Škrupinová konštrukcia

Škrupinová konštrukcia je tenkostenná spravidla len niekoľko centimetrov hrubá, najčastejšie železobetónová konštrukcia. Má zakrivený, zalomený alebo inak upravený tvar, vďaka ktorému konštrukcia získava tuhosť. Princípom napodobňuje škrupiny vajíčok, zrolovaný alebo do harmoniky poskladaný papier. Ide vždy o veľmi tenké materiály, ktorých tuhosť závisí od ich tvaru a pri minimálnej hmote zaručujú maximálnu pevnosť a odolnosť.

Princíp

Vďaka tvaru škrupina roznáša tlak a sily rovnomerne po celej ploche, čo umožňuje prekrytie veľkých rozponov ľahkými a pomerne jednoduchými konštrukciami. Jedinou nevýhodou škrupinových konštrukcií je veľké drevené lešenie k bedneniu, ktoré môže tvoriť až polovicu všetkých konštrukčných nákladov.

Druhy

Existujú rôzne druhy škrupín. Medzi ne patria napríklad škrupiny jedného zakrivenia, dvojitého súhlasného zakrivenia, dvojitého nesúhlasného zakrivenia, vlnité škrupiny, lomenice, a mnohé iné druhy. Vo všeobecnosti, škrupinové konštrukcie využívajú princípy deskriptívnej geometrie.

Škrupiny jedného zakrivenia

Najjednoduchšie sú škrupiny jedného zakrivenia. Svojím tvarom pripomínajú stredoveké valené klenby. Na rozdiel od nich môžu byť nesené len piliermi, a nie hrubými stenami. Tuhosť sa pri týchto konštrukciách dosahuje oblúkovými väzníkmi a zároveň sa zabezpečuje tiahlami, prípadne vystužujúcimi membránami, ktoré sú hrubšie ako samotná škrupina. V nich sa zlučuje funkcia oblúkového väzníka s tiahlami. Takéto škrupiny sa dnes vyrábajú už aj ako prefabrikáty, ktoré sa len osadia na mieste stavby.

Škrupiny dvojitého súhlasného zakrivenia

Škrupiny dvojitého súhlasného zakrivenia vznikajú pomocou translácie kriviek, prípadne ich rotáciou okolo osi(deskriptívna geometria). V princípe fungujú rovnako ako jednoduché škrupiny. Príkladom tohto druhu škrupiny je budova štátneho cirkusu v Bukurešti (Nicolae Porumbescu a Constantin Rulea).

Škrupiny dvojitého nesúhlasného zakrivenia

Škrupiny dvojítého nesúhlasného zakrivenia vznikajú rotáciou priamky alebo hyperboly. Pri tomto postupe vznikajú rôzne tvary, ktoré boli v minulosti neznáme a technicky nezrealizovateľné. Najčastejšie sa vyskytuje ako hyperbolický paraboloid, inak nazvaný sedlová plocha. Vytvárajú neobyčajné a zároveň veľmi efektné konštrukcie a po technickej stránke pomerne jednoduché. V architektúre ju prvýkrát použil Antonio Gaudí na zastrešenie školy v Barcelone v roku 1909.

História

Z historického hľadiska prvú škrupinu v architektúre použil inžiniér- fyzik Walther Bauersfeld (1879-1959) na prestrešenie planetária v Zeissových závodoch. Išlo o kupolu s priemerom 16 metrov a vďaka novej technológií sa mu podarilo zostrojiť škrupinu len 3 centimetre hrubú.

Príklady použitia

Medzi stavby pri ktorých prestrešení sa použil tento tvarový experiment patrí aj stavba terminálu Trans World Airlines v New Yorku letisko J.F. Kennedyho (Eero Saarinen). Bol vytvarovaný ako abstraktný symbol lietania. Nad nízkou oblúkovitou budovou sa zdvíha odvážna strecha priestoru pre pasažierov. Skladá sa zo štyroch orezaných valcovitých škrupín. 
„Všetky krivky, všetky priestory a prvky až po tvar tabulí, ukazovateľov, zábradlí a odbavovacích prepážiek mali mať zhodný charakter. Chceli sme aby si cestujúci počas pobytu v budove uvedomil dokonale prepracované prostredie, v ktorom každý diel vychádza z iného a všetko patrí k tomu istému svetu tvarov.“ (Eero Saarinen 1959)
Netradičné využitie škrupín je možné vidieť aj na budove Opery v Sydney (Jørn Utzon a Peter Rice). Budova je situovaná na polostrove Bennelong Point. Odvážnu strechu tvorí 2194 predpätých prvkov spojených prostredníctvom 350 km ťahových oceľových káblov. Túto konštrukciu dopĺňa 6225 m² skla. 
Na Slovensku jedným z príkladov úspešného použitia lomenice je od architekta Vladimíra Dedečka vstupná časť Slovenskej poľnohospodárskej univerzity, nad ktorou sa dvíha šošovkovitá aula s priemerom 36 metrov a kapacitov 600 miest. Ďalším úspešným príkladom je lomenica nad hlavným vstupom do budovy Stavebnej fakulty Slovenskej technickej univerzity v Bratislave z ulice Imricha Karvaša, ktorá sa stala jedným zo symbolov fakulty, pričom presahuje aj do interiéru vstupnej haly. Tento komplex budov sa realizoval v rokoch 1964 - 1974.