Innowacyjność, wiedza i odpowiedzialność

Politechnika Krakowska jest nowoczesną uczelnią otwartą na wyzwania wymagające sprawnego łączenia innowacyjności, wiedzy teoretycznej i doświadczenia praktycznego. Wśród wyzwań, jakie stoją przed pracownikami, są zadania wymagające także wysokich kompetencji i odpo­wiedzialności za wdrożone rozwiązania techniczne. Przykładem prace zespołu Wydziału Architektury i Wydziału Inżynierii Lądowej, przeprowadzone na terenie dawnego obozu Auschwitz-Birkenau. Ich efektem było przygotowanie wyjątkowego raportu pt. „Badania nad opracowaniem metod konserwacji, zabezpieczenia i wzmocnienia konstrukcji obiektów, elementów ich wykończenia oraz ich podłoża gruntowego, z uwzględnieniem statyki i fizyki bu­dowli, występujących na terenie Państwowego Muzeum Auschwitz-Birkenau (PMAB)”. Jego wdrożenie pozwoliło uratować od dalszej degradacji i przywrócić do zwiedzania unikatowe na skalę światową obiekty historyczne, znajdujące się na terenie obozu zagłady. O tym, jak raport powstawał i z czym musieli mierzyć się jego twórcy, rozmawialiśmy z jednym z współautorów zrealizowanego projektu badawczego — dr. inż. Romanem Paruchem, prof. PK.

Obiekty znajdujące się na terenie dawnego KL Auschwitz-Birkenau wymykają się tradycyjnie rozumianym kategoriom zabytku. Okoliczności towarzyszące ich powstaniu czynią ich konserwację szczególnym wyzwaniem, wymagającym starannej oceny stanu zachowania, prawidłowego rozpoznania procesów i czynników niszczących, przeprowadzenia możliwie nieinwazyjnych, a jednocześnie dających reprezentatywne wyniki badań oraz doboru właściwych działań naprawczych. Wyniki takich innowacyjnych badań przeprowadzonych w latach 2014–2015 pod kierunkiem pracowników Wydziału Architektury PK stanowią podstawę metod konserwatorskich, stosowanych w realizacji Globalnego Planu Konserwacji w sektorze BI KL Auschwitz II-Birkenau. W latach 2022– 2025 miliony odwiedzających nie tylko miały dostęp do uratowanych w ten sposób baraków murowanych, ale przede wszystkim mogły poznać w pełni realia życia w obozie dzięki udostępnieniu po raz pierwszy w historii baraków funkcyjnych tego sektora.

Prace nad tym raportem były prowadzone w ramach interdyscyplinarnego zespołu międzyuczelnianego, w którym kluczową rolę odegrała Politechnika Krakowska, reprezentowana przez dwa wydziały. Na Wydziale Architektury odpowiedzialnymi za realizację zadań byli dr inż. Stanisław Karczmarczyk, prof. PK, dr inż. Roman Paruch, prof. PK oraz dr inż. Wiesław Bereza. Ze strony Wydziału Inżynierii Lądowej wiodącymi osobami byli: dr hab. inż. Teresa Stryszewska, prof. PK; dr hab. inż. Piotr Matysek, prof. PK oraz dr inż. Stanisław Kańka.

Projekt badawczy, zrealizowany na Politechnice Krakow­skiej, stanowił część programu realizowanego przez Muzeum Auschwitz Birkenau w ramach Globalnego Planu Konserwacji w sektorze BI KL Auschwitz II-Birkenau. W jego ramach dyrekcja Muzeum, wraz z własnym mu­zealnym zespołem konserwatorów oraz inżynierów budowlanych, zleciła identyfikację zagrożeń i ocenę stanu zachowania dwudziestu pięciu obiektów kubaturowych, znajdujących się we wspomnianym sektorze.

Zespół pracowników Wydziału Architektury i Wydziału Inżynierii Lądowej PK współtworzył projekt realizowany przez osiem instytucji badawczych. W ramach zrealizowanego projektu badawczego opracowano założenia, plan i strategię ogółu interdyscyplinarnych prac badawczych w sektorze BI, sformułowano propozycję rozwiązań technicznych, przeprowadzono badania z zakresu architektury oraz budownictwa, materiałoznawstwa i fizyki budowli oraz sporządzono raporty częściowe wraz z raportem końcowym dla całego projektu badawczego tego sektora.

Efektem prowadzonej działalności naukowej było opracowanie przez zespół Politechniki Krakowskiej, a następnie wdrożenie przez PMAB innowacyjnych metod zabezpieczania, wzmacniania i konserwacji unikatowego, ekstremalnie wrażliwego dziedzictwa kultury, jakim są pozostałości dawnego obozu Auschwitz II-Birkenau. Prowadzenie prac w ramach Globalnego Planu Konserwacji i udostępnienie po raz pierwszy milionom zwiedzających wcześniej zamkniętych i niszczejących obiektów bez opracowania wspomnianych innowacyjnych metod nie byłoby możliwe.

Projekt badawczy rozpoczęliśmy pod koniec 2014 r. Najtrudniejszy etap prac terenowych na terenie Muzeum przypadł na 2015 r. W tym czasie prowadziliśmy prace badawcze oraz równocześnie przygotowywaliśmy raporty częściowe, które odnosiły się indywidualnie do każ­dego z dwudziestu pięciu badanych obiektów. W końcówce 2015 r. i na początku 2016 r. powstał raport końcowy. Należy podkreślić rangę działań Muzeum Auschwitz-Birkenau, a zwłaszcza pracowników Działu Konserwacji. Mieli jasno sprecyzowane cele i wymagania względem naszych działań. Dodatkowo bardzo restrykcyjnie wyznaczyli możliwości przeprowadzenia badań przy obiektach znajdujących się w sektorze BI. Wnikliwie weryfikowano każdą wykonaną wcześniej analizę techniczną, budowlaną oraz konstrukcyjną. Na podstawie naszych rekomendacji Muzeum przygotowało projekty wykonawcze i konserwatorskie, a następnie pełnym sukcesem zakończył się pierwszy pilotażowy etap prac w 2019 r. Zabezpieczono wtedy dwa pierwsze baraki więźniarskie, będące w bardzo złym stanie. Jest to warte podkreślenia, bo przeprowadzenie tak szeroko zakrojonych prac budowlanych, konserwatorskich i konstrukcyjnych w wyjątkowo wrażliwych obiektach było unikatowe w skali świata.

Obiekty, w których mieliśmy możliwość przeprowadzić własne interdyscyplinarne badania, wymykają się klasycznym definicjom obiektu zabytkowego, jak również wykraczają poza ramy obiektów, z którymi współcześni projektanci mają do czynienia w codziennej praktyce inżynierskiej. Wdrożenie przez Państwowe Muzeum Auschwitz-Birkenau i zespół konserwatorski PMAB metod zabezpieczenia, naprawy i konserwacji, przedstawionych w naszym projekcie badawczym, przetarło ścieżkę do dalszych prac przy kolejnych obiektach. Wśród nich możemy wymienić następne baraki więźniarskie, ale i obiekty funkcyjne, takie jak kuchnia, latryny czy drewniane wieże strażnicze.

Ocena stanu technicznego obiektów, znajdujących się na terenie PMAB, pomimo że brzmi to standardowo, wymagała od pracowników PK, realizujących projekt badawczy, innowacyjnego podejścia doświadczalnego i praktycznego, inżynierskiego. Rozpoczynając autorskie badania takiego obiektu, musimy myśleć szeroko przestrzennie i nieszablonowo. Musieliśmy znaleźć od­powiedź na kluczowe pytania: jaki jest stopień zdegradowania najważniejszych elementów konstrukcyjnych i budowlanych, jak ta degradacja wpływa na trwałość elementu, czy może być dalej zachowany albo ewentualnie jakie innowacyjne rozwiązania trzeba podjąć, żeby go zabezpieczyć. Ważne było również to, co się dzieje w przestrzeni najbliższej analizowanego elementu. Oprócz weryfikacji stanu technicznego istotnym było określenie stanu zachowania strukturalnego — materiałowego. Realizacja naszych prac badawczych było zadaniem, które wykraczało poza klasyczne podejście do oceny stanu zachowania obiektów współczesnych, a nawet zabytkowych.

Innowacyjne rozwiązania techniczne, wypracowane przez zespół PK, skupiały się w szczególności wokół zagadnień zabezpieczenia i wzmacniania zewnętrznych grubość w przeważającej części wynosiła zaledwie 12 cm. To także kwestia określenia poziomu bezpieczeństwa elementów drewnianych więźb dachowych czy nośność fundamentów betonowych lub ceramicznych. Musi­my pamiętać, iż obiekty znajdujące się na terenie dzisiejszego Muzeum Auschwitz-Birkenau powstawały w warunkach wojennego deficytu materiałów budow­lanych, a w szczególności w pierwszym okresie wznoszono obiekty z elementów rozbiórkowych. W przypadku obiektów zabytkowych wachlarz rozwiązań jest w znacznym stopniu ograniczony tylko i wyłącznie do zastosowania innowacyjnych rozwiązań technicznych, jeżeli chcemy zachować w jak największym zakresie autentyczność danego elementu budowlanego i jego historyczną strukturę materiałową. Wymiana uszkodzonych elementów budowlanych w obiektach znajdujących się na terenie Muzeum na całkowicie nowe nie była w ogóle brana pod uwagę.

Interesującymi przykładami były wcześniej wspomniane badania drewnianej więźby dachowej oraz ścian ceramicznych. Klasyczna syntetyczna analiza statyczno-wytrzymałościowa elementów drewnianych obiektów kubaturowych na terenie Muzeum, oparta na współczesnych normach projektowych, wykazałaby, że konstrukcja nie spełnia warunków nośności i może stanowić zagrożenie dla zwiedzających. Aby poznać faktyczny stan i skorelować go z wykonanymi uprzednio syntetycznymi analizami obliczeniowymi, zespół PK musiał podejść do zagadnienia w sposób nietypowy, a zarazem innowacyjny. Za zgodą Muzeum zdemontowano wytypowane przez zespoły PK oraz Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu, oryginalne krokwie i poddano je nieniszczącym badaniom w laboratorium Wydziału Inżynierii Lądowej. Element obciążano jedynie do określonego i wskazanego przez nas ugięcia, dbając, aby przy założonych ugięciach nie doszło do ich uszkodzenia, a tym bardziej do zniszczenia. Uzyskane wyniki określiły, jakie obciążenia realne badane krokwie są w stanie przenieść.

Badania w laboratorium oraz naszą analizę statyczno-wytrzymałościową uzupełniono o badanie rezystografem oporowym RESI około dwudziestu do dwudziestu pięciu krokwi, wybranych w każdym obiekcie kubaturowym w trakcie wcześniejszego autorskiego przeglądu. Badanie polegało na kontrolowanym nawiercaniu elementów drewnianych wiertłem o średnicy około 2 mm. Jesteśmy w stanie na podstawie pomiarów oporu wiercenia oraz prędkości posuwu wiertła określić stan zachowania struktury drewna każdego elementu.

Kolejnym wyzwaniem dla zespołu z Politechniki Krakowskiej okazały się badania zdeformowanych zewnętrznych ścian nośnych baraków więźniarskich, o grubości zaledwie jednej cegły. Posiadane przez Muzeum mapy skaningu, pokazujące precyzyjnie deformacje wszystkich ścian, należało powiązać z badaniami materiałowymi, wykonanymi przez laboratorium Politechniki Krakowskiej, określającymi wytrzymałość materiałową oraz ostatecznie nośność samej ściany.

Celem zweryfikowania rekomendowanych w projekcie badawczym metod prostowania i wzmacniania pionowych przegród było wykonanie fizycznego modelu ściany ceramicznej w skali 1 : 1 w Laboratorium Materiałów i Konstrukcji Budowlanych PK. Badana w warunkach laboratoryjnych ściana musiała odzwierciedlać wszelkie rzeczywiste wady techniczne, które występują w obiektach kubaturowych na terenie Muzeum Auschwitz-Birkenau. Przeprowadzenie przez zespół PK badań w tym obszarze było niezwykle istotne ze względu na globalną skalę zinwentaryzowanych wad na niemal każdym obiekcie kubaturowym.

W ramach naszego projektu badawczego wskazane obszary były kluczowymi, jednakże nie jedynymi, które wymagały od nas przeprowadzenia wielu nietypowych badań oraz wskazania na dalszym etapie wiarygodnych i rekomendowanych metod zabezpieczenia i wzmacniania elementów tworzących tak wysoce wrażliwą tkankę obiektów zabytkowych.

Interdyscyplinarne badania przeprowadzone uprzednio przez zespół PK pozwoliły, przy udziale przedstawicieli Muzeum, wypracować rekomendacje techniczne dotyczące możliwych rozwiązań techniczno-budowlanych. Dobór wybranych, a zarazem rekomendowanych rozwiązań budowlanych musiał zapewnić zachowanie w jak największej skali autentyczności materiałowej elementów tworzących obiekt przy możliwie najmniej ingerujących i niszczących czynnościach technicznych w trakcie prowadzenia prac.

Nie były to jedyne wymagania, które musiały być ujęte w przyjętych rozwiązaniach. Dobrana metoda, oprócz zachowania autentyczności strukturalnej, musiała dawać najwyższy poziom bezpieczeństwa milionom osób, które zwiedzają teren obecnego Muzeum Auschwitz-Birkenau.

Podkreślmy jeden bardzo ważny aspekt historycz­ny: te obiekty nie miały długo przetrwać. Nie miały być dobitnym świadkiem dramatycznych wydarzeń z tamtego okres ani cierpienia ludzi. Budynki na terenie Auschwitz-Birkenau wznoszono z bardzo niskiej jakości materiałów budowlanych, często pochodzących z rozbiórki innych budynków.

Po wyzwoleniu obozu prowadzono prace konserwacyjne i remontowe przy obiektach kubaturowych, jednakże metody techniczne i możliwości technologiczne nie były rozwinięte, jak obecnie. Rezultaty tych prac były niekiedy nietrwałe i w jakimś stopniu stały się równoległym czynnikiem wpływającym negatywnie na stan techniczny ich zachowania. Oprócz wspomnianych wad technicznych obiektów kubaturowych, pogłębionych upływem czasu, czyli klasycznym starzeniem materiałowym, dodatkowo dzisiejsze Muzeum Auschwitz-Birkenau znajduje się na terenie, gdzie występują skomplikowane i zmienne warunki geologiczne. Mu­zeum dysponowało własnymi analizami ośrodka gruntowego, jednakże zespół PK wskazał potrzebę weryfikacji aktualnego stanu gruntów indywidualnie wokół każdego z dwudziestu pięciu obiektów ujętych w projekcie badawczym. Wykonaliśmy uzupełniające badania poprzez zagęszczenie siatki badań geotechnicznych w obszarze wybranych indywidualnie ścian zewnętrznych oraz punktów badawczych wewnątrz obiektów w ramach wykonanych odkrywek technicznych.

Uzyskane indywidualne dane geologiczne, przy zebranych informacjach materiałowych dotyczących fundamentów, wskazały na potrzebę stabilizacji warunków wodnych oraz zabezpieczenia posadowienia obiektów. Pamiętajmy, że cały teren obozu ma ogromną naturalną powierzchnię silnie narażoną na oddziaływania wody opadowej lub roztopowej. Ma to ogromne znaczenie dla warunków hydrogeologicznych, z tego powodu wskazywaliśmy potrzebę wprowadzenia lokalnych rozwiązań w formie drenażowej, indywidualnie dobranych do sytuacji wokół każdego z badanych obiektów.

Z racji swojej tragicznej historii, każda cegła, każdy fragment tynku, każdy element drewniany należy traktować indywidualnie. Przed rozpoczęciem naszych badań na terenie Muzeum zlecono firmie zewnętrznej skanowanie poszczególnych elementów konstrukcyjnych, jak i całych obiektów i na tej podstawie stworzono modele ich deformacji. Zebrano dokładne parametry geometryczne, uchwycono nawet wychylenie odspojonych tynków. Nasze badania skorelowaliśmy z przekazanymi danymi źródłowymi, aby ograniczenia techniczne nie były przeszkodą do zamierzenia projektu badawczego.

Musieliśmy zmierzyć się z bardzo szerokim spektrum materiałowym, budowlanym oraz konstrukcyjnym w ramach dwudziestu pięciu obiektów. Badaliśmy murowane baraki więźniarskie, budynki funkcyjne (kuchnie, latryny, łaźnie), drewniane wieże wartownicze, a także otwarte zbiorniki przeciwpożarowe, jak i proste, ziemne schrony przeciwlotnicze. Każdy ustrój konstrukcyjny wymagał indywidualnie dobranych badań. Nie dopuszczaliśmy w naszych badaniach lub analizach podejścia schematycznego. Musieliśmy wypraco­wać metody naprawcze lub wzmacniające, adekwatne dla konkretnego obiektu.

Na początku projektu musieliśmy przyjąć wstępne ramy działań badawczych, wynikające z naszego doświadczenia zawodowego, jednakże to był tylko wstęp dla naszych docelowych analiz. Wyzwaniem badawczym był zakres oraz ostateczna forma naszych analiz, a następnie wypracowanie rozwiązań technicznych, które odpowiadałyby najwyższym standardom konserwatorskim.

Taki przypadek jest zawsze rozpatrywany indywidualnie. Pierwszym rozwiązaniem jest „dublowanie” — dodanie nowego elementu, z zachowaniem oryginalnego, przy wskazaniu, że pojawił się nowy współczesny. Drugim rozwiązaniem pożądanym jest wzmacnianie, ale nie­widoczne — strukturalne bądź ewentualnie wzmacnianie wewnętrzne za pomocą materiałów kompozytowych. Pomysł związany z wprowadzeniem materiałów kompozytowych był badany na PK w ramach projektu badawczego.

Muzeum prowadzi pełną opiekę nad każdym obiektem, obejmującą zagadnienia archeologiczne, konserwatorskie, budowlane, konstrukcyjne czy hydrogeologiczne. Prace, które zostały zrealizowane na pilotażowych obiektach o numerze B-123 i B-124, jak i tych późniejszych, pozwalają udostępnić zwiedzającym w sposób bezpieczny te obiekty, jak również dają gwarancje zachowania na kolejne dziesięciolecia. Niemniej, każdy materiał z czasem ulega starzeniu. Muzeum jest tego świadome i prowadzi stały ich monitoring. Konserwatorzy regularnie weryfikują stan obiektów, co pozwala wykryć ewentualne procesy degradacji na bardzo wczesnym etapie i wdrożyć ewentualne działania naprawcze.

Podjęcie zadania w postaci projektu badawczego w Auschwitz-Birkenau w takim zakresie wymagało innowacyjnego myślenia technicznego, wiedzy praktycznej i odpowiedzialności. Realizacja zadań i badań technicznych związana była z wiedzą, z kompetencjami wszystkich członków zespołu z Wydziału Architektury oraz Wydziału Inżynierii Lądowej oraz z ich indywidualnym doświadczeniem. Takie połączenie pozwala z sukcesem przedstawić teoretyczne rozwiązania, które zostają poparte wdrożonymi innowacyjnymi badaniami, a na koń­cu realizacja prac budowlanych i konserwatorskich na najwyższym europejskim poziomie pozwoliła osiągnąć pełny sukces, którego postacią są w pełni udostępnione obiekty dla zwiedzających. Politechnika Krakowska jako uczelnia udowodniła, że jest wiodącym ośrodkiem badawczym oraz wdrożeniowym. Kolejne wyzwania na pewno będą możliwe do zrealizowania w innych interdyscyplinarnych zespołach badawczych.

Każdy obiekt budowlany, z którym możemy pracować, odznacza się w naszym życiorysie, zarówno tym zawodowym, jak również osobistym. Czas spędzony podczas przeprowadzonych analiz i badań bezpośrednio na terenie obozu Auschwitz-Birkenau, w obiektach objętych realizacją projektu badawczego Politechniki Krakowskiej, wiązał się z ogromnym obciążeniem emocjonalnym, gdyż mieliśmy świadomość, jak tragiczny los spotykał ludzi w tym miejscu. Mając to na uwadze oraz ze względu na zakładany cel projektu badawczego, musieliśmy wypracować metody i rekomendować rozwiązania, pozwalające na zachowanie w sposób trwały na kolejne dekady świadków tych tragicznych wydarzeń.

Rozmawiał: Michał Pierewicz