Jeżowa kopuła

Nie, na szczęście nie zanosi się jeszcze w Rosji na wznoszenie konstrukcji na cześć architekta Wielkiej Czystki, Nikołaja Jeżowa. Mowa o sukcesach architektów i bioników ze stuttgarckiego Instytutu Projektowania Strukturalnego (Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen, ITKE), którzy już po raz drugi, doskonaląc własne dzieło, wznieśli gigantyczną, samonośną konstrukcję ze sklejki, zaprojektowaną komputerowo, a naśladującą budowę skorupy jednego z gatunków jeża morskiego.

Niemal kuliste, czasem lekko spłaszczone „muszle”, stanowiące u bezkręgowców, jakimi są jeże morskie, odpowiednik szkieletu fascynują wielu plażowiczów nad ciepłymi morzami. Oczyszczone z kolców i polakierowane, nieraz sprzedawane są jako pamiątka, którą niełatwo dowieźć do domu ze względu na jej lekkość i kruchość. Muszle te są wielokrotnie lżejsze i cięższe niż te tworzone przez skorupiaki – a jednak za życia jeża morskiego chronią jego organizm, również przed poważnymi obciążeniami, prądami morskimi, etc. Dzieje się tak ze względu na ich „tarczkowatą” budowę: pięcioboczne, cienkie płytki z chityny połączone są systemem zaczepów i ścięgienek, zapewniających minimalną elastyczność – a jednocześnie zapewniających spoistość konstrukcji.

Badacze ze Stuttgartu postanowili powtórzyć to rozwiązanie w tysiąckrotnie większej skali. Najpierw, przed dwoma laty, wznieśli pawilon wystawienniczy z 2340 pięciokątów ze sklejki połączonych „zaczepami”, przypominającymi trochę znany z tradycyjnego budownictwa drewnianego „jaskółczy ogon”. Pawilon o powierzchni 245 m.kw. , w najwyższym punkcie mierzący 17 metrów, został zaprojektowany przy użyciu programów komputerowych i przycięty przez obrabiarki cyfrowe. Do jego budowy zostało wykorzystanych zaledwie 12 metrów sześciennych brzozowej sklejki – i już to pokazuje, jak świetnie metoda ta mogłaby się sprawdzić w przypadku projektowania domów jednorodzinnych lub towarzyszących im budynków gospodarczych.

W dwa lata później projektanci postanowili powtórzyć i udoskonalić swój sukces. Zastanawiając się, jak zapewnić kopule większą elastyczność i odporność na wstrząsy i podmuchy wiatru, postanowili odwołać się do innej charakterystycznej cechy jeżowej skorupy, a mianowicie połączenia tarczek nitkami mikrościęgien. I tym razem nie obeszło się bez pomocy komputerów – przed przystąpieniem do pracy w rzeczywistości należało zaprojektować najlepszą z punktu widzenia ergonomiki lokalizację kilkuset tysięcy otworów. Ich nawiercaniem, a następnie „zszywaniem” blisko metrowej średnicy, powyginanych pod rozmaitym kątem płyt sklejki zajmowała się specjalnie zaprojektowana maszyna, łącząca możliwości obrabiarki cyfrowej, koparki i chwytaka.

Najnowsza kopuła jest w stanie oprzeć się nawet podmuchom huraganu. Co może jeszcze ważniejsze, zainteresowani się nią również architekci, pracujący nad rozwiązaniami dla terenów, gdzie utrzymuje się duże zagrożenie tektoniczne. Wiele wznoszonych w Japonii czy Kalifornii budynków bywa wyposażonych w różnego rodzaju „szczeliny dylatacyjne” czy strefy zgniotu, mające za zadanie amortyzowanie i przenoszenie napięć – zupełnie czym innym jest jednak równomierne rozkładanie się przeciążeń w całej strukturze budynku. Jeśli – o czym przebąkują specjaliści z ITKE – udałoby się zaprojektować mniejszych rozmiarów kopułę z kilkudziesięciu zawczasu nawierconych płyt pilśniowych, które można by montować ręcznie, przy użyciu mocnej stalowej linki i w oparciu o proste rusztowania – obok naszych domów jednorodzinnych rychło pojawić się mogą setki brzozowych igloo. (ws)