Rys. 1. ION-Orchard w Singapurze
Najbardziej szczególną cechą dzisiejszych form wymienionych dachów jest to, że przechodzą one stopniowo od prętowych dźwigarów jedno- i dwukrzywiznowych w całą wielką sferę prętowych dźwigarów przestrzennych, z coraz częściej stosowaniem ich swobodnego ukształtowania. Taką właśnie cechę ma dach pokazany na rys. 1.
Od otwarcia ww. centrum handlowego w lipcu 2009 r. struktura jego pokrycia wywołuje duże zainteresowanie wielu mieszkańców Singapuru i gości z zewnątrz. Mając pole powierzchni równe 2600 m² i średnią wysokość wynoszącą 32 m, przekrywa ów falisty przedni dach główny cały, publiczny obszar budynku.
Podstawą przyjętej, swobodnej geometrii kształtu tego dachu jest rombowa siatka prętów o boku mającym ok. 1,50 m. Wypełnieniem tej siatki są tafle szklane wykonane ze szkła bezpiecznego – w części transparentne i w części „zadrukowane” drobną siatką. Obok tego dachu zbudowano obiegającą po obwodzie budynku, równie swobodną w swej formie, fasadę o powierzchni wynoszącej 12 600 m², która wyłania się z niego na kształt muszli. Konstrukcja nośna siatki dachu i całej fasady składa się z ocynkowanych prętów systemu MERO-Plus, odpowiednio koloryzowanych. Wszystkie węzły tych siatek konstrukcyjnych mają umieszczone w nich punkty świetlne LED, które – łącznie z dodatkowymi monitorami wywołują efektowny obraz struktury w dzień i w nocy.
W ustrojach prętowych mających powierzchnie zakrzywione, szczególnie tych o powierzchniach swobodnie ukształtowanych, bardzo ważną rolę odgrywa geometria. Obrazują to przykłady pokazane na kolejnych rysunkach: 2, 3, 4 i 5.
Względnie najprostszą geometrię wykazuje szklana hala Nowych Targów w Lipsku z r. 1996 (rys. 2).
Rys. 2. Hala Nowych Targów w Lipsku
Ma ona kształt cylindryczny. Tafle szklane wykonano ze szkła bezpiecznego. Wyróżnia się brakiem stężenia wiatrowego i swobodnie zamocowanymi ścianami szczytowymi. W konstrukcji dachu Esplanade Theatre w Singapurze z 2002 r. (rys. 3) płaskie tafle szklane ułożone są bezpośrednio na odpowiedniej, swobodnie uformowanej, przestrzennej strukturze z prętów stalowych. Kształty heksagonalne struktury prętowo-cięgnowej reprezentuje konstrukcja budynku szklarni Eden Project (rys. 4).
Rys. 3. Esplanade Theatre w Singapurze
Rys. 4. Eden Project w Kornwalii
Dużym obliczeniowym i konstrukcyjnym wyzwaniem dla projektantów i wykonawców był dach Nowych Targów w Mediolanie, udostępniony w kwietniu
W konstrukcjach utworzonych ze stali i szkła funkcjonuje też idea powłok siatkowych, gdzie pręty krzyżulcowe zastąpione są cięgnami przebiegającymi przez cały obszar zakrzywionej powierzchni powłoki, a pozostałe pręty – z wyjątkiem obszarów brzegowych – mają jednakowe długości.
Rys. 5. Lej szklanego dachu w Mediolanie
Rys. 6. Muzeum Luwr – Paryż. Szklana piramida wejścia
Rys. 7. Przeszklenie budynku w Hanowerze
Takie podejście pozwoliło wykonywać nie tylko kopuły geodezyjne, ale też dowolne pojedynczotaflowe powłoki siatkowe. Struktury te łączy się z nazwiskiem profesora Jörga Schlaicha, znanego niemieckiego inżyniera-konstruktora i architekta. Dobrym przykładem może tu być szklany dach dzisiejszego kolejowego dworca głównego w Berlinie (rysunki 8, 9 i 10).
Rys. 8. Skrzyżowanie dachu wschód-zachód i dachu północ-południe na dworcu głównym w Berlinie
Rys. 9. Szczegół powłoki siatkowej
Rys. 10. Szczegół sprężenia cięgnowego
Pokazane tu przykłady przekryć dachowych koncentrują się przede wszystkim na różnych ustrojach stalowych. Zagadnieniem osobnym jest tu szklane wypełnienie międzyżebrowe, które może być wykonane z różnych typów szkła i o różnej geometrii tafli. Jak wspomniano, mogą one niekiedy mieć także istotne znaczenie nośne. Na ten temat istnieje dziś bogata literatura.
Tutaj autor pozwala sobie wskazać jedynie na swoje wcześniejsze artykuły opublikowane w kilku kolejnych zeszytach pisma „Świat Szkła” – począwszy od zeszytu 11/2010.
prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska
Bibliografia
[1] Klimke H., Walochnik W.: Raumfachwerke und kein Ende? “Stahlbau” 79 (2010), 7, 471-476.
[2] Cywiński Z.: Nowoczesna symbioza stali i szkła. „Świat Szkła” 3/2011, 16-17
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
więcej informacj: Świat Szkła 6/2011
