Rozdaj Arkusz informacyjny 21 – „Rodzaje konstrukcji” i odnoś się do niego, prowadząc dyskusję na następujące tematy:
Jaka jest różnica w konstrukcji pomiędzy osadami drewnianymi a rotundami piastowskimi, jak np. w Cieszynie?
• Pierwotne osady słowiańskie były wznoszone głównie z drewna, natomiast rotundy piastowskie budowano z kamienia. Materiały te różnią się właściwościami i wynikającymi z tego sposobami konstruowania.
• Przy budowie pierwotnych osad, drewno wykorzystywano w konstrukcji sumikowo-łątkowej (jak w osadzie w Biskupinie), czyli belki i słupy stanowiły jednocześnie konstrukcję i masę ścian.
• Istniał też inny typ konstrukcji, nadal popularny w wielu regionach Polski: konstrukcja zrębowa (jak w grodzisku w Trzcinicy) – ściany budowane z bali łączonych na narożach.
• Na Pomorzu i Dolnym Śląsku, terenach pozostających przez stulecia pod wpływami niemieckimi, od średniowiecza popularny był inny typ konstrukcji – tzw. mur pruski, czyli szachulec: konstrukcja drewniana (szkielet) wypełniona gliną, cegłą lub kamieniem, które następnie tynkowano.
• Rotundy piastowskie zbudowane z kamienia nie mają szkieletu. Ściany nośne przenoszą cały ciężar budowli.
• Zapytaj uczniów o inne przykłady budowli w różnych konstrukcjach, np. namiot, igloo.
HISTORIA ARCHITEKTURY
Od najdawniejszych czasów wykorzystywano opisane metody konstrukcji, głównie drewnianą zrębową i ze ścianami nośnymi z kamienia/cegły. Zapytaj uczniów, gdzie te metody współcześnie wykorzystywane są przy wznoszeniu domów w Polsce.
• Odpowiedź: Możemy spotkać nadal obie metody konstrukcji. W Polsce materiały wykorzystywane do budowy ścian (cegła, kamień, bloczki ceramiczne i betonowe) pełnią jednocześnie rolę ścian nośnych i osłonowych.
Domy drewniane w konstrukcji zrębowej są nadal popularne, zwłaszcza na Podlasi, Podkarpaciu i Podhalu. Domy o konstrukcji murowanej występują obecnie na terenie całego kraju, przy czym występowanie konstrukcji kamiennych związane jest z dostępnością lokalnego surowca.
Ściany nośne
Poprowadź dyskusję odnosząc się do Arkusza informacyjnego 10 – „Przenoszenie obciążeń” oraz Arkusza informacyjnego 21 – „Rodzaje konstrukcji”:
Ściany nośne, które są długie i wysokie muszą być również grube, w przeciwnym wypadku, zawaliłyby się. Zbudowanie takiej grubej ściany wymagałoby dużej ilości materiałów. Sposobem na obejście tego problemu było budowanie przypór lub filarów. Poproś uczniów, aby zastanowili się:
• W jaki sposób przypora lub filar mogą podtrzymać ścianę? Jaka jest różnica pomiędzy przyporą a łukiem przyporowym? Czy znasz jakieś budowle, które wykorzystują te konstrukcje?
Niełatwo było zbudować wysokie budynki ze stropami o dużych rozpiętościach jedynie przy pomocy filarów i przypór. Lepiej w takiej sytuacji sprawdzają się konstrukcje szkieletowe i ramy.
Konstrukcje szkieletowe
Nie wszystkie materiały nadają się do budowania konstrukcji szkieletowych, np. kamień, ponieważ nie można za jego pomocą „przekrywać” dużych rozpiętości. Zastanówcie się wspólnie, jakie materiały będą odpowiednie do budowania szkieletów: drewno, stal?
Beton został wynaleziony przez Rzymian. Jest odporny na ogień, tani i może być uformowany w praktycznie każdy kształt, a gdy twardnieje jest podobny do kamienia. Beton zazwyczaj dobrze wytrzymuje ściskanie, ale źle rozciąganie, dlatego nie nadawał się do konstruowania szkieletów.
Problem ten rozwiązano w XIX wieku, kiedy wynaleziono beton zbrojony, czyli beton, w którym przed stwardnieniem zatopiono zbrojenie - stalowe pręty, profile, siatki. W rezultacie beton wytrzymuje ściskanie, a stal rozciąganie.
Ściany osłonowe
Po skonstruowaniu szkieletu, do budowy ściany osłonowej można wykorzystać różne materiały, np.
bardzo lekkie, takie jak aluminium i szkło. Cienkie płaszczyzny, ceglane, kamienne, betonowe lub szklane mogą być przytwierdzane do szkieletu na każdym piętrze.
HISTORIA ARCHITEKTURY
Zadanie domowe
1. Rozdaj i omów Arkusz pracy C3.
2. Przypomnij o uzupełnianiu Albumu i Słowniczka.
Podejście interdyscyplinarne
1. Technika/fizyka – przeprowadź lekcję na temat różnych konstrukcji budynków. Przygotuj rysunki, jak działa każda z konstrukcji.
Zorganizuj wycieczkę w pobliże budowy, gdzie widoczny jest jeszcze szkielet budynku.
Zbadajcie wspólnie możliwości, jakie dają konstrukcje cięgnowe. Niech uczniowie zbudują makietę słynnego mostu, wieży lub budynku z taką właśnie konstrukcją.
Na ile sposobów można zbudować kopułę? Poproś uczniów, aby odpowiedzieli na to pytanie, przy założeniu zastosowania różnych materiałów budowlanych. Niech zrobią małe makiety, przedstawiające różne techniki.
Zaproponuj uczniom następujące zadanie: Jak przystąpiliby do zbudowania nowego dachu nad stadionem, salą gimnastyczną w szkole, szatnią? Jakie konstrukcje dachowe są odpowiednie dla każdego z tych projektów?
Różne systemy konstrukcji są odpowiednie dla różnych zastosowań. Niech uczniowie wybiorą jeden element nośny – wspornik, belka i kolumna, łuk albo sklepienie i zastanowią się, co można wybudować korzystając z wybranych elementów. Niech podadzą przykłady.
2. Technika – poproś uczniów, aby zapoznali się z technikami ciesielstwa budowlanego.
3. Biologia – przeprowadź lekcję na temat budowy szkieletu człowieka i zwierząt, aby przybliżyć naturalne „konstrukcje nośne”.
4. Historia/plastyka – Rzymianie byli wielkimi budowniczymi. Niech uczniowie poznają techniki budowlane, które rozwinęli.
HISTORIA ARCHITEKTURY
Lekcja 4: Kształty budynków
Podczas lekcji uczniowie zanalizują, jakie figury i bryły geometryczne wykorzystywane są w architekturze.
Materiały pomocnicze: Arkusz informacyjny 22 – „Świątynie greckie i rzymskie, widoki”, Arkusz informacyjny 23 –„Klasyczny portyk”, Arkusz informacyjny 24 –„Partenon: rzut, przekrój, elewacja”, Arkusz informacyjny 25 – „Panteon: rzut, przekrój, elewacja”, Arkusz informacyjny 6 – „Drzwi i okna”, Arkusz informacyjny 5 –„Domy w Polsce”, Arkusz informacyjny 8 – „Domy w Europie”.
Problematyka
Geometria i jej wpływ na architekturę.
Zagadnienia kluczowe
Formy geometryczne.
Powtórka
• Przyznaj punkt za każdą poprawną odpowiedź na Arkuszu pracy C3.
• Omówcie wspólnie terminy architektoniczne, które pojawiły się podczas Lekcji 3. Upewnij się, że uczniowie znają znaczenia poznanych terminów.
Odpowiedzi do Arkusza pracy C3
1. Kościół Jezusa Chrystusa Odkupiciela, Czechowice-Dziedzice, 1995-1998, architekt: Stanisław Niemczyk; ceglane ściany nośne
2. Willa „Pod Jedlami”, Zakopane, 1897, architekt: Stanisław Witkiewicz; drewniane ściany nośne na masywnej podmurówce kamiennej
3. Willa modernistyczna, Nowy Sącz, 1934, architekt: Zenon Marian Remi; ściany nośne ceglane, stropy żelbetowe
4. Teatr Stary, Kraków, przebudowa 1903-1906, architekci: Tadeusz Stryjeński, Franciszek Mączyński; ściany nośne ceglane, pierwszy strop żelbetowy na ziemiach polskich
5. Biblioteka Uniwersytecka, Warszawa, 1999, architekt: Marek Budzyński z zespołem; ściany i szkielet nośny żelbetowe, dachy zielone, elementy wykończeniowe miedziane
6. Rozbudowa Muzeum Fryderyka Chopina, Żelazowa Wola, 2006-2010, Architekt: Bolesław Stelmach; drewno klejone, osłonowa ściana szklana
7. Stadion PGE Arena Gdańsk, 2008-2011, Architekci: Rhode-Kellermann-Wawrowsky;
kratownice stalowe, pokrycie płytami z poliwęglanu
8. Budynek biurowy Focus Filtrowa, Warszawa, 2001, architekci: APA Kuryłowicz; szkielet żelbetowy i stalowy, osłonowa ściana szklana