Szklana hala z Targów Lipskich

W saksońskiej metropolii kosztem 1 miliarda 335 milionów marek zrealizowana została jedna z najciekawszych inwestycji wschodnich Niemiec. Nowoczesne centrum targowe i kongresowe charakteryzuje przejrzystość oraz harmonia stali, szkła i natury.

 Inwestycja 
Decyzja o budowie nowych terenów targowych zapadła w kwietniu 1991 roku, a już w październiku Rada Miejska przyznała im lokalizację na dawnym lotnisku Lipsk-Mockau. Rok później rozstrzygnięto konkurs, wybierając projekt hamburskiego biura projektów Gerkan, Marg und Partner. Uroczyste otwarcie przez Targi Lipskie nowoczesnego centrum targowego i kongresowego nastąpiło 12 kwietnia 1996 roku.

Widok szklanej hali od strony zachodniej

Projekt 
Projekt zakładał zwartą koncepcję strukturalną. Do hal ekspozycyjnych, restauracji, Centrum Kongresowego i budynku zarządu można dotrzeć, nie wychodząc na zewnątrz. Wybudowanie obwodnicy pozwala na bezkolizyjne poruszanie się gości po obiektach wystawowych. Liczne bramy i szerokie drogi komunikacyjne między halami ułatwiają szybkie przeprowadzenie prac montażowych i demontażu po zakończeniu imprezy targowej. Centrum Kongresowe zaprojektowano z rozmachem, na 2600 miejsc. W siedmiu salach konferencyjnych i czternastu mniejszych pomieszczeniach można organizować wszelkiego rodzaju imprezy.

Materiały 
Dominującym elementem architektonicznym, łączącym zespół budowli targowych, jest główna hala wejściowa o konstrukcji łukowej. Zbudowana ze stali i szkła ma 80 m szerokości, 243 m długości oraz prawie 30 m wysokości w zworniku. To właśnie powiązanie tych dwóch materiałów nadaje hali szczególny urok. Tworzą one jedność konstrukcyjną, przy czym szklana powłoka jest na pierwszym planie. Szkło to element ograniczający przestrzeń, za to stal nadaje całości skuteczną trwałość.

Fragment stalowej konstrukcji nośnej z łukowym dźwigarem

Konstrukcja 
Stalowa konstrukcja nośna składa się z dwóch struktur. Podstawową tworzą łukowe dźwigary, drugorzędną, pod względem konstrukcyjnym, cylindryczna siatka.

 
rys. Fragment konstrukcji głównego dźwigara szklanej hali
Oznaczenia: 1 - rura o przekroju 473 mm x 16 mm, 2 - rura o przekroju 244,5 mm x 8 mm, 3 - rura o przekroju 318 mm x 12,5 mm, 4 - blacha węzłowa 30 mm, 5 - łożysko ślizgowe, 6 - ruchoma szklana listwa ESG 10 mm,7 - oś obrotu listwy, 8 - silnik napędzający szklane listwy, 9 - tafla szklana 2 x 10 mm ESG, 10 - rura o przekroju 273 mm x 8 mm
Dźwigary stabilizują siatkę i stanowią strukturę przenoszącą obciążenia. Rury tworzące siatkę mają różne przekroje, w zależności od lokalnych obciążeń, na jakie są narażone. Cylindryczną konstrukcję jeszcze bardziej podkreślają ściany szczytowe o pierścieniowej strukturze. Pręty biegnące promieniście są bardzo cienkie, przekroje minimalne narzucone zostały względami statycznymi. Stalowy szkielet zabezpieczony ocynkowaniem przed korozją waży około 2300 ton. Zawieszono na nim duże tafle szklane o wymiarach 1,54x3,1 m. Usytuowano je w odległości 40 cm od siatki, a ich połączenia wypełniono silikonem. Szyby, łącznej grubości 20 mm, wykonano z dwuwarstwowego szkła z domieszką żelaza, dzięki czemu są one przejrzyste i nie mają zielonkawego zabarwienia charakterystycznego dla zwykłego szkła. Wzmocniono je półtoramilimetrową, przezroczystą folią. Szklane tafle przymocowano w narożnikach do siatki stalowymi uchwytami. Centralna część hali została zacieniona przez "nadrukowane" na szkle białe pasy.
Znajdują się one ponad poziomem oczu i nie zakłócają wrażenia przezroczystości hali. Ta stalowo-szklana, cylindryczna konstrukcja przekrywa powierzchnię 25 000 m².

Obciążenia  
Aby ustalić wpływ obciążeń na odkształcenia konstrukcji, przeprowadzono analizy obciążeń symetrycznych i niesymetrycznych, testy w tunelu aerodynamicznym, obliczenia obciążeń śniegiem i komputerowe modelowanie wzajemnego wpływu współpracujących elementów. Wyniki wykazały, że odkształcenia oczek siatki mogą w planie osiągnąć 15 mm. Stanowiło to najpoważniejszy problem, ponieważ odkształcenia w pozostałych płaszczyznach są mniej groźne i łatwiej rekompensować ich skutki, pozwalając podążać szklanym płytom za ruchami stali. Naprężenia powstałe na skutek ruchów w planie są przenoszone dzięki elementom mocującym szkło. Mogą się one przemieszczać w dwóch kierunkach, dzięki czemu eliminuje się wewnętrzne naprężenia.

Dylatacje 
W tradycyjnych konstrukcjach o dużych długościach stosowane są dylatacje. Również w tym wypadku konstruktorzy proponowali ich wprowadzenie, poszukując jednocześnie innych rozwiązań. Chcieli otrzymać przejrzystą konstrukcję, której nie będą przecinać inne elementy. Całkowite odkształcenie konstrukcji stalowo-szklanej spowodowane różnicą temperatur wynosi 250 mm na całej długości hali - po 125 mm na każdym końcu. Elastyczna współpraca pomiędzy odkształcającą się szklaną powierzchnią oraz strukturą stalowej siatki, wspartej na neoprenowych podkładkach, a także silikonowe połączenia poszczególnych tafli, pozwoliły zapewnić bezpieczeństwo strukturze.

Klimatyzacja:
 
chłodzenie
Projektując klimatyzację architekci zastosowali również eksperymentalne rozwiązanie. Lamele i otwory na szczycie i w ścianach bocznych umożliwiają dopływ takiej ilości powietrza (do 100 000 m³/h), że latem temperatura wewnątrz obiektu powinna odpowiadać tej na zewnątrz. Jeśli temperatura wzrośnie do ponad 30^oC, to automatycznie uruchamiają się markizy przysłaniające. Ponadto od południowej strony tafle szklane chłodzi powłoka wodna. Zimna woda, pompowana rurami zamontowanymi na szczycie hali, po przejściu przez urządzenia oczyszczające zmienia się, dzięki specjalnym rozpraszaczom, w strumienie deszczu. Ilość potrzebnej wody została obliczona tak, aby wyparowała przed dopłynięciem do podstawy cylindrycznego przekrycia. Rozwiązanie to hamburscy architekci zapożyczyli z pawilonu wystawowego w Sewilii. Chłodzi również posadzka o dużej akumulacyjności cieplnej. Jej niską temperaturę zapewnia zimna woda krążąca w instalacji ogrzewania podłogowego.

ogrzewanie
W okresie chłodów natomiast ogrzewanie podłogowe ociepla strefę wejściową do temperatury +12^oC. Wraz z ogrzewaniem konwektorowym przed ścianami zewnętrznymi uniemożliwia zamarzanie szyb nawet przy najniższych temperaturach.
Osobno ogrzewane są masywne obiekty wbudowane w hali, w których mieszczą się pomieszczenia usługowe i sanitarne. Mechaniczne urządzenie doprowadza tu, w zależności od potrzeb, świeże, ocieplone lub oziębione powietrze. Atmosferę ogrodu zimowego pod szklanym dachem hali tworzą szpalery dębów korkowych i drzew oliwkowych, umieszczone we wschodniej części. Wolna przestrzeń w samym centrum hali, przeznaczona na imprezy i specjalne ekspozycje, jest równocześnie publicznym, otwartym placem, a ułożona tu kamienna podłoga w ciepłym, szarożółtym kolorze kojarzy się z włoską piazza.

Praktyczne rozwiązania 
Oświetlenie hali w poziomie parteru wspierane jest przez źródła światła umieszczone na specjalnych wieżach oświetleniowych. Podobnie zaprojektowano oświetlenie mostków. Od zewnątrz dźwigary są podświetlone tak, aby podkreślić ich strukturę kontrastującą z powierzchnią szkła. Bezpieczną ewakuację w razie pożaru zapewniono przez odpowiednią liczbę wyjść ewakuacyjnych. Co 25 metrów, po obu stronach budynku, ulokowano drzwi szerokości 3 metrów. W pozycji zamkniętej utrzymują je elektromagnetyczne zamki. W chwili wybuchu pożaru, nawet w sytuacji braku zasilania, drzwi otwierają się samoczynnie, dzięki zainstalowanym przeciwwagom. Szklana powłoka utrzymywana jest w nienagannej czystości. W tym celu, na uniwersytecie w Magdeburgu skonstruowano urządzenie do czyszczenia zewnętrznej powierzchni szkła. Porusza się wzdłuż budynku i podnosi lub opuszcza, czyszcząc zakrzywione powierzchnie. Dlatego na każdym dźwigarze znajduje się instalacja elektryczna i wodna. W górnej części czyszczenie umożliwia ruchomy mostek. Do wnętrza hali mogą wjeżdżać samochody z podnośnikami.

Hala wystawowa, Lipsk
Główny projektant: arch. Volkwin Marg
Biuro Architrktoniczne Gerkan, Marg und Partner, Hamburg
Konstrukcja: MERO-Raumstruktur GmbH
Rozwiązania architektoniczne przekryć szklanych: Ian Ritchie
Rozwiązania technologiczne i produkcja szkła: SEELE GmbH, Augsburg
Koszt budowy: 1335 mln DM
Powierzchnia zabudowy: 272 300 m²
Powierzchnia wystawiennicza hal: 102 500 m²
Kubatura: 1 366 500 m³
Parkingi: 6000 miejsc dla odwiedzających
Szklana hala wejściowa
Powierzchnia całkowita: 19 440 m²
Długość: 243 m
Szerokość: 80 m
Projekt: 1992-1993
Realizacja: 1993-1996