Owszem, dzieje, lecz nie czas teraz na krytykę i czczą gadaninę o estetyce dzisiejszej architektury. Na szczęście widzimy więcej przypadków właściwego doboru materiałów elewacyjnych, niż karykatur i makabrył.
Estetyka elewacji
Zachwycają nas doskonałe zdobienia wykonane na ceramicznych elewacjach gotyckich katedr i zamków, nie możemy nadziwić się wspaniałym płaskorzeźbom kamiennych murów renesansowych pałaców, urzekają nas fasady wielkomiejskich kamienic. Odkąd jednak ekonomia systemów ogrzewania budynków stała się przyczynkiem znalezienia odpowiednich materiałów izolacyjnych, znacznie poprawiających termikę budynku, pojawiły się realizacje budzące wśród obserwatorów (nazwijmy ich przechodniami) trwogę i pytanie, czy idziemy w dobrym kierunku i dlaczego nie czerpiemy z przeszłości, przecież kiedyś było pięknie… Niewątpliwie metoda lekka – mokra do dziś wzbudza dreszcze, lecz dobry projekt potrafi nawet w tak prostej „sukni” zachwycić architekturą. Bo o nią tutaj chodzi. Dzisiejsze technologie dostarczają architektom szerokiego spektrum możliwości kształtowania otoczenia i tylko od nich zależy, czy użycie właściwego elementu we właściwy sposób rozpogodzi zamyśloną twarz przechodnia. Nie można przy tym zapominać o niebagatelnym wpływie inwestora, dlatego dołączymy go do grona: dobry architekt przygotuje dobry projekt, który sfinansuje dobry inwestor. Czym jednak powinien dysponować dobry architekt? Pomijając ten ważny czynnik, jakim jest zmysł estetyczny, skupmy się na rozwiązaniach technicznych, dostępnych systemach oraz szerokiej gamie materiałów wykończeniowych dla elewacji biurowych.
Szkło na przestrzeni wieków
Setki lat temu grube mury kamienne czy też ceglane, mimo braku izolacji termicznej, kumulowały ciepło wytwarzane bezpośrednio z kominków lub pieców wewnątrz pomieszczeń. Najsłabszym ogniwem zawsze było okno i materiał wypełniający – szkło. Szkła do takich zastosowań używali już Rzymianie, a wraz z technologicznymi możliwościami wzrastała powierzchnia przeszkleń i jakość takiej przegrody. Rozwój produkcji szkła wskazuje na udoskonalenie jego produkcji od końca XIX wieku, kiedy otrzymywano je metodą prasowaną, poprzez stosowanie na początku XX wieku metody ciągnionej, aż do przełomowej metody produkcji, czyli float, wynalezionej przez Pilkongtona w latach 50. XX w. Uzyskiwana w ten sposób niemal idealna płaskość tafli szklanej pozwoliła na wykonanie zespoleń szkła z zastosowaniem przestrzeni międzyszybowej wypełnionej gazem, wzmacniającym właściwości termiczne takiej przegrody. Dla elementów ze szkła zespolonego opracowano szereg profili aluminiowych lub PCV, które dzięki wieloletniemu udoskonalaniu osiągają coraz lepsze parametry współczynnika przenikania ciepła.
Technologia wytwarzania szkła pozwala na uzyskanie jego specyficznych parametrów w postaci redukcji zakłóceń przejrzystości przez odbicia światła padającego z jasnego otoczenia do ciemnego pomieszczenia wewnątrz (antyrefleks), absorbcji promieniowania światła słonecznego oraz wzmocnienia jego struktury poprzez zastosowanie klejenia folią PVB, co pozwala na otrzymanie szyb kuloodpornych i nierozpadających się podczas ewentualnego uszkodzenia.
Fasady szklane w budownictwie biurowym – sposób montażu
We współczesnym budownictwie biurowym fasada szklana jest podstawowym elementem wykonania elewacji. Pozwala na nieograniczone doświetlenie pomieszczeń i dowolność kształtowania podziału wewnętrznego. Swego czasu podnosiła też prestiż budynku. Systemy profili wielokomorowych umożliwiają zastosowanie fasad słupowo-ryglowych, strukturalnych i semistrukturalnych.
Najczęściej stosowany jest system słupowo-ryglowy, gdzie słupy z profili wielokomorowych mocowane są do właściwej konstrukcji budynku, natomiast rygle stanowią konstrukcję nośną zespoleń szklanych. Docisk uszczelek silikonowych do tafli szklanych i profili zapewnia szczelność, a ewentualna wilgoć odprowadzana jest kanałami drenażowymi na zewnątrz. System słupowo-ryglowy charakteryzuje się zamknięciem od strony zewnętrznej profilem maskującym połączenie tafli szklanych. Redukcję tego elementu widzimy w kolejnych systemach fasadowych: strukturalnym oraz semistrukturalnym. Różnią się one sposobem mocowania zespolenia szklanego do konstrukcji opartej nadal na słupach i ryglach.
W systemie strukturalnym mocowanie realizowane jest poprzez klejenie silikonem tafli szklanych do konstrukcji wsporczej. Wprowadzono kilka sposobów konstruowania takich układów: poprzez klejenie dwóch boków zespolenia do ramy aluminiowej oraz mechaniczne połączenie dwóch pozostałych boków bądź poprzez klejenie czterech boków klejem silikonowym lub mocowanie do ramy za pomocą sworznia przyklejonego do tafli. Stwarza to możliwość wykończenia szczeliny połączeń szkła bez użycia profili zewnętrznych. Używa się do tego celu wypełnienia silikonowe, które wraz z szeroką gamą użytych klejów silikonowych stanowią o trwałości i poprawności działania całej fasady.
System semistrukturalny polega natomiast na łączeniu zespoleń szklanych uchwytem mechanicznym, również wypełnionym od zewnątrz silikonem. Wypełnieniem w każdym z tych systemów może być warstwowy panel aluminiowy lub stalowy, licowany bądź wystawiany poza lico elewacji, jak zostało to zrealizowane w przypadku budynku biurowego Maraton w Poznaniu, zaprojektowanego przez CDF Architekci. Rytm kompozycji elewacji uzyskano poprzez układ klipsów aluminiowych o dwóch stałych szerokościach. Ich zróżnicowana głębokość, wystawiona poza lico płaszczyzn szklanych, dodatkowo ożywia elewację oraz powoduje niemal całkowitą redukcję wizualną szkła w widoku perspektywicznym.
Wypełnienie silikonowe w strukturze oraz w semistrukturze to newralgiczne miejsce, wymagające dodatkowej precyzji manualnej wykonawcy, jednak satysfakcjonujące ze względu na uzyskanie płaskiej płaszczyzny szklanej, jednolitej, niezakłóconej elementami konstrukcji, będące głównym atutem estetycznym tych systemów.
Podobny efekt można zrealizować za pomocą fasady mocowanej punktowo, gdzie tafla szkła mocowana jest poprzez głowicę uchwytu punktowego, przenoszącą siły działające na konstrukcję poprzez stalowe konsole. Śruby kotwowe przechodzące przez otwory w tafli szklanej, ułożone w elastycznych tulejach, zapobiegające kontaktowi szkła z elementem stalowym, zaopatrzone są w talerze umożliwiające ich zamocowanie. Konsole stalowe są częścią podstawowej konstrukcji fasady, na którą składa się system cięgnowy lub stalowy na dodatkowych wspornikach. Wypełnienie między taflami szkła wykonuje się za pomocą silikonu umożliwiającego pracę między poszczególnymi kwartałami.
Elewacja wentylowana „druga skóra”
Mocowanie punktowe fasady szklanej stanowi bazę dla tzw. elewacji drugiej skóry, nawiązującej do historycznych rozwiązań okien skrzynkowych, będących prostym przykładem możliwości redukcji strat ciepła zimą i jego nadmiaru latem. Konstrukcje dwupowłokowej ściany osłonowej składają się z przegrody zewnętrznej i wewnętrznej oraz powstałej między nimi przestrzeni powietrznej, a także wentylowanego bufora stanowiącego o właściwościach termicznych, akustycznych i zwiększających komfort użytkowania. Fasada właściwa (wewnętrzna), zbudowana na podstawowym systemie słupowo-ryglowym, jest tłem dla zewnętrznej skóry, wykonanej najczęściej ze szkła mocowanego punktowo, hartowanego ESG lub klejonego VSG. Przestrzeń międzypowłokowa wentyluje się grawitacyjnie na całej swej wysokości lub odpowiednio do podziałów poziomych wynikających z wysokości kondygnacji. Konstrukcja ściany osłonowej powinna umiejętnie oddziaływać na zmiany parametrów fizyko-technicznych w zakresie izolacyjności termicznej, energii słonecznej, wentylacji fasady i ochrony przed hałasem zewnętrznym.
Przykładem „drugiej skóry” może być budynek biurowy Grupy Raben w Gądkach, zaprojektowany przez CDF Architekci w 2012 roku, w którym zastosowano fasadę szklaną opartą na systemie cięgien stalowych, rozpartych pomiędzy wsporczą konstrukcją stalową z profili walcowanych w części wejścia głównego budynku. Szklana kubatura jest elementem podnoszącym walory estetyczne, ale pozwala również na redukcję czynników atmosferycznych w tym obszarze elewacji.
Estetyka w przypadku zastosowania przeszkleń opiera się całkowicie na wręcz nieskończonej możliwości wykorzystania technik powlekania płaszczyzn szklanych w technologii sitodruku, szkła emaliowanego, dekoracyjnego, druku cyfrowego, grafiki i nieprzezierności folii PVB laminowanej między taflami.
Źródło: Skanska SA
Co poza szkłem?
W celu podniesienia walorów estetycznych podczas projektowania wspomnianego budynku Grupy Raben zdecydowano się także na wprowadzenie elewacji wentylowanej wykończonej płytami włókno-cementowymi firmy Equitone Tectiva. Podobnie jak w przypadku „drugiej skóry”, mamy do czynienia z elementem zewnętrznym (okładzina przeciwdeszczowa), elementem wewnętrznym (konstrukcja, mur budynku) oraz pustką powietrzną między nimi, zapobiegającą zawilgotnieniu przegrody. Na płaszczyźnie konstrukcji mocuje się konsole podkonstrukcji dla płyt zewnętrznych o wysięgu dostosowanym do grubości izolacji termicznej, zwykle wykonanej z wełny mineralnej zabezpieczonej włókniną wiatroizolacyjną, oraz grubości szczeliny wentylacyjnej. Pustka powietrzna powinna być wykonana w szerokości 4 cm, z dopuszczeniem do miejscowego zawężenia do 2 cm. Korzyści z zastosowania takiej technologii są analogiczne jak w przypadku realizacji „drugiej skóry”: zminimalizowanie wpływu zimnego powietrza na elewację, chłodzenie budynku poprzez wentylację szczeliny oraz skupienie promieni słonecznych na płaszczyźnie płyty zewnętrznej.
Stałymi elementami charakteryzującymi elewacje wentylowane są warstwy przegrody w postaci izolacji termicznej i pustki powietrznej; natomiast podkonstrukcja dla płyt zewnętrznych zależy już od właściwego materiału, jaki chcemy zastosować. Wpływ na nią mają format płyty, jego grubość, sposób montażu (klejenie, nitowanie, połączenie śrubowe, kotwy tylnonacinające), wysokość montażu, obciążenie wiatrem i ukształtowanie płaszczyzny elewacji. Właściwa podkonstrukcja dobierana jest przede wszystkim do zastosowanego materiału elewacyjnego. Bardzo często jest to wspomniana płyta włókno-cementowa, ale także aluminiowa płyta kompozytowa, siatka ciętociągniona, blacha perforowana, drewno, spieki ceramiczne, płyty Corian i wiele innych.
Przykładowo płyty DuPont Corian są mineralnym materiałem akrylowym w jednolitym kolorze w całym swoim przekroju, umożliwiającym pełną swobodę twórczą poprzez możliwość dowolnego kształtowania płaszczyzny. W efekcie otrzymujemy monolit odpowiadający naszym oczekiwaniom. Pozwala to na wykonanie elewacji w dwu- lub trójwymiarowych sekcjach, swobodnie modelując narożniki i elementy nadproży, tworząc niewidoczne łączenia elewacyjne. Przykładem architektury, gdzie po raz pierwszy elewacja w całości wykonana została z Corianu, jest Hotel Seeko’o w Bordeaux, zaprojektowany przez Atelier King Kong Architects. Chłodna, elegancka czystość okładziny przypomina bryłę lodowca.
Elewacja a charakter budynku
Bardzo trafnym i docenionym przez odbiorców przykładem jest elewacja budynku „Wiadomości Wrzesińskich”, zaprojektowana przez Ultra Architects. Zbudowana w kompozycji szpalty stronicy gazety, z perforowanej blachy, nadaje budynkowi charakteru dostosowanego do właściwej funkcji, jednocześnie wspomagając pracę zleceniodawcy, zapewniając komfort wobec światła słonecznego w ciągu dnia oraz chroniąc przed ciekawskimi oczami o zmroku. Panele z blachy zostały użyte jako osłona właściwej elewacji budynku, opartej na fasadzie szklanej i stalowej konstrukcji, eksponowanej od wewnętrznej strony pomieszczeń. Surowy charakter wnętrz koresponduje z zewnętrznym wizerunkiem industrialnych elewacji z siatki ciętociągnionej, wypełniających fasady boczne obiektu, dopełniając wyrazu cytowanego na froncie tytułu.
Materiałem charakteryzującym się niewielką wagą w stosunku do możliwości zastosowanego formatu jest okładzina wykonana ze spieku ceramicznego Kerlite firmy Cotto D'Este. Ma ona grubość od 3,5 do 5,5 mm i możliwość formatu w rozmiarach 300 na 100 cm. Projektując elewacje wentylowane z zastosowaniem takiego materiału, musimy zwrócić szczególną uwagę na sposób klejenia do podkonstrukcji. Próbki przed montażem badane są między innymi w zakresie adhezyjności materiału, z założeniem konkretnej partii wydanej przez producenta. Spieki ceramiczne z powodzeniem możemy montować na podłożu betonowym albo stałym podkładzie z płyt gipsowych. Montaż na izolacji termicznej wykonanej ze styropianu wymaga również potwierdzenia i przebadania w zakresie klejenia nawet samego podkładu izolacyjnego.
Kolejną ciekawostkę proponuje firma Reckli, posiadająca w swym szerokim, betonowym asortymencie płyty z betonu fotograwerowanego. Technologia pozwala na przeniesienie dowolnej grafiki na powierzchnię licowego betonu. Wektorowy plik graficzny jest bazą do wykonania modelu dla maszyny frezującej w technologii CNC. Przygotowuje się model będący pozytywem, dla którego wykonuje się matrycę będącą negatywem; w końcu – odlewa się element betonowy. Przechodzień widzi efekt takiego działania w zależności od miejsca obserwacji i kąta padania światła. Obraz pojawia się poprzez efekt światłocienia generowany w głębszych i płytszych obszarach płyty betonowej. Obraz jest niezmiennie trwały – jak materiał bazowy, z którego jest wykonany.
Zadania elewacji
Porównanie elewacji budynku do ludzkiego okrycia jest tym bardziej trafne, kiedy widzimy w niej cechy praktyczne – ochrona przed temperaturą, zjawiskami atmosferycznymi, deszczem i brudem oraz estetyczne – nie tylko zachwycające pięknem i dekoracyjnością, ale także świadczące o prestiżu i klasie. I nie ukrywajmy – o kasie. Podstawowym jednak zadaniem elewacji jest przeciwdziałanie niekomfortowym skutkom czynników atmosferycznych dla użytkowników wewnętrznej przestrzeni budynku. Stąd technologie wykonania fasad szklanych dążą do bezkompromisowej redukcji niechcianej penetracji światła słonecznego na stanowisku pracy, jednocześnie zapewniając doskonałą widoczność świata zewnętrznego. Udoskonalanie tych właściwości szkła generuje koszty, ale pozwala na oszczędności w eksploatacji oraz w uzyskaniu znacznego komfortu pracowników. Wzrastają również konstrukcyjne możliwości powiększania tafli szklanej zastosowanej w systemie fasadowym, minimalizując podział oraz zwiększając estetykę elewacji. Niestety, rozwiązania takie wymagają uciekania się do specyficznych sposobów montażu ciężkich elementów i nie są obojętne dla mało precyzyjnych wykonawców.
Technologia wykonania elewacji wentylowanych raczej nie przedstawia w swojej specyfice problemów związanych z izolacją termiczną – będącą po prostu kolejną warstwą tradycyjnej przegrody. Skupienie projektanta i wykonawcy w tym przypadku lokalizuje się na elementach podkonstrukcji i materiale wykończeniowym. Od tego ostatniego zależą cena i efekt wizualny, natomiast podkonstrukcja jest bytem wymagającym przeprowadzenia koniecznych badań, na przykład w zakresie klejenia, mocowania płyt wykończeniowych oraz zatwierdzenia przez rzeczoznawców ppoż. Z niej wywodzą się także możliwości zastosowania odpowiednio wielkich formatów płyt elewacyjnych oraz ich pozostałych parametrów, takich jak rodzaj materiału, grubość i załamania płaszczyzny. W większości przypadków montaż elewacji odbywa się na budowie, jednak niekiedy wymagane jest klejenie płyt w warunkach warsztatowych.
Szanujmy przechodnia
Nie sposób w tak kompaktowej treści artykułu zawrzeć wszystkich możliwości kształtowania ciekawej elewacji budynku biurowego. Tak szeroka jak inwencja dobrego architekta, wprost proporcjonalna do bezkresnej pojemności kieszeni dobrego inwestora, jest skala, na jaką zostanie wykonany dobry projekt, by zachwycić przechodnia. Tego, który nie oczekuje sztampy i bezmyślnego wykorzystania inspiracji z kolejnego wydania albumu Phaidona. Tego, którego świadomość przestrzeni coraz bardziej wzrasta, którego nie sposób oszukać tanim chwytem dizajnerskiej kakofonii. Dobrze więc, kiedy wykorzystujemy właściwy materiał na właściwej elewacji.
