O construcție experimentală din sticlă structurală

„Avangarda arhitecturii contemporane etalează construcții spectaculoase, de mare virtuozitate conceptuală, susținută ferm de ingeniozitate tehnologică și constructivă, mizând pe efectul sinergic al asocierii materialelor de construcție ale istoriei și contemporaneității. Tehnologia de producere și prelucrare a sticlei aduce continuu în fața consumatorilor recorduri absolute privind calitatea, diversitatea și complexitatea semifabricatelor și produselor pentru construcții și arhitectură.

Compatibilitatea cu alte materiale și capacitatea reziduală de rezistență, în combinație cu aliajele pe bază de titan, aluminiu și oțel și adezivii siliconici, poliuretanici și epoxidici, dar și cu tehnologiile neconvenționale de obținere a energiei electrice și termice, situează sticla în grupul lider al materialelor inteligente destinate construcțiilor contemporaneității și ale viitorului. Informarea consistentă a studenților-arhitecți cu privire la construcțiile din sticlă, în variatele sale forme de prelucrare și punere în operă, reprezintă un exercițiu indispensabil preocupărilor didactice contemporane ale universităților de profil. Explorarea cotidiană a resurselor tehnice și estetice ale sticlei în profundă consonanță cu progresul științei construirii, destinate fie ambientului uman terestru ori spațiului extraterestru, este abordată în spiritul edificării durabile, a eficienței economice și energetice.” (Extras din Tema-cadru a proiectului opțional de tehnologie arhitecturală pentru anul V – U.A.U.I.M., București, 2015)

Exercițiul didactic de arhitectură câștigă substanțial în consistență și finalitate dacă se desfășoară în sinergie cu furnizorii, producătorii și proiectanții de specialitate, care dau sensul prezentului profesiunii și tehnologiei de vârf. Acesta este argumentul pentru a propune și dezvolta, de trei ani deja, o aplicație de proiectare cu componentă tehnologică substanțială pentru anul V de studii. Faptul că se află printre ofertele pentru proiecte opționale contribuie la o selecție riguroasă a participanților care, în marea lor majoritate, confirmă constant așteptările.

Obiectivele exercițiului

Proiectul de tehnologie arhitecturală din semestrul al X-lea (anul V) al Universității de Arhitectură și Urbanism „Ion Mincu” București etalează, printre altele, și opțiunea de a studia „O construcție din sticlă structurală”, fiind asociat cursului opțional „Metal și sticlă în arhitectură”, din semestrul al IX-lea, cu o propunere dedicată explorării resurselor sticlei în arhitectură.

Exercițiul de proiectare propus utilizează ca material constructiv de bază sticla structurală, prezentând studenților-arhitecți participanți elemente tehnice și estetice indispensabile proiectării și punerii în operă a construcțiilor din sticlă, până la nivel de detaliu de execuție.

Beneficiind de contribuția unor consultanți de specialitate activi în domeniu, exercițiul didactic de proiectare introduce informații recente ale practicii profesionale curente, transferă cunoașterea, înțelegerea și exersarea punerii în operă a materialelor contemporane studenților, informează cu privire la exigențele tehnice și estetice ale proiectării cu sticlă, instituie un canal suplimentar de comunicare între ambientul de instruire a studenților-arhitecți și cel profesional, creează un mediu biunivoc creativ, iar prin experiment dezvoltă abilitățile participanților de a gândi flexibil și integrativ o formă arhitecturală și, nu în ultimul rând, promovează lucrul în echipă cu specialiștii din domeniu.

În acest sens, exercițiul de proiectare se derulează pe baza cooperării și în contact direct cu reprezentanții unor entități profesionale, în domeniu: AGC, Atrium Design, Glass Expert, Sigura, Sika.

Obiectivul de studiu

Proiectul aprofundează soluțiile tehnice de asamblare și montaj specifice pieselor din sticlă structurală până la detaliile constructive, prin intermediul machetelor de studii și/ sau al modelărilor 3D, urmărind constant o posibilă deschidere către un eveniment constructiv real.

În cele trei ediții deja consumate pe parcursul ultimilor trei ani, obiectul de studiu a fost succesiv: o inserție funcțională punctuală în curtea interioară (a), o extindere a spațiilor de învățământ de arhitectură (b) – ambele conținute ansamblului construit al UAUIM –, dar și un spațiu multifuncțional dezvoltat în context urban (c), cu două amplasamente propuse: primul în București, în scuarul fântânii arteziene din Piața Universității, adiacent fațadei de est a corpului vechi al UAUIM, al doilea în Sibiu, pe locul fostei clădiri „Dragoner Wache” (demolată), la intersecția străzilor 9 Mai, Faurului și Ocnei, în zona protejată a centrului istoric al orașului. Ambele spații urbane evidențiază potențialități funcționale latente, particulare, încă neexplorate, bogate în semnificații culturale (atât pentru localnici, cât și pentru vizitatori), care așteaptă a fi puse în valoare. Studiul arhitectural și constructiv vizează constituirea unui spațiu urban funcțional, protejat de intemperii, urmărind conformarea geometrică și sistemul structural-constructiv ale obiectului construit propus, adecvate calităților tehnice și estetice ale sticlei.

Lucrul la proiect se desfășoară în colective de câte doi studenți, pentru a stimula confruntarea de idei și colaborarea în echipă. Pe parcursul etapelor de studiu, activitatea fiecărui membru al echipei este evaluată în funcție de contribuția sa la evoluția proiectului. Pentru a răspunde cerințelor propunerilor de proiecte imaginate de studenții-arhitecți s-au dezvoltat mai multe soluții structurale care indică numeroase căi potențiale de utilizare a sticlei în arhitectură, conform cu tendințele actuale de dezvoltare tehnologică și de integrare ecologică.

Captarea resurselor solare pentru producerea energiei, alegerea unui sistem de ventilație natural, utilizarea la capacitate maximă a iluminatului natural și valorificarea mediului înconjurător din punct de vedere peisagistic împinge utilizarea sticlei dincolo de anvelopantă, la nivel de elemente structurale. În unele situații acestea s-au combinat cu elemente metalice (dar de dimensiuni reduse față de o structură exclusiv metalică, cu îmbrăcăminte de sticlă) obținându-se astfel structuri mixte sticlă-oțel.

Proiectarea nu s-a realizat abstract, dar nici standardizat, ci a urmărit depășirea tiparelor clasice ale fațadelor și acoperișurilor din sticlă prin analiza formei obiectului proiectat pentru integrarea logic-geometrică, de găsire a celui mai direct și scurt traseu de transmitere a încărcărilor de la acoperiș către fundații, odată cu aprecierea necesarului pentru stabilitate, rezistență și funcționalitate. Pentru fundamentarea alegerii geometrice structurale, studenții au construit machete la scară mică.

Cu toate că sticla nu este un material nou, datorită progresului tehnologic poate fi considerată un material ultramodern, care în combinație cu oțelul poate susține cele mai ambițioase forme, cu deschideri impresionante. Ca element structural sau autoportant este utilizată sticla laminată formată din mai multe straturi. Uneori straturile aparente (de contact) sunt foi de sticlă subțiri pentru protecție la acțiuni mecanice.

Conformarea unei clădiri din sticlă poate fi asimilată cu cea a structurilor metalice. Alcătuirea de ansamblu este asigurată de conlucrarea spațială a elementelor verticale (pereți și stâlpi din sticlă) cu elementele orizontale (grinzi și plăci din sticlă), la care se pot adăuga tiranți metalici cu rol de contravântuiri verticale și orizontale sau cu rol de preluare a eforturilor de întindere din grinzi și stâlpi. Poziția elementelor structurale principale, precum și a elementelor de îmbinare este determinată inițial de dimensiunile panourilor de sticlă alese. Consecutiv, în funcție de necesarul de rezistență și stabilitate, aceste elemente se îndesesc.

La proiectele concepute de studenții-arhitecți, dimensiunile panourilor de sticlă și, implicit, poziția elementelor structurale din sticlă și/ sau oțel au rezultat fie din forma geometrică aleasă (plană bidimensională sau tridimensională, curbă, triangulară, poligonală), fie din dimensiunea maximă a panoului de sticlă laminată care se produce astăzi sau determinate de dimensiunea curburii sticlei care se poate lamina. Ultimele două limite dimensionale sunt determinate de dimensiunile cuptoarelor de tratare termică pentru eliminarea tensiunilor rezultate în urma laminării. Odată cu progresul tehnologic, panourile din sticlă au dimensiuni tot mai mari și calitățile fizice sunt continuu îmbunătățite.

Pentru asamblarea elementelor structurale din sticlă, s-au propus: îmbinări continue cu adezivi (între panourilor de pereți sau între panouri de pereți și stâlpi) sau cu adezivi și îmbinare mecanică tip nut-feder (la îmbinarea grinzilor cu stâlpii), îmbinări punctuale cu piese metalice realizate cu șuruburi sau prin intermediul plăcilor metalice și îmbinări mixte adezivi-șuruburi. La îmbinarea pe cant a părților componente din sticlă ale elementelor triangulate s-au utilizat piese metalice de legătură, uzinate după forma necesară. Pentru a evita frecarea dintre sticlă și metal, care poate deteriora sticla, au fost prevăzute straturi subțiri de elastomeri sau cauciucuri poliuretanice.

În proiectele lor, studenții au încadrat eficient spații unice în moduri avantajoase, rezultate din combinarea proprietăților fizice ale sticlei cu geometria unor forme structurale eficiente. Rezultatele exercițiului de proiectare pun în evidență potențialul utilizării raționale a proprietăților inerente și îmbunătățite ale sticlei structurale în sincronie cu progresul tehnologic.

Machete realizate în cadrul proiectului de tehnologie arhitecturală, U.A.U.I.M: