Budynek Kons: innowacyjne rozwiązania stalowo-kompozytowe dla skomplikowanej lokalizacji w centrum miasta

Szczegółowe informacje

Sytuacja początkowa i planowanie

Budynek znany jako "Galeria Kons" został pierwotnie zbudowany jako hotel w 1930 roku, następnie rozbudowany po II wojnie światowej, a potem przekształcony w centrum handlowe z biurami i parkingami podziemnymi w latach 90-tych XX wieku.

O jego wyburzeniu i zastąpieniu nową budowlą zadecydowano w 2013 r., ponieważ koncepcja istniejącej zabudowy (z dużymi pomieszczeniami, antresolami, itp.) nie odpowiadała już współczesnym wymaganiom rynku nieruchomości.

Harmonogram projektu był bardzo napięty, zaplanowano tylko dwa i pół roku na wyburzenie istniejącego stanu i budowę nowego budynku. Projektowanie rozpoczęto wiosną 2013 r., a wyburzenia w maju 2014 r. i trwały jeden rok. Nowy budynek został ukończony pod koniec 2016 r.

Ścisła współpraca inwestorów, architektów, inżynierów, generalnego wykonawcy i producentów stali, inspirowana holenderskim podejściem "Boutera" oraz zintegrowanym i kompleksowym procesem planowania, była kluczem do sukcesu i spełnienia wymogów inwestorów i władz lokalnych.

Nowy budynek: wielofunkcyjny, nowoczesny i zrównoważony

Nowy budynek składa się z 7 pięter nad ziemią i 5 poziomów podziemnych. Powierzchnia kondygnacji wynosi 4 400 m2, a całość składa się z 14 600 m2 powierzchni biurowej, 2 400 m2 powierzchni handlowej na parterze, 8 300 m2 podziemnego parkingu i 3500 m2 przeznaczonych do użytku rezydencjalnego na tyłach działki.

Wymagania projektowe i konstrukcyjne nowego budynku były złożone. Oprócz kryteriów zrównoważonego rozwoju dla uzyskania certyfikatu BREEAM Excellent, napiętego harmonogramu, budowy w centrum miasta z trudnym dostępem do placu budowy i z ograniczoną przestrzenią magazynową, był także szereg innych technicznych i prawnych wyzwań. Zostały one spełnione poprzez staranne planowanie i ścisłą współpracę wszystkich zainteresowanych stron.

Aby spełnić wymagania projektu, podjęto następujące działania:

• Zastosowanie lekkich rozwiązań konstrukcyjnych zmniejszające ogólne obciążenia i pozwalające na uniknięcie kosztownych  wzmocnień istniejących poziomów podziemnych  -5, -4 i -3.
• Wycofana względem elewacji ostatnia kondygnacja pozwalajaca zachować ograniczoną wysokość fasady, określoną w lokalnych przepisach budowlanych.
• Pomimo ograniczenia wysokości budynku, wysokość każdej kondygnacji mogła pozostać 2,7 m tak, aby zapewnić komfort użytkowania, możliwośC poprowadzenia instalacji technicznych i spełnienia wymagań akustycznych R (W) = 53 dB.
• Wysokość podłogi została zmniejszona i zoptymalizowana, aby spełnić wymogi bezpieczeństwa przeciwpożarowego REI 90 i zintegrowanie instalacji technicznych.
• 5,4-metrowa siatka kolumn umożliwiła utworzenie elastycznych i nowoczesnych powierzchni biurowych.
• Wentylowana, wysokiej jakości fasada z okładziną z naturalnego kamienia spełnia wymogi materiałowe, akustyczne oraz lokalne przepisy budowlane mające na celu zachowania jednolitości na Place de la Gare.
• Proces budowy musiał być starannie zaplanowany ze względu na ograniczenia na placu budowy (ograniczona przestrzeń magazynowa, hałas, duży ruch, zamknięcie dróg możliwe tylko sporadycznie w weekendy).

Konstrukcja posadzkowa: stal kompozytowa a beton

Konstrukcja stropu całego budynku została początkowo obliczona jako strop prefabrykowany lub produkowany bezposrednio na budowie w postaci belek i słupów. W tej koncepcji można było ograniczyć wagę, ale nie można było zagwarantować miejsca na instalacje techniczne (w szczególności w strefie biurowej i handlowej). Dodatkowo, ze względu na ograniczoną przestrzeń na placu budowy i trudny dostęp, rozładunek i przechowywanie długich, prefabrykowanych płyt podłogowych byłoby skomplikowane.

Zespół diradców techniczych ArcelorMittal przedstawił alternatywne rozwiązanie, konstrukcję stalową zespoloną jako belki stalowe zintegrowane z systemem stropowym. Biorąc pod uwagę okoliczności, projekt ten został wybrany dla głównej (naziemnej) części budynku, pomieszczeń biurowych i handlowych.

Zespolone rozwiązanie stropowe ArcelorMittal dla biur: zintegrowane belki SFB i Cofraplus®220

Rozwiązanie oparte jest na zastosowaniu belek stropowych typu slim (SFB), dwuteowników H z płytą przyspawaną na dolnej półce w celu podparcia zespolonej belki stropowej oraz łączników zespolenia belki stropowej zgrzanych do górnego profilu półki w celu zapewnienia zespolenia stalowej belki z betonową podłogą.

Jeśli chodzi o strop, profile Cofraplus® 220 pozwalają na większą rozpiętość między belkami. Profile o grubości stali tN = 1,25 mm, zapewniają wysokość 220 mm i odległość między żebrami 750 mm. Z rozpiętością ponad 5,40 m są one montowane poprzecznie do belek i uzupełnione wierzchnią warstwą betonu o wysokości 10 cm. System spełnia wszystkie przepisy dotyczące konstrukcji, akustyki i bezpieczeństwa pożarowego.

To kompozytowe rozwiązanie z płaską podłogą ma wiele zalet, zarówno dla ogólnego projektu budynku, jak i zarządzania placem budowy.

Zalety konstrukcyjne: zmniejszony ciężar i wysokość stropu, zwiększone rozpiętości

Dzięki żebrowaniom profili stropowych można zmniejszyć całkowity ciężar konstrukcji stropu (<360 kg / m2), co zmniejszyło elementy konstrukcyjne a w konsekwencji wagę całkowitą materiałów- co z kolei jest korzystne dla oceny BREEAM.

Chociaż wysokość 32 cm (+15 mm dolnej półki  SFB) nie różni się zbytnio od betonowego systemu stropowego, to rozwiązanie na bazie stali ma dużą zaletę w zakresie instalacji technicznych i kabli zasilających. Można je umieścić wewnątrz żeber w profilach stalowych, co pozwala zagwarantować całkowitą wysokość konstrukcji stropu wynoszącą 90 cm, w tym 15 cm dla podłogi podniesionej. Dzięki tej smukłej konstrukcji można osiągnąć komfortową wysokość pomieszczenia wynoszącą 2,7 m, aby sprostać wymaganiom rynku nieruchomości i przyszłego najemcy budynku.

Ponadto SFB pozwalają na większą odległość kolumn (5,4 m), co umożliwia realizację elastycznych przestrzeni biurowych.

Zalety na budowie: mniejsze potrzeby transportu i magazynowania, łatwa instalacja

W porównaniu z pierwotnie planowanym rozwiązaniem stropu betonowego można było osiągnąć znaczne ograniczenie transportu na plac budowy: profile stalowe (do 30) można układać w stos, dzięki czemu jedna ciężarówka może przetransportować 1,500 m2 profili stropowych.

Ze względu na ich ograniczone rozmiary, elementy stalowe nie wymagają dużej ilości miejsca, co jest idealne w przypadku budowy w centrum miasta.

SFB zostały przygotowane w centrum prefabrykacji i dostarczone na miejsce gotowe do zainstalowania, więc nie było potrzeby dalszych procesów produkcyjnych na budowie.
Dzięki niewielkiej wadze profili stalowych (16 kg / m2) można je szybko instalować ręcznie i  bez użycia dźwigów (do 400m2 na ekipę i dzień). Po zmontowaniu  stalowe profile działają jak platformy robocze i szalunki, nie są więc potrzebne dodatkowe podpory.

Ten zespolony system stropowy został zastosowany we wszystkich pomieszczeniach biurowych. Parking w kondygnacjach podziemnych został zrealizowany z betonu wylanego na miejscu, a gdzie potrzeba wzmocniony przez HEB 650 stosując gatunek S460. Ze względu na nieregularną siatkę ścian nośnych i specyficzne wymagania akustyczne, system stropowy w części mieszkalnej jest również z betonu wylanego na miejscu.