1
SVĚT TECHNIKY – OSTRAVA-VÍTKOVICE ❚ SCIENCE AND TECHNOLOGY CENTER OSTRAVA-VÍTKOVICE Rostislav Mazáč, Hana Šeligová, Radek Syka
main goal of the project was to contribute to the prestige of science and research among the general public, change the attitude to technical
Příspěvek pojednává o návrhu a procesu
fields of studies, their popularization and
výstavby objektu Svět techniky – Science and
accessibility to the general public.
let až do roku 1998, kdy byl v září proveden poslední odpich z pece číslo 1. Důl Hlubina, vysoké pece a koksovna Vítkovických železáren byly v roce 2002 prohlášeny za Národní kulturní památku.
Technology Center Ostrava, jež je součástí rozsáhlého projektu revitalizace areálu Vítkovických železáren. Stavba má čtvercový půdorys o hraně cca 95 m a je úhlopříčně rozdělena na otevřenou vstupní terasovitou část a samotnou budovu o čtyřech nadzemních a jednom podzemním podlaží. Po diagonále půdorysu probíhá zrcadlová fasáda, v které se odráží celý komplex, mimo jiné i vysoká pec a bývalý plynojem, jenž byl přetransformován na multifunkční aulu.
Svět techniky (Science and Technology Center) Ostrava je součástí rozsáhlého projektu revitalizace postindustriální čtvrti Dolní oblasti Vítkovic, který se zrodil v hlavě architekta Josefa Pleskota. Výroba železa započala v tomto areálu již v roce 1836, kdy byla do provozu uvedena první vysoká pec. Hutnické řemeslo se zde provozovalo dlouhých 162
ZÁSADY ARCHITEKTONICKÉHO, FUNKČNÍHO, DISPOZIČNÍHO A V Ý T VA R N É H O Ř E Š E N Í
Rozložitá novostavba Světa techniky posazená na půdorysu rovnoramenného trojúhelníku se zaobleným pravoúhlým rohem dokonale reflektuje urbanistickou situaci místa. Hraje roli koncového hráče i pivota zároveň,
ROTSCHILDŮV ZÁMEČEK
STARÉ GENERÁLNÍ ŘEDITELSTVÍ
VÍTKOVICKÁ KŘIŽOVATKA
VYSOKÁ PEC 1
2
PLYNOJEM
Technology Center in Ostrava, which is a part
VYSOKÉ PECE 4 A 6
široké veřejnosti. ❚ This article describes the design and construction of the Science and
ENERGOCENTRUM
kým oborům, jejich popularizaci a zpřístupnění
SCIENCE AND TECHNOLOGY CENTRUM
a výzkumu u veřejnosti, změnit přístup k technic-
VL. ENERGETICKÁ ÚSTŘEDNA
Hlavním cílem projektu je podpořit prestiž vědy
of a large revitalization project of the Vítkovice Ironworks. The square layout with a side of 95 m is diagonally divided into an open entry terrace part and the building itself with four above- and one underground floor. The diagonal of the layout is copied by mirror diagonal facade, in which the whole complex reflects, among others also the furnace and a former gasholder. This gasholder was transformed into a multifunction hall. The
14
BETON • technologie • konstrukce • sanace
❚
1/2015
S TAV E B N Í K O N S T R U K C E Obr. 1 Zrcadlová fasáda Světa techniky ❚ Fig. 1 Mirror facade of the Science and Technology Center Situace
❚
Fig. 2
Situation
STRUCTURES
Obr. 3 Dispoziční řešení: a) půdorys 1. PP, b) půdorys 1. NP, c) půdorys 2. NP, d) půdorys 3 NP, e) příčný řez, f) 3D model ❚ Fig. 3 a) Layout of the 1st underground floor, b) layout of the 1st above-ground floor, c) layout of the 2nd above-ground floor, d) layout of the 3rd above-ground floor, e) cross section, f) 3D model
* * ) %
*
' *
! '#(
$*
*
* !
Obr. 2
0
❚
%
' *
! '#(
*
*% *
'
(# ( " %
&!
3a
1
3f
člověk
zemědělství, potraviny
divadlo vědy
A–D demonstrační ostrůvky
C
síla a pohyb
Svět přírody železo, chemie
strom
živá příroda, biologie
A
duše energie
světlo
kamenná zahrada 1
D
vesmír
B
zelená zahrada
zelená zahrada
7
5 3
v dokonalé sestavě rozložené na hracím poli. Ukázněně zaujímá pozici E1 na urbanistickém hřišti. 125 m dlouhá a 13 m vysoká zrcadlová hlavní fasáda postavená vůči okolní zástavbě pod úhlem 45° odráží dvojí scenérii místa. Při pohybu od západu po nové vozovce přístupové ulice začínající na kruhovém objezdu na Místecké ulici fasáda zrcadlí scenérie se VI. energetickou ústřednou, energocentrem, plynojemem a vysokými pecemi. Při pohledu od vysokých pecí je fasádou zrcadlen budoucí park situovaný západním směrem od budovy centra. Takto pojatá fasáda se stává jednoduchou interaktivní stěnou, která působí smyslově velmi silně a umožňuje prolínání dvou světů.
4
voda
voda 2
1–8 expodomky
6 8
kamenná zahrada
3b
2 Svět techniky
3c
3e
3.NP = 3 2.NP = 2 1.NP = 1 1.PP = 0
1/2015
❚
technologie • konstrukce • sanace • BETON
15
S TAV E B N Í K O N S T R U K C E
Vnitřní prostor budovy je naopak pro pozorovatele jakousi pevnou schránkou – ulitou, z které je možné z několika úrovní zažít uchvacující jedinečnou scénu průmyslového komplexu. Důležitou roli hraje nástupní prostor, který se svažuje k patě budovy, ke vstupu. Při pohybu po šikmé ploše si návštěvník uvědomuje zrcadlový obraz v reflexivní fasádě, který při sestupování mizí. S mizejícím vjemem iluzivního obrazu nahoře se návštěvník dostává do kontaktu s realitou interiéru vstupního podlaží. Lze říci, že člověk vstoupí do opojného iluzivního obrazu a stane se jeho součástí, ale již v konkrétní hmatatelné realistické podobě. Část střech nad 1. PP, které jsou přístupné jak z terénu, tak z výstavní plochy v 1. NP, je zelená střecha s vegetačním souvrstvím. Zeleň vysázená v této ploše bude součástí expozice věnované přírodě. Skladba vegetačního souvrství je na této střeše zhruba 0,5 m a umožní vysadit sortiment od trav, přes keře až po nízké stromy. Severním směrem bude na objekt Světa techniky v budoucnu navazovat zelený pruh.
❚
STRUCTURES 4
5
ÚČEL OBJEKTU
Nová budova Světa techniky bude sloužit zejména jako vzdělávací centrum, které nabídne volné výstavní prostory pro umístění naučných tematických expozic a to jak stálých, tak dočasných. Krom toho je zde velký kinosál pro 3D projekci, přednáškový a divadelní sálek a několik učeben a seminárních místností. Objekt má celkovou užitkovou plochu necelých 14 000 m2. 6
ZALOŽENÍ OBJEKTU
Původní varianta založení objektu počítala s pilíři tryskové injektáže, jež by byly opřeny o vrstvu štěrků a spolupůsobily by se základovou deskou. Realizační firma přišla s požadavkem záměny pilířů tryskové injektáže za velkoprůměrové piloty. Tomuto požadavku bylo vyhověno, ale během realizace výkopů a vrtání prvních pilot se ukázalo, že mocnost navážek je mnohem větší a plošně rozsáhlejší, než předpokládal IGP, a tudíž se nedalo počítat se spolupůsobením základové desky. Proto bylo přistoupeno k třetí variantě založení, kdy bylo v ploše základové desky doplněno pilotové pole a také skupiny pilot pod nejexponovanější sloupy. Průměry použitých pilot byly v rozsahu 630 až 1 180 mm a délky od 5 do 20 m. 16
BETON • technologie • konstrukce • sanace
❚
1/2015
S TAV E B N Í K O N S T R U K C E Obr. 4 Odbedňování obloukových stěn 1. NP a příprava bednění pro desku nad 1. NP ❚ Fig. 4 Removing the formworks from the arch-shaped of the 1st above-ground floor and preparation of the formwork of the slab above the 1st above-ground floor Obr. 5 Pohled do bednění desky nad 1. NP, rozmístění tvarovek U-Boot pro vylehčení a předpínací pruhy tvořené šesticemi čtyřlanných kabelů se systémem plochých kanálků, které jsou jak půdorysně, tak výškově trasovány ❚ Fig. 5 View into the slab formwork above the 1st above-ground floor, location of the U-boot blocks for lightening and pre-stressing stripes consisting of six four-rope cables with a flat canals system, which are traced out both in horizontally and vertically Obr. 6 Rozmístění podpěrných věží Staxo 100 (celkem jich na stavbě bylo použito 30 000 m3) kolem dvanáctimetrových sloupů, na které bylo později uloženo bednění desky nad vstupní halou ❚ Fig. 6 Location of the supporting Staxo 100 towers (30,000 m3 were used for the construction) round twelve-meter tall columns, on which was later located the formwork of the slab above the entrance hall
Výztuž pilot není se základovou deskou provázána, pouze u opěrné stěny u přístupové rampy piloty se stěnou provázány jsou. Pod některými částmi opěrných stěn bylo později přistoupeno k výměně podloží. Další komplikací pro založení objektu byla síť kanalizačních stok, které vedly přímo pod objektem a musely být přes ně prováděny poměrně rozsáhlé výměny. V místě pod hlavním vchodem musela být dokonce do základové desky provedena nika, jelikož horní hrana cihelné klenbové stoky zde byla nečekaně vysoko. Sednutí pilot bylo spočteno do 15 mm, proto byly veškeré stávající konstrukce pod základovou deskou přiklopeny stlačitelným materiálem v podobě EPS o síle 50 až 80 mm. Základová deska je tloušťky 400 mm, v místě výměn nad stokami její tloušťka narůstá až na 1 000 mm a je chráněna povlakovou hydroizolací, stejně tak jako obvodové stěny suterénu. SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE
Vertikální nosné konstrukce jsou tvořeny rovinnými a obloukovými stěnami v tloušťkách od 200 do 350 mm. Obloukové stěny byly bedněny pomocí systémového bednění DOKA, které bylo předem odzkoušeno na obloukové stěně v technické místnosti. Sloupy jsou kruhového průřezu s průměrem 600 mm a čtvercové o hraně 400 mm. V 1. NP začínají pohledové, 12 m vysoké obvodové stěny, které byly realizovány jako první a vzhledem ke svému konzolovému charakteru a zatížení větrem muselo být samošplhací bednění 1/2015
❚
kotveno přes dvě výškové úrovně pomocí vzpěr do stropní desky nad 1. PP. Pracovní záběry byly voleny s ohledem na budoucí úrovně podlaží a byly opatřeny pohledovou trapézovou lištou. Obdobně byly realizovány i stejně vysoké sloupy. VODOROVNÉ NOSNÉ KONSTRUKCE
Stropní desky jsou navrženy jako konstrukce působící ve dvou směrech, lokálně podepřené sloupy a vetknuté do obvodových a vnitřních stěn. Většina desek je v maximální možné míře vylehčena pomocí tvarovek U-Boot (obr. 5). Stropní deska nad 1. PP je s proměnnou tloušťkou 320 a 400 mm. Část této desky nad hlavním vstupem je ve spádu směrem k hlavnímu objektu. Nad nejexponovanějšími sloupy jsou proti protlačení doplněny hlavice směrem nad desku, aby dolní líc desky zůstal ucelený. Deska je předepnuta ve čtyřech pruzích. Předpínací pruh tvoří vždy šestice čtyřlanných kabelů se systémem plochých kanálků, které jsou jak půdorysně, tak výškově trasovány. Na rozmezí interiéru a exteriéru je pruh desky tloušťky 800 mm s proměnnou šířkou, který má několik funkcí. Jednak pomáhá překlenovat poměrně značná rozpětí, dále slouží jako tužší podklad pod prosklenou fasádu a v neposlední řadě také svými výškovými skoky zajišťuje prostor pro aktivní kotvy předpínacícho systému. Vnitřní část desky má pasivní kotvy umístěny u evakuačních schodišť a kabely byly napínány z vnější horní strany zesílení. Vnější část desky má pasivní kotvy umístěny podél obvodové atiky a předpínaly se z vnitřní spodní strany zesílené desky. Předepnuta je také část desky nad příjezdovou rampou u zadní části objektu, která tvoří samostatný celek. Je zde použit stejný systém kabelů s pasivními a aktivními kotvami, který je předepnut od vnější atiky. Pro přerušení tepelných mostů nad hlavním vstupem a u atik jsou použity isonosníky, z nichž většina byla vyrobena na zakázku, neboť se jednalo o atypické prvky. Aby atiky neovlivňovaly tuhost desky a nekladly tak na isonosníky nepřiměřené statické nároky, byly vhodně rozdilatovány. V 1. NP je část galerie nad výstavní plochou opět předepnuta s využitím obdobného systému jako v 1. PP, s aktivními kotvami u lemující atiky. Zbylé desky 1. NP stejně tak jako celé
technologie • konstrukce • sanace • BETON
❚
STRUCTURES
2. NP jsou v maximální míře vylehčeny plastovými tvarovkami. Zakřivené desky hlediště a jeho stropu májí tloušťky 320 a 400 mm a vzhledem ke svému spádu vylehčeny být nemohly. Hlavní výstavní plochu za prosklenou fasádou a také zbylé 3. NP zastřešuje deska tloušťky 320 mm s vylehčovacími tvarovkami, která je nad sloupy paprskovitě doplněna průvlaky proměnné výšky. Dva krajní průvlaky s největším rozponem na každé straně jsou předepnuty vždy jedním dvanáctilanným kabelem s aktivní a pasivní kotvou. Lem budovy a spojení všech průvlaků zajišťuje 1,5 m vysoký trám, který tvoří současně atiku a podporu pro zavěšenou ocelovou konstrukci, jež vynáší prosklenou fasádu. Nad 3. NP již vystupuje pouze hlavní čočka se šikmou stropní deskou tloušťky 400 mm, která je doplněna stěnovým nosníkem v místě dvacetimetrového rozponu, na kterém je zároveň zavěšena deska hlediště výukového sálu. S C H O D I Š T Ě A D I L ATA C E
Schodiště mají ramena jak monolitická, tak prefabrikovaná, uložená přes ozub a pryžové ložisko na monolitické podesty a mezipodesty. Jediná dilatace v objektu je mezi prefabrikovanou rampou a samotnou budovou. Původně mělo být v budově využito smršťovacího pruhu, ale vzhledem k pozdní demolici popílkovodu, který kolidoval s částí konstrukce, byla nejprve vybudována takzvaná „čočka“ objektu s částí vybíhajícího 1. PP a až poté zbylá část, čímž smršťovací pruh pozbyl své původní funkce a byl zrušen. B E D N Ě N Í A P O Ž A D AV K Y N A P O H L E D O V O U K VA L I T U BETONŮ
Většina konstrukcí byla požadována v kvalitě pohledového betonu, což zejména u obloukových stěn vyžadovalo vysoké nároky na prováděcí firmu a systém bednění. V průběhu výstavby bylo nutné řešit nejeden neobvyklý požadavek. Za všechny lze uvést např. stropy, u kterých bylo předepsáno ložení bednicích desek tak, aby jejich výsledný otisk kopíroval tvar budovy. Výsledkem je rozbíhající se třístranná pavučina, která vychází ze zadního rohu budovy a směrem k prosklenému průčelí se paprskovitě rozšiřuje. Bezpochyby nejnáročnější částí betonáže vodorovných konstrukcí byl strop 17
S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 7
❚
STRUCTURES 8a
Obr. 7 Pohled na Svět techniky ❚ Fig. 7 View to the Science and Technology Center
8b
Obr. 8 Interiéry, a) pohledové betony doplněné zdivem, b) výstavní plocha 1. NP za prosklenou fasádou, c) centrální chodba, d) kinosál pro 3D projekci ❚ Fig. 8 Interiors, a) exhibition area on the 1st above-ground floor behind the glass facade, b) exposed concrete supplemented by masonry, c) central corridor, d) motion-picture theatre with 3D projection
zvýšené haly. Ten je dnes vynášen na několika dvanáctimetrových sloupech, ale pro jeho výstavbu muselo být použito vysoce únosné skruže. Nasazeno zde bylo 30 000 m3 podpěrných věží Staxo 100, jejichž uspořádání reflektovalo požadavek spárořezu na stropě haly a jednotlivé věže tak kopírovaly rozbíhající se směr otisků. Betonáž pak probíhala do nosníkového bednění Dokaflex vybaveného deskami Doka 3-So, z nichž řada musela být na místě upravována do požadovaného tvaru. Svislé konstrukce (stěny), jichž jsou v budově stovky metrů čtverečních, byly betonovány do dvou základních druhů bednicích systémů. Pro rovné stěny byly využity stovky kusů rámového bednění Framax s deskou Xlife a velikostí prvků o výšce 2,7 m, resp. 18
0,9 m a šířce 0,9 m dle architektonického zadání. Střed budovy s obloukovými stěnami ve tvaru čočky pak zformovaly dílce kruhového bednění H 20, které byly průběžně upravovány pro několik různých poloměrů a zalomení. Vzhledem k náročným požadavkům na povrch betonu bylo nutné nejen vybírat správné bednicí desky s malou nebo nulovou nasákavostí a hladkým otiskem, ale také identifikovat nejvhodnější odbedňovací prostředek. Protože významná část betonáží byla prováděna v zimním počasí, byla pro všechny typy desek použita odbedňovací emulze Doka Optix, která se vyznačuje snadným použitím i v extrémních podmínkách. Všechny detaily, kvalita povrchu i jednotlivé spárořezy bednicích desek či
dílců byly navrženy v souladu s požadavky architekta a průběžně konzultovány s autory projektu. Zvolené bednění přineslo požadovanou syrovost konstrukci, která se stala součástí industriálního prostředí Dolních Vítkovic a navíc příjemně kontrastuje s expozicí „svět přírody“. Z ÁV Ě R
Výsledkem snahy a práce týmu architektů, statiků a prováděcích firem je moderní a technicky vyspělá budova tvořící pomyslný spojovací článek mezi historickým průmyslovým poznáním a budoucností ve světě vědy a techniky, která se zde bude vyučovat a snad i aplikovat do praxe. Toto poslání je ještě umocněno pohledem na zrcadlovou fasádu, ve které moderní pojetí architektury dává vzpomenout na časy mi-
BETON • technologie • konstrukce • sanace
❚
1/2015
S TAV E B N Í K O N S T R U K C E 8c
❚
STRUCTURES
8d
nulé, jenž by neměly být zapomenuty. Svět techniky je domem, který mnoho těží ze svého poslání i z urbanistických souvislostí svého okolí. Spíše než seriózním vážným domem je rafinovaným smyslovým objektem, učební rekvizitou, optickou pomůckou, zapamatovatelným obřím ingotem, který leží jako memento u nohou majestátních vysokých pecí. Je objektem, který patří do prostředí Dolních Vítkovic, stává se jejich charakteristickým moderním symbolem. Celý areál ostravského Světa techniky je dnes v evropském měřítku jedinečným historickým dokladem zachovaného původního technologického toku „uhlí-koks-železo“.
Spolupráce koordinační část
Ing. Milan Šraml
Projektová dokumentace
AP Atelier
Statika
Recoc, s. r. o.
Dodavatel
Sdružení pro výstavbu budovy Světa techniky v Dolní oblasti Vítkovice (Subterra, a. s. – vedoucí účastník sdružení, Metrostav, a. s. – účastník sdružení, Vítkovice Mechanika, a. s. – účastník sdružení)
Bednění
Česká Doka bednicí technika, s. r. o.
Doba výstavby
9. května 2012 až 28. února 2014
Ing. Rostislav Mazáč e-mail:
[email protected] tel.: 251 624 661 Ing. Hana Šeligová e-mail:
[email protected] tel.: 596 632 476 oba: Recoc, s. r. o. www.recoc.cz Radek Syka Česká Doka bednicí technika, spol. s r. o. e-mail:
[email protected] tel.: 724 841 284 www.doka.cz
Fotografie: 1, 7 až 8d – Tomáš Souček; 4, 5, 6 – Ing. Tomáš Jasek.
Firemní prezentace
Literatura: [1] Technická zpráva k projektu, výkresová dokumentace, AP Ateliér
Architektonický návrh
Ing. arch. Josef Pleskot AP Atelier – Ing. arch. Miloš Linhart, Ing. arch. Petr Sýkora, Ing. arch. Michaela Košařová, Zdeněk Rudolf
1/2015
❚
technologie • konstrukce • sanace • BETON
19
