Studentský projekt – most s funkčními estetickými prvky

TZB-info spolupracuje se Stavební fakultou ČVUT a umožňujeme studentům publikovat zajímavé projekty, zviditelnit se, vyzkoušet si prezentaci svého projektu a reakci čtenářů. Navíc redakce k projektům zajišťuje komentář odborníků.

Dnešní projekt je ověnčen hned několika zajímavostmi. Znovu se jedná o projekt, na kterém spolupracovalo více studentů z různých odvětví stavebnictví. Jedná se o nový směr, kterým se Fakulta stavební ČVUT v Praze snaží ubírat. To umožňuje jak studentům architektonických tak technických oborů rozšířit si povědomí o práci jejich kolegů a načerpat důležité meziooborové znalosti a zkušenosti spolupráce a komunikace. Navíc mohou vzniknout zajímavé projekty, nesvázané finančními limity, které se možná stanou inspirací i pro zavedené odborníky.

Další zajímavostí je spojení funkčnosti a estetiky doplňkových konstrukcí mostu – využití protihlukových stěn i pro umístění fotovoltaických panelů.

Projekt vznikl jako školní úloha konstrukčního ateliéru na FSV ČVUT v Praze, ak. roku 2011/2012 pod vedením Ing. arch. Ladislava Kalivody, CSc. a Ing. arch. Petra Lédla.

Autorem návrhu je Lukáš Němeček (student magisterského oboru Architektura a stavitelství), po statické a konstrukční stránce se na projektu podílel Miroslav Codl (student magisterského oboru Konstrukce a dopravní stavby).

Zadání – architektonicky zajímavá mostní konstrukce jako alternativa

Zadáním projektu bylo navrhnout ocelový dálniční most na obchvatu města Ostrov nad Ohří jako alternativu stávající mostu na tomto místě z roku 2005 dle návrhu SUDOP PRAHA a.s.

Situace

Most je součástí stavby „Silnice I/13 Obchvat Ostrov“. Obchvat nahrazuje stávající průtah městem Ostrov, čímž zajišťuje odvedení tranzitní dopravy mimo střed města. Estakáda je při celkové délce 376 metrů největším mostním objektem předmětné stavby. Převádí hlavní trasu silnice kategorie S22,5/80 přes přeložku Jáchymovského potoka, původní silnici I/13, stávající vlečku Škoda a nově realizovanou cyklostezku. Most protíná převážně průmyslovou zástavbu předměstí města Ostrov nad Ohří a navazující obce Dolní Žďár. Stavba obchvatu se také dotýká zahrádkářské oblasti a soustavy rybníků v severovýchodní části města Ostrov. Těleso mostu stojí na volné zatravněné ploše luk. Návrh předpokládá budoucí stavební činnost v této oblasti, čímž pravděpodobně dojde k připojení obce Dolní Žďár k městu Ostrov nad Ohří.

Architektonické řešení

Barevné a estetické řešení mostu vychází z okolního prostředí, kde dominuje panorama Krušných hor. V průběhu práce bylo zvažováno mnoho barevných a tvarových variant, z nichž se právě předložená varianta jeví jako nejvhodnější. Autor však předpokládá, že most si najde svou ideální podobu až při vlastním užívaní.

Pohledy

Obvodový plášť – variabilní protihlukové panely i fotovoltaika

Schéma

Nápad mostu s obvodovým pláštěm vzešel z možnosti odhlučnění přilehlých částí města a urbanizované krajiny. V této oblasti zřejmě v budoucnu dojde ke změně využívání stávajících objektů a výstavbě objektů nových. Proto je systém protihlukových panelů navržen tak, aby byl lehce přestavitelný na aktuální požadavky v okolí. Protihluková stěna je z prvků systému ROMAn, jedná se o plné probarvné panely s pohltivým účinkem v kombinaci s panely z průhledného plexiskla. Umístění panelů je zcela variabilní, most je funkční i bez nich.

Při délce estakády 376 metrů bude vytvořen plášť o poměrně veliké ploše, bez dalšího využití. Z tohoto důvodu autor zvažuje na část opláštění osadit fotovoltaické panely pro výrobu elektrické energie, které by nahradili panely protihlukové. Mírně vykloněná podélná osa západ–východ napovídá k umístění panelů převážně na jižní plášť, který je záměrně převýšený. Při plném využití jižního pláště lze předpokládat plochu až kolem 5 000 metrů čtverečních. Most by tak mohl dodávat energii do okolí z obnovitelného zdroje a částečně pokrýt spotřebu v průmyslové oblasti.

Návrh se tedy snaží přinést řešení problémů dopravy, tak aby nezatěžovala okolí nadměrným hlukem a zároveň byla i částečně přínosem.

Technické řešení

Dle zadání byl navržen rámový ocelový most se spřaženou železobetonovou mostovkou. Most je veden ve vypuklém výškovém oblouku s podélným sklonem cca 4 % až 0,5 % a ve směrovém oblouku o poloměru 1 350 m. Hlavní nosnou část tvoří dva podélné krabicové uzavřené nosníky, které spočívají na železobetonových pilířích. Z podélných nosníků vybíhají příčné rámy nesoucí mostovku a plášť. Založení mostu je řešeno hlubinně. Staticky se jedná o spojitý nosník o devíti polích. Rozpětí jednoho pole je cca 40 m. Jednotlivé příčné rámy jsou ve vzdálenostech po 4 m. Profil rámů je svařovaný ocelový I profil s proměnnou výškou, je vylehčen kruhovými dutinami. Tuhost v podélném směru vyčnívajících rámů je zajištěna diagonálními vzpěrami z kruhových ocelových trubek.

Detail

Příčný řez

Komentář vedoucího projektu Ing. arch. Petra Lédla

Studentská práce „Silničního mostu v Ostrově nad Ohří“ byla zpracována v rámci konstrukčního ateliéru katedry architektury fakulty stavební ČVUT v Praze. Jedná se o specializovaný ateliér zaměřený na architektonický návrh ovlivněný konstrukčními a statickými požadavky. Od samého začátku projekční práce byli spojeni studenti architektonického a konstrukčního zaměření.

Architektonický návrh studenta Lukáše Němečka je založen na jasném a ekonomickém konceptu. Statické řešení silničního mostu je jednoduché a praxí ověřené řešení. Student ve svém návrhu elegantně vyřešil několik zásadních problémů. Prvním z nich bylo odhlučnění okolní zástavby od nově navržené komunikace. K tomu byla navržena protihluková stěna z neprůhledných desek v kombinaci s prosklením v dělení ocelovými prvky. Protihluková stěna působí jako prostorová křivka vlnící se krajinou. Rozdělení neprůhledných a transparentních prvků, kombinace různobarevných povrchů umožňuje reflektovat okolní zvlněnou krajinu Krušných hor. Tímto řešením došlo k nenásilnému zasazení komunikace do krajiny. Velice přínosné je použití fotovoltaických panelů v rámci protihlukové bariéry. Toto umožňuje částečně pokrýt spotřebu např. na světlené dopravní značky, popř. osvětlení nebo využít získanou energii pro jiné spotřebiče v okolí.

Samotný návrh studenta ukazuje na velmi elegantní řešení, které spojuje funkční a estetickou stránku. Jedná se o ekonomický návrh s vysokým architektonickým potenciálem u dopravní stavby. V řešení Lukáše Němečka je jasně deklarováno, že dopravní stavbu je možno citlivě zasadit do prostření a reagovat na dané okolí. Zároveň využít architektonického výrazu k vytvoření funkční a ekonomicky přínosné stavby.

Komentář odborníka na fotovoltaiku – Ing. Bronislav Bechník. Ph.D.

Plocha 5000 m² fotovoltaických panelů představuje v závislosti na použitém typu panelů instalovaný výkon 30 až 100 kWp. Velikostí lze takovou instalaci řadit spíše k menším. V pořadí podle velikosti by sice mezi 13 700 fotovoltaickými elektrárnami v České republice byla někde ve dvanácté tisícovce (počítáno od nejmenších), 90 % výkonu je však instalováno v elektrárnách větších. Do těch největších by se systémů o výkonu 30 až 100 kWp vešly stovky.

Jsou dva důvody, proč takový systém v současnosti sice může být realizován, nemá však šanci získat podporu: vysoký instalovaný výkon a umístění mimo budovy. Podporu prostřednictvím výkupní ceny nebo zeleného bonusu mohou podle nového zákona o podporovaných zdrojích získat pouze systémy s instalovaným výkonem do 30 kWp umístěné na budovách evidovaných v katastru nemovitostí (na každé budově pouze jeden systém). Další problém může představovat nezájem až odpor distribučních společností, které o připojování takových zdrojů rozhodují.

Z hlediska dopadajícího slunečního záření se navrhovaný most nachází v oblasti s nejnižší úrovní slunečního záření v České republice.Stejný most umístěný v Břeclavi by mohl vyrábět až o 15 % více elektřiny. Rozdíl uvedené lokality oproti průměru České republiky je však velmi malý – pouhých 5 %, na výnosu se může více projevit zastínění okolními objekty. Mírný odklon panelů od jihu směrem k západu se projeví zanedbatelně. Roční výroba elektřiny z 1 kWp instalovaného výkonu se může pohybovat v rozsahu 900 až 1000 kWh v závislosti na klimatických podmínkách v daném roce.

Při použití fotovoltaických panelů se špičkovou účinností by roční výroba elektřiny mohla dosáhnout až 100 MWh, což představuje roční spotřebu elektřiny v domácnosti pro zhruba stovku průměrných Čechů. Takové množství elektřiny se zřejmě snadno spotřebuje v přilehlém průmyslovém areálu, výhodou je, že maximum spotřeby se za slunných dnů kryje s maximem výroby, takže nemusí být elektrizační soustava využívána jako nekonečný akumulátor. Vyrobená elektřina může snížit spotřebu uhlí ve výrobě elektřiny o několik desítek tun ročně a snížit emise CO₂ až o 100 tun ročně.

Je mi líto, že podobné návrhy vznikají až v době, kdy je v podstatě není možno v České republice realizovat. Nový zákon o podporovaných zdrojích lze totiž vykládat tak, že zatímco zdroje, které žádají o podporu prostřednictvím výkupních cen, připojeny být musí (je-li to technicky možné), u zdrojů, které o podporu nežádají, paradoxně tato povinnost není. Umístění fotovoltaických panelů na protihlukovou stěnu nebo jiný stavební objekt je v každém případě vhodnější než na zemědělské půdě. Například v Německu jsou panely na protihlukových stěnách běžnou praxí již řadu let. Krásnou inspirací mostu s fotovoltaickou elektrárnou je nově budované vlakové nádraží Blakfriars v Londýně.

PŘIHLÁŠENÍ VLASTNÍHO STUDENTSKÉHO PROJEKTU