EN
Mnoho dnešních nejzajímavějších inovativních konstrukcí zřetelně přesahuje omezení primitivních obdélníkových tvarů, které dominovaly v minulých architektonických praktikách. Tyto konstrukce mají složité obrysy, prostory (voids), které sahají za viditelný rozsah sloupů, a střešní systémy, jež se zdají být „vznášejícími se“ a téměř zmizelými. Konstrukce prostorového rámu (spaceframe) je statický přístup, který umožňuje realizaci všech výše uvedených návrhů. I když prostorový rám není novou inovací, jeho použití a uplatnění v současné architektuře výrazně roste. Problémy, jimž čelí současní architekti při snaze integrovat tvar a funkci, jsou často řešeny právě pomocí prostorového rámu. V návrzích, kde je požadován maximální objem a výrazná přítomnost prostorů (voids), se obvykle používá právě prostorový rám.
Vlastnosti prostorových rámu
Prostorový rám je trojrozměrný konstrukční systém. Na rozdíl od běžných konstrukcí, které využívají nosníky a sloupy uspořádané do mřížového vzoru, prostorový rám používá síť konstrukčních prvků uspořádanou do geometrického vzoru. Nejčastějšími vzory jsou trojúhelníkový a jehlanový. Klíčový rozdíl spočívá v tom, že tradiční nosník přenáší zatížení v jednom směru, zatímco „nosník“ prostorového rámu přenáší zatížení ve třech směrech. Zatímco tradiční nosník je navržen tak, aby byl pro dané zatížení co nejefektivnější, prostorový rám roznáší zatížení po celém konstrukčním systému, čímž umožňuje překlenout velmi velké rozpětí bez nutnosti použití extrémně masivních nosníků nebo sloupů umístěných v malých vzdálenostech od sebe. Tím se prostorový rám stává velmi efektivní konstrukcí, často dokonce efektivnější než běžné konstrukční systémy.
Vývoj prostorných interiérů a výrazných tvarů
Významnou překážkou v architektonickém návrhu je překlenutí velkých vzdáleností bez použití sloupů, které prostor přerušují, zakrývají zorné linie a ztěžují umístění dalších prvků. Použitím prostorových konstrukcí (spaceframes) mohou navrhovatelé vytvářet rozsáhlé nepřerušované rozpětí, které by jinak bylo prakticky nerealizovatelné pomocí tradiční ocelové kostry. To je hlavním důvodem širokého uplatnění prostorových konstrukcí při stavbě velkých letišť, sportovních arén a konferenčních center. Jejich rozsáhlé střechy kryjí rozsáhlé plochy bez nutnosti podpírajících střešních nosníků. Prostorové konstrukce však nejsou pouze funkční. Návrh prostorové konstrukce poskytuje vysoce atraktivní a zajímavý vzor. Ve mnoha případech je prostorová konstrukce nechána viditelná jako součást architektonického návrhu, kde se opakující vzor trojúhelníků nebo jehlanů vytváří rytmus a vyvolává u diváků pocit zapojení. Jednotlivé pruty jsou zdůrazněny tím, že jsou osvětleny a vrhají stíny. Prostorová konstrukce se stává nedílnou součástí architektury a součástí celkového návrhu.
Lehký, účinný a šetrný k materiálům
Prostorové konstrukční systémy mají také výraznou výhodu z hlediska účinnosti využití materiálu. Protože zatížení je přenášeno prostřednictvím velkého počtu malých konstrukčních prvků, lze použít menší průřezy než u tradičních nosníkových a sloupových systémů. To umožňuje snížit množství použité oceli, což následně vede ke snížení hmotnosti konstrukce a zmenšení rozměrů podpůrných základů. Menší množství oceli znamená také menší základy a úspory jak finančních, tak i zdrojových nákladů. Lehká konstrukce prostorových systémů usnadňuje jejich dopravu a zároveň umožňuje rychlejší montáž. To znamená, že staveniště lze postavit za kratší dobu, čímž se urychlí výstavba celé budovy a sníží se rušení v okolí staveniště. V prostředí, kde se neustále rozšiřuje počet pohybujících se prvků, kde jsou nabídky na zakázky stále napjatější a kde je časový prostor pro realizaci stále kratší, jsou výhody dobře navržené prostorové konstrukce zřetelné. Obvykle jsou součásti prostorové konstrukce vyrobeny z oceli, která je z povahy své odolná a pevná. Za předpokladu absence koroze může prostorová konstrukce plnit svůj účel po mnoho desetiletí.
Využití prostorových konstrukcí v různých typech budov
Prostorové konstrukce lze použít u všech typů budov, ať už jde o ikonické nebo funkční stavby. U průmyslových a obchodních budov, jako jsou továrny, skladové prostory a distribuční centra, je často vyžadován velký sloupo-volný prostor pro umístění strojního zařízení nebo systémů pro skladování. Prostorové konstrukce poskytují taková řešení. Tento koncept platí také pro obchodní budovy, například nákupní centra, výstavní sály a atria v kancelářských budovách. V současné architektuře se objevují i složité tvary, zejména u střech. Mohou zahrnovat zakřivení nebo sklon, někdy jsou dokonce nepravidelné. V takových případech mají tradiční konstrukční systémy značné omezení, zatímco prostorové konstrukce dosahují vynikajících výsledků. Prostorové konstrukce lze upravit tak, aby vyhovovaly téměř jakémukoli tvaru. To znamená, že kopule, valbové klenby a další volné tvary lze realizovat snadněji než pomocí tradičních nosníků a sloupů.
Další výhody konstrukce prostorových konstrukcí
Významnou výhodou prostorového rámu je jeho vynikající integrace s ostatními stavebními systémy. Prostory mezi pruty lze využít pro umístění mechanických, elektrických a potrubních systémů. Světelné zdroje lze přímo upevnit k rámu a potrubí klimatizačních a větracích zařízení (HVAC) lze integrovat do rámu. To umožňuje udržet strop čistý a přehledný; v budovách, kde je prostorový rám z viditelné strany, se stává součástí návrhu stropu. Vzhledem k tomu, že architektura v poslední době stále více zdůrazňuje udržitelnost, je také efektivita konstrukce prostorového rámu výhodou. Úspora materiálu znamená menší množství oceli použité při výrobě a dopravě, čímž se snižuje související uhlíková stopa. Lehká konstrukce prostorového rámu vyžaduje méně betonu pro základy. Schopnost vytvářet velké otevřené prostory často umožňuje lepší přirozené osvětlení a větrání a snižuje spotřebu energie.
Chytré řešení pro moderní výzvy
Dnešní konstrukce čelí vysokým požadavkům, pokud jde o jejich funkčnost i estetiku. Očekává se, že budou splňovat měnící se požadavky v průběhu času a že jejich výstavba bude ekonomicky i časově efektivní. Konstrukční systémy typu prostorový rám splňují požadavky, které často tradičníjší systémy těžko naplňují. Aby bylo možné efektivně překlenout otevřené prostory letištního terminálu, sportovního stadionu, konferenčního centra nebo průmyslového objektu a zároveň zajistit svobodu návrhu, poskytují systémy typu prostorový rám stále stejnou základní sílu. S tím, jak se návrh stává stále svobodnějším, stává se prostorový rám čím dál více synonymem pro řešení takových výzev.
U projektů, které vyžadují otevřené prostory a složité střešní konstrukce, by měly být systémy typu prostorový rám součástí diskuse. Díky obrovskému množství návrhové svobody a zároveň umožnění bezprecedentní efektivity se tyto systémy osvědčily po celém světě a jsou klíčovým faktorem umožňujícím moderní architektonický návrh.