Článek je věnován poruchám a haváriím způsobeným chybným rozhodováním architektů nebo jiných profesních pracovníků, které ovlivňují první dvě kritéria Vitruviovy definice (únosnost a účelnost). Pro ilustraci je uvedeno i několik případů, kde je problém způsoben chybami jiných profesí. Neuvádím z etických důvodů přesné adresy uvedených objektů. První část najdete zde.
DALŠÍ PŘÍKLADY PORUCH NEBO HAVÁRIÍ
Reprezentační skleník – problém nečekaných přetvoření konstrukce z nerezové oceli při ukládání skleněného pláště Konstrukce skleníku byla navržena renomovaným zahraničním architektem jako prostorová prutová tvořící válcovou klenbu. Příhradovina byla vytvořena jako soustava čtyřhranů, jejichž tvarová tuhost měla být zajištěna rámovým působením ve stycích. Pruty byly z nerezových trubek kruhového průřezu s kuželovými konci, které při působení tlaku v prutech se měly samosvorně zatlačovat do styčníku navrženého architektem bez zkušeností v oboru prostorových konstrukcí (obr. 9).
Dobří statici vědí, že ve styku prutů musí platit rovnováha sil, a tak jsou zde nutně pruty tažené a též tlačené. Tyto pruty se vzhledem k provedeným, zcela nadměrným vůlím nezatlačovaly do styčníku a konstrukce nebyla schopna řádné existence. Dále projektant předepsal zcela nerealistické vůle geometrie (až 3 mm délkové), které musí být pro prostorové konstrukce zhruba 100krát menší. Mladý nezkušený statik nebyl schopen svému vedoucímu, slavnému architektu, fundovaně oponovat. Konstrukci z nerezu bylo nutno nakonec svařit velmi malými svary, aby byla schopna přenést zatížení od zasklení a splnit tak první dvě kritéria Vitruviovy definice.
Poruchy reprezentačního schodiště
Poslední desetiletí se rozmohly návrhy schodišť se zvýrazněným tvarem stupňů na boku schodišťového ramene. Jde o ornament, který zuby schodů tvoří (kritérium 3. dle definice architektury). Se vhodností pro únosnost nebo užitečnost to nemá vůbec nic společného, spíš naopak. Na internetu kolovaly snímky takového zříceného železobetonového schodiště. Varianta ocelového schodiště nedala na sebe dlouho čekat a rovněž přinesla problémy a jen tak mohlo být po úpravách schodiště ponecháno (obr. 10). Autorem schodiště je akademický architekt. Veškerá ztužení zkříženými pruty v ramenech schodiště, která zcela oprávněně navrhl statik, dal architekt sám od sebe odstranit, protože mu rušily architektonický záměr. Vzápětí po tomto zcela neodborném zásahu se schodiště muselo vyřadit z provozu kvůli kmitání a nadměrným deformacím.
Poruchy otočného hlediště v Českém Krumlově
Ocelová konstrukce otočného divadelního hlediště (obr. 11) byla schválena jako provizorní stavba v roce 1993 na dobu pěti let. Stavba se nachází v historickém areálu zahrady středověkého hradu, který je památkově chráněný a patří mezi památky UNESCO. Konstrukce otočného hlediště byla vyprojektovaná v roce 1989 a vyrobená přední českou výrobnou ocelových konstrukcí a navazovala na existenci dřívějších dvou otočných dřevěných hledišť. Původně zde bylo malé otočné hlediště s dřevěnou konstrukcí, které bylo pouze pro několik osob a otáčení hlediště se provádělo ručně. Po této konstrukci bylo provedeno další, větší hlediště s motorovým pohonem. Vzhledem k velkému zájmu návštěvníků bylo po morálním dožití tohoto hlediště rozhodnuto o návrhu a realizaci současného hlediště, ještě většího. Vzhledem k památkové ochraně bylo současné hlediště zkolaudováno jako provizorní na dobu pěti let dne 24. 5. 1993. Dne 9. 2. 1998 bylo toto povolení prodlouženo do 1. 3. 2003, které bylo v odvolacích řízeních zrušeno a opět dále povolováno bez řádné údržby. Tento stav stále trvá a je dále předmětem mezinárodních jednání.
Znalecký posudek, z roku 2001, který zhodnotil technický stav provizoria, legislativní nezákonnosti a možnost nápravy a zejména přestěhování točny mimo areál chráněného území UNESCO, o 200 m, byl akceptován tehdejším ministrem kultury Pavlem Dostálem a přestěhování točny mohlo začít, aniž by došlo k výpadku sezony. Po úmrtí ministra Dostála a změně politické reprezentace, která potřebovala silnou podporu jihočeských voličů, se vše změnilo. Změnil se náhle vlastník objektu točny, politická reprezentace si objednala nové znalecké posudky, které prohlásily, že konstrukce není tak zkorodovaná a poškozená, jak ukazuje obr. 11 a posudek autora tohoto článku, a že se vlastně nemusí nic dělat. Provizorní konstrukce měla dále existenci prodlouženu zřejmě až do současnosti či déle.
V posledních letech vstoupili do této hry architekti, kteří „ objevili“, že konstrukci točny lze přestěhovat a shodou okolností, zřejmě zcela náhodně, objevili místo, které stanovil původní posudek, který je zde citován. Takže potud role architektů v této hře o legislativně-politicko-památkových pravidlech a zákonnosti, proti technickému stavu provizorního objektu.
Prapodivná koncepce nosné soustavy zastřešení technické knihovny
Nosná konstrukce státní technické knihovny byla vyprojektována pod vedením akademického architekta. V době výstavby v roce 2008 se objevily některé konstrukční problémy, které měly vážný dopad na cenu prováděné stavby. Knihovna má vysoké atrium (cca 26 m) a zastřešení má rozpětí cca 17,6 m. Příhradová konstrukce, aby správně působila, by měla mít výšku cca 1,7 m. Při výšce atria 26 m a rozpětí 17,6 m by konstrukce příhradových vazníků o obvyklé výšce 1,7 m byla velmi subtilní a nepůsobila rušivě. Rovněž při pohledu na konstrukci z přízemí atria by výška konstrukce byla zcela zanedbatelná. Původně byl v projektu uvažován staticky a ekonomicky vhodnější plnostěnný svařovaný vazník o výšce cca 500 mm. Z důvodů, které autor článku nezná a vzhledem k výsledku nechápe, byl tento vazník nahrazen příhradovým nosníkem (viz obr. 12) o konstrukční výšce jako původně projektem navržený plnostěnný vazník. Vzniklo absurdní konstrukčně neakceptovatelné a drahé řešení.
Na závěr těchto kroků, svědčících o neodbornosti odpovědných pracovníků, byl tento příhradový paskvil obalen sádrokartonem v barvě oceli. Kdyby byl původní návrh plnostěnného vazníku ponechán, vše by vypadalo stejně, jen by vazník byl vhodněji a spolehlivěji namáhán a ve výsledku by byl levnější.
Nevhodný materiál pro konstrukci nad vchodem do galerie připomínající přístřešek
Mezinárodně známý pražský architekt navrhl konstrukci připomínající přístřešek před vchodem do budovy Národní galerie (obr. 13). Konstrukce stojí na dvou mohutných sloupech na chodníku (není vůbec důvod pro rozměr z hlediska únosnosti). Prosklené plochy se obracejí některé směrem k zemi a další směrem k obloze. Mezi těmito plochami je vzdálenost k líci budovy asi půl metru. Touto mezerou zákonitě stéká při dešti voda na návštěvníky galerie. Při sněžení a námraze se sníh usazuje na plochách, které jsou zakryty drátosklem. Tento materiál není schopen přenést zatížení a další účinky od námrazy, a tak během asi tří let ho bylo neustále třeba vyměňovat za trvalého ohrožení chodců na chodníku. Asi nejde o architektonické dílo, ale možná, že je to umělecký artefakt, který architektonickou konstrukci jen vzdáleně připomíná. Jsou zde porušena hned dvě základní pravidla definice architektury, možná, že i třetí o estetičnosti. Jsem názoru, že umělecké dílo má být řádně zkolaudováno a umístěno tam, kde neohrožuje svojí existencí zdraví obyvatel.
Dřevěná střecha s lamelovou klenbou – záchrana před zřícením od nevhodného návrhu architekta
Tyto střechy byly prováděny v Německu a také v českém pohraničí zejména v Krkonoších a Podkrkonoší po roce 1921. Konstrukce střechy byla nazývána Zollingerdach. Tvar střechy maximálně snižuje zatížení od sněhu ležícího na střeše a hodí se zejména do horských oblastí. Tyto konstrukce jsou subtilní, velmi ekonomické; montážní díly z prken se daly dobře vyrábět v dílně. Díly jsou všechny stejné nebo je jen málo délkově rozdílných dílů. Klíčovým prvkem těchto montovaných lamelových konstrukcí jsou jejich styčníky, které se prováděly buď tesařského typu, nebo s využitím šroubového spoje s pomocí plechových hmoždíků (tento druh je na přestavovaném objektu). Tyto styky jsou kritickým místem uvedených konstrukcí (obr. 14). Střechy, které se vyskytují v Podkrkonoší, jsou realizovány na poměrně značná rozpětí, tj. až na cca 30 m.
Projektantem přestavby chalupy byl architekt, který zřejmě nechápal statické chování konstrukce ani její technickou jedinečnost. Jeho počinem, který by výrazně konstrukci střechy ohrozil nebo střechu poslal k zemi, bylo zesílení střešního pobíjení asi na dvojnásobek. Posouzení kritických styků, lamel, které v podstatě nesplňují konzervativní ustanovení současných norem pro navrhování dřevěných konstrukcí, naprosto neudělal.
Konstrukci bylo třeba navrhnout a posoudit jako kombinovanou prutovou konstrukci z lamel, spolupůsobící se skořepinou z jednoduchého pobíjení vybraným řezivem a přilepenou na lamelovou konstrukci. Na obr. 15 je ukázán jeden z výsledků takového výpočtu konstrukce.
Na takovouto konstrukci nepostačuje běžné stavební povolení, ale vyžaduje jistou odbornou úroveň i pracovníků stavebního úřadu.
Chybná koncepce bytového komplexu (havárie 2012)
Bytový komplex byl vyprojektován pod vedením architekta, který navrhl mohutný blok bytů s částí tvořící přemostění. Ve snaze upoutat vzhledem navrhl a bez řádné oponentury statika nechal provést dvě podpěry mohutného bloku jako prutové pyramidy, stojící na špičce (obr. 16). Klouby této prostorové konstrukce byly realizovány jako ocelové, pohyblivé v jedné rovině. To, že pyramida působí kloubově v prostoru, nikdo zřejmě nezvažoval. Každý prut byl z plné ocelové kulatiny opatřené rektifikačním závitem. Po uvedení budovy do provozu muselo rychle dojít k evakuaci uživatelů bytů a celý komplex se musel podchytit těžkým lešením (konstrukce se tak deaktivovala), protože ocelové pruty nad několika tzv. klouby se ohnuly působením vodorovných sil, které vyvozovala mohutná železobetonová konstrukce. Nešlo o ztrátu stability. Příčinou byl špatný koncepční návrh podepření a zejména chybný návrh kloubových detailů. Příslušný statik zřejmě neměl dost zkušeností s působením a navrhováním prostorových prutových konstrukcí, a proto chybnou koncepci architekta přijal.
Vjezd do podzemních garáží ČVUT
Poměrně nová budova ČVUT, která byla oceněna architektonickou cenou, má zajímavé parametry. První, co návštěvníky upoutá, jsou tři výrazné vystupující bloky poslucháren s fasádou a krytinou z plechových šablon v barvách červená, oranžová a fialová. Vlastní fasáda budovy je cihlové barvy připomínající kabřinec a s velkými dvoupatrovými posluchárnami v posledních dvou patrech. Zasklení přes dvě podlaží jistě výrazně zvýšilo náklady na realizaci budovy.
Řešení vjezdu do podzemních garáží je též velmi novátorské (obr. 17). Řidiči po projetí otvorem vjezdu v líci budovy míjejí střední ostrůvek s čtečkou identifikační karty, kterou přiloží, a zvednutá závora jim umožní vjezd do garáží. Ve večerních hodinách a o svátcích je vjezdový otvor zavřen roletou a je třeba přiložit kartu ke čtečce před budovou. Zde je novinka. Architekt zjevně myslel na zahraniční hosty ČVUT ze zemí, kde volanty v autech jsou vpravo (Británie, Japonsko a další), takže čtečky jsou k disposici dvě. Jedna vpravo pro tyto vážené zahraniční hosty a druhá vlevo na opěrné zdi, která je zakryta keři a pokračuje kolmo na budovu, aby zdůraznila kontrasty mezi betonovou zdí a volným prostorem zarostlým trávou a keři a stěnou posluchárny zakrytou průmyslovými plechovými taškami s lesklým nátěrem. Dispozice budovy s vysokými vytápěnými atrii přes celou výšku budovy je celkem všem návštěvníkům známá. Zejména ti, kteří sledují francouzské detektivní příběhy, znají podobná atria z budov, kde jsou ubytování občané ve výkonu trestu. Hodně pozorovatelů je názoru, že Vitruviova definice je zde rovněž nesplněna v druhém bodě, ale zřejmě tato vada na užitečnosti je převážena výraznou estetikou budovy, na kterou se stále dívám v úžasu.
Křivá budova ČVUT – rekonstrukce menzy, 2016
V Praze-Dejvicích se proměnila budova menzy z roku 1964 na výzkumné centrum. Původní menza má železobetonovou konstrukci se stropy betonovanými do kazet čtvercového půdorysu cca 0,5×0,5 m a výšky rovněž do 0,5 m. Forma na tyto kazety byla laminátová nebo plechová a měla umožnit časté opakování konstrukce. Jediná výztuž je u spodního líce žeber, která vznikla při rozložení forem na vodorovné stropní bednění. Konstrukce byla v době vzniku progresivní a velmi hospodárná. V současnosti byla doplněna o další blok u zadního líce budovy a o novou ocelovou přístavbu na straně náměstí a předsazenou ocelovou prosklenou konstrukci na chodníku na hlavní komunikaci. V duchu doby, kdy je třeba hlavně upoutat a šokovat diváka, byly ocelové sloupy přístavby navrženy jako šikmé, takže vyvolávaly obavu ze zřícení, pokud byla provedena a viditelná pouze nosná skeletová konstrukce (obr. 18). Jakmile byl umístěn na skelet fasádní prosklený plášť, tento optický efekt zmizel. Výrazně ale stouply náklady na provedení šikmé fasády s problematickými detaily, s prosklenými cípy. Bylo tedy třeba umístit na fasádu poměrně značný počet kovových prutů sledujících požadované sklony vodorovných pomyslných čar, aby vyvolaly dojem křivosti celé budovy. Budova byla ještě obalena plastovou fólií, která má údajně sloužit k občasné projekci, aby optický efekt byl úplný. Definice architektury byla jistě narušena v druhém kritériu účelnosti, protože šikmé sloupy v budově a šikmé stěny rozhodně užitnost prostoru nezvyšují, ale výrazně snižují, a stoupají náklady na tento pochybný efekt.
Rekordně plochý most v Troji
Nový most v Troji (obr. 19) má výjimečné parametry, co se týče poměru výšky a rozpětí. Statikům a mostním inženýrům s přízemním uvažováním je známo, že čím je oblouk plošší, tím větší je vodorovná síla, kterou oblouk musí přenést a rovněž zachytit v podporách. Účinky od této síly jsou nelineární, výrazně zvyšují rozměry průřezu oblouku a také počty nutných dalších konstrukčních prvků potřebných pro zabezpečení stability oblouku a držících těleso mostního trámu nesoucího vozovku. Most v současné době není příliš vytížen, většina dopravy přes Vltavu je v tunelu pod ní. Ulice V Hodkovičkách, která dle předpovědí dopravních odborníků měla být zahlcena dopravou, je volná, což dopravním odborníkům připadá jako zázrak. Most je dobře vidět z plošiny nad Šáreckým údolím, od zříceniny Baba. Toto místo je vzdušnou čarou asi 6 km daleko.
Je otázka, zda 720 miliónů Kč za sníženou výšku mostu stojí za kritérium VENUSTAS. První dvě kritéria byla dle projektu před vyvolanou soutěží levnější o zmíněných 720 miliónů. Otázkou také je, zda nový, staticky zcela nevhodný tvar mostu je tak nesmírně krásný, pokud jen nešokuje svým plochým nezvyklým tvarem.
ZÁVĚR
Z poslední doby můžeme najít ještě celou řadu případů porušení uvedené Vitruviovy definice architektury. V diskusi s inženýry tuto definici architekti rádi používají. Z předchozích ukázek je zřejmé, že sami její kritéria porušují tím, že dávají přednost svému zcela subjektivnímu hodnocení a přecenění třetího kritéria VENUSTAS nebo spíš zcela podceňují první dvě kritéria: FIRMITAS – statická pevnost a UTILITAS – splnění funkcí, pro které byla budova stavěna.
Podobné případy nejsou jen v naší zemi. Děje se to i jinde a stává se to i velmi známým architektům, kteří jsou současně velmi dobří statici, jako např. Calatrava. I on se dal zlákat pravděpodobně slávou nebo snahou po výjimečnosti a porušil respektování přírodních zákonů a prohřešil se tak na konstrukcích v kritériu prvním a druhém (obr. 20). Abychom architektům ale nekřivdili, havárie a poruchy staveb jsou působeny i dalšími pracovníky ve stavebnictví a dle mé mnohaleté zkušenosti je počet chyb způsobených ostatními profesemi zhruba dvakrát až třikrát větší než počet chyb architektů. Hrubé chyby dělají prováděcí firmy, statici i další.
Při sledování staveb z posledních měsíců dospívám k subjektivnímu názoru, že vývoj techniky dospěl do stadia, které Vitruvius nepředpokládal. Možná, že by se místo třetího kritéria VENUSTAS (libost, krása) mělo uvádět kritérium SHOWBUSSINESSU nebo i ošklivosti. Podstatná nyní je snaha upoutat pozornost diváka na stavbu za jakoukoliv cenu, bez ohledu na užitečnost a hospodárnost.
Tak jen na okraj můžeme zmínit např. dřevěnou stavbu Poštovny na Sněžce, která skončila u soudu, dále obdobné stavby rozhleden, které nejsou schopny přenést ani zatížení větrem dle platné normy. Dále invence zcela nerealistických vizí spojů dřevěných konstrukcí pomocí elektrikářských spojek na kabely. V běhu je stále mnohaletý soudní spor o zkažený projekt botanické zahrady v Praze.
V době dokončování tohoto článku je ve výstavbě u komunikace poblíž obchodního domu Šestka na cestě k letišti Václava Havla v Praze ocelová nosná konstrukce halového skeletu, kde není svislé vůbec nic, ale vše je výrazně šikmé, ještě více než budova na Vítězném náměstí. Přemýšlel jsem právě o zakončení tohoto článku a byl jsem zcela šokován ocelovou konstrukcí budovy, jejíž účel mi není znám, ale rozhodně jsem nepochopil, proč je budova tak nesmírně skloněná, jak je vidět na obr. 21. Lze jen doufat, že šikmé sloupy a ztužení jsou řádně navrženy inženýrem, který rozumí ocelovým konstrukcím. Jednoznačně je cena takové konstrukce vyšší než u budovy, která má sloupy svislé. Účelnost se takovouto konstrukcí rozhodně sníží, šikmé sloupy a z toho vyplývající tvary stěn a opláštění jsou jistě dražší a rizikovější na netěsnosti a nepřesnosti. Můžeme se zamyslet, zda je to estetické… Cena ocelové konstrukce je obvykle 70 Kč za 1 kg. Zajímavé by bylo stanovit celkovou cenu ocelové konstrukce a ceny všech vyvolaných nákladů na opláštění atd. Potom stanovit cenu konstrukce se svislými nosnými konstrukcemi a odpovídajícími cenami opláštění atd. Pravděpodobně by bylo ekonomické odvézt tuto konstrukci do sběrných surovin a provést konstrukci respektující gravitaci.
Proč k takovým excesům dochází?
Jedním z hlavních důvodů je známé tunelářské heslo: O peníze jde až v první řadě. Také touha po slávě a ukojení ješitnosti některých pracovníků a politiků jsou dalšími důvody, které nám všem vytahují peníze z kapes. Je věcí výchovy dalších generací, aby si lidé uvědomili, že jsou součástí přírody a musí respektovat předně fyzikální a přírodní zákony, nebo je pak dostihnou nedokonalé zákony lidské.
MILAN VAŠEK
foto autor
Literatura:
1) VAŠEK, MILAN. Havárie a poruchy ocelových a dřevěných konstrukcí a jejich rekonstrukce, Praha: Grada, 2011. ISBN: 978-80-247-3526-92
2) VAŠEK MILAN A RADEK ŠŤASTNÝ. Přestavba nosné konstrukce dvorany Masarykova nádraží v Praze. Konstrukce, 2011, roč. 10, č. 5, s. 20–25. ISSN 1803-8433
Doc. Ing. Milan Vašek, CSc., (*1941)
je uznávaným odborníkem ve statice. Je absolventem fakulty inženýrského stavitelství na ČVUT. Studoval rok v USA a byl na studijním pobytu v Jugoslávii. Dále přednášel na Mie University v Japonsku a rok byl hostujícím profesorem na univerzitě v Pittsburghu. Od roku 1982 je soudním znalcem v oboru ocelových konstrukcí, statiky a výpočetní techniky. V roce 1990 se habilitoval jako docent na Stavení fakultě ČVUT, kde přes 40 let vyučoval od roku 1963.
