СТРОИТЕЛИ - строителна техника, материали, технологии, инструментигодина VII, брой 6, ноември 2010

Ривърсайд музей – впечатляващ архитектурен и инженерен проект

Ривърсайд музей – впечатляващ архитектурен и инженерен проект

Проектираният от Заха Хадид Музей на транспорта в град Глазгоу, известен още като Ривъесайд музей (Riverside Museum) е забележително произведение на съвременната архитектура, проектирано с метални обшивки в готически стил и пространства между подпорите на покривната конструкция надвишаващи 100 m2. И въпреки, че на екрана на компютъра архитектурната концепция изглеждала добре, тя довела до незапомнени сблъсъци с екипа за изпълнението на проекта.

текст инж. Вера Ангелова

Когато бъде завършен, Ривърсайд музей ще бъде едно модерно архитектурно допълнение към градската среда в Глазгоу. Сградата ще наподобява тунел с динамична форма, отворен в двата края към града и към река Клайд. Архитектурната концепция на сградата е тя да създава своеобразно пътуване от външния контекст към света на специализираните изложби, имайки предвид предназначението на музея.

Особен интерес представлява покривът на музея, от който се открива величествена панорама на архитектурното и религиозно наследство на града, в която се открояват заострените върхове на повече от 20 църкви. Тази гледка има особен смисъл, тъй като очертанията на Глазгоу са послужили за вдъхновение за създаването на покрива на музея на транспорта. За разлика от добре подредената църковна архитектура, обаче, неговите очертания се издигат и се спускат рязко надолу в една привидно своеволна поредица от фронтони и улами.

Отблизо покривът изглежда като готическа планинска верига: най-високият връх с почти отвесни стени се издига на 10 метра над основното ниво на покривната конструкция. Както всички произведения на Заха Хадид, и този покрив отива отвъд границите на досегашните ни представи какво може да се сътвори със стомана, бетон и стъкло. Например, въпреки че не се поддържа от вътрешни колони, начупената линия на покрива се простира по цялата широчина (35 m) и по цялата дължина (167 m) на сградата. В равнинен изглед конструкцията е оформена като река, която се вие през долината. Архитектите от екипа на Заха Хадид, работещи по този проект, твърдят, че концепцията отразява възраждането на доковете, които отново са се превърнали в неразделна част от града.

Разбираемо е, че комплексността и особеностите на това архитектурно решение предизвиква известно безпокойство у възложителя, градският съвет на Глазгоу. Спомените за шотландския парламент са все още живи по тези географски ширини и градският съвет не можел да си позволи да хвърли парите на данъкоплатците за един вятърничав проект. Всъщност, градският съвет очаквал инвестицията да възлезе на 50 милиона лири, но тя по-късно била ревизирана до 74 милиона, което наистина не било съвсем добре, но все пак не представлявало пълна катастрофа в очите на общественото мнение.

В процеса на изграждане, екипът останал верен на първоначалния замисъл: в момента конструкцията е завършена и се полагат обшивките. Но реализирането на по-сложните аспекти от архитектурната концепция в рамките на предвидения бюджет не се оказало никак лесно.

Самото изграждане на стоманената конструкция се оказало доста сложно, но най-трудно било да се постигне баланс между проекта, строителството и разходите по облицовката. Тя възлиза на 16 500 m2 и се състои от 24 000 ръчно изработени цинкови листа за покривна облицовка с издадени свързващи ръбове. Очертанията на свързващите ръбове започват от страната на сградата, преминават над целия й периметър, издигат се нагоре и се спускат надолу от издатините и вдлъбнатините на покрива и продължават от другата страна, спускайки се до земята.

Оформление на покрива
Цинковите панели са разположени на върха на многопластовата покривна конструкция. Tе представляват метални платформи, монтирани към стоманената конструкция в комбинация с изолация и мембрана за контрол на изпаренията. Тъй като е трудно тежката стоманена конструкция да следва точно желаните очертания на металния покрив, скобите, с които се монтира платформата, се използват за промяна на височината на многопластовата покривна конструкция, която варира от 375 mm до 1500 mm. Скобите поддържат обшивките от шперплат, които трябва да бъдат идеално позиционирани, тъй като те на свой ред служат за опора на цинковата облицовка. Използвани са общо 65 000 скоби с регулируема дължина, за да се гарантира, че окончателното разположение на покрива ще съответства на триизмерния компютърен модел, изработен в архитектурното студио на Заха Хадид.

Реализация
До достигането на този етап взаимоотношенията между архитекта и изпълнителя били подложени на сериозни изпитания. След завършването на по-голямата част от многопластовата покривна конструкция дошъл моментът за полагане на облицовката

Компанията Varla, изпълнител на работите по облицовката, произвежда цинковите панели, като взема триизмерния модел RhinoCAD на Хадид и го преобразува в чертеж на AutoCAD, на който покривът е разделен на панели. Панелите се произвеждат, като към всяка страна се оставя допълнителна дължина за свързващите ръбове.

Изработването на някои видове панели е по-трудно: например тези, които ще се разполагат по краищата на покрива, са с много по-усложнени очертания, което изисква за тях да се направят предварителни шаблони, за да може формата им да се подложи на повторна проверка. Тъй като тези панели са с двойна кривина, издадените ръбове се добавят ръчно, като се използва специален уред за придаване на извивка на ръбовете. Отгоре на покрива геодезистите отбелязват местата, където ще се поставят панелите и след монтирането им свързващите ръбове се прегъват ръчно.

С изграждането на стоманената конструкция и полагането на основната част от облицовката, изпълнителят е завършил най-трудната част от своята работа. Сега предстои облицовката на периметъра, след което се преминава към изпълнение на централния участък и се дава простор за работа на екипите от декоратори. Във вътрешността се монтират софит панели от гипс, армиран със стъклена мрежа. Навлизането на дъждовна вода представлява проблем, докато не се изгради напълно многопластовият покрив.

Въпреки трудностите, изпълнителят е убеден, че ще може да предаде сградата на възложителя през месец август 2010 г. Имайки предвид добрата му работа досега, нямаме основания да се съмняваме, че музеят ще бъде отворен навреме през пролетта на 2011 г.

Иновативни инженерни решения
Една от най-впечатляващите характеристики на сградата на Музея а транспорта в Глазгоу е, че вътрешното пространство е оформено така, че да дава възможност посетителите да се движат по избрания от тях маршрут из изложбените зали, без да се натъкнат на нито една колона. Реализирането на тази концепция представлявало истинско предизвикателство за инженерния строителен екип на Буро Хаполд (Buro Happold), имайки предвид факта, че покривът е замислен като поредица от островърхи издатини и скосени вдлъбнатини, за да създава визуална хармония с църковните покриви на Глазгоу.

В процеса на търсене на оптималното решение, екипът от инженери, работещи за Буро Хаполд, стигат до идеята за нагънато оформление на покривната плоча. На практика, при такова изпълнение готовият покрив може да се сравни с нагънат лист хартия. В инженерния проект обикновената плоча е приета за неудовлетворително решение и за повишаване на структурната стабилност е предвидена поредица от гънки нагоре и надолу, тип „хармоника”, като така конструктивния елемент придобива допълнителна устойчивост. С развиване на тази идея с виртуални изчисления се достига до извода, че именно това е правилният начин да се изгради пространство, неподдържано от колони.

Друго интересно решение, което на пръв поглед изглежда напълно нелогично, е, че покривната плоча не се подпира на дългите обиколни стени, които дават много малко подпорно разстояние, а точно напротив – премоства цялата дължина на сградата.

В структурната система за поемане на товарите от покрива са включени и вертикални колони. Първоначално предназначени за поддържане на покривни елементи от стъкло, каквито са предвидени във всеки край на сградата, в окончателна статическа схема те изпълняват роля и на допълнителни конструктивни опори за покрива.

Опори са предвидени и в двете средни точки, където очертанията на сградата се пречупват рязко, за да създадат визуалното впечатление за лъкатушеща река. Тези извивки придават на покрива устойчивостта на многократно прегънат лист, както беше обяснено по-горе. Това е еквивалентът на опорна греда, пресичаща цялата сграда в тези две точки. Тъй като има разстояние повече от 10 m между издатините и вдлъбнатините на покрива и стоманата е закрепена диагонално със скоби по дължина, прегъванията изпълняват ролята на второстепенни греди, които са в състояние безпроблемно да понасят възникналите товари при междуопорно разстояние от 100 метра.

Особености при изпълнението
Производството и изграждането на стоманената конструкция било възложено на специализираната компания Watson Steel Structures. Съвместно с Буро Хаполд и главния изпълнител BAM те трябвало внимателно да обмислят и уточнят последователността на строителните работи, тъй като покривната конструкция нямало да бъде стабилна, преди да се изпълни участъкът, обхващащ двете стени на периметъра и двете опорни точки по дължината на сградата.

Според технологичния план трябвало първоначално да се изгради обикновена портална рамка, където да бъдат поместени служебните помещения в сградата. Тази структура е разположена от едната страна на главната конструкция и осигурява странична стабилност на целия архитектурен ансамбъл.

На следващия етап трябвало да се пристъпи към изграждането на част от покрива, която премоства широчината на сградата и се опира на поддържащата портална рамка. Изграждането на покрива ще продължи чрез изпълнение на участъци по цялата широчина от средата на сградата и ще върви към краищата й.

При възлите на всяка издатина и вдлъбнатина на покривната конструкция има обемни свръзки. Те са необходими, за да поддържат нагънатата й форма – ако не са достатъчно здрави, покривът ще се разгъне. Използвани са двуметрови стоманени цилиндри, тъй като това улеснявало монтажа на стоманените връзки към възлите; на някои места във възлите са свързани до 12 стоманени елемента.

При изграждането на покрива са използвани и специално направени високи стоманени опорни кули за всеки възел на покрива. Те са били позиционирани чрез GPS, след което всеки свързван възел бил позициониран на върха на съответната стоманена опорна кула. След установяването в проектно положение на възлите, монтажните работи били извършвани с болтови съединения. Високите стоманени опорни кули били оборудвани с крикове, които позволявали опорите да се премахват от отделни участъци от покрива, да се може да се поддържа конструктивната му неделимост. Целият процес бил внимателно следен и отнемал един ден. След премахването на опорите от определен участък, те се използвали за следващата секция на покрива. Напълно разбираемо, на фона на казаното до момента е, че според директора на проекта от страна на изпълнителя BAM това е бил най-трудният и изпълнен с притеснения период от целия строителен процес.