Възраждането на бетонните черупки: Дигитално планиране и неоготика

Снимка: Edward Beierle / Haimerl Architektur

Изграждането на бетонни обвивки е сред най-сложните задачи в строителното инженерство. Геометрията, носещата конструкция и осветлението са тясно координирани и оформят както структурната функция, така и пространствения ефект. Двойно извитите бетонни обвивки, включително хиперболичните параболоидни конструкции, се считат за технически сложни съвременни съоръжения. Известни примери са катедралата „Света Мария“ на Кензо Танге в Токио (1966 г.), хиперболичната параболоидна обвивка на Улрих Мютер в Магдебург (1969 г.), Операта в Сидни на Йорн Утзон (1973 г.) и „Аудиторио де Тенерифе“ на Сантяго Калатрава (2011 г.). С Катедралния център в Линц този метод на строителство вече се прилага и в Австрия.

Бетонните обвивки със свободна форма изискват сложни техники за проектиране и кофраж, поради което рядко са били реализирани през последните години. Инструментите за дигитално планиране и усъвършенстваните производствени процеси обаче правят икономическата им ефективност отново възможна. Актуален пример е разширението на катедралата „Света Мария“ (Mariendom) в Линц.

„Мариендом“ – най-голямата църква в Австрия, е построена между 1862 и 1924 г. в неоготически стил и доминира в градския пейзаж на Линц. Подобно на много религиозни сгради, тя е засегната от обществените промени, довели до ново предназначение и намаленото ѝ значение като място за социални срещи.

Снимка: Edward Beierle / Haimerl Architektur

В навечерието на 100-годишнината от освещаването на храма през 2024 г. епархията в Линц инициира семинар за разработване на нови концепции за използване и отваряне на катедралата към допълнителни целеви групи. От първоначалната идея за интегриране на изложбени пространства и книжарница в съществуващата структура се ражда концепцията за отделна пристройка. Новият център служи като приемна с кафене, информационен пункт и книжарница. Оттам поредица от пространства води към изложбите и историческия северен вход. Зоните са гъвкави и съчетават туристически, културни и религиозни функции.

За реализирането на покривната конструкция, наподобяваща палатка, първоначално са проучени алтернативни варианти от дърво и роботизирана мрежа от конопени въжета. И двата варианта обаче са отхвърлени от службата за опазване на културното наследство, която изисква трайно решение, съобразено със съществуващата конструкция – устойчиво и проектирано да издържи векове.

В крайна сметка е взето решение в полза на бетонна конструкция със свободна форма и тесен профил. От съображения за съхранение на историческия облик новата сграда е структурно отделена от старата зидария. Три балансирани, подобни на навес обвивки от сглобяеми бетонни елементи се опират на централна колона и стоят пред историческата фасада, без да я докосват. Допълнителни колони по надлъжната фасада поемат силите на опън при редки случаи на натоварване, за да предотвратят накланянето на конструкцията към катедралата.

Снимка: Gregor Graf / IZB

Координацията с властите по културното наследство, архитектите и клиента се осъществява непрекъснато през целия процес. Компания Puracrete GmbH е натоварена с детайлното планиране и производството на бетонните елементи. Процесът се основава на данни от CAD модели, допълнително обработени със софтуера Rhinoceros 3D.

Поради сложната геометрия дори малки промени във формата налагат корекции в армировката, вградените компоненти, кофража и структурния анализ. Модификации са правени и по време на самото производство, което е изисквало своевременни актуализации на чертежите.

Трите покривни обвивки са изградени като двуслойни сглобяеми конструкции. Носещата долна обвивка е с дебелина от 6 до 36 см, докато външната (с дебелина 6 см) е изработена от високоякостен бетон (UHPC). Използвани са специално разработени кофражни елементи, които оформят както кофражната повърхност, така и носещите сегменти. Сегментите са със стандартен размер приблизително 90 × 200 см и са рециклирани след употреба.

Носещите обвивки са отлети с бял саморазливащ се бетон (SCC) клас C50/60. Отделните сегменти тежат до 14 тона, с дължина до 7,20 м и височина до 4,20 м. След подравняване на елементите монтажните планки са заварени, кухините са запълнени със синтетична смола, а повърхностите – обработени. Окончателното конструктивно свързване е постигнато чрез заварени съединителни елементи.

Катедралният център в Линц предлага модерна реинтерпретация на историческите сводове, превръщайки ги в уникална съвременна покривна конструкция. Комбинацията от дигитално планиране, прецизно производство и иновативна кофражна технология демонстрира актуалните възможности при изграждането на бетонни структури със свободна форма и надгражда традицията на хиперболичните параболоидни обвивки.