Rys. 1. Widok okładki podręcznika [3]

Rys. 2. Widok okładki podręcznika [4]

Współczesne, inteligentne idee klimatyczne dla odpowiedzialnego użytkowania budynków stają się u inwestorów alfą i omegą planowanej inwestycji. W szczególności dotyczy to obiektów biurowych i specjalnego przeznaczenia, gdzie przy ich architektonicznym kształtowaniu na pierwszy plan wysuwa się potrzeba istotnej dziś przejrzystości i równolegle z nią – energooszczędności. Książka budzi rozumienie tych spraw w nawiązaniu do osiągnięć współczesnej fizyki budowli, wykorzystywanych przy stosowaniu w ww. obiektach innowacyjnych systemów szklanych fasad.

Daje ona zatem inżynierom konstruktorom i architektom potrzebne narzędzia do uwzględniania życzeń inwestorów w kwestii oszczędności energii, techniki budownictwa, komfortu użytkownika i oceny opłacalności inwestycji. W ten sposób podręcznik ten przerzuca mosty pomiędzy inżynierami konstruktorami, architektami, specjalistami fizyki budowli i poszczególnych branż – ułatwiając zintegrowane planowanie inwestycji już we wczesnych etapach jej projektowania.

Drugim z zapowiedzianych tu podręczników jest Glassbau-Praxis – Konstruktion und Bemessung [4] (rys. 2). Zgodnie z wymienionym tytułem książka dotyczy praktyki konstruowania i wymiarowania budowli ze szkła.

Książka jest drugim, uaktualnionym i rozszerzonym wydaniem edycji pierwszej, która bynajmniej nie była jeszcze wiekowa. Szybki, żywiołowy rozwój konstrukcji ze szkła stał się jednak koniecznym powodem, aby książkę tę obecnie wznowić. Wiąże się ona bowiem dziedziną odnośnych podstaw teoretycznych z najnowszymi wynikami eksperymentalnych badań naukowych i doświadczeniami płynącymi z praktyki inżynierskiej.

Tak więc, w książce można znaleźć informacje tyczące się szczególnych własności szkła jako materiału budowlanego, w aspekcie jego kruchości oraz opis miarodajnej tu mechaniki pęknięć wraz z obrazami spękania dla szkła normalnego i wstępnie sprężonego. Wyszczególniono wytrzymałości i materiałowe wielkości znamionowe różnych typów szkła – oraz przynależne sorty handlowe szklanych produktów. Szkło jest stosunkowo „młodym” materiałem budowlanym i stąd książka zawiera też odnośne regulacje prawa budowlanego i zestawienia norm i przepisów niemieckich i europejskich.

Następnie omówiono różne typy konstrukcji ze szkła wraz z przynależnymi sposobami ich obliczania i wykonania. Obliczenia podano w formie przydatnej w praktyce, określając zawsze właściwy układ statyczny, dobór materiału, oddziaływania i kombinacje obciążeń – ze względu na bezpieczeństwo, przydatność użytkową, trwałość i niezawodność konstrukcji. Same obliczenia podano w wersji analitycznej i numerycznej.

Rys. 3. Widok z lotu ptaka muzeum POLA [5]

Na tle omówionej powyżej wiedzy książkowej warto teraz wspomnieć o kilku ciekawych realizacjach przypadających na początek obecnego wieku.

Pierwsza z nich została przedstawiona w pracy Glass skylight and structure for the POLA Museum of Art. [5]. Muzeum to położone jest w japońskim parku narodowym Fuji-Hakone-Izu (rys. 3) i jest atrakcją wielkiej rzeszy turystów. Muzeum zawiera ekspozycję malarstwa zachodniego i japońskiego oraz orientalną ceramikę i wyroby ze szkła. Dla zminimalizowania możliwości zniszczenia lokalnego ekosystemu i zabezpieczenia koegzystencji z naturalnym środowiskiem tego miejsca, wysokość budynku ponad przyległym terenem ograniczono do 8 m, a jego obszar w rzucie poziomym – do zakresu nie przekraczającego 76 m (rys. 4).

Rys. 4. Przekroje – poprzeczny i podłużny muzeum POLA [5]

Wejście pomostem do budynku na poziomie drugiego piętra pozwala zwiedzającemu od razu ogarnąć wzrokiem, przez duży świetlik, panoramę przyległych wzgórz (rys. 5) i rozczłonkowanie budynku na jego wysokości poprzez wysokie oszklone atrium (rys. 6). Detal świetlika pokazany jest na rys. 7. Japońską specyfiką konstrukcyjną jest zabezpieczenie budowli przed skutkami trzęsień ziemi za pomocą urządzeń tłumiących drgania. Ma to swoje szczególne znaczenie ze względu na całość przeszklenia budynku.

Użebrowane szklane panele świetlika mają dwie warstwy szkła hartowanego – każda o grubości równej 19 mm – które są przedzielone laminatem grubości 8 mm. Odnośne szczegóły konstrukcyjne można odczytać z rys. 7.

Rys. 5. Wejście do muzeum POLA

Wydaje się, że wykonane powyżej szkicowe omówienie niezwykłego w swej istocie obiektu specjalnego przeznaczenia wystarczająco naświetla jego „szklaną” specyfikę.

Rys. 6. Atrium muzeum POLA [5]

Rys. 7. Szczegół świetlika muzeum POLA

Drugi z przywołanych tu obiektów to „Centrum Muzyczne Mistrza” w Gateshead (Wielka Brytania) [6] (rys. 8) – również budowla specjalnego przeznaczenia. Centrum to, położone nad rzeką Tyne, służy całemu regionowi miasta Newcastle. Zawiera różne pomieszczenia, w tym trzy sale koncertowe o zróżnicowanej liczbie miejsc (największa ma ich 1650).


Rys. 8. Widok z lotu ptaka MUSIC CENTRE [6]

Budynek jest siedzibą orkiestry Northern Sinfonia i szkoły muzycznej. Wszystkie te pomieszczenia przekryte są wspólnym, odpowiednio wybrzuszonym, lekkim łupinowym dachem o stalowym użebrowaniu i powierzchni równej 10 200 m², przedłużonym ku ziemi konstrukcją szklanych fasad, obejmujących łącznie 1200 m². Szczególnością tej konstrukcji jest fakt, że powierzchnie dachu, utworzone w formie torusa, są w częściach szklanych przybliżone ciągiem paneli płaskich (rys. 9). Szczegół podparcia dachu „od czoła” widoczny jest na rys. 10.

Rys. 9. Przeszklenie dachu MUSIC CENTRE [6] 

Rys. 10. Czołowe podparcie dachu MUSIC CENTRE [6]

Wreszcie, jako trzeci i ostatni oszklony obiekt specjalnego przeznaczenia, przedstawiono tu halę ekspozycji, sprzedaży i serwisu Porsche Centrum w Dortmundzie. Aluminiowa i stalowa konstrukcja dachowej powłoki spoczywa na podłużnych, wyniesionych betonowych cokołach. Oszklenie hali rozmieszczone zostało wzdłuż strefy przypodporowej dachu, ale też częściowo na jego obwodzie (rys. 11 i rys. 12).

Rys. 11. Wnętrze PORSCHE ZENTRUM w Dortmundzie [7]

 Hala otula przestrzeń długości 130 m i wysokości w kluczu równej 8 m. Samą swoją sylwetką podkreśla ona wysoki poziom technologii znanego producenta samochodów. Wnętrze hali przypomina też wiatrowy kanał aerodynamiczny do badań wpływu wielkich szybkości na konstrukcję samochodów. Wszystkie obszary organizacyjne tego centrum – dotyczące sprzedaży, serwisu i obsługi technicznej – oddzielone są od ekspozycyjnej części hali jedynie za pomocą lekkich szklanych ścianek działowych (rys. 12). W nocy oszklenie umożliwia prezentację świetlnych logo firmy.

Rys. 12. Widok PORSCHE ZENTRUM w Dortmundzie z zewnątrz [7]


Głównym celem niniejszego tekstu było unaocznienie „książkowego” tła dla inżynierskiego projektowania konstrukcji ze szkła – z jednej strony, oraz ogólne przybliżenie problematyki szkła w architektonicznej realizacji obiektów specjalnych. W dobie obecnej współpraca architektów i inżynierów konstruktorów w tej dziedzinie jest nieodzowna. Warto podkreślić wymagane dziś kwalifikacje inżynierów konstruktorów, gdzie Glassbau (budownictwo ze szkła) jest równorzędnym hasłem dla tradycyjnych określeń Metallbau, Stahlbau i Membranbau*).

prof. Zbigniew Cywiński
Politechnika Gdańska

*) Planowane na 11 maja br. seminarium nt. konstrukcji stalowych (30. Stahlbauseminar Steinfurt/Münster) zawiera też referat pt. Glas als konstruktiver Baustoff – Aktuelles aus Normung und Praxis (Szkło jako materiał konstrukcyjny – aktualności normowania i praktyki).

Bibliografia
[1] Sedlacek G., et al.: Glas im konstruktiven Ingenieurbau, Ernst & Sohn, Berlin 1999. Rec.: „Inżynieria Morska i Geotechnika” 20 (1999), 3, 152.
[2] Siebert Z.: Entwurf und Bemessung von tragenden Bauteilen aus Glas, Ernst & Sohn, Berlin 2001. Rec.: „Inżynieria Morska i Geotechnika” 22 (2001), 4, 221.
[3] Pültz G.: Bauklimatischer Entwurf für moderne Glasarchitektur, Ernst & Sohn, Berlin 2004. Rec.: “Stahlbau” 73 (2004), 11, A16.
[4] Weller B., et al.: Glasbau-Praxis – Konstruktion und Bemessung, Bauwerk Verlag, Berlin 2010. Rec.: “Stahlbau” 79 (2010), 9, 705-706.
[5] Asano M., Yamamoto H.: Glass Skylight and structure for the POLA Museum of Art. “Structural Engineering International”, IABSE, 14(2004), 2, 145-148.
[6] N.N.: “The Sage Music Centre” in Gateshead, Großbritannien. “Stahlbau” 73 (2004), 11, A4-A5.
[7] N.N.: Feuerverzinkte Filigran-Fachwerkträger. “Stahlbau” 73 (2004), 11, A10.

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne

więcej informacj: Świat Szkła 5/2011

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.