A beton ereje: csavarodó, fa alakú tartószerkezet és gerendák

A HeidelbergCement építőanyag-gyártó új székhelye három különböző magasságú, egymással összekapcsolt épületrészből áll. Az egyes épületrészek átriumában rengeteg fény áramlik be. Az épületet 2020 júniusában nyitották meg, és 1000 dolgozó számára biztosít korszerű munkakörnyezetet. A frankfurti székhelyű AS+P Albert Speer+Partner építésziroda általános tervezőként volt felelős a projektért. A cég a tervezést a W+Architekturral együttműködve hajtotta végre, ez utóbbi pedig tanácsadó irodát biztosított az ügyfél projektmenedzserének.

• 

• 

• 

A PERI, a világ egyik vezető zsaluzat-és állványgyártója – és a HeidelbergCement építőanyag-gyártóval egyesítette építészeti és konkrét szakértelmét a projekt végrehajtásához. Ennek során a PERI betonépítési kínálatának meglévő korlátai nagyban kitolódtak. A projekt építészeti fénypontjai sikeresen megvalósultak speciális PERI zsaluelemek használatával. A projekt összességében hatalmas vállalkozás volt. „A mintegy 16 hónapos építési időszak alatt összesen mintegy 31 500 köbméter betont, 97 500 négyzetméter zsaluzatot, 7500 tonna vasbetonacélt és 250 köbméter falazatot használtunk fel.”-mondja Thomas Mehl, projektmenedzser, aki az egész folyamatot sikeresen menedzselte a PERI frankfurti kirendeltségével és a Johann Bergmiller irányítása alatt álló Free-Form Concrete műszaki irodával.

Csavart támaszok az SB 4 építészeti betonban

Az újonnan épített átrium középpontjában három látványos X-alakú tartóelem található, amelyek az épület szerkezeti gyökereként szolgálnak, egy fa alakját öltve. Thomas Mehl és Johann Bergmiller egyetértenek: a projekt fénypontja a zsaluzat és a betonozás volt ezeknek a tartóelemeknek az SB 4 építészeti beton minőségében, amelyek feltartják a körülbelül 11 méter magas átrium 1200 tonnányi és 700 négyzetméternyi mennyezetét. Ezen támaszok mindegyike három négyszög keresztmetszetből áll, amelyek egymás felé hajlanak, és a teljes magasság körülbelül egyharmadánál keresztezik egymást.

• 

• 

• 

A faszerű támaszokhoz szükséges zsaluzat kialakításának elérése érdekében a PERI mérnökei feszegették a technikailag megvalósítható korlátokat. A támaszok speciális geometriájához – a három pillér háromdimenziós jellemzői és az átfedésük miatt – elengedhetetlen volt a kreativitás. A nagyon magas építészeti követelmények, a szerkezetileg lényeges, 200 kN/m2-es frissbeton-nyomás, valamint az átrium szűk helye lehetetlenné tették a hagyományos, speciális rendeltetésű fazsaluzat használatát. A kereszteződés pontja alatti zsaluzatnak teljesen roncsolásmentesnek kellett lennie, hogy azt később fel lehessen használni a többi támasztékra, ami újabb bonyodalmat jelentett az építési folyamatban. “Tehát az ügyféllel folytatott megbeszéléseket követően úgy döntöttünk, hogy egy rendkívül összetett típusú 3D zsaluzatot használunk, amely 150 milliméteres építési magasságú acél elemekből áll.”-mondta Bergmiller, aki a különleges zsaluzat tervezési folyamatáért volt felelős.

A tervezési folyamatra és a Heidelbergben történő anyagszállításra két és fél hónapos határidő tartása rendkívül nehéz volt. A háromdimenziós tervezés alapja – a PERI CAD és RHINO CAD rendszerek segítségével – a faág-szerű támaszok 3D modellje volt, amely figyelembe vette a következő elválasztási pontokat. Ezek az elválasztási pontok újabb kihívást jelentettek a zsaluzat tervezői számára, mivel zökkenőmentesen be kellett illeszkedniük az épület építészeti betonjába. Az elvárások szerint a támasz teljes magasságában legfeljebb összekapcsolás látható. Ezenkívül kerülni kellett a látható rögzítőcsavarokat, kötőfuratokat és formázó kötéseket.

• 

• 

“Az elkészült oszlopos zsaluzat tartószerkezetét úgy képzelheti el, mint egyfajta méhsejt-szerkezetet, amely nem kevesebb, mint 63 CNC lézervágott egyedi alkatrészből áll”-mondta Bergmiller. “Az egyes alkatrészeket plug-in rendszerként szerelték össze, így kikerülve az időigényes hegesztést a szerelvényekben”-magyarázta.

Minden egyes alkatrészt egyedileg kellett megépíteni. Az építési folyamat során összesen mintegy 12,7 tonna acélt használtak fel. Ezután 5 milliméter vastag acél bélést rögzítettek a tartószerkezetre, hogy az ellenálljon a friss betonnyomás magas szintjének. “A legnagyobb kihívást a zsaluzási megoldás jelentette azon a ponton, ahol a három faszerű tartó karjai metszik egymást.”-mondta Bergmiller. További külső kötélszerkezeteket szereltek fel azzal a konkrét céllal, hogy ellensúlyozzák az acél deformációját.

A teljes projekthez szükséges nagy mennyiségű anyag miatt a szerkezet nagy része elő lett gyártva az üzemben, és csak a kívánt időpontban szállították őket Heidelbergbe, amikor szükség volt rájuk. A fához hasonló támaszokat lépésről lépésre szerelték össze a helyszínen. A megerősítést egy időben szerelték fel, és a zsaluzat könnyen integrálható a már meglévő PERI UP Flex ideiglenes állványba (ideiglenes vázszerkezet, amely az épület építése során ad támogatást). A rendszerek kompatibilitása volt az egyik legfontosabb ok, amiért az ügyfél úgy döntött, hogy a PERI -vel dolgozik.

Már az építkezés megkezdése előtt egyértelmű volt a projektért felelősök számára, hogy a faszerű támaszok felállítása kivételes kihívás lesz. Ezt szem előtt tartva a PERI mérnökei együttműködtek a HeidelbergCement vezető építészeti betonkoordinátorával, Ingo Lothmannal, hogy kifejlesszenek egy innovatív technológiai megoldást a példátlan forgatókönyvre. Az építészeti betonfelületek színére és szerkezetére vonatkozó követelmények mellett a beton behelyezése is rendkívüli; a legtöbb esettől eltérően a betont alulról, nem felülről vezették be.

• 

• 

• 

Egy betonelosztó rendszer összesen 30 köbméter betont szállított egyidejűleg hárompilléres szakaszokba, és a zsaluzatban lévő három szivattyútömlő segítségével akár 11 méter magasra “kényszerítette” a betont. A beton befecskendezéséhez használt tolózáró szelepeket úgy helyezték el, hogy a befejezés után már nem voltak láthatók. A zsaluzatba integrált PERI érzékelők lehetővé tették a friss betonnyomás valós idejű mérését a betonozási folyamat során és nyomon követését mobiltelefonon a PERI InSite Construction Web Application applikáció segítségével. A zsaluzási nyomásra meghatározott jellemző adatok pontos áttekintést nyújtottak a pillérek betonozási folyamatáról.

Az új székház a fatámaszokon kívül egyéb építészeti látványosságokat is magában foglal. Az épület előcsarnokában található úgynevezett bemutató falat süllyesztett sugárirányú mintázat jellemzi, amely több előregyártott betonelemből áll, amelyeket utólag szereltek fel a helyszínen a betonfalra. Az SB 4 szabvány fehér színű legmagasabb építészeti betonminősége mellett további követelmény volt, hogy ne legyen látható rögzítési vagy illesztési pont, mert az negatívan befolyásolná a megjelenést.

További kihívást jelentett a kupolás mennyezet, amely egyenetlen keresztboltozatból áll, kerületi peremfelülettel az SB 4 szürke betonból. Ezt a projekt szerint legfeljebb 7 méter magasságban és 25 centiméteres födémvastagságban alakították ki. A kívánt eredmény: illesztés-mentes megjelenés, látható rögzítési pontok nélkül a zsaluzat felületén. A PERI által a keresztboltozat megvalósítására kifejlesztett zsaluzatmegoldás összesen 82 darab, 3D tervezésű építészeti beton elemből áll.

• 

• 

• 

• 

Az új központ földszintjén található kaszinó is szemet gyönyörködtető dizájnnal rendelkezik. A HeidelbergCement alkalmazottai bőséges ülőhelyeket és kereskedelmi konyhát kínálnak. Ez a szoba különleges vasbeton mennyezetű, sugárirányú, éles szélű gerendákkal. Az SB 4 fehér betonban az SB 2 szürke beton alsó mennyezetéből ezek a beavatkozások kiemelkednek a formák és színek feltűnő használata miatt. Itt sem láthatók a rögzítési pontok vagy a gerenda zsaluzat merevítési pontjai. A födémhez a kifejezetten a projekthez kifejlesztett PERI speciális zsaluzatot használták, amelyet később a gyárban előre összeszerelt, összesen 64 különböző gyémánt alakú dobozos kivitelezéssel valósítottak meg. A terhet négy gyémánt alakú, különböző keresztmetszetű tartóra helyezték a homlokzat területén.

Forrás: www.archdaily.com