Prof. dr inż. Wacław Zalewski jest jednym z najwybitniejszych, obecnie żyjących i prowadzących aktywną działalność zawodową konstruktorów na świecie. Polak z pochodzenia, obecnie zaś emerytowany profesor na jednym z najbardziej znanych uniwersytetów amerykańskich – Massachusetts Insytute of Technology (MIT) w Cambridge. Przede wszystkim znany jednak jako twórca tzw. Szkoły Zalewskiego, oraz autor wielu znakomitych realizacji w Polsce i na świecie.
Urodzony w 1917 roku w Samogródku, po wojnie uzyskał dyplom w Politechnice Gdańskiej w 1947 roku i po trzech latach rozpoczął działalność w „Bistypie”. Do roku 1962 czyli do momentu jego wyjazdu z kraju zasłynął w Polsce jako osobowość wybitna. Z jednej strony dał się poznać jako znakomity pedagog którego znakomite wykłady o projektowaniu konstrukcji przestrzennych, zastosowaniu funkcji Airy’ego, powłokach walcowych i kopułach są wspominane przez niektórych do dziś a z drugiej strony zasłynął jako znakomity konstruktor.
W ciągu dwunastoletniej pracy w „Bistypie” zyskał sobie tak wielkie uznanie w środowisku, że odwiedzali go konstruktorzy z całej Polski mając nadzieję na twórczą konsultację. Ponadto cieszył się wielkim powodzeniem u architektów, którzy nie raz zabiegali aby przyłączył się do jakiegoś zespołu konkursowego.
Zakres jego działalności w tym okresie budzi podziw.
Profesor Wacław Zalewski brał udział w projektowaniu większości ciekawych obiektów lat pięćdziesiątych w Polsce. Gdy główny księgowy „Bistypu” zapytał Go, zdumiony ilością półetatów, jak się mieści w 24 godzinach, odpowiedział: „...wstaję o 2 godziny wcześniej”.
Nigdy jednak nie działał sam. Zawszy był współprojektantem lub konsultował projekty. Jednak siła jego osobowości i umiejętność projektowania interesujących i jednocześnie logicznych form sprawiała, że nawet jeśli nie uczestniczył do końca w procesie projektowym jego myśl zawsze była obecna.
Tak było z polską typizacją hal przemysłowych, łukowymi dźwigarami oszczędnościowymi, zasadą kształtowania i obliczania konstrukcji zespolonych, zasadą kształtowania „na stała siłę”, konstrukcjami „Supersamu” w Warszawie, Hali widowiskowo-sportowej „Spodek” w Katowicach, łupinami „półklasztornymi” w Krośnie, dworcem kolejowym w Katowicach, budynkami wysokimi CBKO w Gdańsku, halami szedowymi w Bełchatowie, Kaliszu, Łodzi, przekryciami wiszącymi w RSW „Prasa” i wielu innych...
Jednak w 1962 roku Wacław Zalewski podjął decyzję o wyjeździe z kraju. Złożyło się na nią wiele czynników, jednak ten krótkotrwały pobyt za granicą zmienił się na stały dopiero wtedy, gdy władze polskie odmówiły mu kategorycznie przedłużenia ważności polskiego paszportu.
Profesor Wacław Zalewski został w 1962 zaproszony jako „visiting professor” w Universidad de los Andes w Wenezueli i doradca techniczny Ministerstwa Robót Publicznych. Zaś od roku 1966 pracuje jako profesor konstrukcji budowlanych w Szkole Architektury Massachusetts Instytute of Technology. W ciągu tych wielu lat zasłynął wieloma spektakularnymi realizacjami których idee zawsze były zgodne z postulatami które określił jako twórca własnej Szkoły konstrukcyjnej. Przytoczymy poniżej kilka interesujących ze względu na nowatorskie podejście, realizacji:
Hala widowiskowa w Barcelonie
Hale widowiskowe:
Hala widowiskowa w Barcelonie (Wenezuela): jest to obiekt sportowy przeznaczony na 4000 widzów na rzucie czterolistnej koniczyny z trybunami po trzech jej stronach. Najważniejszą częścią obiektu jest wiszące pokrycie dachowe składające się z czterech paraboloid hiperbolicznych. Opierają się one na czterech pochyłych słupach schodzących się w środku hali. Cięgna nośne kotwione są na łukowych krawędziach „koniczyny” oraz na pochyłych słupach podobnie jak prostopadle do nich ułożone cięgna napinające. W tym rozwiązaniu siłą twórczą było dostosowanie formy obiektu do logicznie zaprojektowanej konstrukcji. Dzięki pochyłościom słupów i łuków oraz istnieniu dwóch osi symetrii zostają zniesione dwie składowe poziome przekrycia.
Hala widowiskowo-sportowa Maracaibo
Hala widowiskowo-sportowa w Maracaibo (Wenezuela): Jest to obiekt na 8000 widzów będący transformacją wyżej opisanego obiektu na rzut prostokątny. Symetryczne przekrycie wiszące o układzie konoidalnym jest podwieszone w środku rozpiętości do stalowego, dwupasmowego łuku a na końcach rozpiętości do płaskich symetrycznych tarcz skrajnych. Tarcze te, przejmujące siły z cięgien to jednocześnie trybuny wewnętrzne obiektu. Ze względu na dużą rozpiętość tych tarcz podparto je pośrodku rozpiętości ukośnymi trybunami zewnętrznymi. Wzajemnie znoszące się składowe poziome pochyłych głównych elementów są równoważone odpowiednimi ściągami umieszczonymi w fundamencie.
Stropy głowicowe:
Konstrukcja budynków wielokondygnacyjnych zbudowanych w Wenezueli przy użyciu tej metody były obiekty magazynowe wcześniej wybudowane w Warszawie i Rypinie.
Budynki liceum w Valencji
Budynki liceum w Valencji oraz w budynku uniwersyteckiego Meridzie opierają się na tej podobnej zasadzie. Ukształtowane są ze stropów żebrowych, prefabrykowanych, złożonych ze słupów, głowic i płyt stropowych, zespolone w całość jako ustrój przestrzenny za pomocą dwukierunkowego sprężenia. Po zmonoliceniu styków tworzy się konstrukcja budynku pozbawiona momentów wzbudzonych. Dodatkowo krzyżowy przekrój słupów pozwala na wprowadzenie zbrojenia w żebra stropu i uzyskanie pełnej sztywności całego ustroju.
Trochę inne rozwiązanie zostało zastosowane w Muzeum Sztuk Pięknych w Caracas. Profesor Wacław Zalewski zastosował tutaj pięć identycznych ustrojów w postaci stropów o wymiarach 21 x 21m, bez podpór pośrednich opartych na nieregularnie brzegowo zlokalizowanych ścianach. Stropy są złożone z trzech rodzajów elementów: płyt stropowych stropu, trzpieni z krzyżowymi krzyżulcami oraz ramkami sufitu. Elementy te po zabetonowaniu styków tworzą sprężoną dwuwarstwową płytę.
Konstrukcje prętowe, wykonane zazwyczaj ze stali charakteryzują się daleko posuniętą modularnością i powtarzalnością elementów co czyni je szczególnie ekonomicznymi. Składane konstrukcje zaprojektowane przez profesora Wacława Zalewskiego, wykonywane z elementów rurowych charakteryzują się ponadto dużą szybkością montażu oraz walorami architektonicznymi cechującymi konstrukcje mobilne.
Przykładem takiego ustroju jest Pawilon Narodowy Wenezueli na EXPO w Sewilli. Budynek ten o maksymalnie uproszczonej funkcji został całkowicie wykonany w Wenezueli i po przetransportowaniu do Hiszpanii zmontowany w ciągu jednego dnia. Po zakończeniu wystawy został on „złożony” i z powrotem zabrany do macierzystego kraju. Podstawowym elementem ustroju było złącze zawiasowe które umożliwiało obrót całych kratownic wokół jednej osi obrotu i przez to zamianę ustroju składanego w ustrój stabilny.
Przedstawione wyżej przykłady potwierdzają wyjątkowy zmysł konstrukcyjny profesora Wacława Zalewskiego. On jednak twierdził, że podobna umiejętność jest w zasięgu każdego inżyniera-konstruktora. Dlatego często w inżynieryjnych środowiskach dydaktycznych mówi się o tzw. „Szkole Zalewskiego”. On sam dał temu wyraz w wielu artykułach a przede wszystkim udowodnił to swoją praktyką inżynierską.
Metoda profesora Wacława Zalewskiego opiera się na założeniu, że przed współczesnym inżynierem-konstruktorem istnieją dwa kierunki rozwoju. Pierwszy z nich polega na ciągłym doskonaleniu warsztatu obliczania konstrukcji i dążeniu do wyspecjalizowania się w coraz węższej dziedzinie nauki inżynierskiej. Cechą tego kierunku jest prawie całkowite pomijanie etapu projektowania konstrukcji w fazie koncepcji. Codzienną praktyką konstruktorów jest obliczanie i wymiarowanie konstrukcji zaprojektowanych przez architektów. Fauzlur Kahn, przytacza: „Znam wiele przypadków, kiedy architekt chciał otrzymać od inżyniera jego własną, oryginalną propozycję konstrukcji, a nie tylko wykonania obliczeń do już gotowej wersji projektu. Jednak bywało, że ten unikał wzięcia na siebie takiej „dodatkowej” odpowiedzialności, a raczej chętniej podjąłby się na przykład rozwiązania układu 200 równań”.
Drugim kierunkiem preferowanym przez „Szkołę Zalewskiego” jest koncentracja zainteresowań konstruktorów nad poszukiwaniem racjonalnych zasad kształtowania konstrukcji i rozwój intuicji konstrukcyjnej.
Otóż zwraca On uwagę na jakość dzieł inżynierskich zaprojektowanych i wybudowanych w czasach historycznych, ma tu na względzie osiągnięcia architektury Egipskiej, Greckiej, Rzymskiej oraz Średniowiecznej. Uogólniając, w okresie tym, zwanym intuicyjnym powstawały dzieła niezwykłej jakości pomimo ewidentnego braku przygotowania teoretycznego ich twórców. Profesor jest pewien, że gdyby dziś umożliwić np. budowniczym rzymskim realizację ich pomysłów przy użyciu współczesnych materiałów ale z pominięciem jakiegokolwiek przygotowania teoretycznego powstałyby dzieła wcale nie mniej efektywne i efektowne od tych realizowanych współcześnie.
Przyczyna faktycznego zaburzenia twórczych procesów myślowych wśród sporej części społeczności konstruktorskiej jest spowodowana złym modelem kształcenia. Według profesora jest to problem o bardzo głębokim rodowodzie. Przytaczając poglądy uczonych greków: m.in. Pitagorasa i Archimedesa, a następnie podkreślając prace XVII-wiecznych uczonych: Newtona i Galileusza twierdzi, że to m.in. pracom tych uczonych zaczęła się utrwalać świadomość, że świat jest wielkim mechanizmem zaprojektowanym przez Stworzyciela w języku matematyki. Skutkiem takiego sposobu myślenia jest dzisiejsza dominacja matematyzacji w rozważaniach teoretycznych o konstrukcjach. Prowadzone rozważania najczęściej posługują się więc nieodpowiednim precyzyjno-obliczeniowym aparatem analitycznym. Dążenie do uzyskania jak najoptymalniejszej konstrukcji metodą żmudnych obliczeń porównywane jest przez Profesora do dążenia w uzyskaniu jak najlepszego smaku ziemniaka obieranego idealnie ostrym skalpelem. Dlatego tak niepokojące jest zaniechanie poszukiwań jakościowych przy projektowaniu konstrukcji oraz zanik procesów projektowych, które w szczególności powinny posługiwać się językiem logiki matematycznej.
Profesor Wacław Zalewski podkreśla dwa nurty, które zwykle występują podczas procesu projektowania. Jeden, wspomagany przez twórczą inwencję to proces syntetyzowania danych, zaś drugi opiera się na analitycznej ich weryfikacji. W ten sposób projektowanie, będące procesem iteracyjnym jest na tyle efektowne na ile kolejne cykliczne zabiegi przynoszą pożądany efekt. Oczywiście, im sprawniejsze jest postępowanie weryfikacyjne tym mniejsza ilość cykli prowadzi do celu, a przez to mniej czasu trzeba poświęcić na projektowanie. Doświadczony projektant potrafi niemal automatycznie rozwiązywać pewne problemy. Umiejętność ta, będącą pochodną doświadczenia nie dla wszystkich jednak jest dostępna. Stąd postulat o potrzebie prostoty w matematycznym traktowaniu spraw konstrukcji i częstszym odwoływaniu aspektów matematycznych do wyobraźni.
„Projektowanie” za pomocą komputerów z samego założenia istoty działania komputera jako maszyny jest niepoprawne. Komputery, w swej niezłomnej precyzyjności potrafią dostarczać jedynie jednoznaczne (obiektywne) wyniki, nie dopuszczając żadnych przybliżeń, niedokładności, domniemań itp. Dlatego komputery nie są wstanie symulować procesów myślowych zachodzących podczas projektowania gdyż ich przeznaczaniem w obecnej sytuacji jest analizowanie. „Analizujemy coś, co istnieje, ale projektujemy coś, czego dotychczas nie było” – Theodor von Karman.
Skuteczne podejście do projektowania konstrukcji zależy w głównej mierze od zrozumienia praw mechaniki konstrukcji i tworzyw. Ich zrozumienie ewoluuje zazwyczaj w kierunku wyobrażeniowego i jakościowego oceniania mechanizmów przenoszenia sił w konstrukcji. Przy odpowiednio dobrym aparacie oceniania stanów ilościowych projektant jest w stanie postawić trafną prognozę konstrukcyjną. Niezbędne w przypadku formułowania ilościowych wniosków mogą być sformułowania geometryczne. Według profesora Wacława Zalewskiego geometria, jako najbardziej wyobrażeniowa część matematyki może być wystarczających wyposażeniem analitycznym projektanta.
„Używanie (...) języka geometrii w modelowaniu zjawisk zachodzących w konstrukcji umożliwia nawiązanie wewnętrznego dialogu między obiektywną, naukową interpretacją tych zjawisk i wyobraźnią projektanta, przyczyniając się do rozwinięcia i kultywowania świadomości istnienia ścisłych związków pomiędzy kształtem a pracą konstrukcji”.
Symbioza powyższego analitycznego modelu projektowania wraz z poznaniem właściwości materiałów i fenomenologiczną oceną pracy konstrukcji dać może umiejętność natychmiastowego niemalże przewidywania pracy ustroju. Umiejętność ta zwana jest często intuicją lub wyczuciem konstrukcyjnym. Synteza wszystkich teoretycznych dziedzin związanych z pracą, realizacją i użytkowaniem obiektu musi zaistnieć w pierwszej fazie, w fazie projektowania. Przy poparciu założeń uproszczoną analizą otrzymujemy dobrze przemyślany model charakteryzujący się logiką. W tej sytuacji dokładne obliczenia muszą potwierdzić założenia projektowe.
Te, w skrócie podane przemyślenia profesora Wacława Zalewskiego są wieńczone nadzieją, że w przyszłości odżyje pluralistyczna filozofia inzynierii, wykorzystująca cały potencjał umysłowy inżyniera. I oznaczać to będzie także całkowitą rehabilitację intuicji konstrukcyjnej.
Autor: Kajetan Sadowski
Źródło:
1. Inżynieria i Budownictwo nr 2/1997
2. Inżynieria i Budownictwo nr 12/1997
Prof. dr inż. Wacław Zalewski Prof. dr inż. Wacław Zalewski jest jednym z najwybitniejszych, obecnie żyjących i prowadzących aktywną działalność zawodową konstruktorów na świecie.
Prezentacje Twórców - Gustaw Eiffel Pierwsza połowa XIX wieku była naznaczona Rewolucją Przemysłową w Europie, kiedy to rozszerzające swe horyzonty hutnictwo odgrywało pierwszorzędną rolę.
Prezentacje Twórców - Mosty Roberta Maillarta Tak jak rozwój stalowych mostów kolejowych stał się znamienny dla czasów rewolucji przemysłowej XIX wieku tak samo rozwój konstrukcji żelbetowych, w tym mostów jest znamienny dla rozwoju myśli inżynierskiej XX wieku.
wersja do wydruku
przedyskutuj na forum