Istorija tenzije

15.10.2012. | Build magazin

Olimpijski stadion Frai Otoa (Frei Otto) za potrebe Olimpijskih igara 1972. godine u Minhenu, Nemačka, nagovestio je budućnost ispunjenu sa organskim i nepojmivim formama. Da li su krovne tenzilne konstrukcije održale svoje obećanje?

Od svog pojavljivanja, tenzilna arhitektura je bila predmet spektakla. Od prvog velikog debija masovne strukture ovog tipa na Olimpijskim igrama 1972. godine, do urušavanja Metrodoma u Mineapolisu, SAD, 2010. godine, ove zgrade, sa svojom smelom jednostavnošću i neverovatnim konfiguracijama, osvojile su javnost i privukli medijsku pažnju na način koji je malo tipologija (kako arhitektonskih, tako i konstruktivnih) uspelo da uradi. Ali, kao što je često slučaj, blještanje kamera je učinilo vrlo malo kako bi osvetlile priču koja postoji iza ovih konstrukcija i njihovo zanimljivo mesto u istoriji arhitekture i savremenoj praksi.

Olimpijski stadion u Minhenu

Osnovno konstruktivno ponašanje strukture od tekstila je relativno jednostavno. „Ona je kao obrnuta kupola“, objašnjava inženjer Gaj Nordenson, osnivač i partner u birou Guy Nordenson and Associates iz Njujorka. Dok je ljuska kupole od opeke ili betona podržana pre svega kompresijom, kontinuirana površina konstrukcije zatezne tkanine ne sadrži kompresivne elemente. Umesto toga, kaže Nordenson: „To je konstrukcija koja u potpunosti zavisi od sila u ravni koje su zatezne – verzija balona, tako da je ili držite zategnuto uz pomoć vazduha ili dajući joj neki oblik sa jarbolima i kablovima.“

U svojoj studiji tenzilnih konstrukcija iz 2009. godine, Majkl Sajdel (Michael Seidel), viši naučnik na bečkom Univerzitetu za tehnologiju, identifikuje njihovu najistaknutiju funkciju kao „velike, jasne raspone koji mogu biti pokriveni veoma ekonomično bez unutrašnje podrške.“

Kvalitet tenzilnih konstrukcija sličan balonu prevazilazi trajnost membrana od tkanina. Strukturu politetrafluoretilena (PTFE), koji je zbog svoje čvrstine i izdržljivosti dugo predstavljao industrijski standard kao materijal za gradnju, čine upletene niti PTFE, ili, sto je češći slučaj, upletene niti fibergasa koje su emulzijom ili ekstruzijom nanesene na PTFE.

Kompanija Saint-Gobain Performance Plastics nudi PTFE proizvode obložene sa fiberglasom sa debljinom u rasponu od 5 do 10 milimetara i sa zateznom silom od 250 do 400 kilograma po dužnom inču (2,54cm). Marsel Deri (Marcel Dery), globalni menadžer prodaje kompanije Saint-Gobain, kaže da bi „bilo obmanjujuće“ porediti PTFE sa drugim konstruktivnim materijalima kao što je čelik ili drvo. „Arhitektonska tkanina je potpuno drugačiji tip građevinskog materijala zato što se izdužuje i postiže punu snagu kada je izduženje pravilno adresirano“, kaže on.

PTFE, međutim, nije jedini proizvod na tržištu sa kojima se može stvoriti tenzilna arhitektura. „ETFE (etilen tetrafluoroetilen) jeste novi trend u Sjedinjenim Američkim Državama, i videćete mnogo više projekata koji ga koriste“, kaže Mišel Rot (Michele Roth), marketing menadžer kompanije Birdair iz Njujorka, koja je specijalizovana za izvođenje prilagođenih tenzilnih struktura.

Kao i PTFE obložene tkanine, ETFE je polimer koji se može koristiti u jednom ili više slojeva. Ali ETFE tehnički nije tkanina jer ne sadrži pojedinačna tkana vlakna; već „je folija“, kaže Deri. Kod višeslojnih ETFE instalacija, intersticijalne praznine između slojeva su pneumatski popunjene kako bi stvorile jastuk. Vazdušni džep u arhitektonskom ETFE deluje kao izolator. U zavisnosti od broja slojeva platna i jastuka, ETFE može da postigne R vrednost između 1,4 i 5 – što je mnogo više od R vrednosti 1 koju jedan sloj PTFE tkanine postiže, iako su dostupni krovni sistemi napravljeni od višeslojnih PTFE koji između tkanina imaju izolacioni sloj, tipa aerogela.

BC Place, Vankuver

Sa konstantnim naporima proizvođača kao što je Saint-Gobain, noviji i veći broj proizvoda će biti na tržištu uskoro. Godine 2008, kompanije Birdair, Geiger Engineers i proizvođač Cabot Corp. su predstavili laminiranu nano gel tkaninu koja je ujedno transparentna i visoko izolaciona sa prosečnom R vrednošću od 5 do 14 po inču debljine. Studenti nemačkog Univerziteta u Štutgartu trenutno istražuju potencijal „aktivnih“ tekstilnih membrana koje imaju senzore i mobilne delove za podešavanje membrane za promenu faktora napona.

Štutgartski tim prati u stopu arhitektu Frai Otoa, rodonačelnika modernih tenzilnih struktura. Iako je njegov rad sa tkanim membranama počeo još 1950-ih, tek je Olimpijski stadion u Minhenu iz 1972. godine doneo Otou međunarodno priznanje. Ovaj projekat predstavlja samo potpuniji izraz, u mnogo većoj razmeri, njegovog projekta paviljona Zapadne Nemačke za Expo 67 u Montrealu.

Arhitekta Frai Oto, koji sada ima 87 godina, nije došao na ideju tenzilne strukture preko bilo kog entuzijazma za koloseume ili izložbene hale. Umesto toga, u obrtu koji je ušao u istoriju arhitekture, njegov interes je podstaknut posmatranjem mehurića od sapunice – visoko efikasnih struktura sa velikim rasponima i minimalnom površinom i debljinom ljuske. Druga priča, nešto manje poznatija, govori o njegovim ograničenjima kao de fakto arhitekte kampa, zbog svog iskustva koje je imao kao ratni zarobljenik u Engleskoj tokom Drugog svetskog rata.

„Otoov glavni doprinos je došao tokom ove dve fenomenalne decenije između 1952. i 1972. godine“, kaže arhitekta i inženjer Verner Sobek (Werner Sobek). Tokom ovog intervala, „Oto nije imao toliku podršku ineženjerstva. To se promenilo nakon Olimpijade.“ Godine 1974, Sobek, tada mladi konstruktivac, došao je pod okrilje Otoa kada je počeo svoje studije u Štutgartu, gde je Oto jednu deceniju vodio studio koji se bavio tenzilnim strukturama pod pokroviteljstvom njegovog Instituta za lake konstrukcije. Zajedno sa stadionom iz 1972, štutgartska grupa je želela da izrodi niz projektanata-tehničara, koji su, baš kao i Sobek, želeli da preciziraju sredstva i matematiku koja stoji iza tenzilnih struktura od tkanina. Jerg Šlaih (Jörg Schlaich), mlađi kolega arhitekte Otoa i prva generacija iz studija tenzilnih struktura, pratio je razvoj današnjih tensilnih objekata od Štutgarta pravo kroz minhenski projekat. „Razvoj je išao od betonskih ljuski preko kablovskih mreža do membranske konstrukcije“, kaže on.

Za Sobeka, koji je nasledio i Otoa i Šlaiha na univerzitetu, hitni posao jeste obrazovanje inženjera nakon Otoa koji će biti fokusirani ka otkrivanju tehničkih detalja koji leže u više intuitivnom pristupu njihovih prethodnika. „To je pitanje kako da se prenese ideja u realnost – kako pretvoriti model mehura od sapunice u konstrukciju raspona od 300 metara – i uraditi to na način da se osećate bezbedno dok spavate ispod njega“, kaže on. Doprinos inženjera kao što je Horst Berger, koji je osnovao firmu Geiger Berger Associates (sada ugašena) sa Dejvidom Gajgerom 1968. godine – napravio je projekte kao što je Međunarodni aerodrom u Denveru i bio je na korak od realizacije sna da tensilna arhitektura bude mejnstrim u projektovanju. Ipak, čak i Sobek priznaje da rad sa tekstilnim strukturama nameće određena ograničenja: „Zaista se uglavnom koristi... u slučajevima gde u fizičkom aspektu jedne zgrade termalne i akustične izolacije nisu relavantne.“

Arena za klizanje u Inzelu, Nemačka

Činjenica da omotači od PTFE tkanine imaju tako malu izolacionu sposobnost znači da se one najčešće koriste pri otvorenim prostorima, gde projektni program zahteva samo puki krov nad krajnjim korisnicima. Naplatne rampe i železničke stanice su često mesta za skromne instalacije ove vrste. „Mi smo uradili dosta baldahina“, kaže Dejvid Kembel (David Campbell), predsednik biroa Geiger Engineers iz Njujorka, koji je osnovao zajedno sa Gajgerom i Polom Gosenom (Paul Gossen) 1988. godine.

Danas su finansije ograničile ulogu koju kvalitetne tenzilne tkanine imaju u arhitekturi. „To se zaista svodi na ekonomiju razmere“, kaže Peter Katča (Peter Katcha), direktor prodaje za područje Severne Amerike švajcarskog preduzeća SEFAR Architecture koje proizvodi tkanine. Oblaganje velike površine zgrade sa npr. 50.000 metara kvadratnih njihovom tkaninom od PTFE vlakana može koštati milione dolara, ali će uglavnom koštati mnogo manje po kvadratu nego kada pokrivate manju površinu. Drugim rečima, trebalo bi dvaput da razmislite o podizanju tenzilnih struktura.

Ekonomske prednosti kupovine na veliko se tako pridružuju listi razloga zašto su krovovi od zateznih tkanina prisutni na stadionima. Izvlačenje najboljeg iz ovih faktora je bio cilj Šlaihovog biroa, Schlaich Bergermann and Partner, i biroa Geiger Engineers kada su skoro zajedno radili na projektu koji je prvo projektovao biro Geiger Berger 1983. godine: BC Place, stadion u Vankuveru, Kanada, sa 54.000 sedišta. Prvobitna zatezna tkanina zgrade je služila svojoj svrsi skoro 30 godina, ali je projektantski tim mislio da ona nije u potpunosti iskorišćavala prednosti novih mogućnosti koje se pružaju sportskim objektima sa povećanoj rastegljivošću savremenih tenzilnih tkanina.

Kako bi napravili centralni deo novog membranskog krova pokretnim, tim se obratio stručnjacima iz kompanije SEFER, gde su izabrali jedan od najpoznatijih rastegljivih i prozračnih proizvoda ove kompanije. „Želeli su da stadion funckioniše u svim vremenskim uslovima, kao i da ima pokretan krov kao bi se stadion otvarao ka nebu iznad“, kaže Katča. Kao rezultat toga, kada je ponovo otvoren prošle jeseni, stadion BC Place pohvalio se sa uvlačećim tenzilnim krovom od 100 sa 85 metara, što ga čini najvećim na svetu. Jednostavnim povlačenjem PTFE krovnog pokrivača, stadion može da se koristi tokom leta, kao i tokom cele godine.

U2 – Claw

Ali tenzilni krov takođe pruža nešto više. „On se otvara za oko 12 minuta“, kaže Katča. „Samo pomislite na reakciju ljudi koji gledaju dok se to dešava.“ Sama struktura, u stvari, postaje deo zabave.

Strukture od tkanine takođe mogu postati deo igara kojima su domaćini. Krov koji pokriva arenu za klizanje u Inzelu, Nemačka, projektovanu od strane štutgartskog biroa Behnisch Architekten, jeste brežuljkastog oblika od drvene krovne konstrukcije koja je umotana u belu tenzilnu tkaninu koja, poput lavine, lepo upotpunjuje bavarsku Alpsku idilu. Arhitekta Stefan Beniš (Stefen Behnisch) brzo ističe da krov nije klasičan krov od tenzilne membranske konstrukcije. „To je drvena konstrukcija sa folijom preko nje“, dodaje on. „Na krovu su tenzilne... folije ili tkanine.“

Umesto da ostave drvenu konstrukciju izloženu, Beniš ju je obukao u niskoemisivu, visokoizolacionu membranu napravljenu od polietilena i aluminijuma, koja se zategnuta nalazi iznad klizališta. Razlog je bio jednostavan: Kako bi se očuvala optimalna konzistentnost klizaće površine, temperatura i vlažnost u klizalištu su morali biti regulisani. Reflektivna tkanina napravljena od strane kompanije Serge Ferrari pomaže u održavanju uslova koji dovode do stabilnijeg leda i time i bržeg skijanja.

Ipak, pored obezbeđivanja čistih raspona za ljubitelje sporta i čudnih izložbenih sala, tenzilne konstrukcije su preuzele veliki broj, više ekscentričnih, i razigranih uloga poslednjih godina zbog njihovih inherentnih lakih težina i prenosivosti. Za globalnu turneju grupe U2 prošle godine, londonski biro Stufish Entertainment Architects projektovao je „Kandžu“ (Claw), zastrašujuću tarantulu od čelične konstrukcije koja je stajala preko bine i nosila zvučnike, platna i radio prenosnike. Zatezna tkanina je umotala strukturu, stvarajući kičmene konture koje su se nazirale od metalnog skeleta. „Imao je ’pečurke’ i ’polipe’ projektovane tako da mogu da se podignu sa čelika ručno kako bi zategli omotač“, objašnjava Mark Fišer (Mark Fisher), direktor biroa Stufish (biro je projektovao i bine za velikane muzičke industrije kao što je Tina Tarner i Rolingstonsi). Kako se turneja pomerala iz grada u grad, kandžina lagana konstrukcija omogućila je lagani transport, sastavljanje i rastavljanje – od džakova punih konstruktivnih elemenata do postavljene konstrukcije za samo 24 sata.

Memorijalni centar Steilneset, Vardo, Norveška

Memorijalni centar Steilneset, završen prošlog leta u Vardou, Norveška, takođe ilustruje svestranost tenzilnih struktura. Omotač od tenzilne tkanine, projektovane od strane nemačkog arhitekte Petera Cumtora (Peter Zumthor), unutar sebe sadrži stalnu postavku u čast žrtvama suđenja veštica iz 17. veka. Izložbeni prostor visi suspendovan na kablovima unutar drvene superstrukture, proizvodeći efekat slobodnoplutajuće čaure, grubo obrađene sa plastičnom PTFE fibreglas tkaninom.

Značajan napredak u kompjuterskom projektovanju olakšava rastuću formalnu raznovrsnost tenzilnih struktura. Inženjersko preduzeće Buro Happold, sa sedištem u Velikoj Britaniji, je čak stvorilo svoj softver, Tensyl, kako bi složene tenzilne strukture lakše i brže projektovali. Sve ovo govori da se pomaci u tenzilnoj arhitekturi kreću izuzetno brzim tempom. To, međutim, ne bi trebalo da bude iznenađujuće. U poređenju sa drugim konstruktivnim sistemima, tipa čelinim i zidanim, tenzilni sistem je svakako izuzetno mlad.

Svojstvena laganost tenzilnih struktura, u stvari, može da bude izvor njihove jedinstvene arhitektonske privlačnosti. „Tenzilne strukture su progresivne“, kaže Nordenson. „Oni predstavljaju optimistični pojam apsolutne, minimalne strukture.“

Za četiri dekade od pojavljivanja u arhitektonskom mejnstrimu, tenzilne strukture su privukle interesovanje projektanata i inženjera koji su bili očarani željom da učine neverovatno: da stvore, rečima kritičara arhitekture Rejnera Banhama (Reyner Banham), une architecture autre – „drugu arhitekturu“ – koja prkosi pravilima projektovanja i naizgled samoj gravitaciji.

Bilo da je to instant rokenrol festival, mehur od sapunice, ili, u slučaju Vernera Sobeka, „ljubav ka preciznosti... ka pažljivom tretiranju materijala“, tenzilne tkanine su dovoljno prilagodljive da mogu da stanu bilo gde na bilo kojoj od bezbrojnih arhitektonskih agendi današnjice, pa i budućnosti. Arhitekta Kembel takođe vidi tenzilne membrane kao prilagodljivu alternativu koju svaki inženjer treba da ima u svom repertoaru. „Mi tkanine posmatramo kao bilo koji drugi građevinski materijal“, kaže on. On, kao i bilo koji drugi novi materijal, stvara nove prilike.

Komentari: 0

TEKSTOVI /iz kategorije/


ISTAKNUTE FIRME /iz kategorije/


Anketa

Da li će projekat "Beograd na vodi" značajno pokrenuti građevinarstvo u Srbiji?
Faruk 23.04.2017.
Molim vas recite mi kolika je cjena, unutra...
vladimir 18.04.2017.
jel se to planira da most bude nastavak Mir...
mujo 13.04.2017.
Kada cemo mi da napravimo takav lift.
Mirjana 06.04.2017.
Postovani gospodine Kovacevic, slazem sa ...
Bojan 06.04.2017.
I treba da kosta kad ste dozvolili direktor...