Biblioteka Tūranga / Christchurch

Silne trzęsienia ziemi, które nawiedziły wschodnie wybrzeże Nowej Zelandii w 2010 i w 2011 roku, otworzyły nowy rozdział w podejściu do projektowania budynków w strefach sejsmicznych. Tworzone wcześniej obiekty miały za zadanie przetrwać trzęsienie ziemi, bez względu na koszty ekonomiczne napraw. Regionem, który ucierpiał najbardziej, było Canterbury, a zwłaszcza Christchurch, trzecie pod względem liczby ludności miasto w Nowej Zelandii. Czego nie zniszczyła tam siła natury, dokończyła sytuacja ekonomiczna. Wiele z ocalałych konstrukcji musiano wyburzyć, gdyż ich naprawa kosztowałaby więcej niż wybudowanie nowych.

Założeniem władz miejskich i darczyńców budynek centralnej biblioteki miejskiej – Tūranga, zaprojektowany przez pracownię Schmidt Hammer Larsen Architects i lokalne biuro Architectus, miał wchodzić w skład dziewięciu obiektów będących symbolem odrodzenia miasta, którego rozwiązania techniczne byłyby przykładem myślenia długofalowego. Obiekt powstał w centralnej części miasta, sąsiadując z historycznym placem Katedralnym. Niższe kondygnacje biblioteki stanowią płynną kontynuację centrum miasta, które po latach odbudowy zaczyna na nowo tętnić życiem. Prawie 10 000 m² powierzchni rozmieszczonej na pięciu poziomach powiększyło pierwotny rozmiar Biblioteki Centralnej o ponad 1/3, czyniąc ją największym tego typu obiektem na Wyspie Południowej.

Parter budynku, pełniący funkcje publiczne, pod względem architektonicznym różni się od wyższych kondygnacji mieszczących zbiory biblioteczne. Masywne, obłożone ciemnym kamieniem i szkłem bloki skrywają kawiarnie oraz przestrzeń wspólną, gdzie w ramach wydarzeń kulturalnych odbywają się m.in. spotkania lokalnej społeczności. Ostatnie trzy kondygnacje zajmuje właściwa część biblioteki, której fasadę stanowi wykonana z aluminiowej okładziny tzw. złota kurtyna inspirowana wzgórzami otaczającymi miasto. Odniesień do lokalnej kultury Ngāi Tūāhuriri jest wiele, czego efektem jest ścisła współpraca z Matapopore Charitable Trust, organizacją broniącą wartości endemicznych plemion i lokalnej kultury. Strefa biblioteczna to seria przeplatających się przestrzeni, mieszczących czytelnię, administrację, strefę dziecięcą, a także laboratoria komputerowe i sale wykładowe. Wszystkie kondygnacje połączone zostały klatką schodową stanowiącą serce budynku.

Konstrukcja

Największym wyzwaniem technicznym było stworzenie przestrzeni możliwie otwartej i ponad wszelką miarę bezpiecznej i wytrzymałej na wstrząsy sejsmiczne, w kontekście zarówno bezpieczeństwa, jak i ekonomicznych następstw katastrof naturalnych.

Potrójne „D”, czyli damage/dollars/downtime, określające następstwa trzęsień ziemi, stały się inspiracją dla efektywnych finansowo rozwiązań kontroli ewentualnych zniszczeń. Wszystko w odniesieniu do kosztów budowy i efektów konieczności odbudowy oraz przestoju w funkcjonowaniu danej instytucji. Tūranga zaprojektowana została z uwzględnieniem bardzo restrykcyjnych kryteriów dotyczących przemieszczania – displacement based design approach – które stanowiły główne wytyczne dla architektów w formowaniu ostatecznej koncepcji budynku.

System konstrukcyjny opiera się na dwóch niezależnych systemach, z których każdy ma właściwości samowyśrodkowujące, czyli umożliwiające kołysanie się konstrukcji w trakcie wstrząsów sejsmicznych oraz jej powrót do pozycji wyjściowej. Pierwszy stanowią masywne ściany trzonowe – niektóre z nich o wadze ponad 140 ton – z wbudowanym systemem kabli ściągających, łączących ściany z fundamentem. Podczas ruchów konstrukcji działają one jak sprężyny o naprężeniu ponad 10 000 kN, umożliwiając jej powrót do pierwotnej pozycji. Prawdopodobnie są to największe tego typu ściany konstrukcyjne na świecie (25 m długości), które ze względu na ich właściwości, odlano na placu budowy w jednym kawałku, a następnie z pomocą dźwigu uniesiono i połączono w całość.

W celu zminimalizowania wychyleń u podstawy każdej ze ścian, zamocowano wymienne absorbery (HF2V dampers) wygłuszające ruchy budynku. Uzyskano w ten sposób redukcję drgań konstrukcji, ale także zwiększone bezpieczeństwo personelu podczas ewakuacji (absorbery zaprojektowane zostały tak, by można było je wymienić po każdym większym wstrząsie sejsmicznym). Dodatkowym zabezpieczeniem są łączenia poszczególnych modułów ścian i zamontowanie łączeń absorpcyjnych w formie stalowych wkładek U-profilowych (U-shaped flexural plates – UFP).

System ten, na którym oparta jest cała konstrukcja nośna budynku, zapewnia 75% odporności na wstrząsy sejsmiczne. Działa wspólnie z zamontowaną po obwodzie sztywną stalową konstrukcją ramową, wzbogaconą o system kołysząco-rozpraszający, który przenosi wszystkie siły bezpośrednio na połączenie z fundamentem. Poza funkcją techniczną, rozwiązanie umożliwia w pełni otwartą i przeszkloną przestrzeń pomiędzy rastrem konstrukcyjnym, bez konieczności zamontowania diagonalnych wsporników, typowych dla standardowych konstrukcji ramowych.

Wypełnienia pomiędzy systemami stanowi hybrydowa konstrukcja betonowo-stalowa. Uzupełnione betonem profile kolumnowe rozstawione na rastrze 12,5 m – by umożliwić maksymalną elastyczność przestrzeni wewnętrznej – zostały zespawane na sztywno ze stalowymi belkami poprzecznymi, ułożonymi w kierunku wschodnio-zachodnim. Podłogę stanowi system specjalnie zaprojektowanych sprężonych betonowych belek o grubości 325 mm, z drewnianym wypełnieniem oraz powierzchniową wylewką o grubości 90 mm.

Nietypowe jest również rozwiązanie w zakresie fundamentów oraz umiejscowienia części technicznej. Inżynierowie z pracowni Powell Fenwick już na początkowym etapie zaproponowali przeniesienie części technicznej – znajdującej się wcześniej na kondygnacji podziemnej – na dach. Umożliwiło to ogromne oszczędności finansowe i stworzenie płytkiej płyty fundamentowej, ułożonej na warstwie żwirowej, będącej bazą ponad warstwami luźnego piasku. Natomiast system konstrukcji nośnej został bezpośrednio oparty na fundamentach głębinowych, umieszczonych 20-30 m poniżej poziomu ziemi.