Dach w inżynierii jako wskaźnik postępu społeczeństwa
Dach: chroni przed różną pogodą, służy jako pokrycie domu i zapewnia bezpieczeństwo ludziom. Przez wieki zmieniały się jego formy, materiały i symboliczna wartość. Wizjonerska i kreatywna energia architektów i inżynierów doprowadziła do zdumiewających wyników – kamieni milowych w najnowszej architekturze. W tym artykule przedstawimy Państwu imponujące prace inżynierskie i omówimy kwestię tego, co dziś odzwierciedla system pokrycia dachów.
Wizualne połączenie przestrzeni życiowej i natury
Ze względu na swoją przezroczystość szkło w architekturze generuje przyjemną i przestronną atmosferę. Materiał spełnia potrzebę obecnego pokolenia dotyczące większej przejrzystości: poprawia zarówno widok zewnętrzny, jak i wewnętrzny i nadaje wnętrzu przestrzeni. Przestrzeń życiowa oraz natura wzajemnie się przenikają.
Ponad 30 różnych typów dachów
Zwrot “wszyscy pod jednym dachem” oznacza poczucie wspólnoty. Dach zamyka budynek lub pokrywa otwarte przestrzenie. Kształtuje wygląd całej struktury i jest przejawem kreatywności inżynierów. Kształt dachu jest często inspirowany naturą. Coraz więcej nowatorskich pomysłów na dach ewoluuje wraz ze wzrastającym rozwojem technologii i materiałów. W ten sposób pierwsze dachy od około 12 000 p.n.e. rozwinęły się w niemal bezpostaciowe formy.
Kamienie milowe w inżynierii w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XX wieku
Szczególne struktury dachu odgrywały coraz większą rolę jako część Światowych Wystaw. Pokazały postęp techniczny tamtych czasów. W ten sposób biosfera, olbrzymia sfera wykonana z trójwymiarowej konstrukcji stalowej, została utworzona na World Expo w 1967 roku w Montrealu w Kanadzie. Richard Buckminster Fuller był odpowiedzialny za tę strukturę.
Niemiecki pawilon na Expo był nie mniej ekscytujący. Architekci Frei Otto i Rolf Gutbrod we współpracy z inżynierem Fritzem Leonhardtem wymyślili strukturę siatki kablowej o powierzchni 8000 metrów kwadratowych. Była ona prekursorem dachu Stadionu Olimpijskiego, który został zbudowany w 1972 roku przez Frei Otto i biuro architektoniczne Behnisch & Partners. Jest to przykład lekkiej konstrukcji, która rozwinęła się obecnie w architekturze, struktura ta symbolizowała przejrzystość i wolność.
Dach jako odzwierciedlenie społeczeństwa
Społeczeństwo się zmienia, a architektura postępuje. W ostatnim czasie skupiono się na innych tematach. W świetle zmian klimatu istotne znaczenie ma zrównoważony rozwój i ekologia. Znajduje to odzwierciedlenie m.in. w wykorzystaniu materiałów budowlanych przyjaznych dla środowiska, takich jak drewno. Architekci i inżynierowie łączą struktury dachu z fotowoltaicznymi lub solarnymi systemami cieplnymi w celu zwiększenia efektywności energetycznej budynków. Przykładem jest stworzenie budynku przemysłowego ze szklanym dachem rozciągającym się nad małym miastem, niczym klimatyczna otoczka – czyni miasto niezależnym energetycznie – w 1999 roku w Herne na byłym Zeche Mont Cenis.
Wyspy Tropikalne znajdujące się na południe od Berlina pierwotnie przeznaczone i zaplanowane przez monachijskie biuro architektoniczne SIAT pod produkcję przewożących ładunki zeppelinów, jest największym na świecie wolnostojącym budynkiem przemysłowym. Pod jego dachem goście mogą pływać, jeść, spacerować w dżungli i spędzić czas w replice raju South Seas. Umiejętności inżynieryjne przedstawione przez firmę inżynierską Arup w ramach tego projektu znajdują uznanie w kręgach zawodowych oraz wywołują uśmiech wśród użytkowników.
Od koncepcji do realizacji: metodologia wspierana obrazem
W miarę postępu technicznego nowe możliwości kalkulowania i projektowania dachów oraz wykorzystania różnych materiałów również się rozwijają. W marcu 2011 r. zakończono projekt biorący udział w konkursie na przeprojektowanie Plaza de la Encarnación w Sewilli: Metropol Parasol architekta Jürgena Meyera H. i firmy inżynieryjnej Arup. Kształt profilowy osłony o powierzchni 5000 metrów kwadratowych, która została pocięta na panele, stała się konstrukcją nośną dla wysokich do 3 metrów paneli, które zostały “sklejone” w 1,5-metrowej siatce.
Wielkim wyzwaniem była budowa konstrukcji ruin rzymskich z ograniczoną liczbą podstaw fundamentowych. Ze względu na uniwersalne właściwości drewna i lekką wagę postanowiono nie używać konstrukcji stalowej. Jednak bez nowego sposobu rozpylania drewna z poliuretanem i strukturalnych obliczeń wykonanych przez najnowsze, złożone oprogramowanie, nie byłoby możliwe użycie tego przyjaznego dla środowiska materiału. Doprowadziło to do stworzenia organicznej struktury z trójwymiarowej sieci, która zapewnia ludziom ochronę przed słońcem jednocześnie na placach i chodniku. Kształt i forma dachów będą nadal zmieniać się w przyszłości. To, co pozostanie niezmienne, to ich funkcja – ochrony i bezpieczeństwa.
