Zbouraný evangelický kostel na náměstí Českých bratří označil Jiří Suchomel za velkou výzvu. Jeho inciativu oceňují nejenom akademici, ale také místní občané a představitelé evangelického sboru. Původní stavba (1868) byla dílem libereckého architekta a stavitele Gustava Sacherse, který se inspiroval podobnými stavbami ve stylu historismu v Německu (např. kostel sv. Ludvíka v Mnichově). Na svou dobu šlo dle historiků architektury o zcela nevšední stavbu, zejména s ohledem na navržená konstrukční řešení (např. plochý strop nesený litinovými sloupy, dvouetážové uspořádání ovlivněné svažitým terénem náměstí). Kostel poté prošel několika fázemi obnovy, v padesátých a šedesátých letech sloužil jako sklad, dlouhá léta byl neobýván, postupně chátral a v roce 1973 byl bezplatně odevzdán do vlastnictví státu s možností adaptace na koncertní síň. K tomu však nikdy nedošlo a kostel byl zbořen v květnu 1976. Od té doby je liberecké náměstí Českých bratří poněkud prázdné a nevýrazné…
„Nápad přišel v ten moment, kdy jsem jednoho dne stanul uprostřed tohoto osiřelého náměstí. Napadlo mě, že by bylo možné pokusit se navrhnout a s využitím 3D tisku postavit nový kostel na místě, kde už v minulosti stál. Ale namísto kostela odpovídajícího formálním zvyklostem před sto padesáti lety postavit nový, pojatý zcela odlišně. Duchovní stavbu, která by nabízela soudobé prostředí a oslovovala lidi moderního dvacátého prvního století,“ začal své vyprávění Jiří Suchomel u příležitosti představení projektu 3D STAR v jehož rámci navrhl a zkonstruoval mobilní robotické zařízení pro 3D tisk ze speciální cementové směsi, kde se může model přemisťovat volně po staveništi a tisknout jak svislé, tak vodorovné konstrukce.
Místo po zbořeném kostelu. Foto: David Pluhař
Konstrukční možnosti technologie stavebního 3D tisku
„V závěru výzkumného projektu 3D STAR jsem hledal druh stavby, kde by bylo možné plně předvést tvarové a konstrukční možnosti, které tato technologie nabízí a jiné stavební postupy je obtížně zvládají. Hledal jsem zároveň stavbu, která může opustit geometrické principy, na nichž jsou běžné budovy založeny. A také stavbu, pokud možno osvobozenou od funkčních požadavků, svazujících její architektonický návrh,“ upřesňuje svoji ideu Jiří Suchomel a dále představuje konkrétní tiskovou hlavu a testovací tiskové zařízení, včetně vývoje robotického ramena, jenž ponese další generace tiskových hlav.
Mezifakultní tým TUL spojil v projektu své síly s pražským ČVUT a Kloknerovým ústavem s cílem vyvinout speciální robotické rameno, kterým bude možné vše jednoduše dopravit na stavbu a vytisknout i několikapatrové budovy přímo na místě. Robotické zařízení se bude volně přemisťovat po staveništi a zvládne tisknout svislé i vodorovné konstrukce libovolných tvarů. Podstatný je v tomto směru i vývoj speciálních cementových směsí a betonu.
„Naším úkolem bylo vyvinout a dále optimalizovat cementové směsi pro toto konkrétní tiskové zařízení tak, abychom z procesu tisku do budoucna vyloučili další zásahy člověka. Složky je potřeba správně vybrat, namíchat, udržet během tisku optimální konzistenci cementového kompozitu a nastavit také vhodnou rychlost tisku v závislosti na aktuálních požadavcích pro konkrétní tištěnou konstrukci,“ podotýká David Čítek, vedoucí laboratoře betonu Oddělení experimentálních a měřicích metod Kloknerova ústavu ČVUT v Praze s tím, že vývoj směsi trval asi dva roky a doladění optimální směsi stále pokračuje.
„V tiskové hlavě je při některých aplikacích nutné přidávat do směsi urychlovače tuhnutí, zajišťující okamžitou stabilitu při tisku složitějších prvků. Kromě samotného kompozitu podrobujme vytisknuté vzorky testování z hlediska maximálních zatížení, materiálových parametrů a trvanlivosti. Celý míchací a tiskový systém dokáže kontinuálně vytisknout betonový objekt o půdorysné velikosti 3 × 1,5 metru a výšky do 1 metru. Zkoušíme navrhovat i betony s příměsí kovových nebo polypropylenových vláken jako rozptýlenou výztuž pro zlepšení mechanických vlastností směsi,“ dodává Vladislav Bureš z katedry nosných konstrukcí Fakulty umění a architektury TUL.
Profesor Jiří Suchomel. Foto: Technická univerzita v Liberci (TUL)
Ideový návrh libereckého kostela byl dokončen
Nový evangelický kostel, jehož základní tvar využívá konstrukčních možností 3D tisku ze speciální betonové směsi, je dle zveřejněného návrhu určen pro sto sedících osob, má hlavní vstup stávajícími parkovými cestami z horní hrany náměstí od ulice Boženy Němcové. Základní tvar navrhl profesor Suchomel tak, aby maximálně využil architektonické a statické možnosti tenkostěnných tištěných konstrukcí z betonové směsi. Tvar je v projektu odvozen z pravidelného osmistěnu tvořeného osmi rovnostrannými trojúhelníky. Jedna z bočních stěn je přerušena, aby se otvírala návštěvníkům a zvala je ke vstupu. Pod hlavním prostorem kostela je etáž, která by měla sloužit dalším činnostem sboru a potřebnému zázemí.
„Kostel je navržen tak, aby kromě liturgických účelů vyhověl i komornímu kulturnímu využití. Z akustických důvodů má proto stavba zevnitř jiný tvar než zvenku. Vypouklé a zvuk rozptylující stěny jsou z velké části duté, což umožňuje do nich vložit tepelnou izolaci. Disk střechy se vznáší nad stěnami a prosklenou mezerou přichází do kostela světlo. Střecha není v návrhu tištěná, ale je v kombinaci ocelové a dřevěné konstrukce. Umožnila by bazilikální osvětlení hlavního prostoru ze všech směrů. Také tvar střechy přispívá akustické kvalitě prostoru. Svislá výška tištěných stěn dosahuje 13,8 metru od základové desky. Výška stavby ani půdorysné rozměry budovy nejsou pro tisk překážkou,“ uvádí se v předložené studii ideového návrhu doprovázeného vizualizacemi. A jak si 3D tisk 14 metrů vysoké stavby, která by měla sloužit jako místo pro liturgii i kulturu, profesor Suchomel konkrétně představuje?
„Budovu chceme tisknout relativně malým robotem postupně po částech. Robot se pak během tisku pohybuje vodorovně do jednotlivých tiskových pozic a po vytištění jedné úrovně – etáže – jej jeřáb přemístí do vyšší úrovně. Navržený kostel má čtyři takové úrovně. Předpokládáme, že by robot během procesu tisku byl v celkem třiceti pěti pozicích. To je postup, který se zásadně odlišuje od většiny zahraničních zařízení, která pracují s tiskárnami většími, než je vlastní budova,“ dodává na závěr Jiří Suchomel a předkládá hotový návrh kostela s tím dovětkem, že chybí celá řada povolení a dalších nutných dokumentů, včetně peněz. Konečné rozhodnutí o stavbě zatím nepadlo.
Základní tvar budovy využívá konstrukčních možností technologie stavebního 3D tisku z betonové směsi. Vychází z pravidelného osmistěnu, který je dále modifikován.
Sdílet / hodnotit tento článek