Muzeum Sztuki Nowoczesnej: biały beton to ogromne wyzwanie

Spis treści

1. Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Modernizm – minimalizm – wyzwania
2. Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Projektowanie
3. Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Beton
4. Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Realizacja

Artykuł opublikowany z "A-m" z września 2021 roku.

Budynek nowej siedziby Muzeum Sztuki Nowoczesnej w Warszawie powstaje na placu Defilad, tuż przy Pałacu Kultury i Nauki. Za projekt odpowiada, wyłoniona w 2014 roku w wielomiesięcznym postępowaniu prowadzonym w trybie negocjacji z ogłoszeniem, nowojorska pracownia Thomas Phifer and Partners przy współpracy biura APA Wojciechowski.

Nowe muzeum będzie miało w całości przeszklony parter, a nad nim dwa piętra wystawowe odlane z białego betonu architektonicznego. Budynek zajmuje blisko 20 000 m² powierzchni na 4 kondygnacjach nadziemnych i 2 kondygnacjach podziemnych. Znajdą się w nim przestrzenie wystawowe o powierzchni ponad 4500 m², sale edukacyjne, pracownia konserwatorska i magazyny dzieł sztuki, a także kino z widownią na 150 osób, Studio Eksperymentalne Polskiego Radia, audytorium, czytelnia, bistro i księgarnia. Budynek pomieści również powierzchnie biurowe przeznaczone dla administracji muzeum. Główne przestrzenie wystawowe zlokalizowane będą na pierwszym i drugim piętrze, wokół monumentalnej klatki schodowej. Galerie na najwyższej kondygnacji będą doświetlane rozproszonym światłem słonecznym wpadającym przez świetliki rozmieszczone w dachu. Na obu poziomach wystawowych znajdą się też pomieszczenia z panoramicznymi oknami wychodzącymi na ulicę Marszałkowską i południową pierzeję placu Defilad. Umożliwią one zwiedzającym zobaczenie centrum Warszawy z zupełnie nowej perspektywy.

Czytaj też: „To muzeum musiało wyrąbać sobie własną przestrzeń”. Thomas Phifer i Joanna Mytkowska o nowym MSN |

Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Modernizm – minimalizm – wyzwania

Budowa MSN w Warszawie to historia wyzwań. Architekci i inżynierowie otrzymali zadanie zaprojektowania obiektu w trudnej lokalizacji, nad tunelami i stacją metra (60% budynku znajduje się bezpośrednio nad metrem), w kolizji ze strategiczną energetyczną infrastrukturą miejską, na terenie objętym restrykcyjnym planem miejscowym.

Projekt Thomasa Phifera przywodzi na myśl filozofię architektury modernistycznej opartej na prostocie materiałów, ergonomii i misji budowania ram dla życia społecznego. Dzięki przeszklonemu parterowi bryła zyska dodatkową lekkość: wykonana z białego betonu architektonicznego fasada wyższych pięter będzie optycznie zawieszona nad ziemią. Powstający budynek, zgodnie z ideą architekta, ma być ekranem (dla nowych interwencji artystycznych, projekcji czy iluminacji). Muzeum ma stanowić nieinwazyjne tło i harmonijnie wpisywać się w jedną z głównych ulic Warszawy. Kluczowy był zatem wybór materiałów.

Jednym z głównych kryteriów w trakcie procesu projektowego była trwałość. Zaczęto więc testować rozwiązania, w których elementy konstrukcyjne betonu stanowiły równocześnie o walorze dekoracyjnym. W ten sposób powstała koncepcja użycia białego betonu architektonicznego jako głównego materiału konstrukcyjnego (i dekoracyjnego).

Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Projektowanie

Przyjęcie założenia, by cały budynek wykonać z jasnego betonu, spowodowało, że wszystkie poszczególne etapy związane z technologią i realizacją musiały zostać mu podporządkowane. Dobre doświadczenia pracowni z użyciem białego betonu w Stanach Zjednoczonych postanowiono wykorzystać również przy tym projekcie, co – jak się okazało – nie było łatwe. Pierwotnie rozważano zastosowanie jak najjaśniejszego szarego cementu z zastosowaniem białego barwnika (pierwsze próby wykonano na cemencie hutniczym). Po zrealizowaniu serii próbek stworzono mockup, który miał unaocznić nie tylko kolorystykę elementów w naturalnej skali, ale również zweryfikować wybrane rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne. Okazało się, że uzyskana barwa nie spełnia wymagań ani inwestora, ani architekta, dlatego powrócono do rozwiązania z białym cementem. Po przeanalizowaniu wykorzystywanej w USA receptury białego betonu okazało się, że zawierała oprócz białego cementu również mielony żużel. Ze względów technologicznych byłoby to korzystne, ponieważ ograniczyłoby skurcz i zmniejszyło maksymalne temperatury w ustroju, jednak w ostateczności zrezygnowano z tego rozwiązania i zdecydowano o zastosowaniu jak najbielszego betonu.

Po doświadczeniach przy wykonywaniu mockupu, a także z uwagi na chęć osiągnięcia jak najlepszego rezultatu postawiono przed potencjalnymi wykonawcami bardzo rygorystyczne wymagania, zarówno pod względem konstrukcyjnym, jak i technologicznym. Pierwszy przetarg na realizację budynku muzeum, ogłoszony 28 marca 2018, nie został rozstrzygnięty z powodu braku ofert. Również tym razem wyzwanie, które postawiono przed wykonawcą przerosło możliwości techniczne największych polskich firm. Podstawową przyczyną tej sytuacji była zbyt skomplikowana dokumentacja projektowa w zakresie betonu architektonicznego fasady. Po wielu konsultacjach z potencjalnymi wykonawcami zweryfikowano projekt i specyfikację betonu. Wprowadzono do dokumentacji zmiany – zwiększono liczbę dylatacji, co zmniejszało ryzyko powstania rys skurczowych na elewacji, podtrzymano jednak wymagania związane z kolorystyką betonu. W powtórzonej procedurze udało się otrzymać trzy oferty, z których ostatecznie wybrano firmę Warbud. Odnosząc się do wymogów materiałowych dotyczących betonu architektonicznego, założono użycie białego cementu CEM I/CEM II/A-LL (100% zawartości cementu w mieszance), białego barwnika tytanowego i białego piasku. W celu określenia jakości wykonania posłużono się przykładem kościoła w Saint-Jacques-de-la-Lande we Francji (z wyłączeniem dzwonnicy), zaprojektowanego przez Álvaro Sizę, w przypadku koloru – budynkiem Fondazione Prada autorstwa pracowni OMA. Jakość doprecyzowano, określając kategorię betonu architektonicznego jako BA3. Szczególną uwagę zwrócono na rodzaj i poszycie deskowania. Ze względu na ograniczenie falowania krawędzi blatów (co jest powszechne w przypadku sklejki z powierzchnią wykonaną z żywicy fenolowej) projekt zakładał użycie sklejki brzozowej (gr. 21 mm) z poszyciem plastikowym.

Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Beton

Proces zatwierdzania materiałów podzielono na 5 etapów. W pierwszej kolejności wykonawca przedstawił próbki wszystkich składników mieszanki betonowej oraz deskowania. Ocenie podlegała nie tylko jakość, ale również ewentualny wpływ poszczególnych materiałów na kolor betonu. Po akceptacji wykonano próbki betonu, a następnie elementy próbne: słup, ścianę, strop. Pozwoliło to na doprecyzowanie wybranych elementów, jakie miały pojawić się na mockupie.

Analiza dostępności kruszyw na terenie Polski wykazała, że zastosowanie jasnego lub białego kruszywa grubego stanowi problem ze względu na założoną w projekcie elewacji wysoką wytrzymałość (część elementów wewnętrznych zaprojektowano z betonu klasy C45/55) oraz stopień mrozoodporności F150. Z tego powodu zrezygnowano z zastosowania np. kruszywa marmurowego, jakiego użyto w przypadku wieży Fondazione Prada. Nie bez znaczenia był również fakt braku dostępności odpowiedniego kruszywa na terenie kraju (sprowadzanie go np. z Włoch byłoby nieekonomiczne oraz nieekologiczne). Po przeprowadzeniu testów i ocenie wizualnej wykonanych próbek zdecydowano o użyciu polskiego grysu granitowego. Ze względu na występowanie piasku szklarskiego o bardzo jasnej barwie w kilku miejscach na terenie Polski podjęto decyzję o użyciu mieszanki piasków pochodzących z dwóch wybranych kopalni. Beton wykonany na bazie takiej mieszanki uzyskał jaśniejszą barwę niż beton na piasku wiślanym. W trakcie oględzin przedstawicieli pracowni, w tym Thomasa Phifera, zadecydowano o wykonaniu elementów próbnych przygotowanych przy użyciu tego materiału do dalszych prac nad mieszanką betonową. Przeprowadzono też test piaskowania powierzchni na próbkach wykonanych przy użyciu obu piasków, wychodząc z założenia, że po latach użytkowania nastąpi zabrudzenie betonu i powierzchnie będą wymagały oczyszczenia. Test potwierdził konieczność zastosowania białego piasku. Do badań betonu architektonicznego użyto trzech cementów – dwóch portlandzkich białych i cementu białego zawierającego od 6% do 20% mączki wapiennej. Po serii testów wybrano ten zawierający mączkę wapienną. W ocenie architekta beton ten charakteryzował się najjaśniejszą barwą oraz zimnym odcieniem bieli. W konsekwencji zdecydowano się na użycie cementu pochodzącego z bliższej lokalizacji oraz mającego mniejszą zawartość klinkieru, a tym samym zostawiającego zdecydowanie mniejszy ślad węglowy. Dalszy proces weryfikacji składu betonu polegał na wykonaniu mockupów zarówno dla elementów wewnętrznych, jak i zewnętrznych (obudowy słupów parteru i elewacji). Ze względu na konieczność ukrycia otworów po ściągach istotnym aspektem prób było ich zaszpachlowanie, a następnie ujednolicenie kolorystyczne. Biorąc pod uwagę ilość betonu architektonicznego, a także możliwość wystąpienia miejscowych wad, rozpoczęto również prace nad opracowaniem technologii napraw wszystkich potencjalnych uszkodzeń i wad. Ostatecznie system naprawczy i sposób wypełnienia otworów podlegał zatwierdzeniu dopiero po min. 9 miesiącach od pierwszych testów – tak długi okres miał na celu weryfikację ewentualnych zmian koloru betonu i materiałów naprawczych.

Muzeum Sztuki Nowoczesnej: Realizacja

Wykonywanie betonów z białego cementu, a szczególnie betonu białego, wiąże się z wieloma obostrzeniami, jakie należy spełnić, aby uzyskana powierzchnia była biała zarówno po rozszalowaniu, jak i po wykonaniu innych prac. Należało podjąć działania zmierzające do zminimalizowania ryzyka związanego z zabrudzeniem zarówno deskowania do momentu rozpoczęcia betonowania, jak i już wykonanych elementów. Dużym problemem okazały się zabrudzenia rdzą ze zbrojenia w trakcie opadów atmosferycznych. Ze względu na napięty harmonogram należało wziąć pod uwagę wykonywanie konstrukcji we wszystkich porach roku, w tym także w trakcie opadów deszczu i śniegu. Rozważano zastosowanie namiotów, ale ze względu na rozmiar konstrukcji i komplikacje wynikające z tego rozwiązania, pomysł zarzucono. Po przeprowadzeniu wielu prób zdecydowano się na zastosowanie mat układanych na deskowaniu, które chroniły je w trakcie zbrojenia i zatrzymywały rdzę. Maty były usuwane bezpośrednio przed betonowaniem.

Wykonywanie elementów pionowych wymagało innego podejścia. Wszystkie części deskowania były chronione zarówno przed deszczem, jak i intensywnym nasłonecznieniem. Po rozdeskowaniu ściany i słupy wstępnie zabezpieczano środkiem hydrofobizującym (ostateczne zabezpieczenie przewidziano na etapie prac wykończeniowych), a następnie dolną część elementów osłonięto płytami. Aby ograniczyć spływanie rdzy z prętów, zabezpieczano je folią i osłaniano specjalnymi konstrukcjami. Oddzielną kwestią było prowadzenie prac w okresie obniżonych temperatur. Pierwsze doświadczenia pokazały, że niska temperatura, wskutek wzrostu lepkości środka antyadhezyjnego i mieszanki betonowej, powoduje zwiększenie ilości pęcherzy powietrza na powierzchni betonu. W celu wyeliminowania tego zjawiska zdecydowano się na wprowadzenie procedury polegającej na osłonięciu całego deskowania i zastosowaniu nagrzewu. Betonowanie rozpoczynano dopiero wtedy, gdy wewnątrz deskowania, na wysokości minimum 1 m od jego wierzchu, odnotowano temperaturę min. +12°C. Realizacja projektu wykonanego z betonu architektonicznego wymaga od zaangażowanych stron zupełnie innego podejścia niż na typowej budowie. W konsekwencji założenie uzyskania tak jasnego odcienia, jak przewidział to architekt, wiązało się z koniecznością użycia białego cementu, który na taką skalę nie był jeszcze w Polsce stosowany, białego piasku (w trakcie rozpoczynania prac w kraju nie było piasku spełniającego właściwe kryteria) i białego barwnika.

Również sam proces wykonania okazał się niezwykle skomplikowany. Wszystkie urządzenia znajdujące się w betonie muszą być wybrane przed ich wbudowaniem, a ich lokalizacja precyzyjnie określona. Powoduje to odwrócenie porządku całego procesu budowy, w którym to najpierw trzeba zaakceptować urządzenia, a dopiero potem realizować konstrukcję. Wymaga to ogromnego zaangażowania oraz umiejętności organizacyjnych zarówno po stronie wykonawcy, jak i projektanta. Budowanie nowej przestrzeni dla sztuki okazało się sztuką samą w sobie.

Pierwsi widzowie mają pojawić się w budynku w 2023 roku.

Jednym z wyzwań było prowadzenie budowy w trudnej lokalizacji – 60% budynku znajduje się bezpośrednio nad metrem

Uzyskanie tak jasnego koloru, jak zaplanował architekt, wiązało się z koniecznością użycia białego cementu, który w momencie realizacji nie był jeszcze w Polsce stosowany na taką skalę