Udržitelný „SuperHub“ fascinuje viditelnou nosnou konstrukcí z lepeného lamelového dřeva

Od roku 2022 obohacuje centrum Meerstadu "SuperHub": multifunkční budova, která je připravená na budoucnost a je navržena s ohledem na udržitelnost. Stavebním inženýrům ze společnosti Pieters Bouwtechniek se v rámci iterativního procesu podařilo realizovat plánovanou estetiku viditelné dřevěné konstrukce a zároveň zajistit její stabilitu. Při modelování a statické analýze nosné konstrukce se statikové spoléhali na software SCIA Engineer.

V Meerstadu, zelené oáze na východním okraji nizozemského města Groningen, má v průběhu příští dekády postupně vyrůst čtvrť s přibližně 5 000 novými domy. Přívětivé zelené plochy a volná prostranství, stejně jako rekreační jezero Woldmeer, vytvářejí vynikající podmínky pro rozvoj čtvrti. Plánovanému městu, které bylo navrženo na rýsovacím prkně, však dosud chybělo komunitní centrum, jako místo společenského setkávání s možností nákupu. Výstavba multifunkční budovy "SuperHub", v níž se v současnosti nachází tržnice, kavárna a zdravotní středisko, nyní přinesla řešení při hledání městského centra. Díky prefabrikaci všech částí budovy byl "SuperHub" dokončen po krátké době výstavby v roce 2022.

Viditelnou dřevěnou nosnou konstrukci navrhla nizozemská architektonická kancelář De Zwarte Hond. Prostorná tržnice, která svým velkým rozpětím a devítimetrovým stropem připomíná katedrálu, se rozkládá na hrubé podlahové ploše 2 090 m². Dřevěné sloupy uspořádané do mřížky jsou po celém obvodu obloženy stavebně vysokou nenosnou fasádou ze skla a oceli, která má v zaoblených rozích oválné budovy zakřivená okna, zajišťuje tepelnou izolaci podle norem pro pasivní domy a mimořádně světlé interiéry. Dřevěná konstrukce má pozitivní klimatickou stopu a byla plánována tak, aby byla udržitelná a připravená na budnoucnost. Velký rozpon a vysoké stropy umožňují flexibilní, zdroje šetřící přestavbu budovy a splňují požadavky měnících se potřeb využití. Velká střešní plocha nabízí dostatečný prostor pro zeleň a fotovoltaický systém. Díky zabudovanému systému úpravy vzduchu a akumulaci tepla a chladu v podlaze je zajištěno také příjemné a energeticky úsporné vnitřní klima.

Devět metrů vysokou konstrukci ploché střechy tvoří diagonální rošt z lepených dřevěných nosníků. Střecha přesahuje na všech stranách o 5,4 metru. Podepírá ji 22 sloupů uspořádaných do mřížky 10,8 x 10,8 metru. Geometrie sloupů připomíná strom: každý sloup se skládá ze čtyř zakřivených podpěr z lepeného lamelového dřeva, které se nahoře rozvětvují a tvoří kříž. Podpěry z lepeného lamelového dřeva drží pohromadě v místech spojů neviditelné ocelové spojovací prvky. Z konce každé zakřivené "stromové" podpěry vycházejí trámy, které tvoří mřížovou strukturu symetrické střechy. Nosná konstrukce je celá vyrobena z hydrotermicky upraveného tvrdého dřeva. Nosníky i sloupy mají průřez 200 x 600 mm². Délka dřevěných prvků byla omezena na 15 metrů, aby se zajistila jejich snadná přeprava a montáž.

Nizozemské inženýrské firmě Pieters Bouwtechniek, která byla zodpovědná za konstrukční návrh "SuperHubu", se díky vhodnému softwaru podařilo zajistit stabilitu budovy a zároveň zachovat estetiku viditelné dřevěné konstrukce navržené architektem: "Složité vzájemné působení sil v konzolové střešní konstrukci a její propojení s dřevěnými podpěrami ve tvaru stromu bylo možné správně zachytit pouze v 3D analytickém modelu," vysvětluje Steven van Eck, statik společnosti Pieters Bouwtechniek. Inženýři se proto při modelování a statickém výpočtu konstrukce spolehli na na multimateriálový software pro statické analýzy SCIA Engineer.

"Zpočátku jsme věnovali velké úsilí návrhu detailů spojů dřevěných prvků, protože návrh spojů má významný vliv na celou nosnou konstrukci a její statiku. Na cestě ke konečnému modelu jsme v programu SCIA Engineer v mnoha iteracích testovali různé systémy spojitých a prostých nosníků, v nichž se neustále měnilo umístění kloubů i rotační tuhost jednotlivých spojů," vzpomíná van Eck. Tým zároveň ušetřil spoustu času při modelování "stromových" sloupů: "Modelovali jsme sloup se čtyřmi lepenými sloupy a nosníky i s ocelovými přípojkami a pak jsme je kopírováním a vkládáním do mřížky duplikovali," uvádí van Eck, který tímto způsobem dokázal vymodelovat 90 % konstrukce ve velmi krátkém čase.

Pro většinu výpočtů provedli statikové lineární statické analýzy v programu SCIA Engineer. Protože se budova nachází na okraji seizmické zóny, byly provedeny také seizmické analýzy pomocí modální metody a metody multimodálního spektra odezvy. Inženýři určili základní smykovou sílu, která byla následně použita k prokázání toho, že zatížení větrem je rozhodující oproti seizmickému zatížení. Kromě toho byla použita funkce SCIA "Síly v přípoji" pro snadné určení sil rozhodujících detailů spoje. Výpočtová zpráva programu SCIA Engineer pomohla týmu rychle vygenerovat výstup statických výpočtů pro dokumentaci modelu. "Rád používám program SCIA Engineer, protože díky mnoha možnostem modelování a výpočtů mohu vytvořit přizpůsobený a funkční návrh pro jakýkoli projekt, bez ohledu na jeho složitost, a nechat software pracovat za mě," uzavírá téma van Eck.