Celý projekt Stanice Nivy, ktorého je Nivy Tower súčasťou, je spracovaný od začiatku ako BIM

V tomto článku je popsáno zakládání nejvyšší administrativní budovy na Slovensku – Nivy Tower (SO B2). Autor v článku popisuje i nosné konstrukce a způsob opláštění, resp. posouzení zvukové izolace, této 125metrové budovy. V závěru článku jsou zmíněny i faktory, které umožnily tento bratislavský objekt certifikovat podle současných zásad udržitelnosti.

Suterénna časť SO B2 má tri podzemné podlažia s celkovými rozmermi 79,0 × 25,75 m. Rozdelená je na dva dilatačné celky s dĺžkami 52,27 a 26,68 m, dilatácia má hrúbku 50 mm. Na väčšiu časť nadväzuje 32 nadzemných podlaží, menšia časť slúži ako podnož pre vstupnú oceľovú markízu. Budova ma samostatný vstup pre cyklistov, cez ktorý sa cyklovýťahom dostanú do 1. PP, kde je 74 stojanov. Horná hrana atiky strechy je na kóte +121,85 m. Nosný systém administratívnej budovy je navrhnutý ako monolitický železobetónový skelet.

Objekt Nivy Tower je založený na tuhej základovej doske konštantnej hrúbky 2,3 m s lokálnymi prehĺbeniami v strede pre dojazdy výťahov. Podložie výškového objektu je na základe návrhu a realizácie firmy Keller vylepšené Soilcretovými stĺpmi tryskovej injektáže. Nižšia časť objektu, iba s podzemnými podlažiami, je založená na oddilatovanej základovej doske, s hrúbkou 600 mm, s lokálnymi prehĺbeniami pozdĺž obvodu stavebnej jamy na 850 mm, resp. 2 300 mm v mieste styku so základovou doskou výškového objektu a nadväzujúceho objektu. Tento dilatačný celok je proti vztlaku podzemnej vody kotvený k podložiu pomocou ťahových pilót osadených v rámci stĺpov tryskovej injektáže ∅ 1 200 mm.

Dilatácie sú riešené ako vodonepriepustné, umožňujúce vzájomný zvislý posun medzi jednotlivými dilatačnými celkami. Pôdorysné rozmery základovej dosky pod výškovým objektom sú 52,27 × 25,60 m a pod nižšou časťou nadzemných podlaží 26,68 × 25,60 m.

ZALOŽENIE OBJEKTU

Projektovaný objekt výškovej budovy je založený na plošných základoch (železobetónová základová doska), v kombinácii s hĺbkovými pilótovými základmi, ktoré sú navrhnuté vo forme pravidelného rastra soilcretových stĺpov tryskovej injektáže. Pod základovou doskou výškového objektu je 150 ks pilierov s priemerom ∅ 2,0 m v rastri 3,50 × 2,60 m. Z toho je 49 ks pod jadrami s dĺžkou 18,0 m a zvyšné piliere sú dĺžky 9,0 m.

Základová doska je z vodotesného betónu triedy C30/37-XC2, XD1, XA1 s pomalým nábehom hydratačného tepla, pričom 90dňová pevnosť betónu bola C35/45. Limitná šírka trhlín pri posúdení a návrhu výstuže na skoré trhliny od zmrašťovania a pri maximálnom prevádzkovom zaťažení bola uvažovaná so šírkou 0,25 mm. Pre zaistenie vodotesnosti a zvýšenie ochrany výstuže proti agresivite vody bude základová doska v styku s podzemnou vodou opatrená kryštalickou izoláciou.

Všetky nosné konštrukcie sú vystužené betonárskou výstužou 10 505(R). Dilatácia v základovej doske je riešená tesniacimi pásmi SIKA FM 500 s garantovanými charakteristikami pre požadovanú vodotesnosť pri vypočítaných vzájomných posunoch jednotlivých dilatačných celkov. Do pracovných škár boli osadené tesniace plechy Fradiflex.

STAVEBNO-KONŠTRUKČNÉ RIEŠENIE NOSNÉHO SYSTÉMU

Objekt administratívnej budovy je navrhnutý s 32mi nadzemnými a tromi podzemnými podlažiami. Pôdorys má tvar obdĺžnika s max. celkovými rozmermi 52,27 × 25,75 m v podzemných podlažiach a 52,27 × 26,72 m v nadzemných podlažiach. Pôdorysné rozmery typického podlažia sú 51,90 × 26,60 m.

Od stropu nad 29. NP je pôdorys výškového objektu zmenšený smerom k jadrám o 4,5 m (o plochu pôdorysu terasy v úrovni 29. NP v tvare písmena „L“). V úrovni strechy 32. NP je železobetónová stropná konštrukcia navrhnutá iba nad jadrami s celkovými pôdorysnými rozmermi 24,35 × 8,55 m. Celková výška objektu v nadzemnej časti je navrhnutá cca +123,0 m nad terénom.

V suterénnej časti je k výškovému objektu SO B2 napojený samostatný dilatačný celok s tromi podzemnými podlažiami a pôdorysom v tvare nepravidelného obdĺžnika s rozmermi 26,68 × 25,82 m. Od výškovej budovy je oddilatovaný v úrovni každého podlažia vloženými doskami. Výškový objekt je založený na tuhej základovej doske hr. 2,3 m osadenej na podloží vylepšenom formou pravidelného rastra soilcretových stĺpov. Suterénna pričlenená časť je navrhnutá na základovej doske hr. 600 mm s prehĺbením po obvode na 850 mm (2 300 mm) a s pridanými ťahovými pilotami.

Nosné konštrukcie

Nosný systém výškového objektu bol navrhnutý ako monolitický železobetónový skelet. Pozostáva zo zvislých nosných prvkov (stužujúcich jadier, stien a stĺpov) a horizontálnych nosných konštrukcií, ktoré tvoria bezprievlakové monolitické stropné dosky s hrúbkou 240 mm v podzemných podlažiach a 220 mm v nadzemných podlažiach. V mieste stĺpov sú navrhnuté hlavice a doskové trámy s celkovou hrúbkou 320 ~ 350 mm. V úrovni stropu nad 31. NP je hrúbka obvodových hlavíc navrhnutá 450 mm. Monolitické stĺpy sú v pôdoryse umiestnené v základnej modulovej osnove v pozdĺžnom smere 6 × 8,10 m a v priečnom smere 3 × 8,10 m.

Nosný systém nadväzujúceho dilatačného celku len s podzemnými podlažiami, tvorí monolitický železobetónový skelet s dvomi obvodovými stenami (v styku s terénom), vnútornými stĺpmi a bezprievlakovými doskami.

Bezprievlakové monolitické stropné dosky výškového objektu sú podopreté monolitickými stĺpmi umiestnenými po obvode objektu, štvoricou stĺpov pri jadrách umiestnených vo vnútri dispozície objektu a nosnými stenami týchto stužujúcich jadier.

V podzemných podlažiach v styku s terénom sú navrhnuté obvodové steny s lokálnymi rozšíreniami v mieste stĺpov nadzemných podlaží. Vo výškovom objekte sú umiestnené dve jadrá, každé s pôdorysnými rozmermi cca 10,50 × 10,15 m v podzemných podlažiach.

S redukciou hrúbky stien po výške objektu sa zmenšujú aj celkové rozmery jadier až na rozmery 10,3 × 9,95 m na 29. NP. V podlažiach 30. ~ 32. NP sú jadrá v pozdĺžnom smere prepojené a ich tvar a prepojenie sú v každom podlaží atypické. Stropné dosky pôsobia zo statického hľadiska ako bodovo podopreté, krížom vystužené spojito pôsobiace doskové konštrukcie. Všetky zvislé prvky (stĺpy, jadrá a steny) sú votknuté do základovej dosky. 

Stuženie

Tuhosť výškového objektu proti vodorovným účinkom zaťaženia zabezpečujú dve monolitické železobetónové jadrá v kombinácii so stĺpmi a tuhými platňami stropných dosiek. Stužujúce jadrá sa nachádzajú v mieste schodísk a výťahových a technologických šácht vo vnútri dispozície.

Stuženie nadväzujúceho dilatačného celku bez nadzemných podlaží (os 33 – 36) zabezpečujú obvodové steny, skrátené priečne steny prepojené s obvodovými stenami a monolitické stĺpy spolu s tuhosťou stropných dosiek.

Metodika statického výpočtu

Pre návrh objektu sme vytvorili priestorový model nosnej konštrukcie a jednotlivé nosné prvky sme overovali pri dvoch rozdielnych okrajových podmienkach podopretia.

Prvý výpočet prebiehal pri pôsobení extrémnych kombinácií zaťažení na globálnom priestorovom modeli osadenom na tuhých podperách, pre získanie extrémnych hodnôt reakcií, rozloženia extrémnych zvislých síl v prvkoch objektu a overenie vodorovnej tuhosti objektu.

Druhý výpočet prebehol na priestorovom modely, kde nosná konštrukcia objektu je votknutá do základovej dosky osadenej na pružnom podloží (s iteračným výpočtovým modulom Soilin) charakterizovanom deformačnými parametrami uvedenými v „Stanovisku k tuhosti podložia pod základovou doskou“ a upravenými deformačnými parametrami v mieste blokov tryskovej injektáže. Tento model interpretuje reálne chovanie nosnej konštrukcie na pružnom podloží a vzájomnú interakciu hornej stavby s podložím. Vo výpočtových modeloch osadených na pružnom podloží prebehol výpočtový postup pomocou podprogramu Soilin programu SCIA Engineer. Vo výpočte bolo zadefinované odľahčenie základovej škáry o hmotnosť vykopanej zeminy (odrátanie originálneho napätia) zadaním vrtu v úrovni pôvodného terénu.

Modely boli zaťažené všetkými zaťažovacími stavmi, z ktorých boli vygenerované najnepriaznivejšie kombinácie pre dosiahnutie extrémnych výpočtových vnútorných síl a deformácií nosných konštrukcií. Výpočet bol spracovaný programom SCIA Engineer 2014.

Pri výpočte vnútorných síl a deformácií od seizmických účinkov bola ohybová a šmyková tuhosť železobetónových nosných prvkov, v súlade so seizmickou normou, zadaná do modelu s polovičnou hodnotou tuhosti prvkov bez trhlín.

Vo výpočte boli použité znížené hodnoty súčiniteľov zaťažení zabezpečujúce hospodárnejší spôsob návrhu konštrukcií. Toto riešenie umožňuje norma EN 1990 – súbor B z výrazov 6.10a (súčinitele 1,35 pre stále zaťaženie a 1,05 pre úžitkové zaťaženie) a 6.10b (súčinitele 1,15 pre stále zaťaženie a 1,5 pre úžitkové zaťaženie).

Všetky konštrukcie boli navrhnuté a posúdené v zmysle aktuálne platných európskych noriem. Dosky, steny a stĺpy objektu boli posudzované v programe IDEA RS, Static Calculator, SCIA Engineer 2014 a vlastnými výpočtovými programami.

POSÚDENIE ZVUKOVEJ IZOLÁCIE MEDZI PODLAŽIAMI V DETAILE ELEMENTOVEJ FASÁDY

Navrhované uzatvorenie detailu elementovej fasády v projekte stavby Nivy Tower obsahuje v spodnom detaile pod parapetným tepelnoizolačným panelom s emailovým sklom dvojvrstvové opláštenie materiálom PROMATECT s objemovou hmotnosťou 870 kg/m³.

Parapetná časť je vyplnená minerálnou vlnou objemovej hmotnosti 75 kg/m³ o hrúbke 180 mm a vrstvou minerálnej vlny s objemovou hmotnosťou 50 kg/m³. Priestor medzi tepelnou izoláciou a priestorom nižšieho podlažia oddeľuje Al priečnik. V hornom detaile uzáveru podlažia pri fasáde sa nachádzajú dve vrstvy cetris dosiek od fasádnych elementov oddelených vrstvou minerálnej vlny. Priestor medzi parapetnou doskou a uzáverom z cetris dosiek je vyplnený minerálnou vlnou, rovnako aj jako dutina medzi jednotlivými elementami hliníkovej fasády. Navrhované riešenie detailov zabezpečuje vzájomné oddelenie jednotlivých podlaží – hliníkové súčasti fasády navzájom neprepájajú jednotlivé podlažia ani vlastným materiálom stĺpikov, ani dutinami v stĺpikoch.

Prípadné rezonančné javy vznikajúce v detaile vzájomného napojenia elementov po výške fasády (v úrovni parapetnej dosky) budú tlmené vloženou minerálnou vlnou.

Navrhovaná stropná konštrukcia zo železobetónu hr. 320 mm spolu s podhľadom a parapetnou časťou hr. 300 mm má predpokladanú stavebnú nepriezvučnosť vyššiu než 57 dB.

Fasáda bola navrhovaná so zasklením trojsklom s laboratórnou nepriezvučnosťou Rw = 42 dB. Teoretickým posúdením vyššie popísaného detailu uzáveru elementovej fasády medzi podlažiami a po ich porovnaní s výsledkami meraní rozdielov hladín pre bočný prenos v zmysle DIN 52210-7 a STN EN 12354-1 vykonaných v Institut fur Fenstertechnik Rosenheim bolo možné predpokladať, že navrhované riešenie detailu prispeje k dosiahnutiu požadovanej hodnoty zvukovej izolácie medzi podlažiami D_nT,w > 53 dB.

Sklo je osadené v pološtrukturálnej fasáde (vonkajšia tabuľa minimálne ESG HST 6 mm, lišty vo vertikálnom smere, vodorovný smer štrukturálne prilepený na hliníkový profil v povrchovej úprave čierny elox). Osadenie skla je vertikálne (α = 90°). Návrh izolačného zasklenia, výrobu a vlastnú realizáciu fasády zajistila spoločnosť Ingsteel, s. r. o. (dodávateľ izolačného zasklenia: Glassolution Brno).

PRVKY NIVY TOWER PRE BREEAM A WELL

• Visual comfort (vizuálny komfort) – všetky svietidla vybavené žiarivkovými svetelnými zdrojmi boli navrhnuté a realizované s elektronickými predradníkmi s frekvenciou min. 30 kHz. Svietidlá použité v projekte sú vybavené LED svetelnými zdrojmi. 
• External lighting (vonkajšie osvetlenie) – svietidla zabezpečujú minimálne požiadavky na účinnosti (lm/W) a index farebného podania. Ovládanie vonkajšieho osvetlenia je realizované pomocou časového spínača resp. súmrakového snímača profesiou MaR.
• Pre objekt je navrhnutý rozvod studenej pitnej vody. Ohrev teplej vody je riešený lokálne elektrickými zásobníkovými resp. prietokovými ohrievačmi. Pri zásobníkových ohrievačoch bude zabezpečená ochrana pred mikrobiálnou kontamináciou termodezinfekciu, teda prehrievaním horúcej vody v rozsahu 60 až 70 °C. V rozvodoch studenej vody nebude teplota vody v rozvodoch pri predpokladanom odbere vyššia ako 20 °C. Pripojovacie potrubia pre nadzemné hydranty a hadicové navijaky budú pri odbočke na pitný vodovod opatrené spätnými klapkami.
• Redukcia spotreby pitnej vody – špecifikácia a inštalácia koncových zariadení s nízkym prietokom vody (maximálne: batérie 4 l/min, sprchové batérie 8 l/min, WC 6/3 l/spláchnutie, pisoáre 1,5 ú/spláchnutie). V spoločných WC a hygienických zariadeniach budú navrhnuté batérie, ktoré spĺňajú požadované hodnoty, na toto musí dbať architekt pri výbere koncových prvkov. Pre nájomné priestory budú povolené max. prietoky uvedené v technickej a dizajnovej príručke.
• Všetky technológie a všetky nájomné priestory budú mať vodomery s diaľkovým odpočtom.
• Pri meraní všetkých odberných miest bude rozdiel celkovej spotreby a súčtu jednotlivých odberov indikovať únik vody.
• Množstvo odvádzaných dažďových vôd z pozemku je rovnaké ako pred výstavbou. Zaolejované dažďové vody budú zo stavby odvádzané samostatnými vetvami do odlučovača ropných látok, ORL (pre odvodnenie podzemných parkovísk) je umiestnený v 2. PP. 
• Zonácia a používateľské ovládanie je po kancelárskych priestoroch. Kancelárie nie sú hlbšie ako 7 m od fasády.
• Objemové prietoky čerstvého vzduchu pri nútenom vetraní v projekte splňujú požiadavky STN EN 13 779 (resp. STN EN 15 251, príloha B). Požiadavka je 36 m³/h na osobu čerstvého vzduchu; projekt uvažuje 50 m³/h na osobu.
• Voda pre adiabatické zvlhčovanie je upravovaná, vr. UV žiariča a pravidelnej sanitácie. Voda v otvorenom okruhu chladiacich veží je ošetrená proti mikrobiálnej kontaminácií, vrátane legionely, dávkovaním chlórdioxidu.
• MaR nájomných priestorov je zohľadnená optimálna tvorba zón pre reguláciu teploty podľa umiestnenia pri fasáde, resp. jadre. Do systému MaR sú zbierané údaje z meračov tepla, meračov chladu, vodomerov prostredníctvom zbernice M-bus a z elektromerov zbernicou Modbus. Meranie médií slúži pre vyhodnocovanie spotreby médií, zabezpečenie ekonomickej a energeticky optimalizovanej prevádzky objektu, ako aj pre vyhodnotenie poruchových (prevádzkovo neobvyklých) stavov – únik vody, neekonomická prevádzka osvetlenia, chladiaceho systému a podobne. Systém MaR zabezpečuje spínanie vonkajšieho osvetlenia pomocou súmrakového snímača. Systém MaR zabezpečuje detekcia úniku chladiva v strojovni chladenia.

ZÁVER

Celý projekt Stanice Nivy, ktorého je Nivy Tower súčasťou, je spracovaný od začiatku ako BIM. Koordinácia v priestorovom modeli umožnila teamu projektantov skĺbiť rôznorodé funkcie, technologické celky a tvary objektu do jedného celku. Použitie tejto technológie pri projekcii a výstavbe na kontrolu koordinácie a automatizované vykazovanie výrobkov urýchlilo mnohé procesy.

Ing. Imrich Palkov
SIEBERT + TALAŠ, spol. s r. o.
foto: Ondrej Synak, Stanislav Cieslar

Vytápění budovy NIVY TOWER zabezpečuje dvojice vysoce spolehlivých kotlů WOLF MGK-2 o celkovém výkonu 2 MW. Odkaz na prezentaci firmy Wolf je ke stažení ZDE.

Imrich Palkov (autor článku)
je absolventom Stavebnej fakulty TU v Košiciach (2000 až 2006) a od roku 2013 je akreditovaným stavebným inžinierom a členom Slovenskej komory stavebných inžinierov. Pracoval pre niekoľko architektonicky‑projekčných kancelárií ako projektant a hlavný projektový inžinier. Bol zodpovedný za množstvo projektov a stavieb na Slovensku a v Českej republike. Od roku 2014 pôsobí ako senior projektant a od roku 2017 ako asociovaný partner v SIEBERT + TALAŠ, spol. s r. o.