwencjonalnych systemów produkcyjnych.

 

 2022 09 16 6

Rys. 6. Schemat obciążeń

 

Koncepcja architektoniczna
Istniejący budynek miał kilka problemów z kontrolą dostępu. Główne wejście było prawie nieużywane i nie było dostępne dla osób o ograniczonej sprawności ruchowej. Większość ludzi korzystało z małego wejścia serwisowego na przeciwległej fasadzie budynku, po drugiej stronie holu z windami. Recepcja znajdowała się w pobliżu głównego wejścia i miała utrudniony widok na to drugie/drugorzędne wejście. Co więcej, nowe wymagania dotyczące kontroli dostępu implikowały instalację bramek obrotowych (tzw. kołowrotów).

 

Wykorzystując większą przestrzeń i zasady odnośnie wskaźnika powierzchni chronionej, jedyną możliwą strategią było rozmycie granic sfery dostępowej wejścia na patio, rozwiązując wszystkie problemy funkcjonalne jednym gestem. Propozycja zmaterializowała się w szklanym pawilonie o zakrzywionej geometrii (zakrzywionym kształcie), który łączy się z ogrodem w nową hybrydową przestrzeń. Krzywizny sprzyjają dynamicznemu i ciągłemu postrzeganiu przestrzeni oraz definiują łagodne i zorganizowane przestrzenie.

 

W ten sposób projekt unika wszelkich poziomych i pionowych nieprzezroczystych elementów. W połączeniu ze wspomnianymi zakrzywionymi kształtami oraz przejrzystością i odbiciami/refleksami szkła pomaga to zatrzeć granice między przestrzenią wewnętrzną i zewnętrzną.

 

 2022 09 16 7

Rys. 7. Podparcie szyby środkowej

 

Patio, które w poprzednim projekcie było „prawie ukryte”, okazuje się najatrakcyjniejszym elementem budynku. Zintegrowany z geometrią zmienianego projektu zagospodarowania terenu, szklany pawilon o wysokości 4,5 m pozwala na połączenie dwóch wejść, centralizując ruch i integrując patio z budynkiem.

 

Nowy, frontalny dostęp do głównej hali z windami pozwala na rozmieszczenie wymaganych bramek obrotowych po obu stronach nowego pulpitu recepcji, umieszczonego w centrum holu. Nowe oświetlenie w patio, zwiększone dzięki szklanemu dachowi, nadaje też więcej wertykalności/pionowości i ujednolica pawilon z pozostałymi poziomami, grając z krzyżującymi się widokami, światłem i odbiciami.

 

Celem propozycji jest „odnowienie przestrzeni”, ale nie jest to po prostu renowacja wszystkich użytych materiałów. W rzeczywistości zachowanie niektórych już zamontowanych, takich jak granitowa posadzka, pozwala na osiągnięcie celów budżetowych. Zamiast standardowego podejścia „tworzenia od zera”, propozycja rzuca nowe światło na możliwość wykorzystania istniejących elementów, integrując nowe i stare (na przykład podświetlenie zielonego szkła pod nowymi perforowanymi panelami).

 

 2022 09 16 7

Rys. 8. Szczegóły sekcji

 


Koncepcja strukturalna
Szkic konstrukcyjny jest bardzo czytelny/przejrzysty. Głównym elementem konstrukcyjnym jest nowa belka stalowa umieszczona pomiędzy pionową fasadą a poziomym, wyniesionym świetlikiem. Ta belka i pozostałe elementy są podparte na istniejącej konstrukcji, głównie nad płytą stropową pierwszego piętra.

 

Świetlik jest podparty na obwodzie przez istniejącą konstrukcję i nową belkę. Pionowa fasada jest podparta na dolnej płycie fundamentowej, ale jest stabilizowana na górze przez nową belkę na obciążenia poziome. Świetlik składa się z belek poprzecznych w kierunku spadku, podpartych wyłącznie na obu końcach: z jednej strony na istniejącej konstrukcji, a z drugiej – na nowej belce konstrukcyjnej.

 

Pozycja świetlika nie zbiega się wysokościowo z położeniem płyty konstrukcyjnej, ponieważ świetlik musi stykać się z poziomym ryglem istniejących okien, który znajduje się metr nad płytą. Z tego powodu konieczne jest uwzględnienie wsporników pionowych, aby dostosować różnicę wysokości.

 

Wsporniki te, wykonane z lakierowanej stali, są zamocowane na froncie płyty stropowej. Można regulować w trzech płaszczyznach w celu uzyskania poziomej linii na górze. Te pionowe elementy znajdują się w tej samej pozycji co słupy istniejącego budynku, aby zintegrować je z projektem. Mocowanie pomiędzy belkami i wspornikami jest wykonane za pomocą tylko jednej śruby, która pozwala na obrót, ale stabilizuje/ustala ruchy.

 

 2022 09 16 9

Rys. 9. Szczegół podparcia

 

Z drugiej strony, belki są podparte na nowej belce za pomocą tego samego systemu, ale w tym przypadku w belce znajduje się poziomy otwór, aby zapewnić ruchy wzdłużne belki spowodowane rozszerzalnością termiczną.

 

Nowa belka jest podparta na obu końcach na istniejącej konstrukcji. Podobnie jak w przypadku belek świetlików, nowa belka czołowa znajduje się 1,5 m wyżej niż płyta konstrukcyjna i konieczne jest zastosowanie kilku wsporników, aby osiągnąć nowy poziom.

 

W tym przypadku położenie nowej belki jest w pośrodku dwóch słupów, dlatego konieczne jest umieszczenie poziomej belki pomiędzy tymi dwoma pionowymi elementami, aby połączyć nową belkę, działając jak mały mostek. W tym poziomym stężeniu stalowy element prostopadły podtrzymuje koniec nowej belki głównej. W jednej z krawędzi połączenie jest swobodne, aby umożliwić ruchy termiczne.

 

2022 09 16 10

Rys. 10. Montaż belki głównej

 

Aby uniknąć znaczącego wpływu na istniejącą szklaną fasadę pierwszego piętra, konieczne jest zmniejszenie wysokości nowej belki. Belka ta „ma swobodę” w kształtowaniu wymiarów poziomych, dzięki czemu jej głębokość jest wystarczająca do podtrzymania obciążeń poziomych bez konieczności stosowania innych podpór.

 

Ale jej wymiar w pionie nie może być większy niż 170 mm. Przy tej wysokości, odległości między podporami (10,00 m) i obciążeniach pionowych, belka ma podwyższone ugięcie, co oznacza problemy wizualne i penetrację wody. Z tego powodu konieczne było wprowadzenie pionowej podpory w środku belki.

 

2022 09 16 11

Rys. 11. Podnoszenie belki głównej

 

Podpora ta wykonana jest za pomocą pionowej tafli szklanej fasady. Szkło to jest przygotowane do przyjmowania obciążeń pionowych świetlika, dlatego jest grubsze niż pozostałe tafle w szybach fasady.

 

Aby uniknąć problemów związanych z wyboczeniem tego szkła ze względu na jego smukłość, szkło to jest przyklejone silikonem strukturalnym do bocznych szyb zespolonych, które są usytuowane prostopadle, co daje dodatkową sztywność obudowy/fasady.

 

 

2022 09 16 12

Rys. 12. Obciążenie tafli pionowych

 

 


Koncepcja wykonania
Wszystkie elementy tej fasady wykonane są ze szkła, stali lakierowanej i stali nierdzewnej. Pionowa okładzina elewacyjna składa się z pojedynczych szyb/tafli szkła od dołu do góry. Niektóre szkła są zakrzywione, inne proste, natomiast wszystkie są laminowane. Składają się z dwóch tafli 12 mm i dwóch warstw PVB, z wyjątkiem centralnego/środkowego szkła strukturalnego. Szyby te są podparte na dole i stabilizowane na górze.

 

Podparcie składa się z elementu stalowego, który umożliwia pionową regulację szyby w celu zagwarantowania ustawienia jej w prawidłowej pozycji. Element ten składa się z dwóch pionowych rur stalowych i jednej poziomej płyty, która może poruszać się pomiędzy rurami stalowymi. W celu utrwalenia ruchów poziomych, po stronie zewnętrznej i wewnętrznej umieszczona jest stalowa płyta w kształcie obudowy.

 

Płyta ta jest przykręcona do pionowych rur stalowych. W części zewnętrznej płyta ta ma kolejny profil L, aby zagwarantować wodoszczelność w połączeniu zewnętrznym. W górnym zespole szkło opiera się na stalowej belce, umożliwiając ruchy pionowe, natomiast po stronie zewnętrznej znajduje się pozioma listwa w kształcie litery „L”, przykręcona do wewnętrznej belki stalowej.

 

Szkło na środku podtrzymuje górną belkę i świetlik. Z tego też powodu szkło jest grubsze niż w pozostałej części fasady. W tym przypadku szkło składa się z trzech tafli szkła o grubości 12 mm oraz z 2 warstw folii PVB pomiędzy taflami szkła. Aby zapewnić podparcie szkła na górze, pomiędzy szkłem a belką zamocowana jest stalowa śruba.

 

2022 09 16 13

Rys. 13. Montaż tafli pionowych

 

W systemie świetlików dachowych belka szklana składa się z szyby laminowanej złożonej z trzech tafli szkła hartowanego o grubości 12 mm oraz profilu „T” ze stali nierdzewnej, przyklejonego w górnej części (od góry), w celu podparcia poziomej szyby świetlika. Pozioma szyba obudowy składa się z podwójnej szyby. Zewnętrzna szyba to szkło hartowane o grubości 8 mm z powłoką przeciwsłoneczną na powierzchni 2, a wewnętrzna szyba to szkło laminowane składające się z dwóch tafli szkła o grubości 6 mm i z dwóch warstw folii PVB.

 

Pomiędzy tymi dwiema taflami znajduje się przestrzeń/ szczelina wypełniona argonem, aby uzyskać lepsze właściwości termiczne i uniknąć kondensacji pary wodnej wewnątrz szyby. Te poziome szyby/tafle szkła mają na obwodzie przyklejony profil w kształcie litery „L” ze stali nierdzewnej, aby zapewnić wodoszczelność powierzchni.

 

Profil ten zachodzi na zewnętrzną zaślepkę ze stali nierdzewnej, w kształcie litery „U”, która blokuje przenikanie wody. W miejscu połączenia z istniejącym budynkiem profil „U” zostaje zmieniony na profil „L” przymocowany do istniejącej ramy, ale również zachodzący na profil „L” szyby. W tym obszarze, oprócz profilu w kształcie litery „L”, pomiędzy różnymi/poszczególnymi elementami przyklejona jest membrana EPDM, aby uzyskać dwie bariery wodoszczelne

 

Po zewnętrznej stronie świetlika, pomiędzy szybą a nową belką, zastosowano rozwiązanie na zakładkę. W tym przypadku górne szkło szyby zespolonej zachodzi na stalową belkę. Umożliwia to przepływ wody nad belką -dzięki temu unikamy penetracji/wnikania wody. Na belkach poprzecznych pomiędzy profilem w kształcie litery „L” szyby a profilem w kształcie litery „T” belki umieszczony jest pręt stalowy w celu zamocowania obu elementów.

 


Proces budowlany
Jak już wspomniano, budowa musiała uwzględniać dwie ważne kwestie:
- budżet całkowity,
- utrzymanie funkcjonowania całego budynku w normalnym tempie

  

Ze względu na te wymagania główne prace miały zostać podjęte w okresie letnim.

 

W celu przygotowania wszystkich materiałów do montażu, produkcja została oparta tylko na rysunkach, bowiem nie jest możliwe wykonanie pomiarów na miejscu, głównie szkła, ponieważ czas produkcji szkła giętego jest bardzo długi.

 

Aby zapewnić prawidłowe wymiary tych tafli szkła, wykonano kilka szablonów z drewna, które zostały wysłane do różnych fabryk (szkła i stali), aby zagwarantować doskonały montaż. Wszystkie elementy, szkło i stal, zostały wycięte laserem i zamontowane z kontrolą topograficzną.

 

Jedną z najtrudniejszych czynności podczas montażu było prawidłowe umieszczenie głównej belki. Belka o szerokości 10 m została wykonana w 3 różnych kawałkach o różnej geometrii/kształcie oraz powinna być złożona i zespawana na miejscu,

 

Ustawienie i spawanie zostało wykonane na podłodze, za pomocą przyrządów topograficznych, a następnie cała belka została podniesiona na swoje miejsce za pomocą dwóch uchwytów umieszczonych na końcach belki. Przez cały proces belka była utrzymywana poziomo, aby uniknąć deformacji.

 

Przed podniesieniem belki na płycie konstrukcyjnej ustawiono wsporniki pionowe pokrywające się z istniejącą ramą okienną. Po umieszczeniu belki poziomej końce zostały zamocowane nad poprzednimi wspornikami. Aby utrzymać poziom belki do czasu montażu pionowych szyb, w środku umieszczono kilka prowizorycznych słupków.

 

Po prawidłowym umieszczeniu belki zamontowano poziomą podporę szyby w dolnej części o takiej samej geometrii jak górna belka, aby zachować pionową zbieżność (wyrównanie) szklanej obudowy.

 

Dwa zestawy identycznych szablonów wykonanych z drewna zostały wysłane do producentów szkła i elementów stalowych, aby upewnić się, że oba będą pasować na miejscu. To pozwoliło skrócić proces produkcji.

 

Mając ustawioną na miejscu zarówno górną, jak i dolną konstrukcję, przystąpiono do najtrudniejszej czynności, jaką było obciążenie pionowej szyby. W tym celu dokręcono pionową śrubę na górze środkowego szkła, aby zetknąć ją z poziomą płytą ze stali nierdzewnej umieszczoną na górze szkła.

 

Płyta ta (wykonana ze stali nierdzewnej) została wyrównana nad górną krawędzią szkła za pomocą samopoziomującej żywicy Hilti o wysokiej wytrzymałości. Żywica ta umożliwia równomierne rozłożenie obciążenia na całej powierzchni szkła. Po umieszczeniu śrub, tymczasowe pionowe uchwyty zostały usunięte, a następnie instalacja została zakończona.

 

Po ustawieniu każdego elementu konstrukcyjnego przystąpiono do montażu poprzecznych belek świetlika za pomocą śrub poziomych, a następnie zamontowano poziomą szybę świetlika. Wreszcie między dolną podporą a górną belką zamontowano szyby pionowe, z wewnętrznymi i zewnętrznymi lakierowanymi belkami stalowymi. Uszczelniono szyby pionowe – w szczególności pionową szybę strukturalną, aby uniknąć wyboczenia szyb pionowych.

 

Uszczelnienie to zostało wykonane przy użyciu jednoskładnikowego silikonu strukturalnego firmy Dow Corning, który został nałożony na miejscu montażu. Silikon strukturalny ma kolor szary, aby zminimalizować efekt wizualny w szklanej fasadzie. Pozostałe uszczelnienia zostały wykonane wodoszczelnym silikonem transparentnym, a w górnej i dolnej części czarnym silikonem wodoszczelnym.

 


Podsumowanie
W wyniku procesów związanych z projektem i budową pawilonu wyciągamy pewne wnioski:

- nie jest konieczne dysponowanie dużym budżetem, aby uzyskać zamierzone rezultaty architektoniczne,

- podstawowe znaczenie ma znajomość rozwiązań technicznych oraz sposobu budowy podczas planowania i opracowywania projektu, aby dostosowaćmetody wykonawcze do wymogów konstrukcyjnych.

- rezultat projektu jest lepszy, jeśli wszystkie zaangażowane osoby mają ten sam cel,

- aby uzyskać lepsze wyniki konieczne jest, aby każdy element został zaprojektowany na początku projektu.

- rozwój rozwiązań technologicznych w dużych projektach z dużymi budżetami, może pozwolić małym inwestycjom na wykorzystywanie tych ulepszeń technologicznych. 

 


Podziękowania
Fotografie autorstwa Jose Hevia.

 

Miguel A. Nunez Diaz, Sergio Cobos Alvarez, Jesus M. Cerezo Miguel, Aurelio Dorronsoro Diaz

 

Artykuł został oparty na wykładzie zaprezentowanym na Konferencji GLASS PERFORMANCE DAYS 2019, która odbyła się w dniach 26-28 czerwca 2019 r. w Tampere w Finlandii

 

 2022 04 38 4

 

2022 09 16 16

 

(kliknij na zdjęcie aby je powiększyć)

 

 2022 09 16 14

 2022 09 16 15

 

Czytaj także --

 

 

01 chik
          sec 

Czytaj także