Innowacyjne rozwiązania oszklenia dla muzeów i galerii sztuki

Od „najbardziej kompleksowego budynku na świecie", jakim jest Museum of the Future w Dubaju, do spiralnego szklanego pawilonu muzeum Audemars Piguet w Le Brassus - na liście referencyjnej ramek dystansowych Super Spacer® znajdują się spektakularne światowe premiery w technologii elewacji. Istotnymi powodami są elastyczność materiału przy produkcji szyb zespolonych o swobodnym kształcie jak i wysoka odporność na obciążenia mechaniczne przy szkleniu strukturalnym.

„Architektura jest kanwą dla opowieści naszego życia", powiedział kiedyś Bjarke Ingels. Jest on nie tylko jednym z najbardziej renomowanych współczesnych architektów, ale także doskonałym gawędziarzem. Prawdziwą misję swojego fachu postrzega w tym, aby przeistaczać marzenia w rzeczywistość. Korzystając z klocków lego lub cyfrowej wersji gry „Minecraft" - ludzie pragną urzeczywistnienia swoich fantazji. W rzeczywistym świecie architektura w sposób naturalny często podlega ograniczeniom.

Dlatego na scenie architektonicznej są bardzo poszukiwane prestiżowe obiekty jak muzea, sale koncertowe czy galerie sztuki, ponieważ inwestorzy rzadko stawiają warunki odnoszące się do kształtów i formy. „Spektakularne budowle kultury są magnesami przyciągającymi turystów i mogą stać się współczesnymi symbolami", tego zdania jest Joachim Stoss, Vice President International Sales w firmie Edgetech Europe/Quanex. Jako element giętych szyb zespolonych firmy Berliner Döring Glas, która od 2021 roku prowadzi działalność pod nazwą vandaglas, elastyczna ramka dystansowa Super Spacer® jest reprezentowana w różnych muzeach; między innymi w fascynujących projektach pochodzących z biura BIG Bjarke Ingels Group, takich jak pierwsze na świecie muzeum uchodźców FLUGT w Danii i muzeum sztuki „The Twist" niedaleko Oslo.

Królewska dyscyplina gięcia szyb: szyby zespolone o swobodnych trójwymiarowych kształtach

Nieopodal Oslo, na terenie muzeum sztuki Kistefos w pośrodku norweskiego krajobrazu leśnego, czekają na zwiedzających dzieła sztuki Yayoi Kusamy, Fernando Botero czy Olafur Eliassona. „The Twist" kończy drogę zwiedzania po parku rzeźb ponad rzeką Randselva. Spektakularny zwrot o 90 stopni czyni galerię rzeźbą samą w sobie.

Dla elewacji wykonanej jako szklenie strukturalne Döring dostarczył dziesięć poczwórnie oszklonych elementów szyb zespolonych o strukturze krawędzi grubości 55,04 mm. Swobodnie ukształtowane elementy są wykonane z SGG Climaplus Contour z ramką Super Spacer® TriSeal^TM. Aby chronić dzieła sztuki przed światłem słonecznym, folia PVB zatrzymuje promieniowanie UV. Szyby zespolone mają całkowitą powierzchnię 98 m², a największy element ma wymiary 5,2 x 2,5 m i waży całe 1,2 tony.

Także jedna z największych, pływających instalacji artystycznych świata, otwarte we wrześniu 2022 roku w Hardangerford „Salmon Eye" znajduje się w Norwegii. Z inicjatywy Eide Fjordbruk, pierwszego na świecie producenta łososia, który został certyfikowany za swoją neutralną pod względem emisji dwutlenku węgla produkcję, mają inspirować i informować wystawy i imprezy na powierzchni 1.000 m² rozmieszczonej na czterech kondygnacjach, wokół tematu „Lepsze zaopatrzenie naszej planety w owoce morza pozyskane w sposób zrównoważony".

Podwójnie wygięty, elipsoidalny kształt, przypomina oko łososia, a powłoka zewnętrzna składająca się z 9.250 płytek ze stali nierdzewnej naśladuje srebrzyście połyskującą rybią skórę. Pływający pawilon zaprojektowany przez Kvorning Design, pomimo swojego ciężaru 1.256 ton wygląda elegancko i lekko. Na zewnętrzne okna vandaglas dostarczyła siedem giętych podwójnych szyb zespolonych. Łącznie tworzą one łuk o długości 16,6 metrów. Zastosowane zostały bezpieczne szyby warstwowe "CurvePerformProtect" z ramką dystansową Super Spacer® TriSeal^TM Flex, specjalnie skonstruowaną dla szyb giętych. Szyby mają kształty trójwymiarowe podobnie jak w elewacji muzeum Kistefos.

Ilość producentów giętych szyb w Europie, będących w stanie wyprodukować tego typu szyby zespolone, pozostaje na niskim jednocyfrowym poziomie. Carsten Kunert, Dyrektor ds. Sprzedaży w Döring vandaglas, tak mówi o tym wyzwaniu: „Trudność przy parametrycznych modelach 3D o swobodnych kształtach polega na tym, że plik danych 3D z modelowania informacji o budynku (BIM) trzeba zawężyć do danych neutralnej fazy bryły szyby. Wymiary poszczególnych przyciętych szyb muszą być ustalone przed właściwym gięciem dla każdej płaszczyzny wygięcia przy uwzględnieniu struktury szyby zespolonej. Ponadto dla takich gięć o wielu osiach potrzebne są dla każdej szyby indywidualne stalowe szablony do gięcia, które w czasie trwania całego procesu technologicznego wspierają te ważące kilka ton pakiety w temperaturach do 650 °C. Tak kompleksowe kształty elementów szklanych w budownictwie stały się możliwe dopiero poprzez wykorzystanie nowoczesnych narzędzi 3D, bezpośredniej transmisji danych do precyzyjnych maszyn do wykonywania matryc, jak również cyfrowych urządzeń pomiarowych 3D.  Niemniej jednak, pomimo daleko rozwiniętych narzędzi do symulacji, nie zawsze jest możliwe dokładne obliczenie fizycznego zachowania się szkła. W przypadku sferycznych swobodnych kształtów, poza dużym doświadczeniem, konieczne są często próby gięcia na zasadzie prób i błędów".

Technologia elewacji na granicy możliwości wykonania

Musée Atelier Audemars Piguet w Brassus, małym mieście w szwajcarskim kantonie Jura położonym ponad 1000 metrów nad poziomem morza, ma opowiadać „historię utalentowanych zegarmistrzów, którzy przez generacje coraz dalej przesuwali granice swojego rzemiosła". Centrum nowego muzeum tworzy szklana podwójna helisa, wtulająca się w krajobraz jak gigantyczna sprężyna zegara i połączona z historycznym budynkiem, w którym w 1875 roku została założona manufaktura Audemars Piguet.  Patrząc z zewnątrz o wyglądzie decydują zakrzywiona szklana elewacja, zazieleniony stalowy dach o ciężarze 470 ton i charakterystyczne, chroniące przed słońcem kraty lamelowych żaluzji z naturalnego mosiądzu. Pod względem technologii pawilon ten wynosi na sam szczyt w niebywały dotychczas sposób koncepcję szklenia strukturalnego. Bez dodatkowych wsporników, względnie usztywnień całe obciążenie przenosi 101 giętych elementów elewacji szklanej w kształcie trapezu. W tym celu szyby zespolone zostały na dole i u góry sklejone silikonowym materiałem uszczelniającym o wysokim module rozciągania w specjalnie wykonanych stalowych płozach. Mieszanka iniekcyjna zapobiega kontaktowi krawędzi szyby ze stalą.

Realizację tej koncepcji poprzedzała współpraca pomiędzy zespołem projektantów BIG Bjarke Ingels Group, projektantami konstrukcji nośnej firmy Lüchinger+Meyer Bauingenieure, specjalistami od elewacji FRENER + REIFER i producentem szyb SFL Glastechnik, będącymi głównymi protagonistami, jak również niezliczone próby obciążeniowe - maksymalnie do 80 ton - oraz próby starzenia.

Wobec surowego mikroklimatu w Vallée de Joux, przy projektowaniu musiały zostać uwzględnione obciążenia śniegiem powyżej 5 kN/m² i minimalne temperatury poniżej -20 °C. Ponadto elewacja pod względem energetycznym miała spełnić szwajcarską normę Minergie. Aby osiągnąć wartość Ug 0,5 W/(m²K) elewacja została wykonana z potrójnej zespolonej szyby izolacyjnej.

Gabaryty jednostek szyb zespolonych sięgają wymiarów od 2,4 m x 1,5 m do 2,4 m x 5,5 m. Pomimo, że konieczne były tylko 4 różne promienie gięcia, każda z jednostek jest unikatem, ponieważ górne i dolne krawędzie odpowiadały naturalnemu ukształtowaniu terenu.

Grubość struktury szkła wielowarstwowego ścian wewnętrznych wzrasta od zewnątrz do środka spirali aż do 66 mm, złożonej razem z 5 warstw x 12 mm plus folia SGP. Pakiety szyb elewacji zewnętrznej posiadają każdorazowo grubość 96,5 mm. Wewnętrzna szyba nośna składa się z potrójnie laminowanego szkła przeciwsłonecznego SunGuard® SNX 60/28 typu float o grubości 12 mm z folią SGP, szyba środkowa o grubości 8 mm nie jest laminowana, a szyba zewnętrzna jest z szkła laminowanego o grubości 2x 8 mm. Firma SFL Glastechnik jako ramkę dystansową wybrała Super Spacer® TriSeal Flex^TM w kolorze czarnym.

- „Wprawdzie latem grube pakiety szyb nagrzewają się powoli, ale jednak intensywnie. Częściowe zacienienie szyb drzewami i innymi barierami może prowadzić do dużych różnic temperatury w szkle i tym samym do zróżnicowanych wydłużeń", wyjaśnia Christoph Rubel, European Technical Manager w firmie Edgetech i kontynuuje: - „Ponieważ gruba struktura szyb jest bardzo sztywna, zespolenie krawędzi poprzez ramkę Spacer i uszczelnienie silikonowe w przestrzeni między taflami musi przejąć każdą zmianę naprężenia." Do tego dochodzi fakt, że gięte szyby są same w sobie sztywniejsze od szyb płaskich i dlatego na zespolenie krawędzi w przestrzeni między taflami oddziaływają wyższe obciążenia klimatyczne. Joachim Stoss tak tłumaczy zasadniczą zaletę głównego tworzywa ramki dystansowej Super Spacer®: - „Silikonowa pianka strukturalna jest elastyczna, posiada 100 procentową zdolność powrotu do pierwotnego kształtu, a także potrafi przejmować najwyższe obciążenia mechaniczne. Tym samym zagwarantowana jest szczelność zespolenia krawędzi - ewidentnie nieodzowna cecha każdej szyby zespolonej. W tym projekcie, z uwagi na dużą wartość szyb, było szczególnie ważne, aby do przestrzeni pomiędzy taflami nie przedostała się żadna wilgoć mogąca zakłócić przejrzystość szyb."

Czy to w górach Szwajcarii, arktycznym klimacie Norwegii lub gorącym klimacie wulkanicznym, zespolenie krawędzi strukturalnych szyb zespolonych musi oprzeć się bez wyjątku wszystkim siłom mechanicznym wywołanym zmianą temperatury, wiatrem i siłami grawitacji. Super Spacer® TriSeal^TM udowodniły w symulatorze huraganów przy prędkości wiatru 350 km/h pod pozytywnym ciśnieniem, jak również przy prędkości wiatru 395 km/h pod działaniem podciśnienia, że wytrzymują bez problemu także największe obciążenia. Christoph Rubel tłumaczy: - „Sztywne ramki dystansowe powyżej określonego naporu tworzą ostry brzeg w zespoleniu krawędzi, na którym szkło może ulec pęknięciu. Elastyczna ramka dystansowa uelastycznia zespolenie krawędzi i tym samym zasadniczo redukuje zagrożenie pęknięcia."