Bryła pawilonu edukacyjnego Kamień jest amorficzna i ten fakt miał wpływ na kolejne etapy pracy nad budynkiem: poczynając od rysunków, przez wyznaczanie geometrii obiektu, obliczenia konstruktora, budowę trójwymiarowych modeli i przenoszenie dokumentacji w realia budowy, gdzie zostały użyte indywidualnie wykonane drewniane szalunki.

Narysowana swobodną ręką forma Kamienia, której inspiracją był nadrzeczny głaz, nie była fragmentem kuli ani nie ma związku z żadną figurą geometryczną. Projektanci wykonali kilkadziesiąt cyfrowych modeli, które – metodą prób i błędów – doprowadziły do uzyskania niesymetrycznego kształtu przypominającego kamień. Kolejne modele różniły się w szczegółach od poprzednich, ponieważ projektanci musieli wziąć pod uwagę kilka zagadnień. Pierwszym była estetyka, proporcje bryły, płynny kształt formy, wybrzuszenia i pochylenia ścian. Innym – sugestie konstruktora dotyczące takich spraw, jak zbyt płaski dach czy zbyt wypukłe fragmenty budynku. Jeszcze innym – przyszłe funkcjonowanie pawilonu, a więc komfort przemieszczania się człowieka po wnętrzu, wysokość przestrzeni nad antresolą czy wymiary zaplecza i pomieszczeń technicznych. W efekcie kilka prototypów przestrzennych obiektu powstało na drukarce 3D. Poza tym została wykonana dokumentacja z ponad siedemdziesięcioma przekrojami poziomymi budynku (przekroje były robione co 10 cm) i kilkunastoma przekrojami pionowymi. Autorzy uważają, że tworzenie tak szczegółowej dokumentacji w tak drobnym obiekcie było w pewnym sensie dziwactwem, ale właśnie dzięki niemu udało się osiągnąć porozumienie między projektantami, konstruktorem i wszystkimi uczestnikami procesu budowlanego.

•

Konstrukcją nośną budynku jest żelbetowa skorupa o nieregularnym kształcie. Powłoka ta (grubości 20 cm) jest usztywniona elementami znajdującymi się wewnątrz i połączonymi z nią monolitycznie, takimi jak klatka schodowa i płyta antresoli. Z przodu, w strefie, w której pawilon jest w pełni przeszklony, konstrukcja została podparta stalowym rusztem. Składają się na niego dwa słupy i poziomy rygiel poprowadzony na wysokości antresoli. W punktach, w których stalowe słupy i rygiel stykają się z powłoką, betonowy płaszcz został miejscowo pogrubiony, z uwagi na dodatkowe obciążenie konstrukcji w tych miejscach. Na warstwie konstrukcyjnej pawilonu znajduje się izolacja termiczna, a na niej druga, zewnętrzna betonowa łupina (grubości 15 cm), która stanowi elewację budynku. Zewnętrzna skorupa nie pełni funkcji nośnych. Jest natomiast narażona na wahania temperatury, nagrzewanie się betonu i związane z tym naprężenia w konstrukcji. Aby usunąć ten problem, projektant zaproponował rozwiązanie, w którym pomiędzy dolną krawędzią zewnętrznego płaszcza a płytą fundamentową, na której się opiera, zostało wprowadzone łożysko ślizgowe (rodzaj podkładki elastomerowej). Zewnętrzny płaszcz pawilonu opiera się na łożysku na całym obwodzie. Podkładka przenosi obciążenia pionowe, a dodatkowo umożliwia swobodny, niewielki ruch tej powłoki. Dzięki temu płaszcz pawilonu może przesuwać się o około 3 cm. Ta możliwość neutralizuje dodatkowe siły, które pojawiają się w budynku w wyniku nagrzewania się betonu w okresie letnim.

•

Wybór betonu, kształtującego obłą i ciężką bryłę Kamienia, był dla architektów oczywisty. Nie była oczywista technologia, w jakiej powstanie budynek. Rozważano budowę pawilonu z indywidualnie projektowanych prefabrykatów, które miały odtwarzać krzywizny kolejnych fragmentów łupiny. Był pomysł, aby obiekt wylać na powłoce balonowej (pneumatycznej). Zastanawiano się nad zbudowaniem negatywu przestrzeni wewnętrznej ze styropianu, który po zalaniu betonem i stężeniu materiału zostałby „wyłuskany” z wnętrza. Bardzo kontrowersyjną propozycją była budowa szkieletu stalowych ram z poszyciem z płyt i tynkiem imitującym beton. Pomysły te zostały odrzucone. Jako racjonalną i oddającą prawdziwy charakter Kamienia została wybrana metoda polegająca na monolitycznym wylewaniu dwóch powłok, konstrukcyjnej i licowej (z izolacją pomiędzy nimi), przy pomocy tradycyjnie przygotowywanych ciesielskich szalunków.

•

Tak jak na etapie projektowania ścierały się ze sobą pomysły dotyczące konstrukcji budynku, również kilka koncepcji pojawiło się przy definiowaniu elewacji. W grze był pomysł na barwienie betonu w masie na kolor zbliżony do czerwonego. Zastanawiano się nad betonem piaskowanym, młotkowanym czy fakturowanym w inny sposób. Zbudowano mock-up z silikonową matą imitującą uziarnienie i strukturę granitu. Koncepcje te – uznane przez architektów za nieudolne naśladownictwo natury – zostały odrzucone. Zwyciężył pomysł na szary beton z poziomym odciskiem giętych, wąskich listewek z naturalnego drewna.
Nieprzewidywalny nadwiślański grunt został wzmocniony kolumnami betonowymi wykonanymi w technologii jet-grouting. Następnie została wylana płyta fundamentowa (grubości 35 cm). Z płyty fundamentowej, na obwodzie przyszłej konstrukcji, zostało wyprowadzone startowe zbrojenie jako przygotowanie pod betonowanie wewnętrznej kopuły. Później miał miejsce najbardziej efektowny od strony wizualnej etap budowy. Było nim wznoszenie i ręczne skręcanie gęstego drewnianego rusztowania jako oparcia dla szalunków. Skorzystanie z typowych systemowych szalunków było niemożliwe ze względu na nieregularny kształt Kamienia, w którym nie ma powtarzających się przekrojów ani żadnej osi symetrii. Na frezarce do drewna powstawały indywidualne elementy, z których montowano rusztowanie. W rezultacie pracy rękodzielniczej powstała sieć ram konstrukcyjnych z łukami, do których czoła zostały dokręcone poziome deski szalunkowe. Specyfika tej pracy nasuwa porównanie z budową szczelnego poszycia statku.

•

Wewnętrzna kopuła była wylewana w sekcjach. Pierwsza sekcja szalunków została zbudowana i zazbrojona do wysokości 160 cm. Po wypełnieniu jej płynnym, samozagęszczalnym betonem, rozpoczęto stawianie drugiej sekcji rusztowań – kolejne 100 cm w górę. Po zabetonowaniu drugiej sekcji stawiano rusztowanie kolejnej. Ostatnie sekcje, czyli betonowanie sklepienia kopuły, wylewano w szalunku jednostronnym, a beton (o zmienionej, gęstszej recepturze) był układany powierzchniowo i zagęszczany ręcznie. Deskowanie we wnętrzu (antresola, schody, krótkie ściany) było przygotowane równolegle z szalunkami dla pierwszej sekcji obwodu kopuły. Elementy te zostały połączone monolitycznie z kopułą przy pomocy startowego zbrojenia, wyprowadzonego z płaszcza ku wnętrzu. Po zakończeniu betonowania czaszy deskowanie zewnętrzne zostało rozebrane, a na beton była natryskiwana pianka izolacyjna. Tymczasem szalunki wewnątrz kopuły nie były rozbierane aż do końca budowy, która przedłużała się, więc wnętrze Kamienia pozostało zamknięte w deskowaniu przez kolejne dziewięć miesięcy. Zewnętrzny płaszcz pawilonu powstawał w podobny sposób jak wewnętrzny. Na obwodzie budynku stanęła trzecia konstrukcja z drewnianych rusztowań. Kopułę betonowano sekcjami, a beton na nieregularnie wypukłym dachu był układany powierzchniowo. Jednak płaszcz, ze względu na rozszerzalność termiczną materiału, nie został monolitycznie połączony z fundamentem, ale – jak wspomniano – został oparty na płycie w sposób przegubowo-przesuwny, poprzez pasmowe łożysko ślizgowe.

Paweł Pięciak