Depozitář „Slovenské strely“ v Kopřivnici

Z historie „Slovenské strely“

„Slovenská strela“ je unikátní železniční vůz, který byl vyroben v roce 1936 v podniku Ringhoffer TATRA, a.s. (dříve Závody Tatra, a.s.) v Kopřivnici. Vedoucím projektu byl automobilový závodník a průkopník auto­mobilismu Hans Ledwinka (1878–1967), tehdejší šéf konstrukce a pozdější technický ředitel kopřivnické Tatry. V roce 1935 vstoupil do konstrukčního týmu Tatry významný český elektrotechnik a vynálezce Josef Sousedík (1894–1944), který byl pověřen řešením přenosu výkonu motorového soustrojí vozu. Josef Sousedík patentoval 25. února 1936 unikátní princip řešení elektromechanického přenosu výkonu motorového soustrojí a tento systém byl použit pro řešení benzinoelektrického hnacího agregátu pro pohon železničního vozu (M 290,0), kdy se vozidlo rozjíždí na elektrický pohon a při dosažení rychlosti 82 km/h se automaticky přepne na pohon mechanický (benzinový), který je při vyšších rychlostech účinnější.

Tak se zrodila „Slovenská strela“ – mimořádně rychlý osobní motorový vůz nezávislé trakce s unikátním designem, jezdící od roku 1936 do roku 1939 pravidelně (v pozdějších letech při výjimečných příležitostech) na trase mezi Prahou a Bratislavou; tuto vzdálenost urazil za 4 hodiny 18 minut (včetně tříminutové zastávky v Brně). Vlaková souprava tažená parní lokomotivou potřebovala na stejnou vzdálenost dobu více než o hodinu delší. V roce 2010 byla „Slovenská strela“ zařazena mezi národní kulturní památky České republiky.

Návrh stavby

Před řešením návrhu bylo nezbytné se důkladně seznámit s původní dokumentací motorového vozu a rovněž se situací na místě, aby bylo možné stavbu napojit na stávající kolej v areálu a současně řešit skutečnost, že depozitář bude dotvářet vstupní prostor muzea nákladních automobilů TATRA. Stavba tak vznikala jako součást muzejního komplexu, na jehož vzniku se spolu s investorem podílel Moravskoslezský kraj a statutární město Kopřivnice. Pro návrh stavby bylo rovněž podstatné, aby objekt umožňoval důstojnou prezentaci národní kulturní památky a současně zajistil vhodné podmínky pro její depozitum.

Na základě těchto předpokladů byl navržen objekt depozitáře tvaru kosodélníku, protnutého prosklenou stěnou rovnoběžnou s budovou muzea a přilehlou železniční tratí. Delší strana kosodélníku se odklání od stávající budovy muzea a postupně se rozšiřující prostor mezi muzeem a depozitářem vytváří přirozenou piazzettu. Významným architektonickým prvkem nové stavby je konstrukce střechy, která je složena z vysokých ocelových nosníků respektujících tvar objektu a nosného konstrukčního systému, čímž vznikají velké kosodélníkové kazety. Tento rastr je pak promítnut i do žulové dlažby s přímou návazností na spárořez venkovních zpevněných ploch. Přesah střechy depozitáře funguje rovněž jako slunolam, přispívající k zachování požadované stabilní teploty v interiéru. Zajímavě je řešena vnitřní galerie depozitáře přístupná po ocelovém schodišti, kdy podlaha galerie i schodišťové stupně jsou skleněné a takto eliminují možné zastínění exponátu. Z úrovně galerie je možné prohlédnout si „Slovenskou strelu“ i z nadhledu včetně její střechy zlaté barvy.

Konstrukční řešení

Depozitář má půdorysně tvar kosodélníku s vnějšími rozměry cca 39,62 × 17,94 m. Hala je zastřešena plochou střechou, objekt má celkovou výšku 10,5 m. U osy 1 (viz obr. 3) jsou řešeny dva železobetonové vestavky s výškou 5,4 m, ke kterým jsou kotveny sloupy a rozpěry haly, dále plošina vzduchotechniky a konstrukce galerie.

Hlavním nosným prvkem depozitáře jsou dvoukloubové rámy, osazené na základové konstrukce. Příčle jsou řešeny ze svařovaných profilů průřezu I, výšky 1,20 m. Sloupy jsou tvořeny ze svařovaných truhlíků čtvercového, obdélníkového a lichoběžníkového průřezu základní výšky 600 mm. Sloupy s příčlí tvoří příčný rám, který je kloubově připojen ke spodní stavbě. Příčle jsou v osách B-E (viz výkres axonometrie) vzájemně propojeny stropnicemi svařovaného průřezu I o výšce 1,20 m. Stropnice a příčle jsou po obvodu propojeny svařovaným U-profilem výšky 1,20 m, který tvoří vnitřní lem. Ke svařovanému U-profilu výšky 1,20 m je připojen vnější lemovací profil tvořený svařovaným U-profilem výšky 2,00 m. U-profily výšky 1,20 a 2,00 m jsou spodním lícem profilu zarovnány na úrovni +8,535 m.

Vzhledem k předpokládané tepelné roztažnosti vnější části objektu je tato část oddilatována od konstrukce vnitřní části. Tato dilatace spočívá v umožnění tepelné roztažnosti vnějších dílců vystavených slunečnímu záření. Vnější lemy U-profilů mají možnost vodorovného posuvu ±10 mm v ose prvku, v místě napojení k vnitřní ocelové konstrukci, a každý dílec má pouze jeden pevný bod uchycení. Rohy vnějšího lemu musí také zajistit potřebný posuv ±10 mm obou stykovaných dílců (vyjma rohu 11-G, kde je pouze jednosměrný posuv ±10 mm, a to ve směru osy G (viz výkres axonometrie). Kvůli přerušení tepelného mostu je do přípoje vložena deska tl. 10 mm z materiálu Sklotextit.

Vyšší U-profil tvoří prostor pro skládaný střešní plášť s nosným trapézovým plechem 100/275/0,88. Nosný trapézový plech je kladen kolmo na číselné osy (z příčle na příčli) jako spojitý nosník o dvou polích s tím, že na konci řady může být osazen krajní prostý nosník. Dvoupólové nosníky byly kladeny šachovnicově a na konci řady byl vždy prostřídán krajní prostý nosník s následujícím spojitým nosníkem druhé řady.

Uzavřená část objektu je tvořena osami A i G v podélném směru a osami štítových stěn 1 a 11 a má lichoběžníkový tvar (viz výkres axonometrie). Vnější část objektu má v půdorysu tvar trojúhelníku a je tvořena svařovanými I-profily výšky 2,00 m. Vnější část objektu je tvořena příčlemi, které geometricky navazují na příčle uzavřené části. Vnější příčle jsou propojeny stropnicemi svařovaného I-profilu výšky 2,00 m.

Vnější část objektu je připojena k vnějšímu lemu U-profilu a v ose 11-F je v rohu podepřena svařovaným truhlíkovým sloupem lichoběžníkového tvaru. Sloup v ose 11-F je momentově připojen k vnější příčli a kloubově připojen ke spodní stavbě. Sloupy ve štítové stěně 1 základní průřezové výšky 400 mm a sloup v ose 2-A jsou ke stropnicím/příčlím připojeny pomocí čepového spoje, tyto sloupy mají čepový přípoj i v místech kotvení sloupů k ŽB konstrukci vestavku. Tyto sloupy mají čepový přípoj i v místě kotvení k ŽB vestavku.

Sloupy jsou opatřeny rozpěrami z jäkl profilu obdélníkového průřezu. Rozpěry, které jsou kotveny k ŽB vestavkům a k patním plechům na ŽB vestavcích, mají umožněn posuv ±15 mm v podélné ose prvku.

K ŽB vestavku mezi osami D-G je provedena konstrukce galerie. Galerie délkově zasahuje po osu 4. Horní úroveň pochozí vrstvy galerie je +2,535 m. Galerie je vynesena sloupy tvořenými svařovaným truhlíkem lichoběžníkového tvaru v ose D. Sloupy jsou kloubově připojeny ke spodní stavbě. Ke sloupům jsou kloubově připojeny příčle ze svařovaného truhlíku obdélníkového průřezu. Příčel je na druhé straně kloubově připojena k hlavním sloupům. K příčlím jsou „kolmo“ připojeny ocelové stropnice z válcovaného profilu IPE. Mezi tyto stropnice jsou vloženy ještě ocelové nosiče z válcovaného profilu HEA. Horní povrchy všech prvků galerie jsou ve stejné úrovni, neboť poskytují všesměrnou podporu pro pochozí vrstvu galerie z vrstveného skla. Prvky připojené k ŽB vestavku mají umožněn posuv ±15 mm v podélné ose prvku. Jediný pevný bod je u stropnice profilu IPE v ose D. Z tohoto důvodu je nutné provést mezi ŽB vestavkem a pochozí vrstvou galerie dilatační spáru umožňující posuv ±15 mm.

K vestavku v ose 4 se připojuje přímé schodiště s mezipodestou. Schodnice jsou vypáleny z plechu tl. 18 mm, stupně jsou vyrobeny z vrstveného skla. Skleněné stupně jsou po celém svém obvodu uloženy na rámečky šířky 70 mm. Tyto rámečky mají průřez svařovaného T profilu. Schodiště je kloubově připojeno ke spodní stavbě.

Mezi ŽB vestavky os B-C je plošina pro VZT jednotku a její servis. Plošinu tvoří tři nosníky z válcovaného nosníku IPE-profilu. Na tyto nosníky je celoplošně umístěn pororošt. Horní hrana pororoštu je na úrovni +5,435 m. Nosníky jsou kotveny k ŽB vestavkům dodatečně lepenými kotvami. Kotvení u osy C má umožněn posuv ±10 mm. Nosníky vynášející VZT jednotku jsou doplněny nosníky podle potřeb VZT jednotky pro její podporu a kotvení.

V osách 1 a 11 jsou mezi osami B-C osazena vrata. Pro vynesení skleněného opláštění nad vraty byl navržen překlad skládající se z dvojice jäkl profilů obdélníkového průřezu, tento překlad je rovněž v místě rozpěry ve vrcholu sloupu. Pro získání potřebné tuhosti podpor zasklení jsou tyto prvky ve třetinách rozponu propojeny zdvojenými táhly DETAN průměru 10 mm.

Větrání a vytápění

Vzhledem k požadavkům na stabilní teplotu uvnitř depozitáře byl kladen důraz na návrh řešení zajištující optimální vnitřní prostředí. Kromě technologického řešení větrání a teplovzdušného vytápění a chlazení vnitřního prostoru byla navržena na fasádě speciální protisluneční bezpečnostní skla a automatické vnější stínicí screenové rolety, které podle intenzity slunečního svitu stíní prostor zejména ze západní strany.

Depozitář „Slovenské strely“ je teplovzdušně větrán a v létě klimatizován sestavnou cirkulační jednotkou umístěnou nad 2.NP, resp. nad vestavky, kde jsou umístěna hygienická zařízení a sklady.

Předpokladem optimální funkce jednotky je zajištění klimatizace depozitáře za provozu při přítomnosti skupiny cca 44 návštěvníků s průvodcem. Jednotka je sestavena ze směšovacího dílu s regulačními klapkami, z tlumičů hluku, reverzibilního přímého výparníku a ventilátorového dílu s volnoběžným kolem ventilátoru. Jednotka v době topení nebo chlazení pracuje maximálně s 10 % čerstvého vzduchu, tedy s 90% cirkulací. V době možného využití venkovního vzduchu k chlazení a nočnímu předchlazení pracuje až se 100 % čerstvého vzduchu.

Pro eliminaci přetlaku je ve fasádě umístěna otvíravá klapka s žaluzií, řízená systémem MaR (měření a regulace) spolu s přívodní klapkou ve směšovací komoře jednotky.

Přímý dvouokruhový reverzibilní výparník (dělení 50/50 %) v jednotce je propojen měděným potrubím s venkovním kompresorem kondenzátorovou jednotkou složenou ze dvou samostatných částí s vlastním řízením chodu, umístěným na terénu u severní fasády depozitáře.

Jedná se o jednotku VRV systému pro nepřetržité udržování optimální teploty v interiéru. Nasávání čerstvého vzduchu je umístěno na severní fasádě objektu, distribuce vzduchu do haly je řešena čtyřhranným a kruhovým potrubím VZT a dýzami dalekého dosahu s termickou regulací náklonu a s difuzorovými elementy pro zkrácení a lepší indukci přiváděného proudu vzduchu.

Cirkulační vzduch je nasáván přímo do jednotky přes krycí mříž. V případě použití většího než 10% podílu čerstvého vzduchu je naplno otevřena klapka ve 2.NP s výfukem na fasádu objektu, případně i dveře depozitáře (při volném chlazení venkovním vzduchem). Celý systém je vybaven systémem MaR, který je řízen mimo jiné i na základě množství CO₂ (vydýchaného vzduchu). Systém chlazení/vytápění pracuje s ekologickým chladivem freonového typu R 410a s možností pracovat do teploty –20 °C.