Fotobeton – możliwości i zastosowanie

Beton obok funkcji konstrukcyj­nej coraz częściej ma również zadanie kształtowania formy architektonicznej budowli. Jako be­ton architektoniczny tworzy nie tyl­ko widoki elewacji, ale i przestrzenie wnętrz. Jedną z możliwości nowo­czesnego kształtowania powierzchni betonu jest technologia przenoszenia na powierzchnię betonowego elementu fotografii. Technologia fotobetonu jest jedną z najnowszych technik kształ­towania powierzchni betonu architek­tonicznego. Polega na przeniesieniu fotografii lub grafiki na powierzchnię betonową bez konieczności powierzch­niowego nanoszenia farb lub innych materiałów barwiących. Poprzez odpowiednie formowanie powierzchni betonowej wynikającej z jej fakturowej różnorodności i wykorzystując grę światłocienia, otrzymuje się natural­ną iluminację dającą wrażenie obrazu w czarno-białych kolorach.

Technologia fotobetonu wprowadza praktycznie nieograniczone możli­wości nie tylko kształtowania na po­wierzchni licowej betonu motywów, portretów, ornamentów, napisów. Może być prostym sposobem prezen­tacji logo firmowego na elewacjach budynków, a także dekorować wnę­trza przemysłowe i mieszkalne.

Technika ta pozwala na urozmaicenie surowej powierzchni betonu, może być również nośnikiem przekazu, któ­ry zaskoczy, przykuje uwagę i zosta­nie zapamiętany na dłużej niż stan­dardowa chwila.

Fot. 1 Fotobeton na elewacji biblioteki Wyż­szej Szkoły Technicznej w Eberswalde (fot. autor)

Pierwsze realizacje z fotobetonu

Fotografia na betonie ma swój po­czątek w prototypowym projekcie biblioteki miejskiej w Lons-le-Saunier we Francji, w 1986 r. Wykonano wte­dy prefabrykowane płyty elewacyjne z ozdobnymi grafikami. Kolejna reali­zacja z wykorzystaniem fotobetonu powstała w tym samym regionie, Jura, we Francji. W Centrum Natu­ry i Dzikich Zwierząt rysunki lokal­nej zwierzyny przedstawiono nie na prefabrykowanych panelach, lecz na ścianach wykonanych na miejscu bu­dowy. Jednak beton wykonywany w tej technologii, na miejscu budowy, nadal jest rzadkością – najczęściej stosuje się elementy przygotowane wcześ­niej w zakładzie prefabrykacji, gdzie lepsza jest kontrola jakości i bardziej powtarzalne warunki niż przy wykony­waniu elewacyjnych robót pionowych na placu budowy.

Najbardziej znana i spektakularna jest realizacja budynku biblioteki Wyższej Szkoły Technicznej w Eberswalde k. Berlina, w którym architekci Herzog i de Meuron ozdobili nagie, żelbetowe ściany zewnętrzne wielokrotnie po­wielonymi fotografiami Thomasa Ruffa (fot. 1 i 2), umieszczonymi na pozio­mych pasach szkła i betonu, metodą sitodruku (zwaną Serilith-Gravur). W efekcie budynek pokrywa około 1000 prefabrykatów z nadrukiem, poukładanych w poziome pasy odpo­wiadające poszczególnym obrazom. O ile sitodruk na szkle był już wielo­krotnie stosowany, o tyle użycie go na powierzchni betonowej stanowiło pomysł architektów, którzy byli twór­czymi uczestnikami badań i ekspery­mentów technicznych nowatorskiej technologii [2]. Budynek biblioteki jest pierwszym przykładem zastosowa­nia na szeroką skalę techniki zwanej fotobetonem.

Innym znanym przykładem wykorzy­stania techniki fotobetonu na szeroką skalę jest rozbudowa budynku bibliote­ki Uniwersytetu Paula Sabatiera w Tu­luzie (fot. 3), gdzie architekt Milani wykorzystał zdjęcia przedstawiające rozwój lokalnego przemysłu i główne kierunki naukowe na uniwersytecie i aby uzyskać zakładany efekt, posłużył się technologią Photo-Gravur [1].

Fot. 2 Fragment elewacji biblioteki w powięk­szeniu (fot. autor)

Fot. 3 Fragment elewacji biblioteki Uniwersytetu Paula Sabatiera w Tuluzie [3]

Podstawy technologiczne fotobetonu

Fotobeton w technologii Serilith-Gravur (zwanej także również Fotolith) – opracowany przez architektów współpracujących z firmą Pieri – po­wstaje w wyniku przeniesienia tech­niką sitodruku dowolnego slajdu lub zdjęcia na folię, którą wykładane jest deskowanie. Chemiczna substancja natryskiwana na folię powoduje, że wierzchnia warstwa zaprawy w miej­scach odciśniętego wzoru pozostaje chemicznie niezwiązana i po zdjęciu deskowania można ją wypłukać. We­dług twórców metoda fotobetonu to ni mniej, ni więcej tylko proces wywo­dzący się z zasady sitodruku, gdzie farba zastąpiona została przez do­mieszkę opóźniającą wiązanie beto­nu. Fotografia z postaci analogowej przekształcana jest w numeryczną, a następnie przetwarzana punkt po punkcie w film, służący do produkcji ekranu do sitodruku w wielkości żą­danego końcowego betonowego ob­razu. Następnie matryca powlekana jest powierzchniowym opóźniaczem – opóźniającą farbą (lakierem) płyną­cą wybiórczo przez szkielet otworków na sztywny polistyren o grubości kilku milimetrów, który umieszczany jest w formie. W kontakcie z betonem kro­pelki opóźniacza lokalnie zapobiegają wiązaniu cementu, który w niezaimpregnowanych miejscach twardnieje normalnie. Po rozformowaniu elemen­tu niezwiązany zaczyn zostaje usunię­ty mechanicznie za pomocą strumie­nia wody, dzięki czemu na powierzchni betonu powstaje dwubarwny obraz – jasny kolor tworzy niewypłukana mieszanka, na której powierzchni zachodzi normalny proces wiązania, a ciemne miejsca to odkryte w wyniku płukania kruszywo.

Rys. Kształtowanie się światłocienia [3]

Fot. 4 Panele betonowe wykonane w technologii fotograwerowania Reckli wykorzystane przy fasadzie akademików, Monteral, Kanada [3]

Czynnikami decydującymi o dokładnym odwzorowaniu zdjęcia w tej techno­logii są m.in.: domieszka opóźniająca wiązanie o odpowiedniej płynności, lepkości i przyczepności; zapobieganie wszelkim drganiom podczas formowa­nia – użyteczna jest tutaj mieszanka samozagęszczalna; dobór składników betonu ze względu na pożądany efekt kolorystyczny (kolor kruszywa, dodat­ków, cementu). Ważne jest także, aby powierzchnia betonu odznaczała się jak najmniejszą porowatością [2]. Technologia fotograwerowania (Photo-Gravur) została opatentowana przez niemiecką firmę Reckli [3]. Pole­ga na komputerowym przetworzeniu dowolnego zdjęcia w trójwymiarowy obraz i przeniesieniu go, za pomocą procesu frezowania, na model formy, wykorzystując w tym celu technolo­gię CNC. Model służy jako podstawa do wykonania matrycy z elastome­rów poliuretanowych, którą układa się luźno w formie lub przykleja do deskowania, a następnie dwukrotnie pokrywa środkiem antyadhezyjnym. W odróżnieniu od metody Fotolith nie ma konieczności używania mieszanek samozagęszczalnych. Po ułożeniu mieszanki można ją zagęszczać na stole wibracyjnym, co ułatwia od­powietrzenie i pozbycie się porów z powierzchni. Należy jednocześnie pamiętać o odpowiednim dobraniu frakcji kruszywa, tak aby mieszanka betonowa dokładnie wypełniła wszel­kie szczeliny i zagłębienia powstałe w wyniku frezowania (np. mieszanki o podwyższonym punkcie piaskowym i maksymalnym wymiarze kruszywa D 8 mm). Obraz na powierzchni betonu powstaje na skutek interakcji światła i cienia. Efekt zależy od inten­sywności i kąta padania światła, a jest bardziej żywy i czytelny dzięki długości cienia rzucanego przez żłobienia. Naj­lepiej fotografia jest czytelna, kiedy światło pada pod kątem 45°, a obser­wator ogląda ją z kierunku przeciwne­go lub na wprost obrazu (rys.).

Kiedy światło pada prostopadle, ob­raz jest niewidoczny praktycznie z żadnego kierunku. Wewnątrz po­mieszczeń efekt ten można uzyskać, wykorzystując sztuczne oświetlenie. Przy projektowaniu z wykorzystaniem fotobetonu należy zatem pamiętać o odpowiedniej ekspozycji wykona­nych elementów do kierunków świata, tak aby przez jak najdłuższą część dnia i w godzinach szczytów komu­nikacyjnych obraz był widoczny dla obserwatorów.

Fot. 5 Stacja metra z panelami z fotobetonu, Nurnberg, Niemcy [3]

Fotobeton z funkcją przekazu

Można się pokusić o opinię, że nie­ograniczone są możliwości infor­macyjne fotobetonu wykonywanego zarówno w monolicie, jak i w prefabrykacji. Wybierając tę technologię jako lico ścian wewnętrznych, zewnętrz­nych obiektów, elementów mostu, ekranów drogowych czy też ścian oporowych – można poprzez estetykę przenieść zamierzoną treść i obraz. Zaprezentowane na początku artyku­łu obiekty biblioteczne są najbardziej znanym przykładem budynków z ele­wacjami z fotobetonu. Szczególny efekt wizualny uzyskany w przypadku biblioteki w Eberswalde, przywodzący na myśl kartonowe pudło oklejone ga­zetami lub – jak to miało być w zamy­śle architektów – przywołujący wspo­mnienia zapełnionych plakatami ścian studenckich pokoi, jest interesujący  w odniesieniu do pojedynczego obiek­tu, wyróżniającego się w otoczeniu typowej architektury miasteczka aka­demickiego. Został on powtórzony w podobnym kontekście akademickim w Kanadzie (fot. 4).

Powtórzenie podobnych elewacji w są­siednich budynkach nie wytrzymałoby krytyki jako rozwiązanie wprowadza­jące chaos i niepokój w porządku ar­chitektonicznym oraz zbyt nachalną estetykę kiczu [2]. Jednak jest wiele obszarów, w których technologia fotobetonu spełnia swoją funkcję este­tyczną i informacyjną.

Fot. 6 Prefabrykowana płyta z fotobetonu na placu Friedricha Eberta, Heidelberg, Niemcy [3]

Fot. 7 Prefabrykowane, barwione w masie płyty betonowe na murze hodowli kaktusów, Bleiswijk, Holandia [3]

Technologia fotobetonu daje możli­wości nie tylko urozmaicenia suro­wej powierzchni betonu, ale również tworzenia artystycznych obrazów i symbolicznej ekspresji. Wprowadza prawie nieograniczone możliwości prezentacji motywów czy portretów na powierzchni betonu, dlatego wy­daje się szczególnie przydatna przy wykończaniu obiektów użyteczności publicznej, takich jak np. stacje metra (przykładem może być tutaj realizacja z Niemiec, fot. 5), czy też akcento­waniu historii i przeznaczenia miejsc (fot. 6 i 7).

Betonowe płyty z przeniesioną foto­grafią mogą być wartościowym ele­mentem architektury krajobrazowej i pomnikarskiej, jak również nośnikiem informacji czy krzewienia kultury i hi­storii (fot. 8). Wykorzystane na ekra­nach dźwiękochłonnych lub panelach osłonowych do konstrukcji oporowych z gruntu zbrojonego urozmaicają for­mę architektoniczną rozwiązań przez wprowadzenie na ich elementy obra­zów, np. panoramy Warszawy z wize­runkiem Syrenki Warszawskiej i mostu Świętokrzyskiego – fot. 9 [4]; betono­we panele osłonowe stanowiły elemen­ty wypełniające zestawu do konstruk­cji oporowych z gruntu zbrojonego.

Fot. 8 Betonowa płyta prefabrykowana na bazie matrycy, osiedle Garnizon, Trójmiasto [3]

Fot. 9 Betonowy element wykonany w technologii fotobetonu z panoramą Warszawy wraz z odwzorowanym zdjęciem (fot. autor)

Podsumowanie

Na wrażenia, jakie wywiera budowla, ma wpływ nie tylko kształt i rozmiar konstrukcji, ale często również ma­teriały, z jakich jest zbudowana. Uży­cie nowych technologii, niebanalnych rozwiązań wzbudza w obserwatorze poczucie niedowierzania i ciekawość. Technologia fotobetonu daje możli­wości nie tylko urozmaicenia suro­wej powierzchni betonu, ale również tworzenia artystycznych obrazów i symbolicznej ekspresji. Wprowadza prawie nieograniczone możliwości prezentacji motywów, portretów, na­pisów, znaków informacyjnych, obra­zów na powierzchni betonu, dlatego wydaje się szczególnie przydatna przy wykończaniu obiektów użyteczności publicznej i konstrukcji inżynierskich.

dr inż. Wioletta Jackiewicz-Rek

Zakład Inżynierii Materiałów Budowlanych

Wydział Inżynierii Lądowej

Politechnika Warszawska

Literatura

1. Fotobeton – ein inzwischen kalkulier- bares Stilmittel fur Sichtbeton; www. baulinks.de.

2. W. Jackiewicz-Rek, M. Smirnow, P Woj­ciechowski, Fotobeton – technologiczna efemeryda czy atrakcyjna możliwość urozmaicenia formy architektonicznej elewacji z betonu, Konferencja Dni Be­tonu – Tradycja i Nowoczesność, 2002.

3. http://www.reckli.net.

4. W. Jackiewicz-Rek, M. Mroczek, Fotobeton jako sposób urozmaicenia formy architektonicznej budowli, „Materiały Budowlane” nr 12/2014.