Využití BIM při realizaci projektu Kulturně‑kongresového centra v Toruni

• Foto

MULTIFUNKČNÍ PROSTOR
Na první pohled výrazná a architektonicky zajímavá konstrukce Kulturně‑kongresového centra v Toruni disponuje obestavěným prostorem 158 000 m³ a celkovou užitnou plochou 22 000 m². Po svém otevření v prosinci 2015 bude sloužit jako koncertní hala, divadlo, kino, kongresové centrum nebo výstaviště. Autorem odvážného návrhu je známý španělský architekt Fernando Menis, jehož futuristická vize projektu byla vybrána v mezinárodní konkurenci 22 jiných architektonických návrhů.

Za vytvoření informačního modelu a dodání kompletní výrobní dokumentace byla zodpovědná projekční kancelář Fort Polska. Tato projekční kancelář se může pochlubit více než 400 dokončenými projekty s celkovou výměrou několika milionů metrů čtverečních. Většinou se jedná o hotely, nákupní centra, továrny, obytné domy a haly, včetně konstrukcí v seismicky aktivních oblastech. Projekt Kulturně‑kongresového centra v Toruni byl však úplně novým typem výzvy i pro takto zkušený tým.

KONCERTNÍ SÁL, KTERÝ JE MOŽNÉ LADIT
Unikátní konstrukce budovy kulturního centra se skládá z pěti vzájemně propojených modulů. Dvě podzemní podlaží, tvořící první z modulů, navazují na kombinovatelné nadzemní bloky konstrukce. Modul, ve kterém se nachází největší sál, je uzpůsoben k snadnému propojení se sousedícím sálem. Další dva moduly mohou sloužit k samostatným účelům, ale lze je také sloučit v jeden velký prostor. Geometrie stropů v celé budově je naprosto nepravidelná. Některé bloky polymorfní stropní konstrukce, kterou architekt pojmenoval „Pikado”, lze výškově nastavit a vytvořit tak optimální akustické podmínky pro téměř každou příležitost.

VÝZVY PRO PROJEKČNÍ TÝM
Projekt Kulturně‑kongresového centra v Toruni byl vzhledem k velmi neobvyklému a vysoce komplexnímu architektonickému pojetí budovy opravdovým testem dovedností projekčního týmu společnosti Fort. Vzájemné propojení polymorfní konstrukce stropních panelů s ostatními částmi konstrukce bylo nutné naplánovat v neopakujících se rovinách a úhlech. Komplikovanost montáže zároveň vyžadovala tu nejvyšší úroveň přesnosti při detailování.

Významnou pomocí bylo, že program Tekla Structures umožňuje práci s různými materiály v jediném modelu. Projekční tým tak mohl snadno propojit šikmé nosné betonové zdi s komplexní ocelovou konstrukcí stropů „Pikado“ včetně opláštění z pórobetonu.

Stropní konstrukce sálů je natolik nepravidelná, že v kombinaci se speciální povrchovou úpravou z pórobetonu mohou vnitřní prostory na návštěvníka opravdu působit, jako by se ocitl uvnitř jeskynního systému vzniklého vulkanickou činností. Díky použití 3D BIM softwaru se již během fáze modelování podařilo odhalit, že takto složitá geometrie neumožňuje použití pouze jednoho typu spojení mezi nosnou ocelovou konstrukcí a opláštěním. Projekční tým Fort Polska včas navrhl použití dvou typů spojů: kloubového a pevného a zabránil tak možnému zdržení a finančním ztrátám, ke kterým mohlo dojít během montáže.

SPOLUPRÁCE MEZI SOFTWARY
Dalším problémem, který by nebylo možné uspokojivě vyřešit bez BIM, byla potřeba umístit všechna technologická zařízení, nutná pro moderní divadelní či koncertní show, mezi nosnou ocelovou konstrukci a opláštění „Pikado“. Některá z těchto zařízení a jejich pohyblivé prvky vyžadují „pracovní prostor“ přes celou šířku sálů, přičemž samozřejmě nesmí kolidovat s nosnou konstrukcí polymorfních a pohyblivých stropů. Optimálně umístit tyto složité technologické platformy bylo možné jen díky programu Tekla s možností importu 3D referenčních modelů (zde například ze softwaru Rhino).

Pozoruhodnou ukázkou moderního konstrukčního řešení je největší koncertní sál centra. Mnohatunové ocelové akustické panely (obr. 3) zde tvoří pět nezávislých prvků, které se mohou pohybovat díky zavěšení na ocelových lanech. Zásadním úkolem bylo správně rozložit síly působící na jednotlivá lana při různé výšce umístění akustických panelů. V tomto konkrétním případě využila Fort Polska propojení Tekla Structures s programem Robot. Data z informačního modelu Tekla však mohou být sdílena také s dalšími předními programy pro statistické výpočty (např. STAAD.Pro, Dlubal, SAP2000, GTStrudl, S‑Frame, MidasIT, SCIA Engineer, IDEA StatiCa…).

EFEKTIVNÍ MODELOVÁNÍ
Na realizaci projektu Kulturně‑kongresového centra v polské Toruni pracoval tým skládající se z vedoucího projektu, dvou projektantů, pěti osob pracujících přímo v modelu a pěti osob zodpovědných za verifikaci výrobní dokumentace. Úroveň složitosti netradiční konstrukce a také tlak a očekávání ze strany generálního dodavatele vyžadovaly nekonvenční přístup k modelování a generování výkresů. Pro urychlení prací rozdělil projekční tým Fort Polska model do čtyř částí odpovídajících jednotlivým modulům budovy a každá z částí byla dále rozčleněna na několik sekcí. Stojí za zmínku, že jednotlivé sekce modelu byly opakovaně upravovány až čtyřmi pracovníky najednou, kteří zároveň generovali i výrobní dokumentaci. Během projektování koncertové haly bylo takto vytvořeno 4 400 výkresů všech typů. Popsanou úroveň kooperace umožnil především režim práce více uživatelů programu Tekla Structures. Pro účely řádné komunikace a výměnu dat s dalšími týmy zúčastněnými na projektu výborně posloužil bezplatný nástroj pro sdílení 3D modelů – Tekla BIMsight (obr. 4).

KONCERT PRO BIM
Jen díky používání Tekla software a praktickému využití všech výhod nejmodernějšího informačního modelování se projekčnímu týmu Fort Polska podařilo dostát vysokým nárokům architekta a generálního dodavatele. Technologie BIM také výrazně dopomohla k odhalení většiny potenciálních konstrukčních problémů již v rané fázi projektu, čímž se snížily náklady a navíc došlo i k výrazným časovým úsporám. Konstrukční práce byly zahájeny v dubnu 2013 a už letos v prosinci bude centrum slavnostně otevřeno koncerty Lisy Stansfield a Gorana Bregoviće.

The Application of BIM for Execution of the Cultural and Congress Centre Project in Torun
The Tekla Global BIM Awards is an international competition that aims to promote BIM as the latest way of designing construction projects. Hundreds of models from all over the world participate in the competition and are assessed by a professional jury including information modelling experts. Not only quality and design of a final construction but predominantly the effectiveness of solutions applied, the level of information exchange and cooperation between various participating sectors are assessed. In 2014, the project of cultural and congress centre in Polish Torun won in the category of Engineering.

Autor

• Mgr. Princ Jan