Cerkev: Kako so inženirji ustvarili Sagrado Familio v Barceloni

Junija 1926 je tramvaj zbil starca v ponornih oblačilih, ko je šel čez križišče na poti v cerkev. Nekaj ​​dni kasneje je umrl v bolnišnici za revne. Ta človek je bil Antoni Gaudí, pozneje znan kot “božji arhitekt”.

Gaudí je za seboj pustil veliko nalogo. Umrl je med gradnjo Sagrada Familia— ikonična visoka cerkev v Barceloni v Španiji — še vedno poteka.

Od daleč se cerkev dviga nad mestno panoramo. Od blizu je bila stavba vedno bolj podobna živemu bitju. Fasada zelo podrobno prikazuje svetopisemske prizore, kot bi rasla iz skale.

Gradnja Sagrade Famílie je za inženirje, ki so jo izvedli, predstavljala izjemne izzive.

Gaudíjeve skice in modeli so bili med špansko državljansko vojno leta 1936 uničeni, tako da je njegovim naslednikom ostalo zelo malo materiala.

Visoki stolpi so nekoč veljali za previsoke za svoje temelje in občutljivi na vetrove.

Vendar pa je 100 let po Gaudijevi smrti glavni vrh cerkve, Stolp Jezusa Kristusa, stal na 172,5 m.

Zaradi tega ima Sagrada Família naziv najvišja cerkev na svetu.

Kot zelo ambiciozen mlad arhitekt in veren katoličan je imel Gaudí dva cilja, pravi Gijs van Hensbergen, umetnostni zgodovinar in Gaudíjev biograf.

“Ustvariti – najprej – Sveto pismo v kamnu, ki je Sagrada Família, pa tudi popraviti vse napake prejšnjih arhitekturnih stilov.”

Da bi to naredil, se ozre nazaj na eno od čudes starodavnega sveta, lok Taq Kasra v starodavnem mestu Ktezifon v sodobnem Iraku, primer izjemno stabilne strukture, imenovane verižni lok.

Gaudí je verjel, da mu bo verižni lok omogočil, da popravi tisto, kar je menil za moteče elemente v katedralah njegovega časa.

Za podporo kupolaste strehe se opira velika neogotska cerkev leteči oporniki— kamniti “prsti”, ki segajo od zgornje stene do dna.

Gaudí je menil, da je “podpora” za zgradbe, ki niso zmogle vzdržati lastne teže.

Namesto tega je uporabil verižne loke za 18 stolpov Sagrade Familie. Če bi bili zgrajeni v tej obliki, bi stolpi lahko podpirali lastno težo.

“Bil je očitno nekdo, ki ga je matematika fascinirala, saj je bila delo Stvarnika,” je dejal van Hensbergen.

Gaudí je verjel, da sta gravitacija in ukrivljenost verižne mreže božanski stvaritvi.

“To je zanj postalo lep leitmotiv, kot da bi bil poslušnost Bogu kot velikemu arhitektu.”

Ko je njegovo znanje o strukturah in slogih raslo, je Gaudi postal bolj samozavesten pri odstranjevanju strukturno nepotrebnih kupol in lokov iz bazilik.

“Terkrat je preoblikoval tempelj,” je povedal Liam Duff, gradbeni inženir, ki je vodil ekipo, ki je delala na Sagradi Familii v globalnem inženirskem podjetju Arup.

V notranjosti uporablja preproste razvejane stebre ladjaglavni prostor v cerkvi. Ta steber, ki ga je navdihnila narava, je narejen tako, da spominja na drevo, z vejami, ki segajo navzgor, da podpirajo težo strehe in stolpa zgoraj.

Stoječi v ladji cerkve, osvetljeni z oranžno in rdečo svetlobo iz zahodnih stranskih vitražov, drevesni stebri dajejo vtis brezskrbnosti.

Čeprav je zasnova stolpa poenostavljena in učinkovita, je pri gradnji enega od višjih stolpov velik izziv: pretežek je.

Stolp Device Marije je visok 138 m, le manj kot Stolp Jezusa Kristusa, ki je visok 172,5 m.

Ko je bil stolp zgrajen, se je ugotovilo, da bi bili stebri pod njim preobremenjeni, če bi uporabili tradicionalne zidane tehnike ali s kamnom obložen armirani beton.

Ena od rešitev je notranji jekleni okvir za podporo stolpa, prekrit s tanjšimi betonskimi ploščami za zmanjšanje obremenitve. Pri tem načrtu je Sagrada Família leta 2014 uporabila storitve ekipe gradbenih inženirjev iz podjetja Arup v Združenem kraljestvu.

“Sagrada Família je legendarno mesto, kajne?” pravi Steve McKechnie, gradbeni inženir pri Arupu, ki je sodeloval že od zgodnjih faz. “To je nekaj, o čemer smo sanjali, da bi sodelovali, in priložnost se nam je ponudila.”

Arupovi inženirji so imeli radikalno idejo, kako premagati težo stolpa.

Predlagali so opustitev jeklenih okvirjev in armiranega betona. Namesto tega so predlagali uporabo tanjših plasti kamnine, obremenjene z notranjimi jeklenimi kitami.

To je bila velika sprememba od prvotnega načrta.

“To je velika sprememba,” je dejal McKechnie. “Bili so časi, ko smo mislili, da naše storitve ne bodo potrebne, in projekt je postal zelo tih.”

Na srečo, je dejal McKechnie, se to spreminja.

Teorija, ki stoji za prednapetimi kamnitimi ploščami, pravi, da postane kamen zelo močan, ko je obremenjen, ko pa se raztegne, zlahka poči in izgubi svojo trdnost.

Ko veter piha proti stolpu in ga potiska nazaj, stran, obrnjena proti vetru, doživi napetost. Zaradi te obremenitve je kamniti stolp v nevarnosti razpok in poškodb.

Oblika verižnega loka pomaga ohranjati kamen v stisnjenem stanju z uporabo mase samega stolpa. Z uporabo plošč, ki jim dajejo notranjo napetost jeklene kite, se tlak poveča, tako da postanejo močnejše.

Pri tej zasnovi je, ko piha veter, zelo malo obremenitev na strani, ki je obrnjena proti vetru. Tetive nad in med okni prav tako pomagajo zagotoviti prednapetost na območjih, ki so nagnjena k pokanju. To je pomembno, ker je bil Gaudíjev načrt napolnjen z okni za osvetlitev bazilike pod njim.

Stolp Device Marije in pet drugih stolpov, vključno s stolpom Jezusa Kristusa, so dokončali s prednapetimi kamnitimi ploščami.

“Gaudí bi bil zelo navdušen nad možnostmi, ki jih ponuja ta nova tehnologija,” je dejal van Hensbergen.

Gaudí je eksperimentiral z različnimi metodami na stolpu sv. Barnaba na pročelju Kristusovega rojstva, ki je bil dokončan v času njegovega življenja.

Začel je na dnu s peščenjakom, pridobljenim iz bližnje gore Montjuïc, ki ima subtilne barvne različice od sive do kremne, zelene, oker, zlate, vijolične in rdeče.

Na vrhu je uporabil portlandski cement.

“Takrat je bil to nov material v Barceloni,” je dejal Duff.

Njegovi poskusi so obrodili sadove.

»Impresivno je odkriti kakovost gradnje iz Gaudijevih časov,« je dejal Fernando Villa, direktor tehnologije in inovacij pri Sagradi Familii.

Medtem ko so se dostojanstveniki, vključno s papežem Leonom XIV., zbrali v spomin na 100. obletnico Gaudíjeve smrti, gradnja cerkve še zdaleč ni bila končana. Med njimi je glavno pročelje cerkve, Fasada Slave, še nedokončano.

Tudi po dokončanju bo sodobna tehnologija pomagala vzdrževati objekt. Spremembe vetra, temperature in gibanja stavbe skozi čas lahko povzročijo nastanek razpok znotraj in zunaj cerkve, je dejal Villa.

Prej se je Sagrada Família zanašala na plezalce, da so preverili razpoke in poškodbe. Dve leti je trajalo, da so prekrili vse dele bazilike.

Zdaj uporabljajo drone in umetno inteligenco za odkrivanje razpok, ki jih je treba popraviti.

“Ko bo naša umetna inteligenca usposobljena, bo mogoče pregledati celotno baziliko v enem mesecu,” je dejal Villa.

Daleč od tega, da bi bila samo statičen kamniti spomenik, Sagrada Família se odziva na elemente narave skoraj kot živo bitje.

To nenehno gibanje in razvoj odraža Gaudijevo organsko zasnovo cerkve, je dejal Villa. “Narava je učiteljica.”