CITIUS, ALTIUS, FORTIUS ZE STALĄ I ZA JEJ SPRAWĄ

Maksyma Citius, Altius, Fortius obrazuje determinację w próbach realizacji różnych architektonicznych utopii. Interesujące jest to, że wielkim aktorem w realizacji dążeń do materializacji utopijnych marzeń jest właśnie stal.

 tekst: prof. dr hab. inż. arch. Ewa M. Kuryłowicz
Fot. arch. Kuryłowicz & Associates

Znaczący wzrost użycia żelaza w Europie spowodowały miasta i ich rozwój, a w szczególności potrzeby rolnictwa w wieku XVIII, nie zaś, jak można by się spodziewać – wojny i ich łakomstwo skierowane w stronę śmiercionośnych właściwości wykonywanych z żelaza armat, kul, tarcz oraz temu podobnej galanterii [1]. Do tego czasu podstawowymi materiałami stosowanymi w budownictwie były: kamień, cegły i drewno. Pożary miast w ten sposób wznoszonych skierowały budowniczych w stronę poszukiwań materiałów mniej palnych niż te dwa ostatnie i tu naturalnym wyborem było żelazo. Elementy z żelaznych odlewów (CAST IRON) bodaj jako pierwszy zastosował w katedrze Saint Paul Sir Christopher Wren w roku 1710, który również jako pierwszy stosował żeliwne słupy [2].

Od tego czasu użycie żeliwa, a potem stali w budownictwie, wspomagane rozkwitem szkół i inżynierii budowlanej, rośnie gwałtownie oraz dynamicznie. W synergii z potrzebami militarnymi portugalskiej marynarki wojennej w XVIII wieku powstaje konstrukcja podtrzymująca ogromny okap w klasztorze cysterskim Alcobaca koło Lizbony, składająca się z żeliwnych belek i słupów, w Petersburgu zaś sam Giovanni Casanova opisuje budynek arsenału wykonany w całości z żeliwnych odlewów. Żeliwo oraz jego odlewy w pewnym stopniu popularyzowały i stanowiły wstęp do docenienia stali, którą opisano w sposób naukowy już w roku 1722.

Rozwijająca się wokół budownictwa nauka, w tym chemia, umiejętność wykonywania obliczeń statycznych, wyraźnie wskazywały na przewagę stali – znanej od bardzo dawna głównie z zastosowań wojskowych (miecze, hełmy, łuki) – jeśli chodzi o wytrzymałość, odporność ogniową; możliwe do zastosowania rozpiętości belek, w relacji do drewna, doprowadziły do prawdziwego wybuchu kariery stali w wieku XIX. XX-wieczny modernizm, a zwłaszcza jego estetyka szczerości materiałowej, wypromował autonomizację stali jako materiału występującego solo, a nie pracującego jedynie w ukryciu pod osłoną stropowych i ściennych warstw. Stefan Kuryłowicz w wystąpieniu na konferencji Eurobuild w roku 2006 żartował, że dzięki tej spuściźnie architekci stosujący stal rozpoczęli w latach 20. oraz 30. XX wieku walkę o pokój, ograniczając zasób stali dla wojska, choć skwitował to uwagą: […] „jak każda działalność publiczna architektów, była ona (ta walka o pokój) mało skuteczna, o czym świadczy II wojna światowa i szereg dalszych konfliktów zbrojnych […]”.

Biurowiec PLL LOT w Warszawie (Polska) – stal w połączeniu z polerowanym kamieniem i szkłem daje wrażenie zacierania granic pomiędzy tym,
co ziemskie, a tym, co uwalnia się od grawitacji

Nowy materiał oraz jego właściwości zawsze pobudzają wyobraźnię, zwracając ją w stronę prób realizacji tego, co niemożliwe. Można by powiedzieć, że będąc niewolnikami postępu liczonego księgowo, według wskaźników wydajności, w co wpędziła nas XIX- -wieczna rewolucja przemysłowa i co trwa do dzisiaj, ścigamy się głównie o pieniądze. Z drugiej jednak strony maksyma Citius, Altius, Fortius – motto nowożytnego ruchu olimpijskiego – obrazuje determinację w próbach realizacji różnych architektonicznych utopii, które dość wiernie są przez tę maksymę opisane. Interesujące jest też to, że wielkim aktorem w realizacji dalszych etapów zbliżania się do materializacji utopijnych marzeń jest właśnie stal.

Altius – wyżej
Ludzie zawsze marzyli, aby budować jak najwyżej. Zaczęło się od wieży Babel mającej swe liczne prezentacje w malarstwie. Utopia wieży sięgającej nieba, która znalazła swoje metaforyczne ucieleśnienie w projekcie La Tour Sans Fin arch. Jeana Nouvela, wylansowana przez film Wima Wendersa Do końca świata blisko 30 lat temu (1991) [3] – smukła konstrukcja o planowanej wysokości 425 m zmagała się z niemożliwą do uzyskania wysokością dzięki efektom filmowym… jej szczyt, wykończony transparentnie na stalowej konstrukcji, miał szereg punktów świetlnych migoczących jak gwiazdy. Film prezentował ten budynek w paryskim otoczenia dzielnicy La Defense tak sugestywnie, że wiele osób sądziło, iż wieża jest prawdziwa.

W Narodowym Forum Muzyki we Wrocławiu (Polska) stal pomalowana przeciwogniową farbą pracuje w kondygnacji ponad główną salą

Obecnie najwyższą wieżą w realizacji jest (podobno) Jeddah Tower w Arabii Saudyjskiej, zaprojektowana przez Adrian Smith i Gordon Gill Architects z Chicago wraz z konstruktorami z Thornton Tomasetti. Wraz z iglicą osiąga wysokość 1 kilometra (!), piętra funkcjonalne zatrzymują się na wysokości 670 metrów. Zbudowana na zasadzie zbieżnej z koncepcją dzierżącej do tej pory prymat wysokościowy Burj Khalifa (838 m) trójramiennej rozgwiazdy, statycznie opiera się na zasadzie pracy ścian nośnych. Stal, w tych ścianach użyta jako zbrojenie żelbetu i pale fundamentowe, gra tu rolę ukrytego, choć niezastąpionego współpracownika. Piszę „podobno”, ponieważ trwa zacięty wyścig z Dubai Creek Tower autorstwa zespołu Santiago Calatravy, gdzie początkowo podawaną wysokość 970 m obecnie się zataja – być może by prześcignąć wieżę Jeddah.

przekrój A-A

Nauka z 2001 roku, gdy płonęły wieże World Trade Center arch. Minoru Yamasakiego, lekkiej konstrukcji stalowej opartej na zasadzie kwadratowej rury obwodowej o boku 64 m, gdzie obwód składał się z rozstawionych co 1 metr 244 kwadratowych słupów stalowych o boku 36 cm, w sytuacji gdy pomimo systemu zraszania w razie pożaru, w tak nieprzewidywalnym, a jednak faktycznym ataku terrorystycznym, obwód ten się stopił, spowodowała odwrót od stosowania tego typu rozwiązań w budownictwie wysokim. Słupy stalowe nie zostały zniszczone przez uderzenie samolotu, a przez pożar. To pewnego rodzaju klamra – początki takich rozwiązań ze słupami obwodowymi sięgały XIX wieku – w 1851 roku konstruktor James Bogardus zrealizował 30-metrową żeliwną wieżę alarmową dla Straży Pożarnej w Nowym Jorku.

Warszawa, według autorki i według jej rodzimej pracowni Kuryłowicz & Associates, jest miastem, które może się jeszcze rozwijać w górę. W roku 2017 przygotowaliśmy, najpierw w Gdańsku, na zaproszenie Oddziału Wybrzeże SARP, a następnie w roku 2018, na konferencji 4 Design Days w Międzynarodowym Centrum Konferencyjnym w Katowicach, wystawę Wysoko, w ramach której zaprezentowaliśmy 8 projektów „naszych” wieżowców, z których cztery są zrealizowane bądź w budowie, pozostając w europejskich, nie azjatyckich i arabskich skalach, na zasadzie „wedle stawu grobla”. Od Prosta Tower o wysokości 65 m poprzez wieżę Nowego Placu Unii o wysokości 96 m do najwyższej części zespołu biurowców SPARK na warszawskiej Woli (130 m) aż do najwyższej na razie (mam nadzieję, że na razie) naszej realizacji – drapacza chmur Q22 o wysokości 165 m. I chociaż są one przykładem zastosowań konstrukcji żelbetowych, w tym, jak Prosta Tower, prefabrykowanych, to w przypadku Q22 to stal zbrojeniowa umożliwiła uzyskanie żelbetowej formy charakterystycznej szklonej pryzmy budynku.

Fortius – mocniej, silniej
I tu znów, podobnie jak w przypadku osiągania ambitnych wysokości budynków, rozwój zastosowania stali poprzedziło użycie żeliwnych odlewów, kutego żelaza oraz idących za tym większych rozpiętości i zmniejszonych przekrojów elementów budowlanych. Obiekty szkieletowe z użyciem kutego żelaza zaczęły się pokazywać na architektonicznej scenie od 1830 roku, w 1850 wspomniany wyżej James Bogardus opatentował budynek ze słupową konstrukcją nośną, żelaznym dachem i podłogą. Najbardziej spektakularną realizacją z użyciem tego tworzywa był Crystal Palace Jamesa Paxtona, który stał w latach 1850–1851 w londyńskim Hyde Parku. Ten wielohektarowy obiekt pokryty szkłem, oparty na konstrukcji metalowej, wprowadził wiele nowatorskich rozwiązań dotyczących szkieletu metalowego w budownictwie. W XIX wieku zaczęto realizować kopuły z odlewów żeliwnych, przykładem może być choćby Katedra Św. Izaaka w Petersburgu, gdzie wysoki koszt wykonania tej, zastępowalnej przecież tradycyjnymi technikami, konstrukcji równoważył relatywnie mniejszy ciężar całego elementu i jego przeciwogniowe właściwości żeliwa.

Spopularyzowany przez Crystal Palace kuty żeliwny szkielet w stali znalazł swoje odzwierciedlenie niedługo po rozebraniu tego awangardowego brytyjskiego pawilonu – w roku 1885 bowiem Home Insurance Building z Chicago zapoczątkował erę budynków z użyciem szkieletu stalowego, a prominentnym reprezentantem tego typu architektury stała się Galerie des machines w Paryżu z 1889 roku.

Upodobanie do stali znalazło swój wyraz również w naszym
prywatnym domu w Kazimierzu Dolnym (Polska)

W zrealizowanym przez pracownię Kuryłowicz & Associates projekcie stadionu piłkarskiego w Białymstoku dla 22,5 tys. widzów – który jest obiektem, gdzie trybuny i kubatura główna są zrealizowane w technologii oraz konstrukcji żelbetowej – stal jest użyta w konstrukcji dachu i osłaniającej obiekt ścianie. Podkreśla to sportowe konotacje materiału, który pracując, pokazuje zasadę włożonego wysiłku – podobnie jak w przypadku sportowców, dla których wysiłek fizyczny oraz praca są nieodłączną częścią ich aktywności.

Stal autonomicznie, a nieoczywiście, występuje też w innym naszym projekcie – Narodowym Forum Muzyki, gdzie pomalowana przeciwogniową farbą, pracuje w kondygnacji ponad główną salą na 1800 miejsc, utrzymując jej rozpiętość i współpracując z konstrukcją samej czaszy dachu. W tym obiekcie, dzięki stalowym konstrukcjom, których mechanizmy są umieszczone w pokazanej powyżej przestrzeni, również reguluje się akustykę sali za pomocą ruchomych kanop, co zapewnia jej akustyczną uniwersalność dla różnego rodzaju wykonań muzycznych i innych widowisk.

Wrażenie siły, w rozumieniu odporności materiału na czynniki zewnętrzne, którego dostarcza stal, przyczyniło się do zastosowania przez nas stali Corten w architekturze wielofunkcyjnego pawilonu usługowego zrealizowanego wraz z osiedlem Solec/Ludna spółdzielni Torwar na warszawskim Powiślu. Kariera tego materiału rozpoczęła się wraz z pojawieniem się budynku John Deere Building w Illinois w roku 1962, gdzie Corten po raz pierwszy użyto w eksponowanych elementach stalowych pracującej konstrukcji. Tworzywo to, o symbolicznych, a nie tylko fizycznych właściwościach, w Polsce ostatnio popularyzują udane realizacje: ECS w Gdańsku czy Hala Cracovii w Krakowie. Dla nas powodem użycia tej stali była chęć odwołania się do przemysłowego dziedzictwa Powiśla – części Śródmieścia stolicy, która z racji na swoje trudne i biedne początki była miejscem lokalizacji różnych zakładów przemysłowych, jak obecnie przerabiana Elektrociepłownia Powiśle, nie wspominając o „przemyśle” flisackim nad samą rzeką.

Citius – szybciej
Jak przewidział Walter Benjamin w swoim eseju z lat 30. Dzieło sztuki w dobie reprodukcji technicznej, wyraz sztuki, a w tym architektury, pozostaje obecnie w dużej mierze pod wpływem produkcji przemysłowej, co w przypadku stali jest wykorzystywane bardzo szeroko. Pionierem w tym przypadku był Mies van der Rohe, który od lat 40. XX wieku stosował eksponowane elementy stalowe w projektowanych przez siebie domach jednorodzinnych, a następnie użył stali w elementach powtarzalnych, jak choćby w Crown Hall, w Illinois Institute of Technology, w Chicago z lat 1950–56. W przypadku tego obiektu użycie powtarzalnych stalowych węzłów w eksponowanych na zewnątrz fragmentach konstrukcji budynku było argumentem dla możliwości użycia stali – materiału nieodpornego ogniowo i, jak już wtedy wiedziano, bez konieczności jej dodatkowego zabezpieczania, tj. powlekania pęczniejącymi farbami, które urody stali nie dodają.

Jakkolwiek detale te dostarczają właścicielom obiektu kłopotów z racji przemarzania, ich powtarzalność i związana z tym atrakcyjna cena oraz tempo możliwego budowania przy ich użyciu były argumentem przemawiającym za ich zastosowaniem. Dziedzictwo odwagi Miesa van der Rohe i nobilitacja stali jako tworzywa eksponowanego na zewnątrz, co po pojawieniu się paryskiego Centrum Pompidou Renzo Piano i Richarda Rogersa stało się już oczywistością, nadało stali określone konotacje, które nam, jako pracowni uważającej się za neomodernistyczną, w stosowaniu stali jako środka wyrazu architektonicznego bardzo odpowiadały. Jak mówił też Stefan Kuryłowicz, po roku 1990, gdy dostęp do stali wysokiej jakości, który był przed tą datą wyłącznym przywilejem armii, stanął przed nami otworem, mogliśmy sięgnąć po nią śmiało i cieszyć się jej jakością. Ta bowiem stal, z której mogliśmy korzystać w okresie PRL-u, a próbowaliśmy w realizowanych przez nas kościołach, projektowanych jeszcze jako „fuchy” w zaciszu domowym lub w partyzancko działającej pracowni, a wznoszonych systemem gospodarczym, nadawała się, jak to barwnie Stefan określił, głównie do produkcji gwoździ.

Stal w wybranych realizacjach
Kuryłowicz & Associates
Pierwsze nasze fascynacje stalą i uzyskiwanie dzięki niej ekspresji architektonicznej to garaż wielopoziomowy na lotnisku Okęcie, zaprojektowany w latach 1989–90. Garaż ten został wybudowany w konstrukcji stalowej, która dawała możliwość najszybszej i najtańszej realizacji. Od początku był pomyślany jako baza pod budynek hotelu, by potem przysporzyć, już na etapie projektowania samego hotelu, wielu utrapień. To bowiem, co było przewagą stali w garażu, było kłopotem w hotelu, ostatecznie zaprojektowanym w latach 1998–2001 dla sieci Marriot Courtyard, a zrealizowanym w roku 2003. Budynek garażu oparty jest na siatce 7,8 x 7,8 m, rzut na kształcie trapezu ma wymiary 78 x 187,2 m. Elewacja ze stali powlekanej na zielono z czerwono malowanymi słupami pionowymi podtrzymującymi daszki nad wjazdem jest z siatek stalowych rozpiętych pomiędzy zdwojonymi stalowymi słupami.

Budynek Muzeum Sztuki w Denver (USA) swoim złożonym kształtem ma
nawiązywać do otaczającego go miejskiego krajobrazu,
ale również do natury, zwłaszcza Gór Skalistych.

Po doświadczeniach wnętrz budynku Fuji Fotex Polska (1993), gdzie stali chromowanej nierdzewnej użyliśmy z powodów czysto estetyczno- kompozycyjnych, Nautilusa i innych, stal największą rolę odegrała w biurowcu Focus Filtrowa. Stalowe są schody w ogromnym holu, gdzie materiał, z którego zostały wykonane, podkreślają kółeczka łączące ich masę z posadzką. Stalowe są elementy elewacji, podwójnej skóry – budynek jest odbierany jako kamienno- szklano-stalowy.

Passivhaus w Châlons-en-Champagne (Francja) to jeden z pierwszych budynków pasywnych wykonanych w metalowej elewacji.

W przypadku biurowca PLL LOT wyraz architektoniczny jest zdeterminowany zastosowanymi rozwiązaniami technicznymi i pragnieniem nadania obiektowi pewnej dematerializacji, zgodnie z właściwością inwestora związanego z lotnictwem. W tym biurowcu wiele do powiedzenia mają siatki, kraty oraz elementy konstrukcyjne ze stali ocynkowanej, a także stal nierdzewna zastosowana w linkach siatek osłaniających zawieszonych w przestrzeni holi, pomostach. Stal w połączeniu z polerowanym kamieniem i szkłem daje wrażenie zacierania granic pomiędzy tym, co ziemskie, a tym, co uwalnia się od grawitacji.

Centrum handlowe w Thionville (Francja)

Stal i metale obecne w innych naszych biurowcach – siedzibie Arcon Industrial Service Corporation na ul. Baletowej w Warszawie, EMI Pomaton na Poleczki, w tymczasowym pawilonie w EKO Parku – zawsze dawały wrażenie rzetelności i czystości konstrukcji, opowiadały o zamierzonym przekazie architektonicznym w prostych słowach. Może przez to upodobanie do właściwości stali w różnych jej odmianach, jej lekkość i „inżynierskość”, których zawsze pragnęliśmy, aby charakteryzowały nasze projekty – pochodzimy wszak z warszawskiej szkoły architektury, gdzie pragmatyzm i technika były zawsze w cenie – przylgnęła do nas opinia przedstawicieli nurtu high-tech? Nie mieścimy się jednak w jego ramach, nie uważamy się za jego przedstawicieli. W obronionej ostatnio pracy dr. inż. arch. Marcina Goncikowskiego z naszej pracowni (2019), w której analizowane były relacje pomiędzy architekturą przemysłową a architekturą użyteczności publicznej, można znaleźć analizę tego nurtu i powody, w świetle których tak nas sklasyfikować nie można.

Siedziba ArcelorMittal (AOB), Esch-sur-Alzette (Luksemburg)

Pomimo niemieszczenia się w szufladce upodobanie do stali znalazło swój wyraz również w naszym prywatnym domu w Kazimierzu Dolnym. „Łatka”, która do nas przylgnęła, stała się w przypadku tej realizacji niewygodnym balastem, powodując początkowo trudne przyjęcie zamysłów budowy obiektu przez lokalną społeczność, strwożoną wizją szkła i metalu w malowniczych kamienno-drewnianych pejzażach miasteczka. Czekaliśmy 5 lat na pozwolenie na budowę, co było spowodowane naszym optymizmem odnośnie do wdrożenia już uzgodnionego MPZP oraz dostosowaniem parametrów budynku do nowego planu. A on był oprotestowywany i wskutek mało przychylnej postawy odnośnych władz, w tym konserwatorskich, blokował nam działania. Projektu nie chcieliśmy zmieniać, pozostało czekać od 1998 roku aż do roku 2003, kiedy rozpoczęliśmy budowę ukończoną w roku 2006.

Siedziba ruchu skautowego (Luksemburg) – elewacja wykonana ze stali trudnordzewiejącej Indaten ®

Gdy po owych pięciu latach w holu SARP przy kazimierzowskim rynku, w dniu moich urodzin (sic!) pokazywałam projekt przyszłemu wykonawcy – inż. Marianowi Łopatkowi – przypadkowi goście i zainteresowani mieszkańcy byli zdumieni, że dom jest drewniano-kamienny. „Żaden High-tech” – usłyszałam wypowiedziane z ulgą… Tylko trochę stali widocznej we wnętrzach. No, nie bylibyśmy sobą bez niej.

Velodrom w Berlinie (Niemcy) – kryta arena spacerowo-rowerowa

Tekst jest przybliżonym zapisem referatu o tym samym tytule wygłoszonego podczas konferencji Buduj ze stali 15 listopada 2018 w Warszawie.

Przypisy:
1. Bill Addis „Building: 3000 Years of Design Engineering and Construction”
Phaidon, London 2007, str. 181.
2. Ibidem.
3. http://lifewithoutbuildings.net/tag/tour-sans-fin
(pobranie 1 września 2019).