Amikor két világ találkozik - így készült a már díjnyertes Jedlik Ányos Gimnázium különleges acél- és épületburka – interjú

A bim.GROUP az egy évtizedes tapasztalatára támaszkodott az összetett szerkezet megtervezésénél.

A bim.GROUP Kft. mérnökei (a magyarországi viszonylatban még) innovatív parametrikus-algoritmikus tervezési módszereket használva tervezték meg a csepeli Jedlik Ányos Gimnázium új épületét. A leendő oktatási intézmény még teljes mértékben el sem készült, de már elhozta a Construsoft TEKLA BIM Awards 2023 versenyén a régiós második helyet, valamint két közönségszavazási díjat is, amivel a megmérettetés nemzetközi fordulójába is kvalifikálta magát a bim.GROUP.

Jelentős feladatokat végzett el a Jedlik Ányos Gimnázium látványos projektjében a tervezőcég, valamint a KÉSZ Csoport több további vállalata és stratégiai partnere is: a fővállalkozó LATEREX Építő Zrt. megbízásából a többek között új, modern szárnnyal bővülő épületegyüttes acélszerkezetének és az épületburkának gyártmánytervezését a bim.GROUP Kft. végezte, az acélszerkezetének és homlokzatburkolatának komplett kivitelezését a KÉSZ Metaltech Kft. nyerte el, az acélt pedig a KÉSZ Ipari Gyártó Kft. gyártotta. Együttműködő partnerük volt még a dvb Kft., akik az előregyártott vasbetont készítették, valamint a Baumetall Design Kft. is, akik a tetőlemezt gyártották. Nem mellesleg generáltervezőként az épület kiviteli tervezését is a bim.GROUP végezte, így mind a projekt előismeret, mind a szakmai tapasztalat alapján kézen fekvő volt a lehetőség, hogy a tető gyártmánytervezése kapcsán is megbízást kapjon a cég.

A fejlesztés keretében egy egyedi kinézetű és Csepel igényeinek megfelelő új iskolaépület – és benne egy közösségi tér/aula is – épült, mely már egyre közelebb van az átadáshoz, és kívülről lényegében elnyerte végső minden szempontból látványos formáját. Lapunknak most a bim.GROUP szakemberei, Szabó Ádám vezető építész tervező, generál projektmenedzser, valamint Gyuricza Arnold projektirányító statikus tervező mutatták be a tervezési feladatokat saját szakterületük szemszögéből.

Szó esett arról, hogy milyen előnyei vannak a rugalmas, paraméterekkel ellátott, algoritmus segítségével végzett tervezési folyamatoknak és példákkal megvilágítva ismertették azt is, hogy miért volt mindez a Jedlik Ányos projekt design and build típusú fejlesztése során különösen hasznos. Az ilyen típusú projektekben a tervezés és az kivitelezés kéz a kézben jár, az együttműködés a megbízó számára is kedvező.

Csepeliek koncepciója alapján készültek el a tervek

Szabó Ádám kiemelte, hogy maga a tervezési feladat is több lépcsős volt. „Legelsőként egy koncepcióterv készült el. Ezt még nem mi jegyeztük, nem is vettünk részt a pályázatában, hanem Reznicsek Zoltán és fiatal építészekből álló csapata készítette el vázlatterveket. Ezt követően írta ki a konkrét tovább tervezési feladatot - szintén pályázat keretén belül – az önkormányzat. A bim.GROUP jogelődje, a BIM Design Kft. elnyerte a tendert: első körben elkészítettük az engedélyeztetési, majd pedig a tenderterv dokumentációját. Itt egy rövidebb szünet következett a folyamatban, amíg maga a kiviteli tender lezajlott, majd design and build kivitelezési módszerrel valósult meg a mostani állapot.”

Interjúalanyaink elsősorban az épület tervezés szempontjából legérdekesebb – és egyben a szakértők és a laikusok számára is leglátványosabb részéről – mondták el a legtöbb részletes információt. Ez az újonnan megépült épületrészben található aula és az azt lefedő, „freeform” acélszerkezet:

"A tervezés Csepel, valamint az iskola életében meghatározó szerepet játszó személyek közreműködésével lett előkészítve. Már a kezdet kezdetén kialakult egy testület, amely megvitatta és kialakította az elvárásokat. Ez a mi szemszögünkből is szimpatikus hozzáállás volt, segítette magát a tervezést is, emellett jelentősen csökkentette a tervezési időt az is, hogy a megrendelő minden szempontot megfogalmazott előre” – mutatott rá Szabó Ádám egy kedvező tényezőre, amire a saját megoldásaikkal építhettek a bim.GROUP szakemberei.

Az aula különleges designjáról Gyuricza Arnold elmondta: „Egy hatalmas - 84 méter hosszú és 25 méter széles – tartószerkezetet terveztünk, mely egy elnyújtott és hosszúkás aulát fed le. Az alulról látszó acélvázra Zambelli RIB-ROOF fémtető került Rainscreen fedéssel, illetve középen egy üvegkupola is található. Az acélszerkezet két – alaprajzi és magassági értelemben is ívelt – monolit vasbeton peremgerendára támaszkodik. A peremgerendák vonalvezetéséhez illeszkedett az acélváz is.”

Gyártásra és szerelésre optimalizált tartószerkezet-tervezés

A réteges acélszerkezetről megtudtuk a mérnöktől: a bim.GROUP több szakága is dolgozott rajta. „Az elmúlt évek során a KÉSZ csoport „leg” projektjeinél bevett szokássá vagy akár szükségessé is vált, a gyártásra és szerelésre optimalizált tartószerkezet tervezés érdekében próbagyártást és próbaszerelést végeztünk itt is” - tette hozzá.

Ezt köveően arról esett szó, hogy az optimumhoz a tervezés, a gyártás és a szerelés közös összehangolt munkája szükséges, hogy a folyamathoz mindenki megfogalmazza a saját műszaki meglátásait és a lehetőségeit. Ez a KÉSZ Csoportnál pedig már rutinszerűen megy, aminek következtében a közösen leegyeztetett vázlatmegoldásokat egy próbagyártás és próbaszerelés keretében tovább lehet még hangolni és optimalizálni bizonyos mérőszámok mentén. 

Csupán néhány, a tartószerkezeti rendszerhez megfelelően megválasztott típusmegoldással ugyanis – a parametrikus-algoritmikus tervezés segítségével – a teljes gyártmánytervi modell viszonylag könnyen és kontrolláltan építhető fel, ami igazodik bármilyen geometriához. Egy ilyen folyamatba pedig relatíve könnyedén integrálhatók a próbagyártás és próbaszerelés eredményei, amivel végeredményben csökkenthetők mind az átfutási idők, mind pedig a költségek is.

"Az algoritmizált tervezéssel elérhető, hogy további tervező hibát már ne halmozzunk a szerkezetre, hiszen minden művelet matematikailag tökéletesen pontos. Lényegi helyszíni probléma vagy nehézség emiatt már nem is fordult elő" - foglalták össze a mérnökök.

A paraméterek változtathatóak, az algoritmus kiszámolja a végeredményt

Gyuricza Arnold és Szabó Ádám erről a megoldásról részletekbe menően is szívesen beszéltek: „Parametrikus-algoritmikus tervezési módszerrel dolgozunk, amit azért is nevezünk így, mert az egyik fő szempontunk az alkalmazásakor az, hogy olyan paraméterekkel modellezük le a szerkezetet, melyek alapján a terv könnyen újraszámolható, hogyha szükség van rá. Az általunk használt munkamódszer nem csak az optimalizációhoz egy eszköz, de általában a feladat bonyolultságához is szükséges. Az alkalmazásával elérhető, hogy mind a koncepció alkotást és az előtervezést, mind a döntés előkészítést, illetve a gyártmánytervi modellezést is összességében jelentősen felgyorsítsuk, ezáltal az időt és a költségeket is csökkentve.

Ha példának okáért változik a megrendelői igény, vagy a beszállítói specifikáció – például eltérő geometriájú üvegtáblákat tudnak szállítani az eredetileg elképzeltnél -, akkor a paraméterek módosításával gyorsan, dinamikusan, rövid idő alatt, ráadásul automatikusan egy algoritmus segítségével módosul a teljes koncepció. Minden változás egymásból következik.”

Mint a mérnökök elmagyarázták, a laikus számára ez úgy fordítható le, hogyha úgy dönt a projekt bármely résztvevője, hogy valamit meg kell változtatni, akkor akár csak egy gombnyomással lekövethető az egész: a modell nagyon gyorsan nyomonköveti és legenerálja az összes szükséges változtatást. Ehhez a programkódot megírni egy hosszabb folyamat, de a nagyobb kezdeti időráfordítás azonban későbbi megtérülést eredményez minden területen.

A tervek előállítása ugyan időigényes munkafázis, viszont a későbbiekben ez a munka megtérül. „Mintegy tíz éve kezdődött az a folyamat, ami során meghonosodott a cégnél ez a tervezési kultúra és az évek során megszereztük hozzá a szükséges műszaki ismereteket is. A ma elvárt tervezési feladatok bonyolultsága mellett ez a szemléletmód és eszköztár szükséges is. Példának okáért, a Jedlik Ányos Gimnázium projektjében egy freeform szerkezetnél a tervezést a hagyományos kézi módszerekkel csak nagyon nehezen, vagy néhány esetben egyáltalán nem is lehetett volna így elvégezni” – mutatott rá a rendszer hatékonyságára Szabó Ádám.

Hova világít az üvegtetejű aulában a nap?

Bár ahhoz, hogy az összetett tervezés minden elemére kitérjünk, nem volt idő, a rendkívül komplex feladat egy kisebb, de annál fontosabb és érdekesebb részére kitérve Szabó Ádám elmondta: „Az aula és az üvegtető koncepciójának kialakításához meg kellett vizsgálnunk azt is, hogy milyen kötelező iskolai rendezvények vannak. Legyen szó évnyitóról, évzáróról, ballagásról, nemzeti ünnepekről: ezek azok az időpontok, amikor sok ember gyűlik össze egyszerre a helyszínen. Ezeken a dátumokon végig kellett követni, hogy hogyan jár a nap, mely felületeket fogja felmelegíteni legjobban az üvegtetőn keresztül. El kellett dönteni hogyan tudjuk méretezni az üvegszerkezetet hőterhelés szempontjából, és hogyan kell módosítanunk az üvegszerkezet rétegrendjét a hőterhelés csökkentése érdekében. Az volt ezzel a célunk, hogy nagy tömeg esetén is kellemes maradjon a hőmérséklet, ne alakuljanak ki olyan pontok, ahol az üveg által fókuszált melegtől akár elájulhatnak a bennlévők. Ezt sikeresen meg is oldottuk.”

Az összetett feladatot a tapasztalat tette rutinfeladattá

„Nagy büszkesége az irodának a csepeli projekt, többek között éppen amiatt, hogy az összetettsége ellenére rutinszerűen tudtuk már kezelni. Azért is jelentkeztem rá, mert ehhez a projekthez már csak a formájában fakadóan is szükséges volt ez az innovatív és előremutató tervezési folyamat és munkamódszer. Egy igazi presztízs projekt" - - mondta el Gyuricza Arnold és hozzátette: „Mind szakmai, mind pedig a hozzáállás tekintetében nagyon pozitívan éltük meg a közös munkát és az együttműködést a megvalósításban résztvevő cégekkel, akiknek ezt ezúton is szeretnénk megköszönni. Külön szeretnénk kiemelni a KÉSZ szakembereit, akik a gyártói és szerelői tudásukkal nagyban hozzájárultak a végleges műszaki megoldásokhoz. Zárszóként pedig elmondható minden bim.GROUP Kft. munkatárs nevében, hogy nagyon büszkék vagyunk a megvalósult eredményre.”