Muzeum Sztuki Współczesnej

Przebudowa kampusu wchodzącego w skład Muzeum Sztuki Współczesnej w Houston jest obecnie największą inwestycją dla instytucji kultury w Ameryce Północnej. Celem nowego założenia urbanistycznego jest dopełnienie przestrzenne sąsiadujących historycznych obiektów, takich jak kościół z 1924 roku, budynek Miesa van der Rohe czy park rzeźb projektu Isamu Noguchi. Częścią kampusu jest również nowy budynek o powierzchni ponad 22 000 m², mieszczący kolekcje sztuki współczesnej, nazwany od patronów muzeum Nancy i Richa Kinderów. Na trzech poziomach rozmieszczonych wokół przestrzeni centralnej rozlokowano sale wystawiennicze, audytorium dla 225 gości, kawiarnie, restaurację, parking podziemny ze 115 miejscami oraz tunele dla pieszych pomiędzy Szkołą Artystyczną Glassell oraz budynkiem prawa Caroline Weiss.

Projekt zlecono pracowni Steven Holl Architects, znanej m.in. z realizacji kompleksu mieszkaniowego Linked Hybrid w Pekinie („A-m” 11/09), Muzeum Sztuki Współczesnej w Richmond czy przebudowy Muzeum Sztuki Nelson Atkins w Kansas City. Założeniem koncepcyjnym było wpisanie się w kontekst istniejących budynków – zamkniętej, kamiennej formy projektu Rafaela Moneo oraz stalowo-szklanego obiektu Miesa van der Rohe. Zaproponowany projekt – prosty geometrycznie, z masywną, półprzeźroczystą fasadą – stworzył balans pomiędzy wcześniej wspomnianymi budynkami. Półtransparentna elewacja, zbudowana z elementów w kształcie połowy walca, stanowi ekran dla gry światła i cienia drzew z parku rzeźb.

Koncepcja wtapiania się obiektu w otaczającą zieleń ma również swoje odzwierciedlenie w jego porowatej formie. Jednolitą fasadę poprzecinano siedmioma zagłębieniami tworzącymi zewnętrzne ogrody, definiujące poszczególne wejścia do budynku i ułatwiające orientację wewnątrz. Na uwagę zasługuje również tzw. piąta fasada budynku – dach. Jego forma w założeniu koncepcyjnym ma odzwierciedlać układ chmur nad Houston. Ma ona również bardzo pragmatyczną funkcję: umożliwia doświetlenie światłem dziennym każdego z pomieszczeń. Światło docierające poprzez liczne świetliki zostaje rozproszone przez wypukłe formy sufitów umiejscowione pod różnymi kątami, przenikające się wzajemnie pomiędzy galeriami.

Konstrukcja

Pod względem rozwiązań technicznych na szczególną uwagę zasługuje przede wszystkim półprzeźroczysta fasada. Pracownia Stevena Holla ma bardzo duże doświadczenie w realizacji tego typu elewacji. Wiedza całego zespołu oraz udział w praktycznych i testowych projektach dotyczących możliwych rozwiązań materiałowych i izolacyjnych, które umożliwiają przenikanie rozproszonego światła, znalazła zastosowanie również w tym projekcie, jednak w sposób wcześniej niepraktykowany przy obiektach tej skali.

Aby uzyskać pożądany efekt masywnej półtransparentnej fasady, architekci rozpoczęli od testów na półprzeźroczystych formach i wzorach oraz ich efektach wizualnych przy świetle dziennym i sztucznym. Wykorzystując akrylowe pręty laminowane w formatkach z tego samego materiału, zaobserwowano charakterystyczne rozchodzenie się światła w zależności od krzywizny łuku. Ponieważ samo zastosowanie laminowanego giętego szklenia jako ściany osłonowej nie było do tej pory realizowane w takiej formie i skali w Stanach Zjednoczonych, wymagało serii obliczeń oraz testów na pełnowymiarowych prototypach. Zakończone sukcesem badania inżynierów z firm Knippers Helbig oraz Gartner umożliwiły użycie w projekcie 1103 profili łukowych z giętego, a następnie laminowanego szkła, w łącznie 459 różnych typach. Forma profili pozwoliła na zastosowanie sztywnej geometrii łuku, co umożliwiło wykorzystanie szklanych elementów o długości do 6 m i promieniu krzywizny 370 cm. Fabrykację szklanych profili powierzono firmie ShenZhen ShenNanYi Glass Products w Chinach. Panele fabrykowano pojedynczo, co wraz z formowaniem krzywizny i studzeniem profilu trwało do ośmiu godzin dla każdego z nich. Za wyliczenia oraz montaż fasady odpowiedzialna była firma Gartner z siedzibą w Bawarii, gdzie powstawały kolejne prototypy wraz z systemem mocowań do zewnętrznej fasady nośnej.

Duże znaczenie przy projekcie mocowań miała współpraca ze specjalistami z firmy Transsolar, którzy analizowali ich możliwe zastosowanie w celu ograniczeń zysków ciepła przez budynek. Na podstawie przeprowadzonych analiz zdecydowano o odstępie 90 cm pomiędzy fasadą nośną i tzw. zimnym płaszczem (szklaną fasadą tubularną). Stały przepływ powietrza i zastosowanie efektu kominowego umożliwiły redukcję zysków ciepła aż o 70%. To rozwiązanie ułatwiło umiejscowienie kładki rewizyjnej oraz stalowej konstrukcji mocującej, na której zawieszona jest fasada. Ze względu na ilość szklanych profili system mocowania przechodził wielokrotną optymalizację. Zredukowany do minimum sprawił, że fasada wydaje się jednolitą półprzeźroczystą płaszczyzną oplatającą cały budynek wraz z narożnikami. Ciężar własny szklanych elementów pozwolił na ich swobodne oparcie na profilach ze stali nierdzewnej i podkładkach EPDM. Przenoszenia sił bocznych zapewniły cztery aluminiowe klipsy i silikon strukturalny w każdym z profilowych szklanych narożników. Początkowo klipsy zamocowano bezpośrednio do stalowych profili podtrzymujących kładkę rewizyjną, a następnie do fasady nośnej. Pełen przekrój widoczny jest od strony zachodniej, gdzie szklane profile stanowią część podcienia, umożliwiając obserwowanie refrakcji światła na posadzce. Piękno w prostocie rozwiązań technicznych fasady rekompensuje trud, jakim było mierzenie się z wyzwaniem dotyczącym realizacji wielokrzywiznowego dachu.

Sprawdzianem było także wykonanie dwóch tuneli łączących muzeum z Glassell School of Art oraz z sąsiadującym budynkiem prawa. Ten drugi, 130-metrowy tunel poprowadzono bezpośrednio pod ulicą, która przez cały proces wykopu funkcjonowała niezmiennie.

Kolejnym wyzwaniem było niezwykle skomplikowane strukturalnie rozwiązanie wielokrzywiznowego dachu. Otwarta forma przestrzeni wystawienniczych oraz założenia pełnej elastyczności poszczególnych pomieszczeń wykluczały typowe rozwiązania słupowe dla dachów o tak zmiennej geometrii i rozpiętości. W rezultacie całość została podzielona na 23 sekcje, oddziałujące wspólnie jako samonośna sieć połączeń dla obciążeń. Świetliki dachowe sal wystawienniczych, wynikowa przenikających się krzywizn, stanowiły dodatkowe wyzwanie dla projektu konstrukcji, ponieważ z założenia wielkość stalowych profili musiała umożliwiać penetrację światła do wnętrza budynku. Ostatecznie zastosowano serię kratownic przestrzennych, w której każdy z elementów jest niepowtarzalny. Zewnętrzna megastruktura każdego z 23 świetlików wykonana została z profili rurowych, wnętrze każdego z nich wypełnia struktura belek HSS umieszczona na siatce przestrzennej o wymiarach 3 x 3 m (łącznie niemal 700 niepowtarzalnych profili).

Podobne w skali wyzwanie, co wyliczenia strukturalne, stanowił proces erekcji, dla którego wybudowano serię wież podporowych (najwyższa o wysokości 21 m). Wykonanie ich było konieczne ze względu na ogromne rozpiętości i wynikające z nich ugięcia profili, co uniemożliwiało ich precyzyjne łączenia. Kluczowy był również system stabilizacji poszczególnych fragmentów zadaszenia, które dopiero połączone stworzyły stabilną strukturę przestrzenną. Górną warstwę dachu stanowi poszycie aluminiowe pokryte warstwą chudego betonu wraz z hydroizolacją oraz powłoką izolacji termicznej o grubości 15 cm.

Wspomniane wcześniej rozwiązania fasadowe umożliwiające redukcję zysków ciepła budynku oraz drobiazgowy proces optymalizacji konstrukcji, doboru materiałów i rozwiązań technicznych pozwoliły na uzyskanie certyfikatu LEED na poziomie Gold.

Czytaj też: Steven Holl, Written in Water |

Celem założenia jest stworzenie nowych przestrzeni ekspozycyjnych muzeum i dopełnienie przestrzenne obiektów historycznych sąsiadujących z obiektem