Jak zaprojektować obiekt sportowy, który będzie mógł zmieniać się wraz z potrzebami użytkowników i jednocześnie ograniczać koszty eksploatacji? Odpowiedzi na to pytanie szuka Roman Dywojna, autor projektu magisterskiego przygotowanego na Akademii Techniczno-Artystycznej w Warszawie. Koncepcja zakłada stworzenie wielofunkcyjnego obiektu sportowego na Polu Mokotowskim, który może służyć zarówno codziennej aktywności sportowej, jak i wydarzeniom edukacyjnym czy imprezom masowym. W projekcie wykorzystano m.in. technologię BIM, projektowanie parametryczne oraz narzędzia służące do analizy środowiskowej. Projekt został przygotowana pod nadzorem śp. prof. Marcina Zabłockiego i jemu jest dedykowany.
od wyspecjalizowanych hal do obiektów wielofunkcyjnych
Punktem wyjścia dla projektu jest obserwacja zmian zachodzących we współczesnej infrastrukturze sportowej. Wiele istniejących obiektów projektowano z myślą o jednej, ściśle określonej funkcji. Taki model ogranicza możliwości ich późniejszego wykorzystania, a wraz ze zmianą potrzeb użytkowników może prowadzić do problemów z utrzymaniem i ekonomicznym funkcjonowaniem obiektu.
Projekt Romana Dywojny zakłada inne podejście. Zamiast przestrzeni podporządkowanej jednej dyscyplinie sportowej powstał obiekt, którego układ może być modyfikowany w zależności od rodzaju wydarzenia. Ma on odpowiadać zarówno na potrzeby sportu amatorskiego, jak i większych wydarzeń, a także pełnić funkcje edukacyjne i społeczne.
Lokalizacja na Polu Mokotowskim wpisuje projekt w strukturę Warszawy i kontekst miejskiej przestrzeni rekreacyjnej. Istotnym elementem koncepcji jest przy tym możliwość zmiany organizacji wnętrza bez konieczności zasadniczej ingerencji w konstrukcję budynku.
schemat funkcjonalny
© Roman Dywojna
BIM i projektowanie parametryczne
Jednym z najważniejszych narzędzi wykorzystanych w projekcie jest technologia BIM. Cyfrowy model budynku został połączony z danymi dotyczącymi jego konstrukcji, funkcjonowania i parametrów środowiskowych. Pozwoliło to nie tylko na precyzyjne modelowanie obiektu, ale również na analizowanie różnych wariantów projektowych.
W procesie wykorzystano także projektowanie parametryczne. Dzięki parametryzacji możliwe było generowanie kolejnych wariantów geometrii i sprawdzanie ich pod kątem przyjętych kryteriów projektowych. Połączenie modelu BIM z narzędziami analitycznymi stworzyło rozbudowaną bazę danych wspierającą podejmowanie decyzji projektowych.
Koncepcja została potraktowana jako rodzaj wirtualnego bliźniaka budynku — Virtual Twin Building. Cyfrowy model pozwala analizować zależności pomiędzy poszczególnymi elementami obiektu i sprawdzać wpływ przyjętych rozwiązań na jego funkcjonowanie.
przekrój A-A
© Roman Dywojna
obiekt, który może zmieniać funkcję
Elastyczność jest jednym z głównych założeń koncepcji. W projekcie przewidziano ruchome trybuny, modułowe elementy przestrzeni, możliwość wymiany nawierzchni oraz adaptacyjne układy funkcjonalne. Dzięki temu ta sama przestrzeń może być przygotowana do różnych dyscyplin sportowych i typów wydarzeń.
Płyta główna została zaprojektowana jako wzmocniona konstrukcja żelbetowa wyposażona w punkty kotwiące. Umożliwiają one mocowanie poszczególnych elementów wyposażenia i dostosowanie powierzchni do różnych sposobów użytkowania.
Podobną zasadę zastosowano w przypadku dachu. Jego geometrię opracowano z wykorzystaniem narzędzi parametrycznych, uwzględniając m.in. doświetlenie wnętrza, komfort użytkowników oraz efektywność energetyczną.
dach
© Roman Dywojna
trzy materiały na dachu
Jednym z charakterystycznych elementów projektu jest zróżnicowane wykorzystanie materiałów w konstrukcji przykrycia obiektu. Dach podzielono na trzy zasadnicze strefy, których materiały pełnią odmienne funkcje.
Południową część zaprojektowano z metalowych paneli wyposażonych w kolektory ciepła. Ich nachylenie ma sprzyjać wykorzystaniu energii słonecznej. Zebrane ciepło może zwiększać efektywność energetyczną obiektu, a w okresie zimowym system może zostać wykorzystany również do odladzania powierzchni dachu.
południowa strona
© Roman Dywojna
Kolejnym materiałem są lekkie elementy aluminiowe. Ich niewielka masa ogranicza obciążenie konstrukcji, a właściwości materiału pozwalają na sprawne odprowadzanie ciepła i zimna do atmosfery.
Środkową część dachu zaprojektowano z wykorzystaniem materiału Tensotherm™ z aerożelem Lumira™ firmy Cabot Corporation. Rozwiązanie łączy niewielką masę z wysoką izolacyjnością termiczną. Współpraca z systemem BMS pozwala na sterowanie przykryciem, w tym jego całkowite zasłonięcie podczas wydarzeń takich jak koncerty.
W projekcie uwzględniono również materiał Prometheus® klasy B20, stosowany w postaci bloczków betonowych. Według założeń projektu materiał produkowany jest z wykorzystaniem spoiwa na bazie alg. Rozwiązanie zostało wpisane w szerszą strategię ograniczania wpływu budynku na środowisko. Zastosowane materiały analizowano nie tylko pod kątem parametrów konstrukcyjnych, lecz także ich wpływu na efektywność energetyczną i trwałość obiektu.
analiza środowiskowa i BREEAM
Koncepcję poddano również analizom środowiskowym. W ramach pracy przeprowadzono poglądową, uproszczoną ocenę zgodną z metodologią BREEAM. Jej celem było sprawdzenie, w jakim stopniu projektowane rozwiązania odpowiadają założeniom zrównoważonego budownictwa.
Do analizy wydajności klimatycznej wykorzystano także program Green Building Studio oraz Insight Carbon Analysis. Narzędzia te pozwoliły sprawdzić m.in. wpływ orientacji budynku, zastosowanych materiałów i przyjętych rozwiązań na roczny bilans energetyczny. Przeprowadzone symulacje umożliwiły wskazanie elementów wymagających dalszej optymalizacji. Analiza środowiskowa stała się tym samym częścią procesu projektowego, a nie jedynie etapem oceny gotowej koncepcji.
geotermia i wykorzystanie wody opadowej
System energetyczny obiektu oparto na energii geotermalnej. Rozwiązanie ma ograniczać emisję CO₂ i koszty eksploatacyjne, a jednocześnie zapewniać stabilne źródło energii niezależne od wahań cen paliw.
Uzupełnieniem systemu jest gospodarka wodna wykorzystująca wodę opadową. Zebrana i przefiltrowana woda może być wykorzystywana w obiegu wody niepitnej, m.in. do spłukiwania misek ustępowych.
Podstawowe zasilanie elektryczne obiektu pochodzi z sieci miejskiej. W przypadku awarii przewidziano wykorzystanie agregatów prądotwórczych jako źródła zasilania awaryjnego.
architektura przygotowana na przyszłość
Projekt Romana Dywojny traktuje technologię cyfrową nie tylko jako narzędzie do tworzenia dokumentacji, ale jako element procesu projektowego pozwalający analizować i modyfikować budynek na kolejnych etapach jego funkcjonowania.
Autor wskazuje również na możliwość dalszego rozwoju tego kierunku poprzez wykorzystanie sztucznej inteligencji. Algorytmy mogą w przyszłości wspierać generowanie kolejnych wariantów, optymalizację konstrukcji czy przewidywanie parametrów środowiskowych obiektu.
© Roman Dywojna
Koncepcja wielofunkcyjnego obiektu sportowego na Polu Mokotowskim łączy więc elastyczność funkcjonalną z rozwiązaniami cyfrowymi, konstrukcyjnymi i środowiskowymi. Projekt pokazuje podejście do infrastruktury sportowej, w którym możliwość zmiany sposobu użytkowania, analiza danych i efektywność energetyczna są traktowane jako integralne elementy procesu projektowego.
