Průzkum historického vodojemu v zauhlovací věži ve Vratislavicích
V poslední době je patrný trend zvýšeného zájmu o využívání věžových vodojemů. Jedním z nejdůležitějších faktorů, které významně ovlivňují možnosti nového využití vodojemů, je jejich aktuální technický stav. Průzkumy potvrdily, že na degradaci obvodového zdiva solitérních konstrukcí věžových vodojemů se podílí řada cyklických degradačních činitelů a vnitřní mikroklima. V rámci průzkumu bylo definováno několik systematicky se opakujících poruch konstrukce vodojemů.
1. Historie
Vodárenská a zauhlovací věž areálu bývalé továrny na koberce, která dnes slouží především jako skladovací areál, je výraznou dominantou Vratislavic nad Nisou.
Roku 1847 vzniká ve Vratislavicích první mechanická tkalcovna příze, základ pozdější textilní továrny Ignaz Ginzkey & Co. Firma dodávala koberce do celého světa (do povědomí vstoupila zakázkou pro newyorský hotel Walldorf Astoria, pro jehož halu byl utkán největší koberec na světě). Historie zauhlovací a vodárenské věže začala těsně před první světovou válkou, kdy Wilhelm Ginzkey, syn zakladatele a jediný vlastník, pověřil architekta Leopolda Bauera (krnovského rodáka, žáka prof. Otto Wagnera na vídeňské Akademii) celkovou přestavbou továrny. Projekt zahrnoval zbudování nového energetického centra s vlastní elektrárnou a elektrifikaci celého závodu, dále výstavbu nových výrobních a skladových hal, sídliště s obchody, školou, divadlem a sportovišti. Z velkorysého projektu byla ale realizována pouze malá část. [3]
V letech 1916–1919 byla postavena italskými zajatci pouze kotelna, elektrárna a zauhlovací a vodárenská věž. Elektrickou energii dodávala parní elektrárna s turbínami, jako zásobárna uhlí a vody pro kotelnu sloužila pneumatická zauhlovací věž s vodním rezervoárem. Tak vznikla unikátní stavba spojená mostem s kotelnou. Součástí kotelny je 74 m vysoký komín, který vybudovala společnost Erhart Ehman z Plzně.
Ještě v roce 1929 projektoval architekt Bauer novou přádelnu, ale ani ta již nebyla realizována. Po znárodnění továrny pokračovala výroba koberců. V osmdesátých letech minulého století byla změněna technologie – postupně se ustupovalo od uhlí jako nejvýznamnějšího paliva, místo uhlí se začal používat mazut a věž ztratila svůj účel. V 90. letech byla výroba koberců ukončena. [1], [3]
V roce 2015 byly čtyři objekty (zauhlovací a vodárenská věž, spojovací, elektrárna s kotelnou firmy Ignaz Ginzkey a silniční most přes řeku Nisu) zapsány jako kulturní památka „soubor staveb továrny na koberce Ginzkey & Co“.
2. Popis funkce
Kruhová věž o celkové výšce cca 60 m a průměrem cca 16,5 m má 5 pater, jedno podzemní a čtyři nadzemní (obr. 1). Přízemí a první patro byly původně vybaveny strojním zařízením a vývěvou, které zajišťovaly dopravu vody a uhlí do zásobníku a vodojemu. Ještě dnes jsou vidět zbytky kolejí, po kterých byly přiváženy vagony uhlí. Hrubé uhlí dovezené do podzemního zásobníku věže se dopravovalo korečkovým vertikálním dopravníkem do vyšší části věže, smíchalo se s jemným kvalitním uhlím dopravovaným velkokapacitními vysavači a výsledná směs byla nasáta do zásobníku. Směs uhlí ze zásobníku byla transportována vodorovným mostem připojeným k věži do sousední kotelny s věžovým komínem, která poháněla 4 parní turbíny pro výrobu elektřiny. Nad uhelným zásobníkem je ve 4. patře věže umístěn ocelový válec vodojemu s objemem cca 750 m3. Voda byla čerpána pumpou z podzemních zásobníků plněných z rybníků v prosečském Pekle a sloužila výhradně pro provoz továrny. V 5. patře se nacházela vyhlídková terasa s otevřenou lucernou. Výstup do vyšších pater zajišťuje vřetenové litinové schodiště v uzavřeném jádře s dveřními vstupy. [1], [2]
Obr. 1: Celkový pohled na věž s elektrárnou, svislý řez, půdorys přízemí s novým plánem
3. Popis konstrukce
Nosná konstrukce objektu je železobetonový skelet na půdorysu pravidelného dvanáctiúhelníku, stropy jsou trámové – v prvních dvou podlažích s centrálním sloupem a radiálními trámky (obr. 2).
Obr. 2: Konstrukci tvoří železobetonový skelet s radiálně uspořádanými 12 sloupy, do úrovně 2. patra též se středním sloupem
Ve 2. patře je výsypka železobetonového uhelného zásobníku (obr. 3) spočívajícího na roštové stropní konstrukci a zbytky původního strojního vybavení. Mezi sloupy je vstup na spojovací lávku ke kotelně (obr. 4).
Obr. 3: Výsypka uhelného zásobníku ve 2. patře, část původního strojního vybavení
Obr. 4: Věž spojená s kotelnou nadzemním můstkem se 2 oblouky, pohled do můstku směrem ke kotelně
Obr. 5: Stropní rošt pod vodojemem
3. patro je osvětleno vysokými okny s půlkruhovým nadpražím. V ocelovém roštu podlahy je poklop do uhelné kuželové výsypky. Strop, který podpírá o patro výše umístěnou nádrž vodojemu, tvoří mohutný železobetonový rošt (obr. 5).
Obr. 6: Třetí patro s vysokými okny: podlaha nad uhelným zásobníkem a pohled do výpusti uhelného zásobníku
4. patro je nepřístupné, neboť je vyplněno válcovou nádrží vodojemu o obsahu 750 m3 vody. Nádrž je sestavena z 5 ocelových lubů (každý s výškou cca 2 m) spojovaných horizontálně i vertikálně nýtováním (obr. 7). Strop tohoto patra nad vodojemem tvoří opět železobetonový rošt, avšak menších dimenzí než stropní konstrukce o patro níže. Plášť věže mezi sloupy je vyzdívaný a opatřený ocelovými plechy, které jsou natřené zelenou barvou.
Obr. 7: Ocelová nádrž vodojemu z ocelových lubů vzájemně nýtovaných, trámová stropní konstrukce nad vodojemem, opláštění části vodojemu ocelovými pláty
Vstup do 5. patra na vyhlídkovou plošinu je možný poklopem, v současnosti je však nepřístupný. Osmiúhelníkové patro je osvětleno tvarově stejnými, ale menšími okny jako ve 3. patře a je zde nainstalováno telekomunikační zařízení. Střecha má nízkou atiku a je oplechována.
Obr. 8: Litinové vřetenové schodiště, detail podstupnice
Obr. 9: Zauhlovací věž v roce 1926
Schodiště uvnitř věže je vloženo do schodišťového jádra, s výstupy v jednotlivých podlažích. Schodiště je vřetenové litinové, sestavené z jednotlivých stupňů s podstupnicemi a vřetenovým nástavcem. Historické sloupky litinového zábradlí jsou zčásti nahrazeny ocelovými trubkami (cca Ø 24 mm), některé stupně z drážkové litiny byly nahrazeny žebrovým slzičkovým plechem (obr. 8).
Obvodový plášť věže tvoří v přízemí až do úrovně 1. patra předsazené zdivo z hrubě opracovaných kamenných kvádrů uzavřené železobetonovým věncem. Následuje cihelná vyzdívka do úrovně 3. patra, zakončená římsou. Nad římsou vynášenou konzolami je část věže prostoupená okenními otvory s půlkruhovým oblouky posazená na stříšce kryté falcovaným plechem, tato část je opět zakončena římsou vynášenou konzolami. Třetí část věže má polygonální půdorys, je opláštěna plechovými šablonami, zde je umístěn rezervoár. Završuje ji opět římsa s konzolami, nad kterou se nachází vyhlídkový ochoz, věž je ukončena otevřenou lucernou polygonálního půdorysu.
4. Popis poruch
Stavebně technický průzkum prokázal dobrý stav nosné železobetonové konstrukce. Orientační měření tvrdoměrem (Schmidtovým kladívkem) vykazuje pro obvodové sloupy pevnost betonu v tlaku cca 25 MPa, pro střední sloup cca 21 MPa a pro tenkostěnné schodišťové jádro cca 38 MPa (vše z průměru 5 měření).
Na konstrukci nejsou patrny trhliny, stavba dokládá svůj dobrý statický stav a také svoji trvanlivost. Na klimaticky exponovaných místech dochází k obnažení výztuže. Stropy v přízemí a v 1. patře vykazují stopy po zatékání vody – problém vzniklý v minulosti zanedbanou údržbou objektu.
Ocelové luby pláště vodojemu jsou opatřeny původním protikorozním nátěrem s omezenými lokálními projevy koroze. Korozí jsou zasaženy rovněž některé prvky litinového schodiště (obr. 10).
Obr. 10: Na klimaticky exponovaných místech dochází k obnažení výztuže, prvky litinového schodiště (vřeteno) jsou lokálně zdegradované
Obvodový plášť věže je namáhán účinky a vlivy vnějšího prostředí horského klimatu, extrémní vlivy počasí a tuhé zimy horské oblasti zhoršují stavebně technický stav konstrukce. Destruktivně působí především pronikání vody do zdiva a následné namrzání stavebního materiálu. Problematické je také nedůsledné odvedení srážkových vod od objektu (obr. 11), na vykonzolovaných římsách ve všech třech úrovních věže odkapává voda a poškozuje železobetonový věnec (obr. 12). Izolovaná poloha věže nechráněná před větry a vystavená tepelným namáháním, zejména rychlému střídání teplot, se také negativně podílí na současném stavu obvodového pláště.
Obr. 11: Vyústění dešťových svodů na terén
Obr. 12: Problematické jsou zejména vykonzolované římsy ve všech třech podlažích, kde odkapávající voda poškozuje železobetonový věnec
5. Závěr
U izolované věžové konstrukce lze sledovat intenzivní působení agresivního vnějšího prostředí, kdy se uplatňuje řada degradačních činitelů. Tyto vlivy se často kombinují a jejich účinek se výrazně zesiluje v horských klimatických podmínkách.
Nejvýznamnějším degradačním faktorem je srážková voda, která zvyšuje vlhkost stavebních materiálů. Zvýšená vlhkost je výchozím předpokladem desintegračních procesů. Značně destruktivní charakter má mrznutí nasákavého materiálu. Nejvíce je poškozeno zdivo pod římsou či pod korunou objektu, kde stéká srážková voda.
Působení klimatických činitelů má odlišnou intenzitu podle orientace stavby vůči světovým stranám a podle převládajícího směru větru. Největší poškození způsobené tepelným namáháním mrazem a osluněním je patrné zejména na jižní straně věže. Kromě přímého působení větru ovlivňuje stav konstrukce také rychlost proudění vzduchu. Tepelné změny se velmi rychle střídají a způsobují degradaci povrchu materiálů zejména na výše položených konstrukcích objektu.
Negativně se na stavu konstrukce věže podepsala i zanedbaná údržba objektu.
V současné době již započaly záchranné práce se snahou vrátit do věže zauhlovačky život v rámci Projektu kulturního centra ve věži.
Literatura
- Beran, L.,Valchářová, V.: Industriál Libereckého kraje, Technické stavby a průmyslová architektura, Praha 2007, ISBN 978-80-01-03798-0
- kolektiv autorů: Technické památky v Čechách, na Moravě a ve Slezsku – IV. díl, Libri, Praha 2004
- Ignatz Ginzkey, https://cs.wikipedia.org/wiki/Ignaz_Ginzkey
- Kořínek, R. Věžové vodojemy – nové využití specifického industriálního dědictví, VTEI, 2016, s. 10–18
- Kořínek, R., Horáček, M., Vonka, M., Jiroušková, Š., Burgetová, E.: Věžové vodojemy – výzkumný projekt mapující vývoj a podobu věžových vodojemů na našem území, VTEI, 2018/6, s. 4–12
Poděkování
Příspěvek vznikl v rámci řešení projektu Věžové vodojemy – identifikace, dokumentace, prezentace, nové využití (Program na podporu aplikovaného výzkumu a vývoje NAKI II, Ministerstva kultury ČR, kód DG18P02OVV010).
Článek představuje nádhernou stavbu industriálního kulturního dědictví, která prezentuje mimořádný inženýrský cit našich předchůdců. Pregnantně je popsána nosná konstrukce a její aktuální degradace. Je potěšující, že stavebně technický průzkum prokázal akceptovatelný stav nosné železobetonové konstrukce. Je správně upozorněno, že na problémech nosných částí, které snižují jejich únosnost, se podepsala, jak už bývá u nás standardem, zanedbaná údržba objektu. Dle mého je též patřičně zdůrazněno, že nejvýznamnějším degradačním faktorem je srážková voda, která zvyšuje vlhkost stavebních materiálů. Mimořádně nebezpečný je též nefunkční okapový systém, který ovlivňuje a degraduje zeminy v podloží. V článku je uvedeno, že již byly započaty záchranné či sanační práce. Vzhledem k současným možnostem posilování nosných systémů a široké škále sanačních materiálů zaručuje předložený příspěvek, že tato mimořádná a historicky cenná stavba bude zachována pro poučení dalším generacím. Sám osobně bych si dovolil upozornit zejména na mimořádné nebezpečí plynoucí z vyústění dešťových svodů, což je zachyceno v příspěvku na posledním obrázku. Článek doporučuji k publikaci v nezměněné podobě.
As a part of the Program for the Support of Applied Research and Development of National and Cultural Identity (NAKI II) of the Ministry of Culture of the Czech Republic, the research project “Water Towers – Identification, Documentation, Presentation, New Use” is under investigation by the Water Management Research Institute of TG Masaryk and co-researcher the Faculty of Civil Engineering of CTU in Prague. The mission of the project is to process the historical development of the water towers in our territory and to make this cultural heritage accessible to a wide range of interested parties. The project aims at preserving the cultural heritage for the next generation and preserving technical monuments.