Többfunkciós sportcsarnok vázlatterve, Káposztásmegyer

A Megyeri Tigrisek Kosárlabda Klub megbízásából 3000 fős sportcsarnok koncepciója született meg Ertsey Attila vezetésével. A csarnok héjszerkezetének terveit Portik Adorján készítette, a saját szabadalmaként kifejlesztett Freeform Buildings építési eljárás alkalmazásával. 

Részletek az építészeti műleírásból

2012 elején bízott meg Ertsey Attila egy 3000 fős, többfunkciós sportcsarnok héjszerkezetének tervezésével. A héj tervezésének elsődleges szempontja volt a kosárlabdapálya körüli több mint 3000 ülőhely elhelyezése. Az ideálisabb elrendezés érdekében a hosszabbik oldalakon megemeltük az ülések sorszámát, a rövidebb oldalon pedig csökkentettük. Így a héj geometriáját két eltérő metszet határozza meg: egy kötélgörbe szerint szerkesztett (tompább) és egy konzolosan kinyúló görbére szerkesztett körvonal (az emelt sorszámú üléseknél). A külső fal és a tető egy nagyrészt öntartó héjszerkezet, amelyet héjnak nevezünk. Befoglaló méretei: 63 m széles, 71 m hosszú, magasság: 18 m magas. Hasznos alapterület: 5900m2.

A héjszerkezet vastagsága 80 és 110 cm között változik, általános vastagsága: 90 cm. A héj tartószerkezeti szempontból többhéjú kupola, amelyet előre kivágott - belső cellákat képző - lapok alkotnak. A hő és nedvesség elleni szigeteléseket befújt kőzetgyapot, párazáró és páraáteresztő fóliák, valamint fémlemez burkolat biztosítja. A sportcsarnok belülről glettelt és festett gipszkarton burkolatot, kívülről pedig fémlemez fedést kap. Az állókorcos fémlemez fedésre rugalmas napelemeket (pl. Prefalz Solar) helyeznek el.

Az épület belső részei tartószerkezetileg függetlenek a héjtól, az illesztések nem szerkezetiek, a tömítéseknek, illesztéseknek rugalmasnak kell lenniük. Csapadékvíz-elvezetést és hófogók beépítését nem tervezzük, a bejáratokat fémlemez burkolatú előtetők védik, az esővizet az épületet körbevevő kavicságyba vezetjük. Az építés általános ütemei: a tartószerkezet elemeinek kivágása, a szerkezet elemeinek helyszíni összeszerelése, a szigetelések elhelyezése, a nyílászárók beépítése és a burkolás.

Alkotóelemek és beépítésük

A tartószerkezet a kupola külső és belső héjából, valamint az ezeket összekötő elemekből áll. A héjak és az összekötő lapok 10 és 20 mm-es OSB3 lapokból, a lécezés 50x50 mm-es csomómentes fenyőből készülnek. Rögzítésük indirekt módon, lécezésen keresztül ragasztással és szegbelövéssel történik. A ragasztás készülhet bármilyen enyv-alapú ragasztóval, a szegbelövés 12 cm-es távolságokban szükséges. A lécezés konszignáció alapján élbe vágott, ami készülhet a helyszínen is, beépítés előtt. Az OSB lapokat a konszignációs kiírás alapján CNC-géppel vágják ki, majd számozzák. Az összeszerelés a számozás alapján történik. Alapvetően két típusú elemünk van: a héj-síkokat alkotó háromszögek, valamint az ezekre merőleges, négyszög alakú elemek, amelyek összekötik a héjsíkokat. A háromszögek oldalai változó méretűek, általában 150 cm hosszúságúak. A globális teherbírásban a szerkezet három rétege vesz részt.

A héj keresztmetszetében három belső cellát alakítunk ki a héjsíkok által:
- az építmény szellőzését biztosító, 5 cm vastagságú légrés;
- a hőszigetelés elhelyezésére kialakított, belső síkján OSB lemezzel lezárt cella, vastagsága a hőszigetelés vastagságával egyezik meg (35-40 cm, hőtechnikai számítás szerint);
- legbelül található a héjszerkezet tartószerkezeti vastagságából eredő zárt cella, vastagsága változó, 50-60 cm;

Hőszigetelés

A hőszigetelést a külső és belső héj közé helyezzük, beépítése befújással történik. Ehhez a külső héjlapokon 120 mm átmérőjű kivágást készítünk, amelyet a befújás után visszaragasztunk. A szigetelés anyaga nem éghető kőzet- vagy üveggyapot. A befújandó cellák száma 6652, vastagságuk kb. 40 cm.

Nedvesség elleni szigetelés

A héj tartószerkezetének belső síkjára párazáró fólia kerül, a két tűzvédelmi gipszkarton lemez közé. A külső héjat pedig páraáteresztő fóliával burkoljuk. A fémlemez fedés tetőszinti részén bitumen alapú, üvegszál erősítésű fólia is beépítünk. Az épület lábazati részén a tetőrészen is alkalmazott öntapadó bitumenes fóliával védjük a szerkezetet a fémlemez fedés alatt. A közlekedők kivételével kavicsággyal vesszük körbe az épületet.

Burkolatok, áttörések

A héj burkolata a külső oldalon fémlemez fedéssel készül, (pl. PREFA), ezt két rétegrendre osztjuk: a tetősíkon az alacsony dőlésszög miatt alkalmazunk másodlagos szigetelést - öntapadó bitumen alapú üvegszál erősítésű fóliát -, valamint a falsíki lemezfedést, az előbb említett fólia nélkül. A fémlemez padolását 2 réteg 10 mm-es OSB lemezzel valósítjuk meg. A korcok szélessége 42 cm. A falsíkon ezüst-metál színezésű lemezburkolatot, a tetősíkon pedig matt antracit színű lemezeket terveztünk beépítésre. A rétegrendek szellőzését a lábazati szint felett és a héjat teljes hosszában átszelő tetőbevilágító két oldalán valósítjuk meg. A szellőző légrések rovarhálóval védettek. Az áttöréseknél a héj tartószerkezeti terheléseit két módon váltjuk ki: a tetőbevilágító és a főbejárat felőli részeken a héjakat összekötő (ezekre merőleges) elemek által, az ajtók és ablakok esetében pedig kereteken keresztül.

Héjgeometria

A héj geometriája hosszirányban közel parabolikus, azaz membrán-erőjáték kialakulását teszi lehetővé. Keresztirányban a szerkezet ezzel szemben keretszerű kialakítású, azaz a héjban jelentős nyomatékok ébrednek. Az itt fellépő nyomatékok csökkentése érdekében ezeken az oldalakon a szerkezetet vasbeton ív gyámolítja. Az OSB héjat gyámolító vasbeton ív kétoldalt lefut az alapozásig, középen pedig a tribünszerkezet támasztja alá.

A szerkezet végeselemes számítását több ciklusban iterációval végeztük, hiszen a többszörösen határozatlan szerkezet igénybevételeit a szerkezetben használt OSB lapok vastagsága jelentős mértékben befolyásolja a kapott igénybevételeket, és a szerkezet geometriáját a szükséges teherbírású OSB lap merevségéhez igazítottuk. A mértékadó igénybevételeket végül a 3 réteg 20 mm vastag OSB lap merevségével számított modell adta.