Zespół .KTW / Katowice

Historia miejsca

Zespół biurowy.KTW zlokalizowany jest w ważnym urbanistycznie miejscu Katowic, na styku z istniejącą zabudową i zagospodarowaniem terenu. Wieże wypełniły działkę po jednym z najwyższych budynków dyrekcji kolei w regionie, gmachu biurowca Dyrekcji Okręgowej Kolei Państwowych, oddanym do użytku w 1974 roku. Wysokościowiec, zaprojektowany przez jednego z ważniejszych lokalnych architektów lat 50. i 60., Jerzego Gottfrieda, stanowił element powojennej kompozycji urbanistycznej śródmieścia Katowic, będącej konsekwencją wieloletnich przekształceń.

Lokalizacja w pobliżu skrzyżowania najważniejszych arterii komunikacyjnych w mieście od zawsze wzbudzała ogromne zainteresowanie decydentów i włodarzy miasta. Na początku lat 60. przebudowano układ drogowy, wybudowano rondo. Po II wojnie światowej okolica ta, w odróżnieniu od międzywojennego forum Katowic w pobliżu gmachu Sejmu Śląskiego, kreowana była na nowe centrum miasta.

Prace nad uporządkowaniem tej przestrzeni przybrały na sile na początku lat 60. W miejscu parku zamkowego odsłonięto pomnik Powstańców Śląskich, a naprzeciwko niego powstała nowoczesna i awangardowa jak na owe czasy Hala Widowiskowo-Sportowa Spodek wraz z lodowiskiem, hotelem, salą gimnastyczną i basenem. Wieżowiec DOKP powstał, kiedy sąsiedztwo było już określone. Tak samo stało się w przypadku zespołu.KTW. Budowę dwóch wież rozpoczęto, kiedy współczesny układ zagospodarowania, realizowany w myśl założenia określonego mianem oś kultury, był już wyraźnie zdefiniowany nowymi obiektami: Muzeum Śląskim (proj. Riegler Riewe Architekten, „A-m” 03/14), siedziba NOSPR (proj. Konior Studio, „A-m” 12/14) oraz Międzynarodowym Centrum Kongresowym (proj. JEMS Architekci, „A-m” 08/15).

Wieżowiec DOKP powstał na domknięciu osi Śląska, biegnącej od strony Bytomia i Chorzowa. Jednak Katowice już w pierwszej dekadzie XXI wieku rozwijają się także w drugą stronę. Dlatego budynki.KTW zostały obrócone o 90 stopni, niejako honorując ten nowy kierunek przemian. Ich emanacją jest nowa oś kultury – współczesna errata do historycznych założeń urbanistycznych naszego regionu, szanująca planistyczne decyzje miasta, które dały mu nowy, mocny impuls do rozwoju.

Funkcja i forma

Architektura.KTW stanowi kompozycję o charakterze nawiązującym do rangi swojej reprezentacyjnej lokalizacji. Ekspozycja wież od strony ulicy Chorzowskiej oraz od strony Rynku od alei Korfantego sprawia, że budynki tworzą czytelną orientację nowego centrum Katowic. Od strony północnej i zachodniej przylegają do placu Spodka flankowanego od północnego-wschodu przez budynek MCK, tworząc z nimi jednolitą kompozycję. Części parterowe.KTW mają stanowić uzupełnienie istniejących przestrzeni usługowo-gastronomicznych, których brakowało w tej części centrum miasta.

Czytaj też: Wszyscy jesteśmy .KTW – rozmowa z Przemo Łukasikiem i Łukaszem Zagałą |

Na nowy zespół biurowo-usługowy składają się dwa budynki klasy A z trzema poziomami garażu podziemnego oraz zagospodarowaniem terenu. Celem inwestycji było uzupełnienie funkcji kulturalno-wypoczynkowych o nowoczesny i funkcjonalny zespół oferujący elastyczne przestrzenie do pracy i spędzania wolnego czasu. Projekt opracowano zgodnie z obowiązującymi standardami biurowców klasy A oraz w oparciu o wytyczne do certyfikatu BREEAM na poziomie Excellent. Budynki są przyjazne dla środowiska, co przejawia się m.in. w niskim zużyciu energii, niskiej emisji do atmosfery czy stosowaniu odpowiednich materiałów budowlanych i urządzeń technicznych.

Architektura operuje prostymi i ponadczasowymi środkami wyrazu, stanowiąc indywidualną i oryginalną kompozycję przestrzenną odpowiadającą lokalnemu kontekstowi. Zaprojektowana struktura poruszonych bloków jest bowiem wynikiem następującego po sobie, wypiętrzającego się układu prostopadłościennych brył Muzeum Śląskiego i NOSPR. Ponadto forma.KTW, pozbawiona obłych kształtów, w założeniu miała nie konkurować z bryłą Spodka.

Konstrukcja

Obiekt pod względem konstrukcyjnym składa się z trzech zasadniczych części: trzech kondygnacji podziemnych, wieży niższej (A) o wysokości 65 m oraz wyższej (B) – 133,5 m.

Część podziemną tworzą niezależne od siebie trzy poziomy garażu, tj. pod budynkiem A i budynkiem B. Poszczególne części oddzielone są od siebie ścianami nośnymi w konstrukcji żelbetowej. Z każdego poziomu możliwy jest dostęp do kondygnacji parteru, zapewniany przez windy osobowe oraz klatki schodowe lokalizowane przy głównych trzonach komunikacyjnych w każdym z segmentów. Zgodnie z założeniami architektonicznymi część nadziemna A składa się z dwóch, a część B z trzech prostopadłościennych, wzajemnie przesuniętych brył.

Budynek A tworzy 14 kondygnacji nadziemnych mieszczących biura oraz z dwiema kondygnacjami dachów technicznych. Poszczególne poziomy oddzielane są stropami żelbetowymi z pasmami pogrubionymi (dla pasm o rozpiętości 10,8 m – sprężanymi). Stropy opierane są na głównym trzonie komunikacyjnym oraz słupach żelbetowych. Budynek B składa się natomiast z 31 kondygnacji nadziemnych o funkcji usługowej w parterze, technicznej na kondygnacji +19 oraz z przestrzeniami biurowymi na pozostałych kondygnacjach. Dodatkowo zrealizowane będą trzy poziomy podestów technicznych. Poszczególne kondygnacje oddzielane są tak jak w biurowcu A stropami żelbetowymi z pasmami pogrubionymi opartymi na trzonie i słupach żelbetowych. W projekcie przyjęto schemat budynku z centralnym trzonem usztywniającym, mieszczącym przestrzeń instalacyjną oraz komunikacyjną.

Część podziemną zaprojektowano w całości w konstrukcji żelbetowej, monolitycznej. Aby ograniczyć oddziaływania skurczowe oraz wyeliminować siły poziome wynikające z nierównomiernego osiadania obu budynków pomiędzy trzonami A i B, wprowadzono rozcięcie stropów na ścianie rozdzielającej budynki (w kondygnacjach podziemia).

Ponieważ obciążenia wiatrem dla wysokich budowli są decydujące przy wymiarowaniu trzonu budynku, przeprowadzono badania w tunelu aerodynamicznym, które określiły rozkład ciśnienia wiatru. Analizy te wykonano w dwóch wariantach odpowiadających etapowaniu realizacji kompleksu dla budynku A oraz dla obu zrealizowanych budynków A i B. Dodatkowo analizowano warunki komfortu wiatrowego przechodniów w przestrzeni pomiędzy obiektami. Badania wykonane zostały przez laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej. Na podstawie numerycznych analiz, uwzględniających wyniki tunelowych badań obciążenia wiatrem, wyznaczono przemieszczenia konstrukcji budynku o wartości około 13 cm, co stanowi L/1000.

Istotnym zagadnieniem podczas realizacji budynku wysokiego (B) była analiza i uwzględnienie skrócenia słupów wywołanego siłami osiowymi, które ma wpływ na przemieszczenia stropów, powodujące utrudnienia w projektowaniu elewacyjnych ścian osłonowych. Zjawisko to występuje we wszystkich typach budynków, ale w żelbetowych wysokich zwłaszcza skrót nierównomierny może spowodować niekorzystne odkształcenia stropów. Na wielkość przemieszczeń mają wpływ zarówno odkształcenia sprężyste, jak i oddziaływania reologiczne (skurcz, pełzanie betonu). W wykonanych obliczeniach dla budynku B uzyskano nierównomierne skróty słupów. Wymagało to kompensacji poprzez nadbetonowywanie wybranych słupów o wartość skrócenia i wiązało się z koniecznością szalowania stropów z uwzględnieniem różnych poziomów oparcia na podporach. W analizie brano pod uwagę skrót sprężysty, wpływ reologii oraz osiadanie budynku, wyznaczane z uwzględnieniem przyrostu obciążeń odpowiednio co kondygnację zgodnie z założonym harmonogramem prac.

Realizację trzonu usztywniającego prowadzono z wykorzystaniem szalunków samowznoszących SCP firmy DOKA, pozwalających na jednoczesne wznoszenie całego deskowania trzonu bez użycia dźwigu. Zastrzały o przekroju 60/80 cm zlokalizowano na kondygnacjach 6, 7 i 8 w budynku A oraz na kondygnacjach 9, 10, 11 i 20, 21, 22 w budynku B. Składową poziomą reakcji pionowej ze słupów skrajnych (ściskanie pasma stropu) przejmuje tarcza stropowa na poziomie +6 (budynek A) i poziomie +9 i + 20 (budynek B), przenosząc ją na trzony budynków. Składową poziomą reakcji na kondygnacji +11 (w budynku A) oraz +11 i +22 (w budynku B) przejmują cięgna stalowe (SAS 550/620) zabetonowane w stropie i zakotwione w trzonie budynku.

Przewieszenia wspornikowe wykonano z wykorzystaniem systemów wysokonośnych firmy DOKA. Przyjęte rozwiązanie wymagało zaprojektowania belek krawędziowych tak, aby mogły przenosić zwiększone obciążenia montażowe.

Budynek A posadowiono bezpośrednio. Posadowienie pośrednie konstrukcji wieży B zrealizowano na baretach opartych na stropie karbonu, który opada w kierunku południowym. Głębokość zalegania warstw skalistych zmienia się od 16 m w północnej części działki do 32 m w południowej. Długości baret dostosowano do głębokości zalegania warstw karbonu, a przekrój (prostokątny oraz teowy) – do wielkości obciążeń, tak aby zapewnić równomierność osiadań poszczególnych części. Pole przekroju pojedynczej barety wynosi od 1,7 do 5,2 m2. Realizowano je z poziomu terenu z tzw. pustym przelotem (betonowanie kończono w poziomie spodu płyty fundamentowej). Ostatnie pomiary z monitoringu osiadań podają wartości przemieszczeń reperów w poziomie płyty fundamentowej w części wysokiej budynku w zakresie 20-29 mm (pomiar po zrealizowaniu całej konstrukcji budynku). W budynkach wysokich grubość stropów, zwłaszcza kondygnacji powtarzalnych, jest istotna z punktu widzenia całkowitych obciążeń, co bezpośrednio wpływa na wielkość fundamentów.

W podziemiu wykonano stropy żelbetowe, monolityczne o konstrukcji płytowo-słupowej, wielopolowe o zasadniczej siatce podpór 8,1 x 8,1 m (maks. 8,1 x 10,8 m). Grubość płyt na poziomach -1 i -2 wynosi 25 cm, na poziomie 0 – 30 cm. Miejscowo, w strefach najbardziej obciążonych oraz w strefie siatki, grubość płyt została zwiększona. W strefach przysłupowych zaprojektowano pogrubienia głowicowe 35¸45 cm (wielkość głowic w rzucie – 220 x 220 cm). W obu budynkach stropy nadziemia są monolityczne żelbetowe, pasmowe, z płytą o grubości 18 cm opartą na płaskich belkach o wymiarach ok. 220 x 35 cm (pasmo pomiędzy osiami 5-6 o rozpiętości 10,8 m zostało sprężone kablami przyczepnościowymi). Pasma belkowe o szerokości 220 cm wprowadzone w układzie poprzecznym pozwalają na realizację wspornikowych fragmentów stropu. Dodatkowo na poziomie +9, +12 oraz +20, +23 w segmencie B (w strefach oparcia zastrzałów) wprowadzono belki podłużne. W stropodachu ze względu na zwiększone obciążenia przyjęto strop o grubości 24 cm z pasmami pogrubionymi do 45 cm. W kondygnacji technicznej ze względów akustycznych oraz w związku ze zwiększonymi obciążeniami użytkowymi wykorzystano stropy o grubości 22 cm z pasmami belkowymi – 40 cm. Obwodowo w każdym ze stropów nadziemia zaprojektowano belki krawędziowe o wysokości 80 cm. Poziomy dachu technicznego wykonano w konstrukcji mieszanej stalowo-żelbetowej.

Innowacyjne rozwiązania w zakresie instalacji

W budynku.KTW nie korzystano z typowych instalacji OZE. Rozwiązania typu fotowoltaika bądź pompy ciepła nie dają zadowalających rezultatów w obiektach wysokich, zlokalizowanych w centrum miasta. Dlatego projektanci zdecydowali się zastosować energooszczędne rozwiązania rzadko spotkane w typowych realizacjach deweloperskich. Pozwoliło to nie tylko uzyskać certyfikat BREEAM na poziomie Excellent ale również w rzeczywisty i zmierzony podczas eksploatacji sposób osiągnąć oszczędność energii. Zastosowane rozwiązania to m.in.:

- centrale wentylacyjne dobrane jako niskooporowe. Osiągnięto to poprzez zwiększenie ich gabarytów, dzięki temu prędkość przepływu w przekroju centrali wynosi poniżej 2 m/s,

- przewody wentylacyjne zwymiarowane tak, aby osiągnąć niskie prędkości przepływu. Zaprojektowano je tak, aby osiągnąć maksymalne prędkości 3 m/s w przewodach głównych i 5 m/s w przewodach drugorzędnych,

- dwustopniowy freecooling. Jako pierwszy stopień freecoolingu zastosowano system preheatingu polegający na odzysku ciepła z powierzchni najmu i wykorzystania go do wstępnego podgrzania powietrza w centralach wentylacyjnych. Drugim stopniem freecoolingu jest chłodzenie z wykorzystaniem osobnego dry-coolera. Dzięki temu rozwiązaniu chłodzenie budynku przy temperaturach zewnętrznych poniżej +12°C odbywa się bez użycia agregatów wody lodowej,

- nawilżanie adiabatyczne za pomocą wodnych nawilżaczy niskociśnieniowych, które w odróżnieniu od tradycyjnych parowych zużywają kilkukrotnie mniej energii elektrycznej,

- system odzysku ciepła z agregatów wody lodowej działający podczas osuszania i dający ciepło do nagrzewnic wtórnych, używanych podczas osuszania,

- chłodzenie adiabatyczne, dzięki któremu centrale wentylacyjne poniżej temperatury +32°C chłodzą powietrze wyłącznie za pomocą niewielkiej ilości wody wodociągowej i nie korzystają z agregatów wody lodowej,

- odzysk ciepła z toalet i pomieszczeń socjalnych. Dzięki całkowitemu odseparowaniu strumienia nawiewnego i wywiewnego w centrali wentylacyjnej możliwy był odzysk ciepła ze wszystkich pomieszczeń,

- zawory przed klimakonwektorami wyposażone w bardzo precyzyjne siłowniki sterowane elektronicznie,

- ilość powietrza zapewniającą wysoki komfort użytkowników. Przyjęte zostało 40 m³/h powietrza świeżego przy założeniu zagęszczenia najemców na poziomie 6 m² na osobę,

- regulatory VAV na króćcach kanałów wentylacyjnych, dzięki którym można obniżyć ilości powietrza w pomieszczeniach najemców w okresach zmniejszonego użytkowania budynku,

- regulatory VAV sterowane czujnikiem CO₂ w salach konferencyjnych – rozwiązanie pozwala oszczędzić energię w okresie kiedy sale nie są używane bądź w niewielkim stopniu,

- rozbudowany system BMS, który (przez rok od oddania pierwszego etapu) umożliwił obserwację i optymalizację pracy instalacji. BMS monitoruje i steruje pracą każdego elementu mechanicznego (od zaworów po regulatory VAV itp.).

Hi-end

Przy projektowaniu tak wysokiego obiektu, jakim jest.KTW należy mieć świadomość, że – chcąc nie chcąc – stanie się on swoistym symbolem miasta. Kluczowe jest uzmysłowienie sobie, że decyzja o wysokiej zabudowie zapadła dużo wcześniej. Narzucił ją niejako sam budynek DOKP, z którego twórcą rozmawialiśmy o naszym projekcie. Istotą uformowania nowych obiektów była więc kontynuacja pierwotnych założeń i poszukiwanie dominanty, ale nie tworzenie nowej ikony Śląska, w jakimkolwiek wymiarze zagrażającej Spodkowi. Najważniejsze było nadanie im rysów pozwalających utrwalić cechy charakterystyczne dla naszego rozumienia i postrzegania tego poprzemysłowego regionu Polski, z którego się wywodzimy. Budynki miały być zatem proste, a jednocześnie nie mogło zabraknąć pewnej wyrazistości i dynamiki. Ten efekt mogliśmy uzyskać jedynie dzięki prostym bryłom, przesuniętym względem siebie. Mamy nadzieję, że dla innych równie czytelne jak dla nas będzie pewne balansowanie na granicy klasycznego pojmowania kompozycji. Chcieliśmy w ten sposób podkreślić etap przemian, na jakim znalazły się Katowice.

Współpraca przy tekście: Piotr Dzidek – Firma Inżynierska STATYK oraz Radosław Radziecki – CE Group

Istotnym zagadnieniem podczas realizacji budynku wysokiego była analiza i uwzględnienie skrócenia słupów wywołanego siłami osiowymi, mającego wpływ na przemieszczenia stropów