Rozmowa z Tristramem Carfrae z firmy Arup
Znamy architektów stojących za projektami takich ikon jak Sagrada Familia w Barcelonie czy Opera w Sydney, ale tak wymagające realizacje nie obędą się bez wsparcia inżynierów. O wyzwaniach, z jakimi się mierzą przy ich budowie opowiada Tristram Carfrae inżynier i projektant firmy Arup.
Sagrada Familia w Barcelonie
fot.: Canaan | Wikimedia Commons © CC BY-SA 4.0
do końca budowy Sagrady Familii zostały 2 lata
Budowa Sagrady Familii, według innego projektu, rozpoczęła się w 1882 roku, czyli ponad 140 lat temu! Gaudí przejął zlecenie rok później i całkowicie zmienił pierwotną koncepcję. Wizja katalońskiego architekta obejmowała między innymi reprezentacyjne schody i aleję prowadzącą do głównego wejścia, które — biorąc pod uwagę współczesną, gęstą zabudowę Barcelony — obejmować miałyby aż dwie przecznice miasta (według niektórych źródeł rzeczone schody nie były uwzględnione w oryginalnych planach, które zostały zniszczone podczas hiszpańskiej wojny domowej). Realizacja tego kontrowersyjnego planu oznaczałaby dziś wyburzenie domów i miejsc pracy nawet trzech tysięcy osób! Potencjalna eksmisja mieszkańców budzi zrozumiałe protesty społeczne. Wciąż nie wiadomo jednak, czy władze miasta zdecydują się na taki krok w imię sztuki.
Ola Kloc: Pomaga pan obecnie ukończyć budowę Sagrady Familii w Barcelonie, z jakimi wyzwaniami wiąże się ta realizacja?
Tristram Carfrae: Katedra Sagrada Familia Antoniego Gaudiego w Barcelonie ma zostać ukończona w 2026 roku, sto lat po śmierci swego twórcy. Gdy projekt był zrealizowany w około 60 procentach, pojawił się jednak problem związany z wagą konstrukcji. Budowa pozostałych sześciu wież, poświęconych czterem ewangelistom, Matce Boskiej (Mare de Deu) i Jezusowi Chrystusowi mogłaby spowodować, że konstrukcja byłaby zbyt ciężka dla fundamentów i krypty poniżej. W związku z tym Fundacja Sagrada Familia zwróciła się do Arup o pomoc z pozostałą częścią projektu konstrukcji.
Opracowaliśmy schemat wykorzystujący sam kamień jako strukturę, co zmniejszyło ciężar wież. Wprowadzenie tego rozwiązania pozytywnie wpłynęło też na koszty budowy, przyśpieszyło działania i zmniejszyło emisyjność prac. W projekcie wykorzystano wstępnie sprężone panele kamienne (pre-stressed stone masonry panels) jako podstawowy element konstrukcyjny. Dzięki połączeniu nowoczesnych technologii cyfrowych oraz tradycyjnych metod rzemieślniczych panele kamienne są precyzyjnie wykonywane w warsztacie i transportowane na plac budowy, gdzie są składane jak „klocki lego”. Montaż wygląda spektakularnie, więc przechodnie, którzy są świadkami tego „konstrukcyjnego spektaklu”, chętnie go obserwują. Rozwiązanie to wzmacnia także konstrukcję w przypadku ewentualnych trzęsień ziemi lub silnych wichur.
© Arup
wcześniejsze doświadczenia Arup
Ola: Nie jest to zresztą jedyna z ikon, do których przyłożył pan rękę. Które realizacje wymagały największej inżynieryjnej gimnastyki i dlaczego?
Tristram: Wymagającym projektem pod względem konstrukcji był Water Cube stworzony na Igrzyska Olimpijskie w Pekinie w 2008 roku [za projekt Pływalni Olimpijskiej w Pekinie odpowiada pracownia CSCEC International Design — przyp. red.]. Forma budynku jest inspirowana naturalnym tworzeniem baniek mydlanych. Wdrożyliśmy również zrównoważone rozwiązania — do budowy fasady zastosowaliśmy etylo-tetrofluoroetylen (ETFE), co powoduje, że fasada waży zaledwie 1 procent potencjalnie identycznej konstrukcji szklanej i jest doskonałym izolatorem termicznym. Zapewnia to również duży dostęp do światła dziennego, pozwalając na oszczędzenie około 55 procent energii potrzebnej do oświetlenia hal rekreacyjnych.
Water Cube w Pekinie
fot.: Charlie fong | Wikimedia Commons
Znaczący był też projekt Opery w Sydney [proj.: Jørn Utzon — przyp. red.], który przesunął granice inżynierii, zmuszając inżynierów i architektów do opracowania nieznanych wówczas rozwiązań. W trakcie prac powstało aż 12 schematów kultowego projektu betonowych żagli, które trzymają 1056 006 płytek ceramicznych. Działanie wiatru na zakrzywione powierzchnie żagla musiało zostać dokładnie sprawdzone poprzez testy w tunelach aerodynamicznych dla budynków, co obecnie jest już powszechnie stosowane w projektowaniu dużych budynków na całym świecie. Natomiast projekt szklanych ścian opery zmusił nasz zespół do podjęcia badań w zakresie zachowania szkła laminowanego w obiektach. Dzięki temu udało się po raz pierwszy na tak dużą skalę wykorzystać szkoło jako materiał konstrukcyjny.
Opera w Sydney
fot.: Windmemories | Wikimedia Commons © CC BY-SA 4.0
potrzebujemy spójnych, globalnych standardów
Ola: Podczas spotkania w firmie Arup opowiadał pan o strategiach redukcji emisji dwutlenku węgla w elementach konstrukcyjnych. Jakie działania i decyzje projektowe powinniśmy podjąć, aby realnie zmniejszyć wpływ działalności budowlanej na środowisko?
Tristram: Przejrzyste globalne definicje i certyfikacje dotyczące dekarbonizacji byłyby bardzo pomocne. Obecnie każdy region oddzielnie dąży do neutralności klimatycznej, tworząc własne, często niespójne z pozostałymi, standardy. Powoduje to zawiłości w globalnej systematyzacji i utrudnia rozwój zrównoważonego budownictwa. Dokładnie zostało to opisane w raporcie Arup „Net-zero operational carbon buildings: state of the art”. Potrzebujemy też zmiany w podejściu do projektowania na takie, które w centrum stawia dobro ludzi i natury. Takie nastawienie sprawi, że będą wybierane niskoemisyjne elementy, a materiały będą wykorzystywane ponownie, aby ograniczyć ilość odpadów. Coraz większą wartość dostrzega się także w odnowie istniejących budynków. Zamiast budowy nowych, warto modernizować, poprawiając efektywność energetyczną, redukując emisję gazów cieplarnianych oraz pozytywnie wpływając na zdrowie i komfort użytkowników. Z naszych analiz w Arup wynika, że tworzenie nowych konstrukcji może charakteryzować się emisjami dwutlenku węgla wyższymi nawet o 180 procent i ogólnymi emisjami gazów cieplarnianych wyższymi o 47 procent w porównaniu do modernizowanych budynków, licząc emisje w całym okresie eksploatacji. Oznacza to, że modernizacja jest dużo bardziej przyjazna dla otoczenia.
Ola: Dziękuję za rozmowę.
