Alba Aréna Multifunkcionális Jég- és Rendezvénycsarnok

ALBA ARÉNA – MULTIFUNKCIONÁLIS SPORT- ÉS RENDEZVÉNYCSARNOK
SZÉKESFEHÉRVÁR

PROJEKT BEVEZETŐ
Az Alba Aréna Székesfehérvár 2024-ben átadott új, ikonikus sport- és rendezvénycsarnoka. Amellett, hogy a város jégkorongcsapatának otthona, koncerthelyszínként, rendezvényközpontként és közösségi centrumként is funkcionál.
A bim.GROUP feladata az épület acélszerkezeteinek, valamint a tető burkolatának tervezése volt. A gyártmánytervezés 2022 és 2023 között zajlott és közel 2000 tonna beépített acélszerkezettel valósult meg a beruházás.

Építészet:
Balázs Mihály DLA – építész vezető tervező
Tarnóczky Tamás Attila – építész vezető tervező
Kivitelezők:
dr. Medek Ákos – generálstatikus, vasbeton szerkezetek felelős tervezője
Kocsis András Balázs – acélszerkezetek felelős tervezője
Lódri Csaba – acélszerkezetek felelős gyártmánytervezője
Paksa Péter – acélszerkezetek felelős gyártmánytervezője
Statika:
Market Építő Zrt. – generálkivitelező
KÉSZ Metaltech Kft. – acélszerkezetek kivitelezése
KÉSZ Ipari Gyártó Kft. – acélszerkezetek gyártása

KONCEPCIÓ ÉS FORMAI KIHÍVÁSOK
Az építészeti koncepció középpontjában a hagyományos népi építészetből ismert jégverem áll. A pálya a terepszint alá süllyesztett pinceszintre került, a pince-, földszinti és első emeleti szerkezetek nagyobb tömegű vasbeton szerkezetek, a tetőszerkezet acélból készül. Alaprajzilag egy lekerekített sarkú négyzetet formál az épület, ahol a homlokzati felületetek enyhén kifelé dőlő síkok. A tető és a homlokzati felületek áthatása körben egy magasságilag hullámzó ereszvonalat eredményeznek, modern, elegáns és lágy vonalvezetést kölcsönözve az épületnek.

TARTÓSZERKEZETI KONCEPCIÓ
A nagy fesztávú acél lefedés állandó és azonos magasságú rácsos tartókra épül, a külső gömbfelületet formáló szerkezet pedig erre a szerkezetre és közvetlenül a vasbeton födémre 5×5 m raszterben támaszkodó gerendaszerkezet.
A külső gömbfelületre az épület látványát meghatározó és az elsődleges vízelvezetést biztosító korcolt lemez kerül.
A pálya felett 60,0 m fesztávolságú, 4,0 m állandó magasságú, csőszelvényekből épülő rácsos tartókat terveztünk 5,0 m tengelytávolságokkal. A nagy fesztávolságú főtartókra, fióktartókra és körülötte a vasbeton szerkezetre 5,0 x 5,0 m pillérkiosztással terveztük a külső gömbfelületet alátámasztó gerendarácsot. A gerendarácsra 850-1400 mm tengelytávolsággal terveztük a szelemeneket, melyek közvetlenül támasztják alá a külső korcolt lemezfedést.

JELLEMZŐ CSOMÓPONTOK
A 60 m fesztávú rácsos tartóknál a szerkezet méretei miatt minden rúd külön gyártmányként készült, és csavarozott kapcsolatokkal épült össze, csökkentve a szállítási költségeket. A rácsos tartók felső, nyomott öveinek toldása karimás kapcsolattal, az alsó, húzott öveinek toldása kétszer nyírt, kereszthevederes kapcsolattal valósult meg. A húzott rácsrudak csatlakozása az övszelvényekhez felhasított övszelvényen átdugott csomólemezen keresztül történt, kétszer nyírt, hevederes kapcsolattal csatlakoznak. Az alsó öv kereszthevederes kapcsolata és a ferde, húzott rácsrudak hevederes kapcsolata az itt lévő csavarok előfeszítésével készült.
A szelemeneket alátámasztó gerendázat a rácsos tartókra és a vasbetonra támaszkodik oszlopok segítségével. A gömbalakot közelítő gerendázat szegmentált, a töréspont a raszterpontokban elhelyezett oszlopoknál van. A raszterpontok felett olyan csomópont alakult ki, ahol egy folytatólagos, különböző szögekben tört tengelyű gerenda van, erre merőlegesen két oldalról csatlakozik be egy-egy csuklós gerenda, aminél szintén változnak a szögek a tető különböző pontjain. Ebbe csatlakozik be alulról az acéloszlop. Erre az összetett kialakításra igyekeztünk egy egyszerű szabályokkal leírható, könnyen gyártható csomópontot létrehozni. A folytatólagos irányú gerendán a töréspontot egy pengelemez közbeiktatásával terveztük, melyhez alulról az oszlop csavarozott hevederlemezes kapcsolattal tud csatlakozni.

SZELEMENEK
A korcolt lemez fedést alátámasztó tetőszelemenek alaprajzi nézetben koncentrikus körökön helyezkednek el. Habár a szelemenek kiosztása körökre illeszkedik, az egyes szelemen rudak egyenes tengelyűek a támaszpontjaik között. Ennek oka a gyártási költségek csökkentése egyenes tengelyű profilok alkalmazásával.
A projekt során különös figyelmet fordítottunk a hidegen alakított, horganyzott szelvényekből összeállított szerkezeti elemek alkalmazására is, mellyel anyag- és költséghatékonyságot értünk el. A klasszikus zárt szelvényeket innovatív módon „zárttá” tett C-szelvény párosításokkal helyettesítettük.

PARAMETRIKUS TERVEZÉSI FOLYAMAT
Az Alba Aréna tetőszerkezetének tervezési folyamataiban kiemelt jelentőséggel bírt a parametrikus tervezési módszerek alkalmazása. A rúdváz- és a végeselemes modellek létrehozásában, a terhek meghatározásában, a BIM modell rúdváz és csomóponti szintű modellépítésében, valamint ezen folyamatok összehangolásában és a változások kezelésében egyaránt a parametrikus tervezési megoldásokra támaszkodtunk. Ennek motorja a Rhino-Grasshopper szoftver volt.
A parametrikus módszerek alkalmazásának legfőbb előnyei:
• Gyors és pontos geometriaépítés
• Automatizált szerkezeti elemgenerálás
• Automatizált teherszámítás
• Hatékony változáskezelés

Geometria:
Az acélszerkezet rúdváz parametrikus előállításának első lépése az épületforma – a jéglencse inspirálta gömbfelületre illeszkedő tetőforma, az enyhén kifelé dőlő oldalfalak, a finom ívek stb. – „lefordítása” a matematika nyelvére. Minden egyes általunk betervezett rúd geometriai helyzete matematikailag egzakt módon definiálható. A parametrikus tervezési folyamat során ezeket a matematikai összefüggéseket kellett meghatároznunk. Mivel a geometriát matematikai összefüggésekkel írtuk le, az esetleges hibák, pontatlanságok esélye jelentősen csökken.

Végeselemes modell:
Az acél tetőszerkezet végeselemes modelljét ConSteel szoftverben készítettük. A ConSteel által fejlesztett Pangolin nevű, a Grasshopper szoftverbe épülő plug-in kétirányú adatátvitelt tesz lehetővé a két szoftver között. A rudak, támaszok, terhek mind létrehozhatók a ConSteel modellben a Pangolin segítségével, a Grasshopperben megírt algoritmussal vezérelve.

BIM modell:
A tetőszerkezet gyártmánytervi BIM modelljét Tekla Structures szoftverben készítettük. A BIM modellezés parametrikus volta nem csak a profilok rúdváz szintű létrehozását jelentette, hanem a csomópontok jelentős részét is a Grasshopper segítségével, automatizáltan hoztuk létre és helyeztük el a modellben. A sok hasonló jellegű, de paramétereiben eltérő csomópont miatt jelentős mennyiségű szerkesztői ráfordítás volt megtakarítható az automatizmusaink alkalmazásával.
A BIM modell nemcsak a tartószerkezeti rudak és csomópontok pontos megjelenítésére szolgált, hanem a gyártmánytervezés központi eszköze is volt. Rhino és Grasshopper nélkül közel lehetetlen lett volna a modellezés, több, mint 3500 szelemen (szinte, mind különböző hosszúságú és mindegyik ugyanazt a Tekla makrót használta) került be a modellbe, amihez 7000 darab szelemen bak tartozott. A szelemen bakok mindenhol eltértek és ezt is Rhino-Grasshopperen keresztül oldottuk meg.

Parametrikus tervezési workflow és Változásmenedzsment:
A parametrikus tervezési folyamatban a bim.GROUP-on belül 4 különböző terület együttműködésére, illetve munkájának összehangolására volt szükség:
• Rúdváz geometria
• Acélszerkezeti VEM modellek
• Acélszerkezet gyártmánytervi BIM modell
• Épületburok tervezése

A tervezési folyamat során többszöri módosulások, változtatások lehetnek szükségesek építészeti, technológiai vagy megrendelői igényekből fakadóan. Emiatt a változások gyors és hatékony lekövetése a tartószerkezet tervezési folyamatban kiemelt jelentőségű.
A változásmenedzsmentünk két alappillére:
• Egyetlen igazságforrás (SSOT)
• Ott végezd el a módosítást, ahol az a legegyszerűbb

A parametrikus megoldásainknak köszönhetően a tervezés során fellépő változásokat hatékonyan, a különböző szoftverek (Tekla Structures-ConSteel-Rhino-Grasshopper) közti automatizált kommunikációval összehangoltan tudtuk kezelni.

AUTOMATIZÁLT GYÁRTMÁNYTERI DOKUMETÁCIÓ GENERÁLÁS
A parametrikus tervezési megoldásokon túl a gyártási dokumentáció generálását is automatizáltan végeztük a saját fejlesztésű, Tekla Structures-be épülő plug-inünk alkalmazásával, mely a Tekla OpenAPI segítségével, automatizáltan generálja a teljes gyártmánytervi dokumentációt (rajzok, listák, 3D fájlok, gyártógép specifikus fájlformátumok) a megfelelő nevezéktannal és fájlstruktúrában. Ezzel az automatizmussal szintén jelentős gyártmánytervezői kapacitást takarítottunk meg.

ÖSSZEGZÉS
Az Alba Aréna acél tetőszerkezetének tervezési folyamatában a parametrikus tervezési megoldások alkalmazásával lehetőségünk volt a geometria gyors és precíz előállítására. Ennek köszönhetően az építkezés során az acélszerkezetek pontosan illeszkedtek a vasbeton szerkezetekhez, ezzel csökkentve a helyszíni beavatkozások szükségességét. A terheket gyorsan és nagy pontossággal tudtuk meghatározni, amivel gazdaságosabb eredmény volt elérhető. A BIM modellben a rudak generálása mellett a csomópontok parametrikus elhelyezésével jelentősen csökkenteni tudtuk a modellezési időt. A változások kezeléséhez szükséges időt és munkamennyiséget szintén szignifikánsan csökkentettük a parametrikus megoldások alkalmazásával.

bim.GROUP PROJEKT CSAPAT

Parametrikus tervezői csapat: Épületburok tervezői csapat:
Horváth Gergő– Parametrikus gyártmánytervező
Lewandowski Dávid– Parametrikus tervező, statikus tervező
Jancsa András– Parametrikus épületburok tervező
Szabó Ákos– Parametrikus tervező

Acélszerkezeti tervezői csapat:
Kocsis András Balázs– Acélszerkezet felelős tervező
Lódri Csaba– Vezető tervező
Paksa Péter– Vezető tervező
Martinovich Kálmán– Projektvezető
Kerekes Attila Gergely– Statikus tervező
Bulzan Tünde– Statikus tervező
Gálfi László Attila– Vezető gyártmánytervező
Zakor Tímea– Gyártmánytervező
Dollák Jánosné– Gyártmánytervező
Domokos Béla– Gyártmánytervező
Lucze László– Gyártmánytervező

Parametrikus tervezői csapat:
Székely Péter– Projektvezető
Bak Gábor– Épületburok tervező