SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ KAROLÍNA

VŠB-Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Studentská vědecká odborná činnost školní rok 2005-2006

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ KAROLÍNA

Předkládá student Odborný garant Katedra

: : :

Marie Stará Ing. Miloš Rieger Ph.D 221

Studentská vědecká odborná činnost 2006 VŠB – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební Ludvíka Podéště 1875, 708 33 Ostrava-Poruba http://fast.vsb.cz

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ KAROLÍNA Řešitel: Vedoucí práce:

Marie Stará VŠB – TU Ostrava, Fakulta stavební Ing. Miloš Rieger Ph.D VŠB – TU Ostrava, Fakulta stavební

Anotace Dnešní doba dává volnou ruku nejen architektům, ale i projektantům, kteří již nejsou tolik omezováni tak neoblíbenou uniformitou staveb. Ta se, bohužel, stala využívanou u většiny staveb, od občanských staveb přes rodinné domy až po památníky. Převážně díky uniformitě jsou až „nudné“ stavby s obdélníkovými a čtvercovými půdorysy. Přestože se v mnoha věcech, které nás obklopují, vracíme zpět, technologie ve stavebnictví se rozvíjí neuvěřitelně rychle vpřed, a proto 20. století v technice a stavebnictví se již stává pouze minulostí. Nová technologie mnohem více inspiruje, urychluje výstavbu a dodává dnešním stavbám tak důležitý architektonický výraz. A především z důvodu architektonického jsem zvolila výrazný, a zároveň ne tak obvyklý půdorysný tvar konstrukce. Tato stavba bude architektonickým přínosem pro město Ostravu, svým tvarem je jedinečná a pro centrum města vhodná svým zaměřením pro veřejnost.

Annotation Present time gives free hand not only architects but aslo designers who already aren´t so much bound so not in favour uniform of constructions. That time become unfortunately exploited at most of constructions, from civic constructions over family houses after as much as memorials. Mainly thanks for uniform are as far as „uninteresting“ constructions with oblong and square platforms. Although in many things which inclose us we return back, the technology develop unbelievably quick foward, that is why 20. Century becomes already only past in technology and constructions building. New technology much more inspires, speeds building-up and supplies so important architectonical expression present construction. From architectonical reason first of all I choosed expressive and at the same time not as common groundplan form construction. This construction will be architectonical benefit for town Ostrava, is nonsuch own for and for centre of town acceptable signt for a public.

-2-


Poděkování Zde je mojí milou povinností poděkovat všem, jenž pomohli vzniknout tomuto projektu. Zvláštní dík patří Ing. Miloši Riegrovi Ph.D za podporu při řešení návrhu jednotlivých částí konstrukcí a Ing. Janu Marečkovi za podporu při projektování. Poděkování patří také Barboře Kopecké, za pomoc při projektování v předmětu Projekt I., kde tento návrh vznikl.

-3-


1

Ohlédnutí do historie kovových konstrukcí

V procesu vývoje stavebních konstrukcí je možno sledovat dvě na první pohled protichůdné tendence – snižování hmoty materiálu konstrukce a zvětšování rozpětí překrývaného prostoru. Výsledný efekt je podmíněn novými konstrukčními materiály, které podstatně změnily tradiční architektonické formy. Používáním kovových konstrukcí se v architektuře významně posunuly hranice rozměrů staveb i zastřešujícího prostoru. Vznikají nové formy kupolí, kleneb, rozmanité plochy s dvojí křivostí – hypary, nové prostorové formy, zavěšené n tenkých vláknech, objevuje se nové měřítko vertikály – super vysoké budovy – skyscrapery.

2

Rozvoj metalurgie

Kov je jedním z nejstarších průmyslových materiálů. Přírodní kovy jako je zlato, stříbro a měď byly využívány už v 6. a 7. tisíciletí př. n. letopočtem. Metalurgie železa, která vznikala nezávisle na různých místech Země, se rychle rozšířila v Egyptě, Mezopotámii, Indii, na konci 2. tisíciletí př. n. l. do starověkého Řecka, Malé Asie, Zakavkazí a v polovině 1. tisíciletí př. n. l. do Číny. Pudlované železo a z něho kováním získané svářkové železo se pro svoji měkkost a pracnost výroby ve stavebních konstrukcích nerozšířilo. Ve stavebnictví se používalo pouze na detaily či spojovací prostředky – příchytky, čepy, skoby, výztuže překladů, kleštiny apod. Na přelomu 12. a 13. století se objevil tvrdší kov – litina. Před tímto objevem se litina, která vznikala při výrobě železa, vyhazovala jako odpad. Z litiny se začaly odlévat rozmanité výrobky a téměř 500 let i stavební konstrukce. Současně se zkoumáním možností zkvalitnění tavby železa se zajišťovaly i způsoby jeho zpracování. V roce 1769 se v Anglii objevily první válcovací stolice na tenké plechy. O něco později byly zkonstruované válcovací stolice na železné profily L, T a Z, na kolejnice a na železné profily I, U. Tento sortiment tvoří dodnes základ i pro průřezy složené.

-4-


3

Ocel – Nosný materiál v pozemním stavitelství

První pokusy použití kovu v pozemních stavbách se upínaly k průmyslovým budovám. První továrny na spřádání a tkaní bavlny, vlny, lnu nebo hedvábí byly obvykle pěkné, pevné jednoduché budovy s kamennými obklady kolem roštu z litinových sloupů s dřevěnými trámy. Přesto díky katastrofám, především požárům, bylo nezbytné zaměřit pozornost na vývoj ohnivzdorných konstrukcí. V průběhu století však začaly odkládat svůj staromódní svrchník, zvláště ve městech. Budovy měly stále lehčí a jemnější litinové skelety, vyplněné skleněnými tabulemi. V polovině 19. století nastal další krok v rozvoji celokovového skeletu, který zavedl litinové stojky a nosníky do obvodového pláště. Skutečné pronikání do stavebnictví se pojí až s rozvojem ocelových konstrukcí. Objevení průmyslových způsobů zpracování oceli, které se zachovaly do současnosti. Průmyslová ocel, která se vyznačuje vysokou pevností, vytlačila nízkokvalitní železo a litinu, které se na konci 19. století používaly především jen na dekorativní účely. Důležitou úlohou v procesu zavedení stavební oceli do praxe měly úspěchy ve stavební mechanice a rozvoj metod výpočtu konstrukcí. Velký podíl na rozvoji mechaniky měla teorie ohybu nosníků a výpočet visutých mostů, a také první teorie výpočtu ocelových mostů. Metodou výpočtu prostorových zastřešení ve tvaru kupole rozpracoval L. Schwedler. Svoji první příhradovou kupoli postavil v Berlíně v roce 1863. Byla tvořena poledníkovými žebry, konzolovými prstenci a diagonálními spoji mezi nimi. Snížená hmotnost zastřešení, jednoduchost a rychlost výstavby a přesné výpočtové schéma byl důvod, proč tento typ konstrukce rychle a ve velké míře rozšířil zejména na zastřešení kruhových budov. Na zastřešení budov s obdélníkovým půdorysem se začaly používat ocelové příhradové rámy a oblouky. Jednou z největších staveb s tuhými příhradovými rámy byla Galerie strojů na pařížské výstavbě 1878 s rozponem rámů 35 m a výškou 28 m.

-5-


4

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ - Návrh

Navrhovaná stavba je třípodlažní objekt se suterénem pro sklady sportovně relaxačního centra, nacházejícího se v prvním podlaží a restaurace, umístěné v druhém podlaží navrhovaného objektu. Třetí podlaží bude využívané jako vyhlídkové. Celá stavba je řešena jako skeletová ocelová konstrukce s rámy v podélném směru, se zavěšeným obvodovým pláštěm a pilotovými základy. Objekt má navržen neobvyklý trojúhelníkový půdorys s dominantní válcovou, částečně prosklenou, konstrukcí ve vstupní části objektu. Zdivo v rozích stavby bude ztužující ve vodorovném směru. Důležitou konstrukcí této stavby je střecha, která bude využívána pro svod dešťových vod pro zavlažování zimní zahrady, která je součástí návrhu. Hlavní nosnou konstrukcí střechy tohoto objektu bude prostorový nosník, který bude zavěšen na ocelových táhlech.

navrhl: místo: typ budovy: výška: podlaží: stavební konstrukce:

5

Marie Stará Ostrava sportovně relaxační 10m (s válcem 13m) 4 kombinace sklo-ocel-beton

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ – urbanistické řešení

Sportovně relaxační centrum s restaurací Karolína jsem zasadila do města Ostrava v Moravskoslezském kraji. Ostrava leží ve východní části České republiky a dnes čítá přibližně 313 360 obyvatel. Vybraná oblast se nachází v Moravské Ostravě v části Na Karolíně. Objekt se nachází v blízkosti centra města. Tato oblast je rekultivována přibližně do hloubky 10 metrů. Pozemek je ohraničen z jihozápadní a jižní strany železniční tratí s nádražím Ostrava Střed. Na severozápadní pak dopravní tepnou 28. října a z východní strany řekou Ostravicí. Inženýrské sítě budou vedeny přímo z ulice Na Karolíně. Objekt bude architektonickým přínosem pro město Ostravu i pro celý Moravskoslezský kraj, svým tvarem je jedinečný a pro centrum města je vhodný svým zaměřením pro veřejnost.

-6-


Mapa oblasti plánovaného umístění Sportovně relaxačního centra s restaurací Karolina

Celkový pohled na navrhovanou konstrukci Sportovně relaxačního centra s restaurací

-7-


6

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ – technické řešení

Konstrukce Sportovně relaxačního centra s restaurací Karolína je řešena jako ocelový skelet s rámy v podélném směru. Podélné rámy jsou tvořeny ocelovými sloupy kruhového průřezu o průměru 200 mm a ocelovými svařovanými asymetrickými profily tvaru I velikosti 200 mm, z důvodu uložení stropní konstrukce. Sloupy zhotovené z trubkové oceli jsou pokryty chránícími vrstvami, včetně ohnivzdorné zpěňující, která je chrání před korozí a ohněm. Ztužení celé stavby ve vodorovném směru je zajištěno ztužující železobetonovou stěnou, která je umístěná ve všech třech rozích této stavby s trojúhelníkovým půdorysem. Modul je trojúhelníkový o velikosti 6000 m. Karolina je z důvodu rekultivace oblasti založena na 36 vrtaných pilotách o průměrech 400 mm. Sloupy po okraji budovy mají šířku piloty 500 mm. Délka pilot bude přibližně 6 m – 10 m. Vršek pilot tvoří kalichy pro uložení ocelové nosné konstrukce. Půdorys konstrukce je tvořen základovou deskou s horním lícem přibližně ve hloubce 4 m pod okolním terénem. Zde se nacházejí sklady pro sportovně relaxační centrum a pro restauraci, a také nákladní výtahy . Spodní stavba je řešena s použitím bariérových hydroizolací. Základová deska o tloušťce 200 mm má celkovou plochu přibližně 750 m2. Základy zimní zahrady jsou klasické základové patky, které jsou svázány ocelovými táhly.

Základy na 36 vrtaných pilotách

Konstrukční výška jednotlivých podlaží je 4,400 m a světlá výška místností je 4 m. Stropy jsou navrženy jako filigránové desky s osovou vzdáleností filigránových výztuží 700 mm, prostě uložený po obvodě na asymetrický nosník tvaru I o velikosti 200 mm, na než jsou položeny vylehčené skořepinové instalační vložky z recyklovaného plastu, kde výplň vložky je tvořena zátkou z pěnového polystyrenu proti zatékání betonu do instalačních dutin, které celou konstrukci stropu vylehčí a jsou zabetonovány v dilatačních celcích ve tvaru trojúhelníku podle modulu. Mezi vložkami je vložena obousměrně výztuž a KARI sítě na vložkách. Vylehčení celé konstrukce je z důvodu velkého rozpětí a z důvodu úspory betonové směsi, které by v jiném případě bylo nutno na konstrukci stropu použít. Skladbou vložek vzniká ve stropní konstrukci systém průběžných dutin pro umístění elektrorozvodů, vytápění nebo vody. Vložky jsou opatřeny vstupním otvorem o průměru 100 mm pro vstup do

-8-


instalačního prostoru (náhrada podlahových systémů), zároveň slouží jako distanční míra pro zajištění konstantní tloušťky nadbetonované železobetonové desky.

Skořepinová instalační vložka z recyklovaného plastu

Detail vložky se zátkou z pěnového polystyrenu

-9-


Stěny a obvodový plášť netvoří funkci nosnou. Celkové architektonické ztvárnění obvodového pláště vyjadřuje snahu o vylehčení a o pocit vzdušné konstrukce. Významná část této plochy je tvořena skleněnou fasádou, která je zavěšena na stropní konstrukci. Obvodový plášť je navrhnut tak, aby při minimálním využití profilů zaručila maximální prosvětlení vnitřních prostor. Tato fasádní konstrukce splňuje zpřísněné požadavky na tepelné normy ČSN73 0540. Těchto tepelných vlastností je dosaženo speciálním přerušením tepelných mostů. Je tvořena těsnící manžetou, která dokonale utěsňuje spoje horizontálního a svislého profilu. Z venkovní strany je použito pod přítlačné zasklívací lišty dvojdílné těsnění s utěsněním spojů pomocí těsnících tvarovek. Každé páté okno ve fasádní konstrukci je otevíratelné. Strop a obvodový plášť jsou u sebe natěsno, oddilatovány tepelně a zvukově izolační hmotou.

Fasáda Sportovně relaxačního centra s restaurací

Střešní konstrukce je provedena jako částečně podepřená na ocelových svařovaných nosnících o dvou polích v podélném směru. V příčném směru se nachází hlavní příhradový nosník, který je upevněn na jednom konci ke kruhové konstrukci stavby, kde je přivařen ke kovovému výstupku a na druhé konci je prostě

- 10 -


uložen na konstrukci ztužující stěny umístěné v rohu stavby. Pro velké rozpětí konstrukce střechy musí být konstrukce nesena také pomocí předpjatých ocelových táhel. Použitím předpjatých táhel výrazně ovlivním architektonický výraz a opticky zmenším velká rozpětí. Táhlo využívá nosných tahových vlastností a plně využívá plochy příčného průřezu. Táhlo tvoří tyč z vysokotažné slitinové oceli o průměru 75 mm, kde nastavení na velké délky je provedeno pomocí nastavovacích spojek. Jsou připojeny ke konstrukci válce pomocí uhelníků, které jsou přivařeny ke konstrukci. Napínání je provedeno pomocí hydraulických napínacích zařízení.

Konstrukce střechy

Skladba střešní konstrukce je položena na vazničkách. Skládá se z ocelového trapézového plechu na němž se nachází samolepící parozábrana, na které jsou upevněny desky z minerální vlny a podkladní samolepící pás s vrstvou elastomerobitumenovým vrchním pásem, který je natavovací.

- 11 -


Kruhová konstrukce válce je železobetonová, částečně prosklená, která je vedena celou konstrukcí objektu, umístěná ve vstupní části objektu. Je současně veden celou konstrukcí střechy, přibližně asi 3 m nad její úroveň. V této kruhové konstrukci vedou trubice ze solárního ohřevu TUV, kde solární zařízení na ohřev je ve vrcholu válce, který je skosený. Ohřev probíhá přes klasický panel, který je na jedné polovině plochy válce, na druhé polovině je otvor pro průchod světla, které je přiváděno otočnými zrcadly ve vrcholu a natáčí se pomocí časového spínače. Vytápění celé budovy bude podlahové, nízkoteplotní spád 55/45, zdroj elektrický nebo plynový kotel . Klimatizace budovy není, tvar budovy, umístění místností a proudění vzduchu nevyžaduje klimatizaci. Odvětrávané prostory nuceným oběhem budou kuchyně, WC a šatny . Parkoviště a chodníky jsou součástí objektu, příjezd je umožněn z přilehlé ulice Na Karolíně. 6.1

Zimní zahrada

Navržená přístavba je využita jako zimní zahrada a tvoří součást objektu, s maximálním využitím skla. Zimní zahrada je řešena v ocelové konstrukci s tenkými ocelovými sloupy, otevřená, bez možnosti otevírání jednotlivých skleněných tabulí. Výška fasády je do úrovně střešní konstrukce budovy. Celá konstrukce je tvořena jako předpjatá lanová síťová fasáda. Fasáda se skládá z 22 mm silného nerezového ocelového lana, umístěného ve vzdálenostech 1,5 m v horizontálním i vertikálním směru. Předpínací síly jsou od 75 kN aplikovány na každé horizontální lano a 25 kN na každé vertikální lano. Fasáda využívá závorek, které nevyžadují vrtání skleněných tabulek, které oslabují prostor skla od zatížení. Jednoduché předpětí lana je schopné snášet příčné zatížení. Základy jsou klasické základové patky, které jsou svázány ocelovými táhly. Zahrada vytváří klidný park, který je určen nejen pro zákazníky, ale i pro veřejnost. Údržba zahrady bude prováděna užitkovou vodou ze střechy, která se bude sbírat ve sklepních prostorách.

Vzhled fasády zimní zahrady

- 12 -


6.2

Sportovně relaxační centrum

Celé první nadzemní podlaží je věnováno sportu a relaxaci. Podlaží je rozděleno na dvě části. Část první je věnována čistě sportovnímu centru. Druhá část je pak určena pro rehabilitace, odpočinek a masáže.Centrum obsahuje fines, část na odpočinek, obsluhu fines a samostatné šatny pro obsluhu, muže a ženy, WC muži a ženy a personál. Výtahy do druhého nadzemního podlaží jsou dva, jeden osobní a jeden nákladní a také schodiště pro zaměstnance, pro zákazníky a požární. 6.3

Restaurace

Restaurace určená především ke stravování návštěvníků. Restaurace zabírá celé podlaží 2.NP. Je zde umístěna kuchyně, potřebný počet prostoru pro stravování a hygienické prostory. Celá restaurace je v moderním pojetí s okrasnými dřevinami a květinami. Restaurace obsahuje restaurační část, kuchyň, příjem potravin, šatny, WC muži a ženy a personál.

Půdorys 1.NP – sportovně relaxační centrum

Půdorys 2.NP - restaurace

- 13 -


7

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ – vizualizace

a) pohled boční na celou konstrukci

b) pohled horní na konstrukci bez střešního pláště

c) pohled na základy konstrukce

d) pohled boční na konstrukci bez střešního a obvodového pláště

e) pohled boční na konstrukci bez střešního a obvodového pláště

- 14 -


8

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ – protipožární řešení

Nejprve jsem navrhla ocelovou konstrukci a teprve potom jsem navrhovala její ochrana proti požáru. Nyní se tyto činnosti integrují tak, aby výsledkem byl optimálně navržený ocelový nosník včetně jeho ochrany. Ocel je nehořlavá stavební hmota, které při působení vysokých teplot klesá mez kluzu a tím i únosnost stavební konstrukce.

Při zahřátí oceli na cca 500 st. C klesne únosnost oceli na 60%

Konstrukce jsou během zkoušky požární odolnosti zatěžovány různými křivkami. Nižší křivka se nazývá normová a je používána nejčastěji.Vyšší namáhání vyvozuje hydro-karbonová křivka (použití při aplikacích v petrochemickém průmyslu). V obou případech je dosažena kritická teplota nejpozději v 15. až 20. minutě (v závislosti na masivnosti profilu). Izolační systém na sloupy je tvořen úzkými přířezy z kalciumsilikátových desek délky 1200 mm, které jsou vzájemně propojeny a nalepeny na podklad. Tento izolační materiál se upevní vázacím drátem, který se spirálovitě navine s rozestupem přibližně 200 mm.

- 15 -


TI sloupu

Vzhled sloupů v sportovně relaxačním centru

Vzhled sloupů v restauraci

Zajištění požární odolnosti únikových cest, by mělo být podhledovými deskami, které slouží pro uložení hlavních inženýrských sítí v objektu. U tohoto systému je jednoduchá montáž a dlouhá životnost.

Podhledové desky

Celoplošně montovaný podhled

Čirá protipožární skla jsou tvořena několika vrstvami plochého skla mezi kterými jsou aktivní protipožární gelové vrstvy. Tyto gelové vrstvy při působení požáru zneprůhlední, napění a brání prostupu teplot na neohřívanou stranu. Skla je nutno chránit před vlhkostí (řeznou stranu) a UV zářením.

- 16 -


Odolnost protipožárního skla

9

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ – řešení pro osoby se sníženou schopností pohybu

Vstupní část je opatřena rampou se sklonem 1:12 a podestou pro odpočinek a je opatřena madlem ve výšce 0,5 m. Vchodové dveře jsou automatické otočné s rychlostí 0,5 m/s. Bezbariérová přístupnost do obou podlaží je umožněna výtahem s bezbariérovým přístupem velikosti 1500 x 1500 mm, který má označení tlačítek znaky pro zrakově postižené se zvukovým hlásičen a číselným ukazatelem. Rychlostí výjezdu 1,5 m/s. V části sportovního centra a restaurace je umístěno bezbariérové WC, včetně ukazatelů o velikosti 3,5 x 2,5 m pro pohodlí zákazníka. Vstupní dveře na WC jsou snadno otevíravé ven, s madlem ve výšce 800 mm. Místnost je řešena bezbariérově podle vyhlášky 369/2001 sb. Komunikace je vybavena postranními obkladovými pásky do výšky 100mm.

10 Můj názor Ocel má jako udržitelný materiál oproti betonu velkou výhodu. Snadněji se adaptuje, z podstaty je flexibilnější a přestavbu sloupů lze uskutečnit s malými náklady. Ocelové stavby umožňují podstatně více změn než budovy betonové. Když se objekt odstraní, lze ocel recyklovat. Betonovou budovu lze obtížně demolovat a beton je pracné rozdrtit. Rozdrcený se používá jako kamenivo, což je nejnižší stupeň využití, jaký si lze představit. Městskou část v Ostravě objekt, do které je objekt Sportovně relaxačního centra s restaurací zasazen, oživí a nezůstane pustá nevyužitá krajina. Jeho specifický tvar bude v přízemí lemovat množství zeleně. Obvodový plášť je zcela pokryt lesklým částečně zrcadlovým sklem s modrým tónováním. Tento materiál má za cíl udělat budovu esteticky příjemnější. Svou výškou nebude tvořit extrém v okolí.

- 17 -


11 Podklady a materiály 11.1 Software Acrobat 7.0 Word XP Pro PowerPoint XP Pro ArchiCAD 8.1 11.2 Hardware AMD 1,8 MHz Duron 256MB RAM DDR vestavěná grafika S3 17“ LG monitor GeniusVivid 4x scanner 11.3 Použitá literatura Navrhování staveb -Ernst Neufert Časopis Architekt Časopis Konstrukce Časopis Beton Časopis Fasády 11.4 Odkazy na internetové stránky www.konstrukce.cz www.e-architekt.cz www.halfen-deha.cz www.archiweb.cz www.tension.cz www.architekt.cz www.promat.cz www.hueck-hartmann www.strechycap.cz www.cideas.cz

- 18 -

SPORTOVNĚ RELAXAČNÍ CENTRUM S RESTAURACÍ KAROLÍNA

Recommend Documents