arrows Realizace staveb arrowsBudování, kolaps a nová výstavba komplexu WTC v New Yorku, 15. díl
Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA
číslo: 12/16
Budování, kolaps a nová výstavba komplexu WTC v New Yorku, 15. díl

· Obr. 11. Sofistikovaný skleněný plášť dává budově 4WTC zdání neviditelnosti
Charakter, nosná konstrukce a vybavení budovy
odeslat odeslat    tisk tisk

Základní tvar budovy
Dřík budovy tvoří masivní hranolová hmota, jejíž spodní část o výšce 211 m má základní půdorys zkoseného rovnoběžníku. Z této základní hmoty vyrůstá vrcholová část vysoká 87 m, která má průřez lichoběžníku. Jeho jedna strana je však natolik krátká, že vrcholová partie věže působí jako hranol s trojúhelníkovou podstavou (obr. 9). Jihovýchodní nároží věže, které je navrženo přes všech 72 podlaží, tvoří jakýsi pomyslný mezník, zakončující budoucí vějíř mrakodrapů nového WTC vznikající podle někdejší idey Daniela Libeskinda. Budova 4WTC je nejnižší ze všech čtyř plánovaných věží na území původního WTC. Věž má fyzicky 65 nadzemních podlaží a dva mezaniny, podzemní podlaží jsou čtyři (obr. 10). Číslovaných podlaží je zdánlivě 72 (a dva mezaniny), podlaží s čísly 7 až 14 a 56 ovšem fyzicky neexistují. Plocha jednoho podlaží ve spodní části věže činí 4088 m2, od 57.NP výše plocha klesá na 3159 m2. Kancelářských podlaží má budova celkem 56: čtyřicet ve spodní části a patnáct v části vrcholové. Dřík věže vyrůstá z podnože výšky 42,4 m, její součástí je i přízemní vstupní lobby světlé výšky 14 m.

 Obr. 12. Základní rozměry půdorysu tvaru rovnoběžníku věže 4WTC

Věž je navržena tak, aby působila díky svým relativně jednoduchým hmotám pevně a současně co nejklidněji, s jakousi tichou neokázalostí. Architekt Maki ji opakovaně označil za záměrně velmi jednolitě řešenou, výrazem minimalistickou. Nejvýznamnějším vizuálním rysem věže 4WTC je její neobvyklý, sofistikovaný skleněný plášť. Ten umožňuje velmi jasný výhled z budovy a transparentní průhledy osvětlenou budovou po setmění, v denním světle však povrch věže naopak díky speciální stříbřité úpravě povrchu skleněných panelů mimořádně čistě zrcadlí okolí a oblohu, takže se budova při určitých světelných podmínkách z určitých úhlů málem stává „neviditelnou“. Za výjimečně šťastný se například pokládá zrcadlový efekt, s nímž se v jejím západním průčelí odrážejí Národní památník a muzeum 11. září a pietní háj Memorial Plaza.

Obr. 13. Dispozice kancelářských podlaží věže 4WTC – vrcholová část, zdroj: Silverstein Properties

Konstrukční systém
Budova má nosný systém, který kombinuje velmi tuhé jádro a osm dvojic obvodových megasloupů, přičemž tyto sloupy s jádrem jsou v každém podlaží propojeny robustním ocelovým roštem tuhé stropní konstrukce (obr. 13). Betonové jádro má stěny tloušťky 0,91 m. Příčnou tuhost systému zvyšují obvodové pasy ztužujících příhradovin umístěné na úrovni 4.NP, 55M.NP a 72.NP.

Prostory pro kancelářské využití mezi jádrem budovy a jejím pláštěm mají na jižní, západní a severní straně šířku 13,7 m, na východní straně 10,7 m (obr. 12). Specifickým dispozičním rysem budovy 4WTC jsou její nároží uvolněná od sloupů a dále mimořádně velké vzdálenosti (24,4 m) mezi dvojicemi hlavních obvodových sloupů (obr. 14). To významně zvyšuje jak volnost výhledu z budovy, tak i míru transparentnosti, kterou budova působí.

Budova má na každém boku dvě dvojice hlavních ocelobetonových sloupů, ostatní sloupy jsou od roviny pláště značně zapuštěny a jejich poloha je pečlivě volena tak, aby co nejméně narušovaly vymezené kancelářské prostory. Aby bylo vůbec možné stropy vykonzolovat na takové vzdálenosti (v nárožích na 6,1 až 13,7 m), je jejich konstrukce tvořena místy velmi hustým roštem vysokých ocelových nosníků. Při volbě umístění sloupů v dříku budovy bylo rovněž přihlédnuto k umístění sloupů v rastru betonových podzemních pater, aby bylo konstrukční zajištění přenosu gravitačních sil na přechodu nadzemních a podzemních podlaží co nejplynulejší.

Obr. 14. Vzdušný interiér kancelářských prostor věže 4WTC

Podzemní betonová podlaží

Pro maximální urychlení postupu výstavby podzemních podlaží byla podlaží betonována v šachovnicovém členění půdorysu „proudovou“ metodou (obr. 15) a ne postupně po podlažích v celé ploše, jak je obvyklé.

Ocelová NK
Prvky ocelové NK se vyráběly v pěti mostárnách na východním pobřeží USA. Největší prvky měly hmotnost 99,8 t a délku 19,8 m. Vyrábělo se v ucelených dodávkách po dvou podlažích, neboť sloupy sahají standardně přes dvě podlaží. Dávky těchto prvků se dovážely nákladními vozy na staveniště a byly následně rychle smontovány dvojicí věžových jeřábů Favelle Favco 760 D.

Obr. 15. Šachovnicová výstavba podzemních podlaží věže 4WTC (květen 2009)

Montáž měla na starosti firma DCM Erectors Inc., která současně montovala i nosnou konstrukci věže 1WTC a následně i komplex WTC Transportation Hub. Jednotlivé prvky byly při osazování nejdříve jen fixovány pomocí čepů, následně spojovány vysokopevnostními šrouby a svařováním (obr. 16). V mezifázích byly tvar a stabilita montovaného ocelového skeletu zajišťovány pomocí dočasných kotevních lan. Na nosníky smontovaného
podlaží byly poté rozmístěny a přivařeny vlnité ocelové plechy spřažených stropů. S odstupem několika podlaží pak byla dobetonována spřahující deska. Na montáži ocelové konstrukce budovy pracovalo 125 dělníků.

Betonové jádro a spřažené hlavní obvodové nosníky
Mimo New York je při výstavbě jádra budovy obvyklé, že se nejdříve betonují železobetonové smykové stěny jádra, zpravidla v posuvném bednění, a teprve pak se montuje obvodový skelet sloupů a stropních nosníků. Firma Tishman Construction Corporation jako generální dodavatel však požadovala, aby se nejdříve montoval ocelový skelet budovy, včetně tuhé výztuže zabudované do betonových stěn jádra, a teprve s určitým odstupem se jádro vybetonovalo. Takový postup už byl zvolen u věže One World Trade Center, tam byl ovšem vynucen mimořádnými požadavky na ohybově tuhé napojení stropních konstrukcí na jádro. Betonáž jádra měla dvoudenní cyklus: první den příprava formy a bednění a ukládání výztuže, druhý den betonáž. Ve výsledku jsou ocelové prvky skeletu v rozsahu jádra v plném rozsahu obetonovány, dodatečně obetonovány do spřažených ocelobetonových průřezů jsou i všechny hlavní obvodové sloupy (obr. 18). Jádro budovy má dvě části propojené tuhými příčlemi ocelového skeletu. Na každém podlaží mezi nimi prochází chodba. To, že byly hlavní sloupy realizované jako dodatečně obetonované spřažené průřezy, umožnilo, aby byly parapetní nosníky lemující obvod stropních konstrukcí osazovány vně vnější příruby ocelových profilů hlavních obvodových sloupů (obr. 17).

 Obr. 16. Montáž ocelové nosné konstrukce věže 4WTC, zdroj: Asterix611

To významně urychlilo montáž parapetních nosníků a zredukovalo počet ohybově tuhých styků o 75 %. K dosažení potřebné tuhosti velmi vykonzolovaných parapetních nosníků stačily válcované profily W36x12 (výška 914,4 mm) podle normy ASTM A992M, jejichž příruby byly v oblastech největšího ohybového namáhání doplněny přivařenými deskovými příložkami.

Hlavní materiály
Celková spotřeba betonu se udává ve výši 87 930 m3, z toho pro nadzemní část budovy 19 113 m3. Pro hlavní sloupy a stěny jádra byl použit beton pevnosti 83 MPa. Složení betonu bylo voleno tak, aby se dosáhlo minimálního smršťování, značné množství cementu nahradily hydraulické příměsi. Pro stavbu byla navržena, odzkoušena a schválena celá sada různých složení betonu zohledňujících teplotu prostředí, dimenze betonovaného prvku a velikost hydratačního tepla. Vývoj teploty v kritických betonovaných prvcích byl monitorován technologií Engius, měření prokázala vesměs dobrou shodu s předpoklady a to, že složení betonu byla navržena správně. Celková spotřeba betonářské výztuže činila 16 330 t. Věž 4WTC se stala jedním z prvních mrakodrapů v New Yorku, kdy se použilo při vyztužování betonového jádra závitových tyčí z vysokopevnostní oceli. Jejich použití zrychlilo dobu výstavby a zjednodušilo některé detaily napojování svislé nosné výztuže. Celková spotřeba konstrukční oceli se udává ve výši 23 590 t (obr. 19).

 Obr. 17. Napojení parapetních nosníků na ocelové stojky v ocelobetonových megasloupech

Plášť budovy

Skleněné fasádní panely sahají přes celou konstrukční výšku podlaží, překrývají parapetní pásy stropních konstrukcí a obsahují okna na celou světlou výšku podlaží. Standardně mají šířku 1,52 m a výšku 4,11 m, na úrovni přízemního lobby pak šířku 3,05 m a výšku 3,66 m. Na dříku budovy je osazeno 10 000 panelů, dalších tisíc jich kryje podnož budovy. Panely jsou sestaveny z několika vrstev, přičemž jednou z nich je i perforovaný kovový pás kryjící čelo stropní konstrukce a zasahující v úzkém stínicím pásu i pod stropem do okna. Panely obsahují tři vrstvy kompozitního skla se vzduchovou mezivrstvou opatřeného několika speciálními vrstvami, které jejich povrchu propůjčují architektem navržený matný kovový vzhled a zároveň i třpytivý zrcadlový odraz okolí – speciálně oblohy a vzpomínkového areálu Národního památníku a muzea 11. září při pohledu ze západu. Vlastní skleněná výplň panelů byla vyrobena v Německu. Vlastnosti pláště, odolnost jeho konstrukce a optimální postup jeho montáže na ocelovou konstrukci věže 4WTC byly v průběhu roku 2009 ověřovány v měřítku 1 : 1 na zkušebním modelu o šířce 6,1 m a výšce 15,2 m, který byl vybudován v areálu firmy Metfab Metals v New Jersey.

 Obr. 18. Rozestavěná věž 4WTC (duben 2011), zdroj: Jonathan Hawkins

Výtahy a vybavení budovy

Spodní část kanceláří je obsluhována dvěma skupinami osmi výtahů a jednou skupinou šesti výtahů, skylobby je umístěno ve 55.NP. Horní část kanceláří je obsluhována dvěma skupinami šesti výtahů.

Tři elektrochemické palivové články (PureCell Fuel Cells) umístěné na 4.PP, každý s výkonem 400 kW, zabezpečují cca 30 % elektrické energie, kterou věž spotřebovává.

Koordinace prací

Podobně jako u většiny ostatních stavebních objektů nového WTC byla i koncepční a projektová příprava věže 4WTC kontinuálně koordinována s výstavbou souvisejících budov a stavebních komplexů, tedy zejména věže 3WTC, dopravního uzlu WTC Transportation Hub a zabezpečeného podzemního parkoviště Vehicular Security Hub. Při řízení stavby se používal systém Building Information Modeling (BIM), veškerá projektová dokumentace procházela co nejvčasnějším připomínkováním projektantů a manažerů navazujících stavebních objektů, kteří často pracovali pro jiné investory. Před vyhotovením konečných výkresů realizační dokumentace byly projektované části budovy a zejména složité uzly, v nichž na sebe různé stavební objekty navazovaly, modelovány na počítačích ve 3D, aby byla jistota, že řešení vyhovuje požadavkům všech zúčastněných stran. Jednou z nejnáročnějších úloh byla optimalizace vedení klimatizace labyrintem podzemních podlaží a dále i nadzemními podlažími mrakodrapu.

 Obr. 19. Výstavba vrcholové části věže 4WTC (červen 2012), zdroj: Vinny Schiano

Postup výstavby budovy
Časový průběh skutečného postupu výstavby budovy:
– koncepční návrh: 09/2007;
– dokončení projektové dokumentace: 08/2008;
– základové konstrukce: 08/2008–01/2009;
– nosná konstrukce do uliční úrovně: 01–11/2009;
– montáž nosné OK budovy: 12/2009–06/2012;
– betonové jádro a stropní desky: 01/2010–09/2012;
– TZB a vnitřní vybavení: 09/2010–01/2014;
– plášť budovy: 04/2011–02/2015.

Hlavní účastníci výstavby

Developer/investor:
Larry A. Silverstein/Silverstein Properties
Koncepční architekt/autor:
Fumihiko Maki/Maki and Associates
Výkonný architekt/projektant:
Adamson Associates (Toronto, Kanada)
Statika:
Leslie E. Robertson Associates (LERA)
Zkoušky ve větrném tunelu:
Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory
Generální dodavatel:
Tishman Construction Corporation

Významní subdodavatelé:
– zemní a výkopové práce (stavební jáma): Phoenix Constructors;
– základové konstrukce: Yonkers Contracting Company, Inc.;
– betonové konstrukce (podzemní podlaží, betonové jádro a betonové desky spřažených stropů): Rogers & Sons Concrete;
– ocelové prvky nosné konstrukce: ADF Group Inc.;
– dodávka a montáž ocelové nosné konstrukce: DCM Erectors Inc.;
– plášť budovy: Benson Industries;
– protipožární ochrana OK: Grace Construction Products.

Poznámky k výstavbě a provozu věže 4WTC
Výstavba věže měla být původně zahájena v lednu 2008, ihned po plánovaném předání dokončené stavební jámy. Jenže už na podzim 2007 bylo zřejmé, že se dokončení jámy kvůli komplikovaným geologickým podmínkám do konce roku nestihne ani po mimořádných opatřeních: pracovalo se nejdříve na dvě desetihodinové směny v pondělí až sobotu, od listopadu dokonce nonstop, na tři směny i v neděli. Problémem byla hlučnost prací, proti které se bouřilo okolí staveniště WTC, protože bylo někdy třeba provádět i noční odstřely. Ještě v září 2008, když byla dokončena projektová dokumentace věže 4WTC a byla už předána vyčištěná stavební jáma, se předpokládalo, že je reálné tuto budovu postavit za 3,5 roku a otevřít ji na konci roku 2012. Teprve po rozhodnutí PANYNJ o absolutní preferenci výstavby Národního památníku 11. září bylo jasné, že původně plánovaný termín dokončení věže 4WTC není uskutečnitelný a byl poprvé posunut, nejdříve na konec roku 2013.

 Obr. 20. Věž 4WTC v závěrečné fázi výstavby (březen 2013)

Tak jako tomu bylo a je prakticky bez výjimky u všech stavebních objektů nového komplexu WTC, jejich prostorová, konstrukčně-statická, technologická i funkční provázanost se sousedními objekty je zcela mimořádná. To platí plně i pro věž 4WTC. Když například na podzim 2009 budovaná věž 4WTC dosáhla výškově uliční úrovně, hrubá stavba jejích čtyř podzemních podlaží byla z valné části hotova. Protože však PANYNJ nebyl schopen obdobně rychle vybudovat infrastrukturu okolí věže, tj. energetické a datové sítě, napojení na podzemní podchody dopravního uzlu, novou uliční síť a navazující povrchové úpravy v okolí věže, Larry Silverstein prohlásil, že je nucen z těchto důvodů další výstavbu 4WTC uměle přibrzdit, popř. i pozastavit. Uvedl, že to přinese Silverstein Properties významné ztráty a že se o jejich náhradu hodlá s PANYNJ soudit. První úsek „nové“ ulice Greenwich Street vymezující západní, vzpomínkovou část území WTC od jeho části východní, komerční, byl stavebně dokončen a částečně zprovozněn až v srpnu 2013. Tato ulice v roce 1967 zrušená v rámci výstavby „superbloku“ původního WTC se tak po dlouhých 46 letech vrátila na mapu New Yorku. Ulice prochází zhruba nad trasou linky 1 metra, těsně podél pat již dokončené věže 4WTC, rozestavěné věže 3WTC, objektu The Oculus hlavní dvorany dopravního uzlu WTC Transportation

Hub a paty budoucí věže 2WTC.
Jak už bylo uvedeno, velkou výhodou situace kolem výstavby věže 4WTC bylo, že měla dlouhodobě předjednané významné nájemce, kteří měli rezervovaný významný podíl kancelářských ploch. Konkrétně šlo o 55 813 m2 v 16. až 30.NP, rezervovaných samotným úřadem PANYNJ jako nové sídlo jeho ředitelství, a o 54 036 m2 v 31. až 43.NP, zamluvených městským úřadem New York Human Resources Administration. Z celkových 212 562 m2 kancelářské plochy v budově to představovalo 51,6 %. Po dokončení budovy se skutečně obě instituce do budovy nastěhovaly, sjednaná výše nájmu činí 603 USD/m2 (56,5 USD/ft2). V červnu 2014 podepsaly Silverstein Properties smlouvu s firmou MediaMath o pronájmu 9048 m2 kanceláří v budově 4WTC. MediaMath se tím stala první privátní firmou, která si pronajala v této budově kanceláře. Roční nájem požadovaný Silversteinem činil už 861 USD/m2 (80 USD/ft2).

 Obr. 21. Architekt Fumihiko Maki při slavnostním otevření mrakodrapu 4WTC

Pozn.: Před finanční a realitní krizí, v polovině roku 2007, byla úroveň nájmů kanceláří kategorie A v komplexu WTC (nyní Brookfield Place) 767 USD/m2 (71,3 USD/ft2), v oblasti Midtown Manhattanu 491 USD/m2
(45,7 USD/ft2). V létě 2016 byla budova 4WTC pronajata už z 81 %.

Pod strop vstupního lobby věže 4WTC byla v srpnu 2013 instalována působivá prostorová kompozice Sky Memory japonského výtvarníka Kozoa Nishina, stylizovaná oblouková skořepina z titanových drátů o rozpětí 30 m.

Budova 4WTC byla – navzdory tomu, že některé dokončovací práce a úpravy jejího okolí pak probíhaly ještě více než rok – slavnostně otevřena 13. listopadu 2013 za účasti starosty města New York Michaela Bloomberga, představitelů administrativ států New York a New Jersey, úřadu PANYNJ a řady dalších významných hostů. Nechyběla ani většina z 1500 techniků a dělníků, kteří se na vybudování věže v různých etapách podíleli. Šlo o další přelomovou událost v historii obnovy komplexu WTC, neboť se jednalo o po více než dvanácti letech od zničení věží Twin Towers o první mrakodrap, který byl na území Ground Zero postaven (věž One World Trade Center byla otevřena až o rok později). Součástí dvoudenního programu, na němž s pohnutím promluvili jak třiaosmdesátiletý Larry Silverstein, tak i pětaosmdesátiletý Fumihiko Maki (obr. 21), byl dokonce koncert výběru Newyorské filharmonie pod taktovkou šéfdirigenta Alana Gilberta.

Autor:
Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA
ACONSE CZ s.r.o.





Licence Creative Commons

www.casopisstavebnictvi.cz podléhá licenci Creative Commons
Uveďte autora | Neužívejte dílo komerčně | Nezasahujte do díla 3.0 Unported
.

RSS
© 2007