Český institut informatiky, robotiky a kybernetiky – CIIRC

Historie Technické menzy a její nové funkční využití

Budovu Technické menzy navrhl v šedesátých letech minulého století přední funkcionalistický architekt profesor František Čermák (1903–1998), který byl po vítězství v soutěži na urbanistické řešení kampusu v roce 1957 se svým spolupracovníkem, architektem Gustavem Paulem, zodpovědný za výstavbu monobloku fakulty strojní a elektrotechnické, fakulty stavební i dílen. Patřil k prvorepublikovým architektům, kteří v návrzích svých staveb rádi nerespektovali uliční čáru a ustupovali až o několik metrů. K tomu došlo i v případě Technické menzy na třídě Jugoslávských partyzánů, která byla otevřena 18. března 1969.

Když pak byl roku 2007 zpracováván prorektorem profesorem Miloslavem Pavlíkem generel areálu ČVUT, kterého se zúčastnilo více architektů, Petr Franta, žák profesora Čermáka, navrhl koncepční i hmotovou studii pro novou funkci budovy Technické menzy a její revitalizaci včetně nové vícepodlažní stavby. V roce 2008 profesor Vladimír Mařík definoval program právě vznikajícího Českého institutu informatiky a kybernetiky, posléze i robotiky a tuto architektonickou studii schválila vládní Rada pro výzkum, vývoj a inovace, později i vedení ČVUT v Praze.

V realizovaném návrhu je k původní fasádě menzy předsazena plně prosklená předstěna do ulice Jugoslávských partyzánů, která sleduje uliční čáru a zachovává přitom pohled na původní, ustoupenou fasádu. Vznikl tak meziprostor přispívající ke snížení energetických nároků na vytápění v zimním období a chlazení v letním období, jenž pozitivně ovlivňuje i akustickou pohodu vnitřního prostředí celé budovy.

Architektonické a dispoziční řešení

Soubor budov propojený můstky je tvořen novým traktem desetipatrové přístavby (budova A) a rekonstruovanou budovou bývalé Technické menzy (budova B), jenž je doplněna dvoupodlažní nástavbou. Nová budova Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky s plochou téměř 35 000 m2 je situována na nároží ulic Jugoslávských partyzánů a Šolínovy. Tato budova nahradila provizorní jednopodlažní objekt, jehož demolice nové výstavbě předcházela. Na ustoupeném 10. podlaží budovy A je situováno kongresové centrum ČVUT v Praze – CIIRC, obklopené střešní zelení. V 9. NP se nachází rektorát  – sídlí v něm kromě rektora jeho sekretariát,  kvestor   a kancléř,  podlaží níže je určeno pro  prorektory a jejich  sekretariát.  V dalších patrech jsou umístěny pracovny a laboratoře výzkumných pracovníků, pedagogů a doktorandů, dále univerzitní inkubátor, přednáškové, seminární místnosti, otevřené prostory pracoven pro řešitele náročnějších  diplomových  prací  a  prezentační  prostory.  V podzemí budovy je instalován plně automatický parkovací zakladač s nástupním terminálem pro 188 vozů.

Nová budova A

Konstrukční řešení

Budova je řešena s ohledem na rozdílné technologické a provozní funkce. Je proto rozčleněna do dvou samostatných konstrukčních celků, vzájemně provázaných spojovacím prvkem, který spolehlivě přenáší účinky zatížení z vrchní stavby přes spodní stavbu až do základů. Konstrukce se z toho důvodu dělí na suterénní část a vrchní stavbu.

Vrchní stavba budovy A o výšce cca 40,1 m s půdorysným rozměrem cca 35,4 × 24,6 m na úrovni ±0 má celkem deset nadzemních podlaží. Nosnou konstrukci tvoří ocelová rámová konstrukce spolu s betonovým monolitickým komunikačním jádrem uvnitř dispozice. Hlavní nosné sloupy jsou z ovinutého betonu s krytím výztuže 50 mm (požární odolnost) ve ztraceném bednění z tenkostěnných ocelových trubek, které jsou součástí dodávky ocelové konstrukce. Stropní desky jsou tvořeny systémem průvlaků a zapuštěných stropnic, nesoucích trapézový plech s nadbetonovanou deskou s horní hranou ve stejné úrovni, jako mají ocelové průvlaky, které jsou kotveny do betonového monolitického jádra přivařením kotevních patek na plechy předem osazené do jeho stěn. Statické schéma doplňují navzájem kolmá ocelová ztužidla tvořená diagonálami z ocelových trubek. Konstrukce 2.–4.NP je na východní straně konzolovitě přesazena přes hranu 1.NP. Od 5.NP jsou jednotlivá podlaží, včetně nosných sloupů, vzájemně pootočena o 1,5°. Sloupy jsou tak v těchto podlažích šikmé. Pro omezení deformací převislé části konstrukce jsou mezi sloupy diagonální ocelové závěsy z konstrukčního systému vysokopevnostních táhel Macalloy. Táhla, která jsou skryta v příčkách, jsou ze svařovaných ocelových U profilů.

Od 5.NP je před sklo-hliníkovou fasádou stavby vnější plášť zhotovený z ETFE fóliových polštářů. Tento vnější plášť je ukotven k nosné ocelové podkonstrukci, složené ze šikmo-svislých stojek a šikmo-vodorovných podélníků. Za ETFE fólií kolem obvodu stavby probíhá revizní poroštová lávka. Stojky pláště jsou osazeny na stropní desku nad 4.NP a uchyceny ke konzolám vybíhajícím ze stropních nosníků. Konstrukce fasády dobíhá až do atiky, kde je kryta skleněným zastřešením.

Suterénní část s garážemi a jejich terminálem zasahují pod terén až do hloubky 17,5 m. Veškeré konstrukce jsou železobetonové. Vlastní stavební jáma je pažena monolitickými lamelami, které jsou, s ohledem na úroveň hladiny spodní vody, vetknuty do skalního podloží. Tímto způsobem je zajištěna vodotěsnost suterénu. Vnitřní stěny tvořící přepážky vlastních garáží jsou uspořádány v pravidelném rastru a přes monolitické stropní desky spolupůsobísobvodovou konstrukcí azajišťují její celkovou stabilitu. Založení objektu je hlubinné. Základy tvoří obvodové lamely pažící suterénní konstrukce, vetknuté do skalního podloží, a dále pak vnitřní stěny suterénu, jež jsou, s ohledem na zajištění stejného sedání stavby, založeny na vrtaných pilotách rovněž vetknutých do skalního podloží. Sloupy umístěné mimo půdorys suterénní části objektu jsou založeny hlubinně – na pilotách vetknutých do skalního podloží. Budova A je v přízemí a na 7. a 8.NP propojena spojovacími můstky s budovou B.

Inovace

V budově byla aplikována řada architektonicko-technických inovací. Pro stavbu nové desetipodlažní budovy je poprvé v České republice pro typologicky kancelářskou funkci využit nový stavební prvek, takzvaná pneumatická fasáda tvořená v  objektu  nejviditelnější a esteticky nejpůsobivější dvojitou průhlednou membránou ETFE (ethylen-tetrafluorethylen).

Nová předsazená fasáda je uvnitř celoprosklená, vnější fasáda s použitím izolační pneumatické membránové fólie ETFE je zavěšena na samostatné sekundární ocelové konstrukci. Použitá membrána tvoří společně s izolačním trojsklem dvojitou akustickou  fasádu a zároveň solární kolektor k rekuperaci teplého vzduchu v nejvyšších patrech a distribuci vzduchu. Polštáře z fólie, které jsou pod stálým tlakem  300  Pa,  mají  šíři 3 m a dlouhé jsou až 62 m, podle pozice ve fasádě. Ovíjejí se kolem sekundární ocelové konstrukce diagonálně vzhůru  přes  nároží, v naprosto přesně stanoveném otáčivém momentu. Právě geometrie styku ocelového  profilu ø 160 s hliníkovým profilem, do kterého jsou upnuty hrany polštářů folií ETFE, s řešením oblého rohu bylo největší výzvou designu této fasády. Vnitřní skleněná fasáda  je  rastrového  typu, pevné výplně jsou skleněné  –  izolační trojsklo, využívající moderní technologie  vytápění  a chlazení. Venkovní vzduch je do větracích jednotek  nasáván  ze  dvou  míst - jednak  z  prostoru slunečního kolektoru tvořeného zdvojenou fasádou mezi prosklenou fasádou a před ní  instalovanou  fasádou z polštářů membrány ETFE orientovanou na jih a jihozápad pro zimní i přechodné období a ze severní fasády v letním období. Volba nasávacích  míst  je  řízena  systémem  automatické  regulace  v závislosti na teplotě a oslunění jednotlivých fasád.

Pro stínění proti nadměrnému ohřívání vnitřních prostor objektu vlivem slunečního záření v letním období se využívá prostor zdvojené fasády k umístění žaluzií. Přebytek nadměrně teplého vzduchu   v extrémních letních teplotách je evakuován přes otevřené skleněné klapky ve skleněné atice v nejvyšším bodu dvojité fasády.

Folie ETFE má provozně i stavebně řadu výhod:

•     hmotnost dvouvrstvého pneumatického polštáře činí jen 1 % váhy skla;
•     akustické vlastnosti – tlumí hluk, v kombinaci s izolačním trojsklem (47 dB) přidávají ve výpočtu hodnoty 9–10 dB na výsledných 57 dB;
•     větší šířka mezi konstrukčními prvky – membrána umožňuje uplatnit velké rozpětí konstrukčních prvků – nejdelší dvouvrstvý polštář je 3 m široký o délce až 62 m;
•     zajišťuje ochranu skel modulové fasády, mytí/údržba z pochozí lávky jsou rovněž snadné;
•     chrání automatické venkovní žaluzie v prostoru zdvojené fasády před vlivem venkovního prostředí – déšť, sníh, vítr;
•     umožňuje zlepšit hodnoty VZT (vytápění/chlazení) – rekuperace horkého vzduchu z dvojité fasády jako solárního kolektoru na horních dvou podlažích – což znamená úsporu energie;
•     samočisticí vnější strana – membrána obsahuje příměs, takže její povrch odpuzuje nečistoty, a tak se čistění fasády odbývá zpravidla přirozeně – deštěm;
•     lehká údržba při poškození – hmota membrány se zaceluje speciálním přístrojem;
•     v neposlední řadě je její přidanou hodnotou estetický účinek, který se uplatňuje ve výrazu stavby;

•     u ETFE membrány je garantována padesátiletá životnost materiálu.

  Technická zařízení

  Pro distribuci vzduchu a odvod teplené zátěže (chlazení) jsou v laboratořích, posluchárnách a kancelářích instalovány tzv. chladicí trámy (chilled beams), které pro chlazení využívají vodu o teplotě nad teplotou rosného bodu, čímž nenastává kondenzace vzdušné vlhkosti na chladiči zabudovaném v chladicím trámu. Při chlazení tak nedochází ke ztrátě latentního chladicího výkonu, který je jinak spotřebován ke kondenzaci a bez užitku odtéká do kanalizace. Podíl latentního chladicího výkonu je cca 30 % z celkového chladicího výkonu. Použitím chlazení bez kondenzace se tedy ušetří 30 % energie potřebné pro výrobu chladicí vody. Chladicí zařízení rovněž využívá volné chlazení (free cooling), kdy je při nižších venkovních teplotách voda pro chladicí trámy ochlazována přímo na chladicích věžích bez potřeby provozu chladicích kompresorů.