Modernizácie futbalových štadiónov na Slovensku

Úvod

Modernizácie futbalových štadiónov na Slovensku sa v posledných desiatich rokoch výrazne posunuli smerom dopredu. Bol to logický vývoj. Takmer všetky futbalové štadióny na Slovensku nemali vyhovujúcu technickú infraštruktúru. Jediný štadión, ktorý postupne prechádzal prestavbou, bol štadión MŠK Žilina. Ten sa využíval aj pre zápasy slovenskej reprezentácie. Niektoré štadióny už nevyhovovali ani z hľadiska bezpečnosti a ich časti, alebo celé tribúny museli byť vyradené z užívania. Výraznou mierou na stav nosných konštrukcií štadiónov sa podpísala ich údržba, ale aj nevhodné konštrukčné riešenie. Aj preto vláda Slovenskej republiky svojím uznesením č. 115 z 27. februára 2013 schválila Financovanie rekonštrukcie, modernizácie a budovania futbalových štadiónov na roky 2013–2022 v sume 45 000 000,00 Eur. Uzatvorením zmluvy medzi Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky a Slovenským futbalovým zväzom boli vybrané štadióny, ktoré budú môcť čerpať finančné prostriedky na ich obnovu. Stadióny boli ešte rozdelené podľa kritérií UEFA. Dva štadióny v Žiline a v Trnave boli zaradené do kategórie 4, ostatné do kategórie 3 a 2. Bol to výrazný posun v novodobej ére modernizácie futbalových štadiónov na Slovensku.

1. Bezpečnosť a životnosť

Futbal sa stává čoraz väčším fenoménom. Je zdrojom obrovských finančných prostriedkov a stým sú spojené niektoré gigantické stavby štadiónov. Váčšina štadiónov sa v príslušných krajinách zmodernizovala, alebo postavila nanovo, a to hlavne v súvislosti s organizováním medzinárodných súťaži – majstrovstiev Európy, alebo sveta. Rozvoj nových technológií, materiálov a postupov výstavby značne ovplyvnil aj tento sektor. Moderné štadióny sú v mnohých krajinách ich pýchou a radia sa medzi významné stavby, ktoré svedčia o sile ekonomiky, alebo vyspelosti národa. Avšak bezpečnosť a životnosť sú najdôležitejšie atribúty všetkých typov nosných konštrukcií. U futbalových štadiónov je tento aspekt o to významnejší, pretože v týchto objektoch dochádza k veľkej kumulácii osôb – a to rádovo v desiatkach tisíc. Významnou časťou futbalových štadiónov sú zastrešenia tribún. Väčšina štadiónov, ktoré sú zaradené do najvyššej kategorie so štyrmi hviezdičkami, musia mať zastrešené všetky tribúny. Je to významný posun z hľadiska ochrany hľadísk pred poveternostnými vplyvmi. Hľadiská sú najviac zaťažené konštrukcie. Preto ich bezpečnosť je na prvom mieste. Či sú konštrukcie hľadísk navrhnuté z betónu, alebo ocele, ich zastrešním nedochádza tak k výraznej degradácii materiálov ako pri nekrytých konštrukciách. Významnou mierou k bezpečnosti a životnosti tribúnových konštrukcií prispeli nové technologické postupy v oblasti betónových prefabrikátov. Väčšina štadiónov postavených v posledných rokoch má zrealizované hľadiská z prefabrikovaných prvkov z betonu vysokej kvality. Prefabrikácia umožnila v posledných rokoch realizáciu prvkov rôznych tvarov a veľkostí, ale hlavne prispieva k zvýšeniu bezpečnosti a životnosti. Aj z architektonického hľadiska sú takéto prvky preferované. Podiel prefabrikácie oproti starým štadiónom je neporovnatelný. Avšak netreba zabúdať, že aj napriek tomu je najdôležitejšie navrhnúť správný typ prefabrikátu pre danú časť konštrukcie a zvoliť overený typ detailu. Pri posúdení prefabrikátov je veľmi dôležité ich overenie na I. a II. MS. V tomto ohľade významnú mieru bezpečnosti zohráva dynamické namáhanie tribún vyvolané davom ľudí.

Ďalšou významnou časťou štadióna je jeho zastrešenie. To vo väčšine prípadov tvorí hlavný architektonický prvok. Vo väčšine štadiónov sa tieto zastrešenia realizujú pomocou oceľových konštrukcií rôznych typov. Typ navrhnutej konštrukcie je závislý na viacerých faktoroch. Na začiatku projektu návrhu sú nastavené architektonické požiadavky a ich splnenie z hľadiska celkového architektonického výrazu a jeho začlenenia do predmetnej lokality. Zastrešenie však musí znova spĺňať kritériá kladené na bezpečnosť a životnosť. Správne navrhnutý statický systém a použitie vhodných materiálov je prvý predpoklad na to, aby stavba bola bezpečná a vykazovala požadovanú životnosť. Na návrh konštrukcie zastrešenia sa významnou mierou podieľajú aj klimatické zmeny. Aj v európskych podmienkach sme už vystavení extrémnym výkyvom počasia, najmä vplyvom vetra. Preto sa musíme pripraviť na situácie, ktoré nemožno podceniť v súvislosti s účinkami častých vichric, alebo hurikánov. S touto problematikou súvisí spoľahlivý návrh zastrešenia tribún. Dôležitú úlohu pri tom zhráva dynamická zložka vetra ajeho prúdenie. Pri tak významných stavbách, akými štadióny sú, je vhodné vypracovanie veternej štúdie a overenie strechy vo veternom tuneli. Náklady spojené s takýmto overením sú neporovnateľné s mierou rizika, ktoré môže nastať nevhodne navrhnutou konštrukciou. Preto je už pri návrhu dôležité apelovať na investorov, aby si takúto veternú štúdiu nechali vypracovať.

Neoddeliteľnou súčasťou projektovej dokumentácie pri tak významných stavbách, akými štadióny sú, by mal byť audit statiky. Nezávislé posúdenie auditu je tak ďalším významným bodom, ktorý prispieva k bezpečnosti stavby. Je dôležite, aby kontrolný statik – auditor mal skúsenosti s podobnými stavbami. Príkladom sú zavedené a fungujúce postupy kontroly statiky v Nemecku.

Aj pri splnení všetkých podmienok spojených s návrhom štadiónov nemusí stavba spĺňať kritérium bezpečnosti a životnosti, ak by neboli dodržané kvalitatívne požiadavky kladené na dodávku a montáž stavby. Aby stavba tieto požiadavky spĺňala, je potrebné, aby vybraný zhotoviteľ spĺňal tie najprísnejšie kritériá v oblasti kvality zabezpečovania takýchto stavieb, nielen počas jej realizácie, ale aj počas záručnej doby diela. Tieto aspekty by mali byť zohľadnené už pri výberovom konaní zhotoviteľa stavby. Rovnako to musí platiť aj pri výbere projektanta. Generálny projektant musí garantovať nielen kvalitu projektu, ale aj profesionálny autorsky dozor počas celej výstavby diela. Rovnako to platí aj pri výbere stavebného dozoru.

Stavebný dozor by mal mať s takýmito stavbami dostatečné skúsenosti. Preto je vo väčšine prípadov vhodné vybrať na dozornú činnosť väčšiu firmu.

Ak môžeme teda definovať hlavné atribúty bezpečnosti a životnosti nosných konštrukcií štadiónov, tak potom sú to:

• vhodnosť navrhnutého statického a nosného systému
• vhodný výber konštrukčných prvkov
• vhodnosť a typ navrhnutých materiálov
• výkon kontrolného statického auditu
• kvalita realizácie diela
• kontrolná činnosť pri realizácii diela
• údržba a starostlivosť o stavbu počasjej životnosti.

2. Nosné konštrukcie tribún a ich zastrešenia

Navrhnutie nosnej konštrukcie tribúny je ovplyvnené v prvom rade architektonickým návrhom, je však doležité, aby takáto konštrukcia bola navrhnutá aj bezpečne. Vhodný statický systém priečnej vazby tribúny a globálna stabilita v priečnom a pozdížnom smere sú základnými predpokladmi pre spoľahlivý prenos stálého, úžitkového a klimatického zaťaženia. Z hľadiska použitých materiálov (s výnimkou drevených) je možné nosné konštrukcie tribún rozdeliť na:

• oceľové
• betónové
• kombinované.

V poslednom období sa uplatňujú hlavne nosné konštrukcie tribún budované z betónu. Dôvody sú jednoduché. Betón je jeden z najstarších stavebných materiálov a v poslednom období hlavne vplyvom modernizovaných postupov v prefabrikácii zaznamenává čoraz väčšie použitie. Medzi technické, technologické, estetické a ekonomické výhody patrí napríklad stálofarebnosť, nízké udržiavacie náklady a dlhá trvanlivosť, ktorá sa prakticky zhoduje so životnosťou objektu. Významnú úlohu tu zohráva povrchová úprava betonových prvkov. Pri vhodnej kombinácii všetkých aspektov možno dosiahnuť brilantné povrchy s plošnou pórovitosťou aj do 1 %. Na obr. 1 je príklad kombinovanej konštrukcie západnej tribúny futbalového štadióna CITY Aréna v Trnave.

Obr. 1 Priečna väzba kombinovanej konštrukcie západnej tribúny City Aréna Trnava

Táto tribúna ako jediná bola predmetom rekonštrukcie. Boli ponechané pôvodné hlavné nosné oceľové rámy zastrešenia. Nanovo sa zrealizovali hlavné oceľové nosníky tribún, na ktoré boli uložené prefabrikované betonové lavice pre hľadisko. Lavice boli štandardne vystrojené lištami pre osadenie sedačiek. Nanovo bola zrealizovaná rampa pre osadenie osvetlenia do výšky 23,788 m.

Na obr. 2 je príklad riešenia viacpodlažnej tribúny futbalového štadióna City Aréna v Trnave. Pod úrovňou terénuje rozsiahla časť priestorov slúžiacich ako parkovacie plochy.

Obr. 2 Nosná konštrukcia severnej tribúny City Aréna Trnava

Obr. 3 Príklad skladby severnej prefabrikovanej tribúny City Aréna Trnava

Obr. 4 City Aréna Trnava, pohľad na zrealizovanú stavbu

Obr. 5 City Aréna Trnava, pohľad na pešiu zónu – súčasť multifunkčnej stavby

3. Národný futbalový štadión Bratislava

Stavba národného futbalového štadióna bola najväčšou a najvýznamnejšou investíciou v rámci modernizácie futbalových štadiónov na Slovensku. Štadión je postavený v lokalite bývalého štadióna (legendárného Tehelného poľa), čím sa zachovala kontinuita prostredia. Projekt je autorským dielom Ing. arch. Kállaya. Štadión s kapacitou 22 500 divákov spĺňa najvyššie kritériá štandardov UEFA pre kategóriu 4. K dispozícii sú viacposchodové VIP zóny, SKY-boxy a kongresové sály. V podzemí štadióna je k dispozícii viac ako 1000 parkovacích miest. Výstavbu štadióna realizovala firma Strabag – Pozemné a inžinierske staviteľstvo, s.r.o. Súčasťou celého projektu sú aj komerčné časti – administratívna budova a obytný komplex budov „Tehelné pole“. Tieto budovy realizovala rovnako firma Strabag – Pozemné a inžinierske staviteľstvo, s.r.o. Stavba bola dokončená roku 2019. Z hľadiska projektového riešenia boli použité na stavbe najmodemejšie metody, akými boli výroba a montáž oceľovej konštrukcie zastrešenia tribún a strešná membrána, alebo v oblasti monolitických spriahnutých železobetonových konštrukcií použitie prvkov COFRA 220 a prefabrikovaných konštrukcií. Zo statického hľadiska sa jednalo o komplikované pôsobenie zaťažení, hlavne v montážnom stave. Najzložitejšou fázou tejto problematiky bolo odladenie konštrukcií z hľadiska II. MS. Firma Stavokov Projekt s.r.o. zabezpečovala na realizačnom projekte statickú časť pre celý štadión a aj pre oba komerčné objekty. Práce na realizačnom projekte sa začali na jeseň v roku 2016. Národný futbalový štadión získal cenu v súťaži Stavba roka 2019 na Slovensku za výnimočné a progresivne projektové riešenie. Odbornú porotu oslovilo zvládnutie náročného statického riešenia oceľovej konštrukcie zastrešenia tribún s výnimočným vyložením konzolovitých častí konštrukcie, ktorá tvorí najväčšiu membránovú konštrukciu na Slovensku, a za náročné riešenie atypických prefabrikovaných konštrukcií tribún štadióna. Nový futbalový štadión Tehelné pole bol nominovaný na cenu Stadium of the Year za najlepší štadión otvorený v roku 2019. Cena sa udeľuje v dvoch rovinách. Jednu udeľujú športoví architekti, ale hlasovať môžu aj futbaloví fanúšikovia. Súťaž je vyhlášená stránkou stadiumDb.com, ktorá je jednou z popredných svetových webových stránok venovaných futbalovým štadiónom. Tehelné pole získalo celkovo 11. miesto z 21 vybraných účastníkov súťaže.

Obr. 6 Vizualizácia – Národný futbalový štadión a komplex komerčných budov (Autor: Ing. arch. Karol Kállay)

4. Nosné betonové konštrukcie hornej stavby

4.1 Tribúnové nosníky

Nosné prvky hľadiska, dolného aj horného, sú navrhnuté ako prefabrikované. Sú ukládané na nosné monolitické rámové konštrukcie v hlavách stĺpov resp. na konzoly na stĺpoch. Šírka tribúnových nosníkov je 500 mm a statická výška 900 mm. Sú osadené prostredníctvom koncových ozubov s otvormi tvorenými HWR Ø 80 mm, na elastomerové ložiská hr. 10 mm s predpísanou únosnosťou – na tŕny konzol stĺpov. Otvory, resp. HWR sú dokladné zaliate betónom min. C30/37 jemnejšej frakcie, alebo lepšie – Emcekretom.

Časť stropu na kóte +14,0 je z dôvodu postupu realizácie riešená s dvojicou prefabrikovaných prievlakov.

4.2 Tribúnové lavice

Na tribúnové nosníky boli montované tribúnové lavice. Svetlá šírka je 800 mm a výška stupňa 360 mm pre dolné tribúny po úroveň +6,00 a 550 mm pre horné tribúny nad úrovňou +6,00. Na krajoch a pri schodiskách sa nachádzajú atypické prvky vyplývajúce z technického riešenia. Základným tvarovým typom hľadiska je obrátené a dvakrát zalomené L, tzv. „dvojhlavica“, z dôvodu max. obmedzenia vzájomných horizontálnych stykov. Tam, kde zo skladobných a konštrukčných dôvodov nebolo možné tento princip zachovať, je prierez jednoduché otočené L.

Prvý krajný rad od hľadiska a na galérii ma z dôvodu vytvorenia obruby zábradlia tvar nerovnoramenného písmena U. Najvrchnejší rad lavíc je podopretý prefabrikovaným zábradlovým stužidlom. Pre lepšie zabezpečenie vodonepriepustnosti sú styky lavic umiestnené do hornej polohy sedákov s ukládáním na gumový tesniaci profil v osadzovacej drážke. Staticky lavice pôsobia ako kĺbovo uložené, prosté nosníky s možnosťou deformačného pretvorenia od teplotných vplyvov. Použitý materiál bol: beton STN-EN 206-1-C40/50-XC4, XF1(SK)-CI 0,4-Dmaxl6-S3.

Obr. 7 Montáž konštrukcie západnej tribúny a tribúnových lavíc

5. Základná charakteristika prestrešenia tribún

Prestrešenie tribún Národného futbalového štadióna je charakteristicky rozdelené podľa orientácie svetových stráň na:

• severnú tribúnu
• východnú tribúnu
• západnú tribúnu
• južnú tribúnu

Oceľová konštrukcia južnej a východnej tribúny sú z konštrukčného hľadiska identické. Konštrukcia severnej tribúny je osadená nižšie, aby nespôsobovala nadmerné zatienenie obytných objektov. Konštrukcia západnej tribúny je osadená na nosnej železobetónovej konštrukcii strechy. Maximálne výšky konštrukcie tribún boli zadefinované v stavebnom povolení. Z toho boli odvodené výšky oceľovej konštrukcie, ktoré boli navýšené o hodnotu deformácie od vlastnej tiaže konštrukcie a strešného plášťa. Strešný plášť tvorí PVC membrána.

5.1 Statické pôsobenie a stabilita konštrukcie

Konštrukcia prestrešenia tribún národného futbalového štadióna je navrhnutá z ocele. Základnú statickú schému u všetkých tribún tvorí konzola. Zo statického, ale aj architektonického hľadiska len východná a južná tribúna majú rovnaký tvar. Vyloženie konzol je u jednotlivých typoch tribún rôzne:

• severná tribúna: 23,30 m
• východná tribúna: 29,00 m
• západná tribúna: 24,38 m
• južná tribúna: 29,00 m.

Konzoly sú navrhnuté ako priehradové sústavy kotvené do železobetónových konštrukcií.

Konzoly na severnej tribúne sú kĺbovo pripnuté k jednopoľovému oceľovému rámu, kotvenému do nosných železobetónových prvkov tribún. Zadnú časť konštrukcie tvorí konzola a tiahlo, pre ukotvenie plášťa. Tieto prvky ale zároveň plnia aj statickú funkciu kvôli vyváženiu sústavy.

Konzoly na západnej tribúne sú kĺbovo pripnuté k dvojpoľovému oceľovému rámu, kotvenému do nosných strešných železobetónových prvkov.

Konzoly na východnej a južnej tribúne sú kĺbovo pripnuté k oceľovému stĺpu. V zadnej časti tejto konštrukcie je navrhnutá vyvažovacia sústava, navrhnutá z oceľovej vodorovnej konzoly a sústavy dvoch priehradových tiahel.

Stabilitu konštrukcii prestrešenia v pozdĺžnom smere u všetkých typov tribún zabezpečujú priehradové stužidlá. V prípade membránových konštrukcií horné pásy priehradových stužidiel korešpondujú s konvexnými krivkami membrán a sú odsadené s rezervou, aby nedošlo k ich kontaktu s membránou, čo by spôsobilo problémy s odtekaním vody. Priehradové stužidlá plnia významnú funkciu aj v montážnom štádiu pri napínaní strešných membrán, kde od predpätia vznikajú veľké ťahové sily kolmo na pozdĺžne osi horných pásov väzníkov.

V prednej časti prestrešenia v dĺžke L = 12,0 m je navrhnutá konštrukcia pod presvetlenie.

Táto konštrukcia je navrhnutá z válcovaných IPE profilov a jaklových profilov, na ktoré boli osadené plné polykarbonátové dosky hr. 10 mm.

5.2 Popis nosných konštrukcií prestrešenia

Horné pásy priehradových konzol sú navrhnuté z jaklových profílov. Diagonály zvislice a spodné pásy sú navrhnuté z trubiek. Zvislé priehradové pozdĺžne stužidlá na rozpon L = 8,15 m zabezpečujú stabilitu konzol v montážnom štádiu, ale hlavne plnia stužujúcu funkciu od pôsobenia vodorovných účinkov membrán. Oceľové konštrukcie konzol boli vyrobené dielensky v jednom kuse.

Obr. 8 Schematický priečny rez východnou tribúnou

Obr. 9 Montáž oceľovej konštrukcie zastrešenia tribún

Obr. 10 Národný futbalový štadión, bytový komplex Tehelné pole a administratívna budova

Obr. 11 Národný futbalový štadión, iluminačné osvetlenie

Tento príspevok bol prioritne venovaný dvom najväčším štadiónom na Slovensku. Multifunkčný komplex City Aréna v Trnave získal všetky ocenenia vrátane hlavnej ceny v súťaži Stavba roka 2015. Stavba Národného futbalového štadióna získala ocenenie v súťaži Stavba roka 2019. Fotografie, pôdorysy a informácie pochádzajú z archívu autora a spoločnosti STAVOKOV PROJEKT s.r.o.