Niezwykłe elewacje: żagle z blachy cynkowo-tytanowej i szkła

Autorem projektu Grand Hotel Tschuggen w Szwajcarii jest znany architekt Mario Botta, a jego dzieło to niespotykana koncepcja - we wspaniałym górskim krajobrazie widoczne są tylko elewacje: przeszklenia pokryte blachą cynkowo-tytanową. Realizacja hotelu była możliwa tylko dlatego, że pokonano nadzwyczajne trudności związane z konstrukcją obiektu oraz logistyką prac montażowych.

Konstrukcja dachu hotelu ukryta jest w zieleni. Zadbano o to, by nowa inwestycja nie ingerowała w górski krajobraz i stała się niemal niewidoczna. W tym celu wybrano grunt ze zbocza, natomiast widoczne są tylko niezwykłe elewacje - dziewięć wielkich, jak żagle, stojących na zboczu przestrzennych form. Pełnią one funkcję doświetlającą i są starannie wkomponowane w otoczenie.

Od strony miejscowości widać tylko przeszklenia, natomiast z drugiej - wydęte w kształcie żagli przestrzenne formy pokryte blachą cynkowo-tytanową. "Żagle" mają zróżnicowaną wysokość, a każdy z nich - odmienny kształt. Ich ściany wewnętrzne są bardzo jasne, by móc przechwytywać jak najwięcej promieni słonecznych kierując je poprzez trójkątną podstawę ku dołowi – do centrum odnowy biologicznej.
Dzięki wyrafinowanym kształtom "żagli świetlnych" goście spa mogą spoglądać na położoną poniżej miejscowość Arosa, a mieszkańcy oraz turyści podziwiać wyrafinowaną kompozycję na zboczu góry, nocą pięknie iluminowaną.

Duże przeszklenia zapewniają światło dziennie

Jasność światła oraz jego barwa to jeden ze środków, jakimi posługują się architekci w celu nadania wyrazu swoim projektom. Najbardziej pożądaną odmianą światła jest światło dzienne. Zmienia ono nastrój wnętrz w zależności od pogody oraz pór roku. Zegar biologiczny człowieka zaczyna funkcjonować w tym samym rytmie, a kontakt klientów spa z otoczeniem zewnętrznym wzmacnia efekt terapeutyczny odnowy biologicznej.

Blacha cynkowo-tytanowa na ekstremalne warunki

Położone na wysokości 1800 metrów nad poziomem morza żagle świetlne” muszą mieć odpowiednią wytrzymałość i trwałość. Latem, przy bezpośrednim nasłonecznieniu, są one poddawane temperaturze nawet do 80°C. Zimą zaś, gdy na zewnątrz panuje 30-stopniowy mróz, w środku musi być zapewniony przyjazny klimat niezbędny na basenie i w łaźniach. Budowla ma więc do czynienia z ekstremalnymi warunkami klimatycznymi. Oddziałowują na nią upał, mróz, wilgoć, susza, szybkie zmiany temperatury, jednostronne nasłonecznienie, wiatr, deszcz i śnieg. Wilgoć pochodzącą z centrum odnowy powodującą kondensację pary wodnej i wiele innych czynników można znaleźć w spisie najbardziej niekorzystnych czynników z punktu widzenia fizyki budowli. Wszystkie one skupiają się w jednym miejscu, czasem jednocześnie, i ze zmiennym natężeniem.

Elewacje - od szkicu do detalu

"Żagle" mają zróżnicowaną wysokość od 9 do 16 m, i każdy z nich ma inny kształt. Ustawiono je na identycznej wielkości trójkątnych podstawach. Obiekty przeszklone skierowano w stronę miejscowości, a te zadaszone ustawiono w kierunku zbocza.

Ich bryły były trudne do narysowania i obliczenia w tradycyjny sposób. Od samego początku formę żagli kształtowano więc za pomocą oprogramowania 3D. Krok po kroku ze szkiców wyłaniały się kształty oraz wymiary żagli świetlnych pięciu typów. Kształtom tym przyglądano się z różnej perspektywy, aby odpowiednio opracować proporcje całej kompozycji.

Kolejnym krokiem było zaplanowanie konstrukcji podstawowej — ramy nośnej z rur stalowych, spawanej w punktach łączenia. Po czym na ramę nałożono elementy z kształtowników, co pozwoliło zwiększyć sztywność konstrukcji i ułatwiło montaż elementów dachu, elewacji oraz instalacji. W płaszczyznach dachu do ram przymocowano konstrukcję drewnianą, na której przymocowano pokrycie wewnętrzne i ułożono paroizolację, izolację cieplną, deskowanie, a następnie zewnętrzną warstwę pokrycia z blachy cynkowo-tytanowej RHEINZINK^® „patyna^pro szaroniebieska” (w systemie podwójnego rąbka stojącego).

Wykonawcy dachu z tytan-cynku z okolicy

Budowie "żagli świetlnych" przewodniczyło konsorcjum firm blacharskich Krapf AG, które dobrało i zatrudniło specjalistów do prac stolarskich oraz blacharskich. Połączono "know-how" znanej z wymagających projektów firmy Scherrer Metec AG z lokalnym wykonawstwem. Prac dekarsko-blacharskich podjęły się trzy firmy, mające siedziby w okolicy: Scherrer Metec AG (wcześniej Jakob Scherrer Söhne AG, Zürich), Renato Egli (St. Gallen) oraz Ludwig Waidacher (Arosa).
Wyzwaniem była nie tylko wysokość, na jakiej zlokalizowano budynek, ale i lokalne warunki klimatyczne. To powód, dla którego do realizacji takich projektów warto angażować firmy z rynku lokalnego. Znają one panujące na miejscu warunki, doskonale orientują się w lokalnych przepisach oraz wiedzą, jakie środki ochronne należy wprowadzić w związku z nagłymi zmianami pogody. Zatrudnienie lokalnych wykonawców przyśpiesza prace i poprawia logistykę robót montażowych. Prace dekarskie były wykonywane jednocześnie przez 12 blacharzy.

Precyzja wykonania konstrukcji dachu

Aby wykonać konstrukcje "żagli", wynajęto w St. Gallen halę przemysłową i zainstalowało w niej ogromy metalowy prostopadłościan pełniący funkcję szablonu montażowego. Służył on do bardzo dokładnego ustawiania (co do milimetra), a potem łączenia poszczególnych elementów konstrukcji. Sterowana przy użyciu CNC maszyna wyginała rury konstrukcji nośnej do odpowiednich kształtów (promienie wygięć obliczono podczas tworzenia konstrukcji w 3D). Podczas wyginania rur maszyna nie tylko kontrolowała wymiary, ale i na bieżąco wprowadzała odpowiednie poprawki. W ich wyniku uzyskano niespotykanie niską tolerancję odchyłek (o wartości ±5 mm).

Transport na górę helikopterem

Z uwagi na to, że długie na 13 metrów i ważące po 4 tony elementy ramy nie nadawały się do kołowego transportu z St. Gallen do Arosa, należało je ponownie zdemontować. Po demontażu ram nośnych poszczególne elementy poddano obróbce uszlachetniającej (szlifowanie, powlekanie, lakierowanie). I dopiero wtedy pakowano je na ciężarówki i transportowano z St. Gallen do Fideris.
W Fideris przygotowano specjalne miejsce, w którym ramy składano ponownie, po czym przygotowywano je do transportu lotniczego. Każdy lot do Arosa trwał około 20 minut. Za pomocą helikoptera ramy ustawiano bezpośrednio na przygotowanych wcześniej fundamentach.

Logistyka "just-in-time"

W górach, na dużych wysokościach nad poziomem morza, sezon budowlany jest bardzo krótki – trwa tylko kilka miesięcy. Ponadto przy profilowaniu blachy cynkowo-tytanowej należało uwzględnić możliwość wystąpienia niskich temperatur bezpośrednio na placu budowy. Dlatego od samego początku trzeba było trzymać się restrykcyjnego zarządzania czasem oraz pracą. Równolegle z montażem ram prowadzono więc prace związane z detalami konstrukcji drewnianych oraz obróbek blacharskich. Na "żagle" zużyto około 1000 m² blachy cynkowo-tytanowej, przycięto z niej i odpowiednio ukształtowano 780 elementów. Najwyższy i największy z dziewięciu żagli świetlnych ma powierzchnię około 200 m².
Elementy blaszane (odpowiednio zapakowane) należało dostarczyć na plac budowy dokładnie w momencie ukończenia ram, aby prace blacharskie mogły być prowadzone bez przerwy. Tego typu logistyka, zwana „just-in-time” jest dla wielu podwykonawców czymś nadzwyczajnym. Wymaga ona nie tylko doskonale zorganizowanego warsztatu pracy, ale i idealnego współdziałania wszystkich partnerów biorących udział w projekcie. Taką gimnastykę logistyczną powtarzano przy każdym z dziewięciu żagli. Trzeba przyznać, że również warunki pogodowe lata 2005 r. sprzyjały szybkiemu posuwaniu się prac budowlanych. Wszystkie dziewięć żagli zostało zamontowanych i obudowanych zanim nadeszła zima. Roboty przeprowadzono zaledwie w siedem tygodni.