Wydanie polsko-amerykańskiego podręcznika, wystawienie sztuki teatralnej, budowa eksperymentalnego parkingu – to plany pracowników Zakładu Konstrukcji Wydziału Architektury PWr. Wszystkie łączą się z postacią legendarnego amerykańskiego konstruktora-architekta Richarda Buckminstera Fullera
Richard Buckminster Fuller (1895-1983) to amerykański konstruktor, architekt, kartograf i filozof, przedstawiciel szeroko pojętego konstruktywizmu i pionier architektury hi-tech. Autor „kopuły geodezyjnej”, której półsferyczny szkielet wypełniony wielokątami osiągał zaskakujące rezultaty pod względem wytrzymałości, stabilności i łatwości wybudowania przy niskich kosztach. Wspólnie z Kennethem Snelsonem wynalazł tensegrity - ustrój konstrukcyjny, w którym następuje wzajemna stabilizacja elementów rozciąganych i ściskanych. Otrzymał 25 patentów, był autorem 48 książek.
Dr hab. inż. Waldemar Bober i dr arch. inż. Przemysław Stobiecki z Zakładu Konstrukcji Wydziału Architektury PWr w lutym wzięli udział w Design Science Symposium „STEM to STEAM thru Synergy: Bridging Morphology, Biomimicry, Sustainability and Synergetics” w Rhode Island School of Design w Providence koło Bostonu. Przy tej okazji nawiązali kontakty z odpowiednikiem ich zakładu w MIT (Massachusetts Institute of Technology) i kontynuatorami myśli Fullera. Opowiadają o planach współpracy z MIT i o projektowaniu eksperymentalnego ekologicznego parkingu w ramach programu „Demonstrator”, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
Konferencja spełniła wasze oczekiwania?
Dr Waldemar Bober: - Głównym celem naszego wyjazdu było podtrzymanie i rozwinięcie kontaktów ze środowiskiem Richarda Fullera oraz znajomym nam środowiskiem z MIT. Rozwinięcie idei fullerowskich było także przedmiotem wystąpień na konferencji w Rhode Island School of Design koło Bostonu, ponieważ tam się spotkało środowisko uczniów i kontynuatorów myśli Fullera.
Czego dotyczą jego idee?
Był konstruktorem, architektem, filozofem, wynalazcą, a w młodości także marynarzem. Kształtował idee nie tylko techniczne, ale także filozoficzne i mieszał je ze sobą. To jest w dużej mierze wiedza interdyscyplinarna. Próbujemy odnieść się do jej elementów geometrycznych, bo to jest przedmiotem naszych zainteresowań naukowych - próba implementacji systemu fullerowskiego, polegającego na stereometrii opartej o czworościan. To odejście od układu kartezjańskiego, który jest powszechni znany i stosowany. A Fuller powiedział, że przestrzeń i rzeczywistość lepiej opisuje układ czworościenny, oparty na kącie 60 stopni. To bardzo ciekawa idea, która znalazła już uznanie w krystalografii, i tzw. fulleren, czyli węgiel C60 jest zbudowany na geometrii fullerowskiej.
Jak planujecie zastosować ten system?
Oczywiście w teorii konstrukcji przestrzennych, głównie prętowych. Jest to też bardzo rozwojowe, jeśli chodzi o kształtowanie geometrii siatek w elementach skończonych, ponieważ elementy przestrzenne w metodzie elementów skończonych (ang. FEM) sprowadzają się do podziału przestrzeni na czworościany, często nieforemne. My podejmujemy próbę przebadania aspektów nieforemności w stereometrii. Interesują nas układy nieforemne, bo foremne zostały już dość dobrze poznane. Nasze prace służą rozwijaniu i popularyzowaniu jego myśli w tutejszym środowisku. Moje wystąpienie na konferencji dotyczyło metody designu z zastosowaniem metody kontrakcji, czyli ściągnięcia, które ma ścisły związek z teorią Fullera.
Podczas pobytu w Nowym Jorku odwiedziliśmy też córkę Fullera - Allegrę Fuller-Snyder. Nie był to pierwszy nasz kontakt ze środowiskiem tego słynnego konstruktora i filozofa: w zeszłym roku gościem naszej konferencji „Instructa” był Doug Ward Jacobs, członek Instytutu Fullera w Nowym Jorku. Jest on reżyserem i autorem sztuki o Fullerze, którą chcemy przedstawić na PWr.
Przez studencki teatr Sztampa?
Bardzo prawdopodobne, bo byliśmy z Dougiem Jacobsem na próbie tego teatru w budynku C-13. Bardzo mu się podobała sala, w której Sztampa występuje (a w projektowaniu której kiedyś brałem udział). Tak więc współpraca fullerowska będzie kontynuowana i podejmiemy próbę przygotowania prapremiery tej sztuki właśnie w naszym środowisku uczelnianym, być może w przyszłym roku akademickim. Byłoby to ważne wydarzenie, uwiarygadniające naszą współpracę z MIT. Przy okazji pobytu na konferencji spotkaliśmy się też z siostrzanym Zakładem Konstrukcji na tej uczelni.
Na czym jeszcze będzie polegała ta współpraca?
Zamierzamy wspólnie przygotować podręcznik akademicki. Jesteśmy w fazie wstępnych rozmów z wydawnictwem z MIT w celu pozyskania praw autorskich do częściowej publikacji książki profesora Edwarda Allena. Jest on współpracownikiem i kontynuatorem prac Wacława Zalewskiego, który był profesorem konstrukcji na Wydziale Architektury MIT. Chcemy to implementować na grunt polski, bo publikacje merytoryczne Zalewskiego właściwie nie istnieją w języku polskim. Planujemy tę publikację uzupełnić o własne materiały, a więc będzie to wspólny podręcznik naszych dwóch uczelni.
Mieliśmy też kontakt z ostatnią asystentką Fullera Amy Edmondson, która jest teraz profesorem na Harvardzie. Fuller opublikował bardzo dużo swoich prac, ale posługiwał się bardzo trudnym, skomplikowanym językiem, tworzył mnóstwo neologizmów.
Amy Edmondson napisała akademickie tłumaczenie, uproszczoną wersję głównej pracy Fullera, którą zamierzamy przetłumaczyć na język polski. Ktoś, kto chce się zapoznać z Fullerem, powinien po to sięgnąć, bo jego oryginalne prace mogą okazać się zbyt trudne.
W perspektywie dwóch lat planujemy zorganizować też konferencję fullerowską w Polsce, być może we wrześniu 2016 roku.
Z Fullerem, o Fullerze... Czy pana wystąpienie konferencyjne też miało z nim związek?
Dr Przemysław Stobiecki: - To były raczej propozycje, wynalazki dla środowiska konstruktorów i architektów. Ale z nim wiąże się też Centrum RoSE, które oprócz Zakładu Konstrukcji reprezentowaliśmy w USA. Ma ono w nazwie zrównoważony rozwój, a Fuller także zajmował się tymi zagadnieniami. W niektórych środowiskach uchodzi za ojca synergii w ujęciu zrównoważonego rozwoju.
Czym jest Centrum RoSE?
Jego pełna nazwa brzmi: Centrum Naukowe Zrównoważonego Kształtowania Środowiska Zbudowanego „RoSE” PWr. Staramy się rozwinąć i rozpropagować idee Centrum, które skupia aktywnie pracujących nad nowymi pomysłami naukowców i studentów. Próbujemy nawiązać współpracę pomiędzy amerykańskim środowiskiem naukowym a naszą uczelnią, a w najbliższym czasie chcemy włączyć Centrum RoSE do badań naukowych nad realizacją programu „Demonstrator”, w którym Zakład Konstrukcji Wydziału Archotektury (wraz z Fabet Kielce S.A. i Jordahl & Pfeifer sp. z o.o.) wygrał konkurs NCBiR. „Demonstrator” służy pokazaniu efektów współpracy nauki z przemysłem. W naszym wypadku umowa na realizację tego programu została podpisana w styczniu bieżącego roku. Teraz kontynuujemy prace badawcze nad projektem „Systemu modyfikowalnych prefabrykowanych obiektów parkingów wielopoziomowych - UniParking w technologii bi-Concrete®”.
Gdzie możemy się spodziewać realizacji takich parkingów?
Na razie jeden przykładowy będzie realizowany w Kielcach, bo Fabet Kielce SA jest, obok Jordahl & Pfeifer sp. z o.o. i strony naukowej, czyli Wydziału Architektury PWr, partnerem w konsorcjum naukowym tego projektu. Fabet zajmuje się prefabrykacją betonową, a Jordahl & Pfeifer produkuje łączniki budowlane, stosowane także w żelbecie. W założeniu projektu to ma być modularny system ekologicznych parkingów mobilnych, które będzie można przenosić z miejsca na miejsce.
Na czym polega jego wyjątkowość?
Ten pilotażowo-demonstracyjny parking wielopoziomowy ma mieć cztery kondygnacje wykonane z ultralekkich zespolonych prefabrykatów betonowych ze specjalną warstwą wierzchnią. Dzięki zastosowaniu tej innowacji ilość konstrukcji niezbędnej do wykonania obiektu zostanie znacznie zredukowana, co pozwoli obniżyć jego koszt o około 20-25 proc. Istotnym elementem projektu ma być redukcja energochłonności produkcji, a co za tym idzie - oszczędności w emisji CO2 rzędu 5 ton na jedno miejsce parkingowe.
Parking będzie się składał z kilku podstawowych elementów: perforowanej płyty elewacyjnej, która będzie miała swój wariant jako płyta dachowa, płyt stropowych, 16-metrowych belek z bi-Concrete®, z dodatkiem tworzyw sztucznych.
Przewidujecie w nim jeszcze inne rozwiązania ekologiczne?
Chcemy zastosować innowacyjne sposoby wykorzystania wody opadowej i pompy wodne pompujące wodę pod ciężarem każdego wjeżdżającego na parking samochodu. Będzie ona później wykorzystania np. do mycia samochodów, w toaletach, przepompowywana do okolicznych budynków lub w odpowiednich instalacjach w połączeniu z turbiną prądotwórczą jako czynnik produkujący energię elektryczną w godzinach szczytu. Będą też zastosowane bierne akumulatory ciepła poprzez odpowiednie ukształtowanie szedów dachowych – odpowiedni dobór ich kształtu pozwala na gromadzenie ciepła w słoneczne dni i np. ogrzewanie wody w zbiornikach pod dachem.
Inne aspekty ekologiczne to także pokrycie ścian parkingu zielenią - pnączami, które poprawią mikroklimat parkingu, a na dachu - zastosowanie ogniw fotowoltaicznych. Dzięki tym wszystkim rozwiązaniom budynek stanie się samowystarczalny energetycznie i będzie mógł produkować dodatkową energię tak, żeby jego koszty się zwróciły w przeciągu 10-15 lat funkcjonowania.
Słowem, ma być ekologiczny, innowacyjny, opłacalny i lepszy od wszystkich innych!
Rozmawiała Krystyna Malkiewicz
***
Prof. dr inż. Wacław Zalewski (ur. 1917 r.) jest jednym z najwybitniejszych konstruktorów na świecie. Wyjechał z Polski w 1962 r. Obecnie jest emerytowanym profesorem na Massachusetts Institute of Technology (MIT), znany przede wszystkim jako twórca tzw. Szkoły Zalewskiego oraz autor wielu znakomitych realizacji w Polsce i na świecie.