Kształtowanie nowoczesnych fasad ze szkła sięga dziś znacznie dalej niż stworzenie płaskiej, transparentnej ściany oddzielającej wnętrze budynku od świata zewnętrznego. Wspierając się zaawansowanymi technikami i technologiami projektanci poddają szklane konstrukcje rozmaitym transformacjom i eksperymentom.
Najnowsze tendencje w architekturze idą w stronę coraz bardziej kompleksowych rozwiązań, w których wielofunkcyjne skóry/powłoki spełniają określone kryteria wydajności. Innowacyjne koncepcje mają też swoje implikacje estetyczne i przestrzenne.
Fot. 1. Departament Zdrowia, Bilbao – szklany kryształ wśród XIX-wiecznej zabudowy (fot. Aleix Bagué, http://www.popavenue.com)
Double skin 3D
Jednym z ciekawszych aspektów transformacji szklanych ścian osłonowych jest przejście z dwuwymiarowych powierzchni do trójwymiarowych, złożonych struktur. W wielu budynkach zrobiono w ten sposób wspaniały użytek ze szkła, wykorzystując go nawet w bardzo nietypowych rozwiązaniach. Spektakularne realizacje powstają przy udziale specjalistów z różnych dziedzin, poprzedzone wieloma godzinami pracy z wykorzystaniem trójwymiarowych modeli komputerowych, modelowania elementów skończonych, makiet i technik cyfrowych wizualizacji.
Interesującym przykładem są „połamane”, „pozaginane” powłoki, inspirowane geometrią kryształów czy też origami. Wielokątowe płaszczyzny szkła o zmiennych nachyleniach i ostrych krawędziach nadają fasadom dynamiczny, czasem nieco agresywny charakter. Fasetowanie generuje ciekawe kształty, których postrzeganie różni się w zależności od pozycji obserwatora. Dodatkowo, zmieniające się światło i obrazy odbijają się na szkle tworząc nieustający spektakl wizualny.
Fot. 2. Departament Zdrowia, Bilbao – podwójna fasada szklana (fot. Aleix Bagué, http://www.e-architect.co.uk/)
Sede de Osakidetza, Bilbao (2008)
Baskijski Departament Zdrowia w Bilbao jest przykładem na to, jak nowoczesna konstrukcja może ożywić historyczny krajobraz miejski. W 2008 roku na skrzyżowaniu dwóch najważniejszych ulic dzielnicy Ensanche w otoczeniu XIX-wiecznej zabudowy pojawił się intrygujący szklany kryształ (fot. 1). Koncepcja nie zrodziła się z czysto artystycznej wizji projektantów, ale w odpowiedzi na restrykcyjny plan zagospodarowania przestrzennego wymagający odpowiedniego ukształtowania wielopiętrowych budynków wzdłuż głównych ulic miasta. Architekci Coll-Barreu i Daniel Gutiérrez gruntownie przeanalizowali surowe przepisy budowlane dotyczące m.in. kształtu zabudowy, konieczności cofnięcia najwyższej partii budynku, fazowania na narożach i wzniesienia dominanty, aby następnie zinterpretować je w dość swobodny sposób. Rezultat okazał się zaskakujący - nagła „eksplozja szkła” wśród klasycznych elewacji niewątpliwie zwraca uwagę. Budynek załamuje swoje fasady, żeby patrzeć we wszystkich kierunkach, odpowiadać na zmienny, dynamiczny charakter miasta, reagować na ruch uliczny i obserwować góry otaczające metropolię [2].
Kontynuując badania rozpoczęte we wcześniejszych projektach Juan Coll-Barreu i Daniel Gutiérrez zaproponowali podwójną fasadę szklaną, która jest jednocześnie opakowaniem i systemem sama w sobie.
Według tej koncepcji techniki konstrukcyjne, eksploatacja budynku, wymiana energii, miasto, a także sam fakt, pragnienie bycia… biorą udział w definicji systemu, ale nigdy samej elewacji czy kompozycji. System musi zapewniać poprawną odpowiedź na różnego typu sytuacje generowane na fasadzie [3].
Fot. 3. Departament Zdrowia, Bilbao – szklane fasety odbijają nieustannie zmieniające się obrazy miejskiego życia (http://commons.wikimedia.org)
W tym wypadku efektowna, fasetowana powłoka spełnia wymagania urbanistyczne, rozwiązuje kwestie związane z energooszczędnością, ochroną przeciwpożarową i izolacją akustyczną. Podwójna fasada jest nie tylko osłoną, tworzy dodatkową ważną przestrzeń między ulicą a wnętrzem (fot. 2).
Fot. 4. Departament Zdrowia, Bilbao – nocny widok szklanej powłoki (fot. Aleix Bagué, http://www.e-architect.co.uk/)
Filtruje przepływ energii, działa niczym bufor termiczny, zapewnia dobre oświetlenie światłem dziennym, a nawet pozwala budynkowi oddychać. Dzięki możliwości wymiany powietrza z otoczeniem całkowicie wyeliminowano recyrkulację powietrza z miejsc pracy. Wszystko to razem korzystnie wpłynęło na warunki mikroklimatu wnętrza i wydajność energetyczną budynku.
Konstrukcję zewnętrznej ściany tworzy mocowany na rurowej konstrukcji aluminiowy szkielet, z wypełnieniem z wielokątnych paneli szklanych. Uniwersalny system ścian kurtynowych MX Trame firmy TECHNAL doskonale przystosował się do kreatywności projektantów. Specjalna metoda mocowania szklanych paneli z punktowymi elementami z poliamidu przykręconymi do profili znacząco poprawiła parametry termiczne i wydajność energetyczną budynku. Aby zapewnić szklanej skórze neutralny, lekko szarawy odcień architekci wybrali szkło SunGuard HP Neutral 41/33 (GUARDIAN). Wewnętrzną warstwę podwójnej fasady wykonano z dwóch systemów okien: otwieranych Saphir serii FXi oraz przesuwnych GXi (TECHNAL).
Skomplikowana geometria szklanej powłoki zmienia się nie tylko w każdym jej punkcie, ale też w zależności od głębokości struktury w danym miejscu, przy czym model tych zmian nie jest stały. Pofałdowana skóra ma być wg zamierzeń projektantów skutecznym mechanizmem wprowadzenia miejskiej witalności do wnętrza budynku. W dzień w szklanych fasetach nieustannie odbijają się obrazy i światło, nocą z kolei prześwitująca skóra ukazuje wewnętrzny szkielet (fot. 3, 4). Budynek zmienia się jak kameleon nie tylko w zależności od punktu obserwacji, ale zmienia się każdego dnia i w każdej chwili, w każdej sekundzie, z każda zmianą światła, ruchem powietrza, gdy sąsiad otworzy okiennice, drogą przejedzie samochód lub przemieści się pieszy. Miasto właśnie tak się porusza [8]. Słynące z otwartości na nowoczesną architekturę Bilbao zyskało kolejny budynek-ikonę.
Fot. 5. Trutec Building, Seul – widok szklanych elewacji biurowca (http://wallink.com/)
Trutec Building, Seul (2007)
Niezwykle plastyczne efekty można uzyskać nawet za pomocą dość prostego zestawu środków, na przykład poprzez zwielokrotnienie modułowego elementu konstrukcyjnego w postaci trójwymiarowego szkieletu ze szklaną okładziną. Jednym z przykładów udanej syntezy modularności i tzw. foldingu w architekturze jest koreański Trutec Building.
Berlińscy architekci Barkow i Leibinger stanęli przed wyzwaniem zaprojektowania obiektu pozbawionego kontekstu historycznego. Przeznaczony na biura i salony wystawowe budynek zlokalizowano w nowej, niezagospodarowanej dzielnicy Seulu – Digital Media City (DMC), będącej pierwszym na świecie kompleksem high-tech dla technologii cyfrowych.
Fot. 6. Trutec Building, Seul – detal geometrii fasady, przekroje (www.archplus.com)
Zazwyczaj to kontekst w znaczącym stopniu definiuje architekturę nowego budynku. W tym wypadku projektanci zaproponowali w pewien sposób odwrotną koncepcję – zdany sam na siebie nowy budynek miał „odbierać” otoczenie. Cel osiągnęli ubierając jedenastopiętrowy, wysoki na 55 m prostopadłościan w fasetowaną szklaną skórę (fot. 5). Ściany osłonowe częściowo gładkie, częściowo zniekształcone, pozaginane w trójwymiarowe krystaliczne struktury odbijają i załamują światło tworząc efekty niczym w kalejdoskopie.
Na pierwszy rzut oka skomplikowana geometria szklanych fasad stanowi wariację zaledwie dwóch modułów. Aby uzyskać odpowiednio silny efekt wizualny, ale jednocześnie ograniczyć głębokość konstrukcji, wykorzystano regularną prostokątną siatkę, której komórki o wymiarach 4,2x2,7 m podzielono na wielokątowe, nieortogonalne segmenty (fot. 6).
Szklane panele w kształcie trójkąta lub trapezu umieszczone są w płaszczycie ściany (moduł płaski) lub odstają od niej pod różnym kątem około 20 cm tworząc pryzmatyczny wzór (moduł 3D). Dodatkowo trójwymiarowy moduł jest obracany o 180°. W sumie około 80% elewacji pokryto setkami wielokątnych szklanych paneli zestawionych w różnych kierunkach. Każdy moduł to prefabrykowany szkielet z ekstrudowanego aluminium pokryty szklaną okładziną.
Zastosowano dwa rodzaje szkła VIRACON: izolacyjne laminowane z powłoką niskoemisyjną VRE 1-38 oraz refleksyjne VS 1-14. Konstrukcję fasad opracowano we współpracy z Arup Façade Engineering z Hong Kongu i Berlina, wykonała je koreańska ALUTEK Ltd. Aby geometryczne wariacje były ekonomiczne producent ściany osłonowej wykorzystał system sterowania numerycznego CNC (Computer Numerical Control Digital Fabrication) do precyzyjnego cięcia i łączenia złożonych trójwymiarowych jednostek.
Wg słów samych projektantów, poprzez subtelną manipulację prostego zestawu elementów w tym stosunkowo skromnym budynku uzyskano niezwykle silny efekt architektoniczny. Trójwymiarowa, pozaginana szklana skóra odbija światło i obrazy rozbijając je na fragmenty niczym piksele. Stale zmieniający się, dynamiczny i abstrakcyjny obraz na fasadach jest nowoczesną, cyfrową interpretacją otoczenia (fot. 7).
Harpa, Reykjavik (2011)
Unikalną koncepcję szklanej ściany osłonowej zrealizowano w Reykjaviku w budynku hali koncertowej z centrum konferencyjnym o nazwie Harpa.
W ramach rewitalizacji nabrzeża na styku lądu i morza wzniesiono obiekt inspirowany krajobrazem Islandii, jej specyficznym nastrojem i światłem. Rzeźbiarska forma Harpy przypomina poszarpane skały nabrzeża, geometryczna struktura elewacji nawiązuje do lokalnych formacji bazaltowych charakterystycznych dla wulkanicznego pejzażu wyspy.
Fot. 7. Trutec Building, Seul – trójwymiarowe panele dzielą i zniekształcają obrazy otoczenia (www.ctina-inasia.blogspot.com)
Niezwykłe fasady o strukturze plastra miodu reagują na światło i pogodę, mienią się kolorami, odzwierciedlają życie miasta, niebo, wodę (fot. 8). Powstały dzięki ścisłej współpracy międzynarodowej grupy specjalistów: duńskich architektów biura Henning Larsen i lokalnego studio Batteríið, duńsko-islandzkiego artysty Olafura Eliassona oraz firmy inżynierskiej Ramboll ArtEngineering GmbH z Niemiec.
Od strony południowej nachyla się w stronę miasta trójwymiarowa konstrukcja ze stali i szkła. Strukturę tej fasady oparto na powtórzeniu modułowego elementu przestrzennego – dwunastościanu z sześciokątnych ram stalowych wypełnionych szkłem (fot. 9), tzw. quasi-cegły (ang. quasi-brick). Opracowana przez Olafura Eliassona wielościenna jednostka o funkcji wypełniacza przestrzeni bazuje na pięciokrotnej symetrii i geometrii quasi-kryształów.
Fot. 8. Hala koncertowa i centrum konferencyjne Harpa, Reykjavik – widok mieniącej się fasady od strony miasta (fot. Henning Larsen Architects, http://homesthetics.net)
Wg artysty quasi-cegły otwierają nowe sposoby rozumienia przestrzeni i budowy ścian kurtynowych. Przejrzyste i lekkie w wyglądzie spełniają zarówno funkcjonalne, jak i strukturalne wymagania, teoretycznie mogą być powtarzane w nieskończoność. Południową fasadę Harpy tworzy blisko 1000 quasi-cegieł, jednostek na tyle dużych, aby zmieścić w środku człowieka (fot. 10).
Pozostałe elewacje i dach wykonano z sekcyjnych przedstawień tego geometrycznego systemu, czego wynikiem są dwuwymiarowe płaskie fasady z pięcio- i sześciokątnych ram wypełnionych szkłem. Dużym wyzwaniem dla projektantów było połączenie narożników północnej i wschodniej elewacji, które choć utrzymane w podobnej konwencji nie są powiązane strukturalnie. Zespół ręcznie rysował i projektował każdy szczegół, aby je odpowiednio dopasować.
Fot. 9. Harpa, Reykjavik – stalowo-szklane moduły, tzw. quasi-cegły ze szkłem dichroicznym (www.domusweb.it)
Szkło było ważne dla stworzenia przejrzystości, której szukaliśmy mówi architekt Steen Elsted Andersen, specjalista od konstruowania fasad z Henning Larsen [6]. W elewacjach wykorzystano 9 różnych rodzajów szkła: zwykłe bezbarwne, pięć rodzajów refleksyjnego oraz specjalne szkło dichroiczne (żółte, zielone, pomarańczowe). Dostarczyły je CHINA SOUTHERN GLASS, PRINZ OPTICS oraz SCHOLLGLAS. Materiały dobrano ze względu na odcień koloru lub stopień odbicia światła. Ich różnorodność jednocześnie podkreśliła powtarzalny i modularny aspekt fasady, jak też pozwoliła uniknąć wizualnej monotonii. Zestawienie szklanych paneli o innych właściwościach w obrębie poszczególnych modułów tworzy rozmaite efekty. Przykładowo, połączenie szkła antyrefleksyjnego (od zewnątrz) z refleksyjnym lub dichroicznym (od wewnątrz) odzwierciedla kalejdoskopowy widok wnętrza.
Fot. 10. Harpa, Reykjavik – modularna przestrzenna fasada od wewnątrz i sufit z polerowanej stali. Z prawej fragment płaskiej elewacji (fot. Nic Lehoux, www.japlusu.com)
Gdy z obu stron quasi-cegły zastosuje się to samo szkło refleksyjne lub dichroiczne, uwaga widza kieruje się do samego modułu, jako zdefiniowanego obiektu w przestrzeni. W zależności od kąta padania promieni słonecznych, pogody i pozycji obserwatora, quasi-cegły wydają się być masywnym, pełnym elementem lub przeciwnie – lekkim i transparentnym.
Trójwymiarowa szklana fasada zmienia swój wygląd nie tylko w ciągu dnia. Aby ją ożywić nocą, z quasi-cegłami zintegrowano ponad 700 pasów świetlnych z diodami LED (fot. 11).
Fot. 11. Harpa, Reykjavik – nocny widok trójwymiarowej konstrukcji oświetlonej diodami LED (http://www.visitreykjavik.is)
Każde urządzenie specjalnie dopasowano do geometrii przestrzennego modułu i zamontowano na tylnej stronie pionowego profilu stalowego. Kolor i natężenie światła w każdej quasi-cegle można indywidualnie kontrolować i zaprogramować. Dzięki interakcji z różnymi typami szkła krystaliczna struktura stworzona z przestrzennych, geometrycznych figur zarówno dniem, jak i nocą pojawia się w nieskończonej zmienności kolorów. Spójrz na fasadę.
W pierwszej chwili może wydawać się niebieska. Spójrz znowu i będzie czerwona, być może zielona albo nawet żółta [6]. Szklane ściany Harpy to niezwykłe powiązanie sztuki z architekturą i techniką. Kolejna artystyczna koncepcja Eliassona, która podkreśla relacje zachodzące pomiędzy światłem a kolorem oraz angażuje widza, aby uświadomić mu subiektywność percepcji.
Fot. 12. Origami Building, Paryż – inspiracja dla geometrii szklanej elewacji (fot. Vincent Fillon, www.contemporist.com)
Origami Building, Paryż (2011)
W luksusowej dzielnicy Paryża, kilkaset metrów od Łuku Triumfalnego na miejscu budynku z lat 70. powstał nowy szklany biurowiec będący siedzibą Barklay Capital Bank. Specyficzny kontekst wymagał, aby główna elewacja od strony ulicy była reprezentacyjna, zapewniała dobry widok a także doświetlała wnętrze światłem dziennym. Projektanci z biura Manuelle Gautrand Architectes, którzy wygrali konkurs na opracowanie budynku, znaleźli inspirację w sztuce origami (fot. 12).
Zaproponowali prawie całkowicie przeszkloną fasadę, częściowo pokrytą od zewnątrz dodatkową, pofałdowaną skórą imitującą marmur (fot. 13). Symetryczne, trójkątne panele szklane składają się i łączą na wzór otwartej książki. Przestrzenna struktura, najbardziej zaakcentowana w centralnej części fasady, robi się bardziej płaska i subtelna w stronę brzegów. Pierwotnie w roli origami chciano wykorzystać panele z ultracienkimi warstwami prawdziwego kamienia, jednak pomysł zarzucono ze względów technicznych.
Fot. 13. Origami Building, Paryż – widok reprezentacyjnej fasady od strony ulicy (fot. Vincent Fillon, www.contemporist.com)
Także dlatego, aby mieć pełną kontrolę nad estetyką materiału. Sitodruk na szkle pozwolił uzyskać idealny wzór marmuru oraz odpowiednio dopasować odcień i kolor do elewacji sąsiednich kamienic. W rezultacie widok delikatnego żyłkowania można podziwiać zarówno z zewnątrz, jak i wewnątrz budynku.
Podwójnie szklone, przeświecające panele zapewniają prywatność użytkownikom i spełniają funkcję ekranów przeciwsłonecznych. Jednocześnie tworzą na fasadzie innowacyjną pod względem estetycznym szklaną płaskorzeźbę.
Źródła:
[1] www.archdaily.com
[2] www.bilbaoenconstruccion.com
[3] www.coll-barreu-arquitectos.com
[4] www.contemporist.com
[5] www.fsb.de
[6] www.glassguides.com
[7] www.henninglarsen.com
[8] www.promateriales.com
Magdalena Muszyńska-Łanowy
Politechnika Wrocławska
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
więcej informacj: Świat Szkła 12/2012
