Národní stadion a Národní plavecké centrum v Pekingu

Letošní olympiáda v čínském Pekingu se určitě zapíše do historie nejen skvělými sportovními výkony, ale i unikátními architektonickými skvosty. Inspirací pro ikony současné moderní architektury v Číně – Národní stadion a Národní plavecké centrum – byla samotná příroda. Nevšední tvary architektury se technicky řeší na bázi dokonalých fyzikálních zákonitostí, i když v přírodě jde většinou o mikroskopické konstrukční systémy. Moderní design sice nemá mnoho společného s čínskou tradiční architekturou, ale základní filozofie přetrvává: ptačí hnízdo – vodní kostka – jin a jang. Zatímco stadion představuje přírodní strukturu, plavecké centrum se inspiruje strukturou, která je výsledkem lidské vědy. Stavby založené na zdánlivém kontrastu se vzájemně harmonicky doplňují. Šokují géniem současných technických možností, dojímají atmosférou, ale především vzdávají hold přírodě, od níž se stále máme co učit.

Pořadatelé letošních olympijských her si dali na architektuře opravdu záležet. Pro Čínu je Národní stadion víc než sportoviště – stal se ikonou. Představuje nový symbol, moderní chrám čínského národa, místo, jemuž se vyplatí věnovat speciální pozornost. Design je příkladem toho, kam až se může posunout architektura při harmonické spolupráci tvorby a techniky.

Národní stadion, který byl kromě sportovních aktivit i dějištěm zahajovacího a závěrečného olympijského ceremoniálu, je dílem spolupráce architektonických a projekčních ateliérů Herzog & de Meuron Architekten AG, Arup Sport a China ­Architecture Design & Research Group. Projekční tým se musel přizpůsobit množství standardů a specifik, které vyplývaly ze stanov mezinárodního olympijského výboru, a také přizpůsobit stadion na paralympijské hry. Hlavním požadavkem investora – National Stadium Co. – bylo vytvoření stadionu světové třídy s možností flexibilního využívání po olympijských hrách.

Elipsoidní tvar a sedmiúrovňové členění prostoru stadionu zabezpečuje každému návštěvníku kvalitní výhled. Projekt financovalo konsorcium China International Trust and Investment Corporation (CITIC), které pokrylo 42 % nákladů. Investice by se měla vrátit do 35 let od skončení olympijských her. Zbývajících 58 % nákladů financovala pekingská samospráva. Celkové náklady na stavbu představují 423 miliónů dolarů.

Ověřeno přírodou
Samotný tvar stadionu představuje kontrast – zdánlivě komplikovaná, až revoluční struktura je vlastně úplně jednoduchá a téměř archaická. Vychází z prapodstaty života přírody. Hlavní slovo v roli designu obsadil přírodní motiv ptačího hnízda. Tvar stavby vychází z elipsy, jejíž osy jsou dlouhé 313 metrů a 266 metrů. Konstrukce stadionu se stává zároveň fasádou i střechou. Povrch stavby protkávají liniové konstrukční prvky, které jako celek vytvářejí poměrně jednoduchou a čistou strukturu.

Stadion stojí na čtyřiadvaceti hlavních sloupech z prefabrikovaného betonu. Ty jsou rozložené ve zdánlivě nepravidelném vzorci. Každý sloup váží 1 000 tun. Zbytek tvoří ocelová konstrukce, jejíž stavba si vyžádala 36 kilometrů oceli, což představuje hmotnost zhruba 45 000 tun. Napohled nepravidelné, až náhodné uspořádání konstrukčních prvků za sebou skrývá řadu komplikovaných výpočtů, pro něž byl vytvořen speciální software. Ocelové nosníky zapadají do sebe s maximální přesností a jejich tvar a zalomení kopírují oblé tvary objektu.

Technické řešení konstrukce vychází z fyzikálních zákonitostí, odpozorovaných z reálné stavby ptačího hnízda. Kompaktní struktura vytváří iluzi gravitační beztíže a jen fundovaný návštěvník zjistí, který z konstrukčních prvků je nosný a který estetickým doplňkem. Vnější povrch fasády má proti vertikální rovině odklon 13°. Střecha s rozměry 330 × 220 metrů je pokryta dvouvrstvovou průhlednou teflonovou ETFE (etylen tetrafluoroetylen) membránou. Ta má dobré akustické vlastnosti, které absorbují zvuk, zadržují srážky a poskytují větrnou ochranu. ETFE polštáři jsou vyplněny i některé prostory fasády.

Střešní konstrukce obsahuje vysouvatelný krycí systém, který v případě nepříznivého počasí zakryje otevřenou plochu stadionu. Základními pohyblivými prvky vysouvatelné střechy je šest střešních panelů a dvanáct teleskopicky vysouvatelných konstrukcí (kolejnic). Nejdůležitější vlastností udržitelného designu stadionu je zabezpečení přirozeného větrání. Vstup je kontrolovaný 138 elektronickými turnikety, umístěnými ve dvanácti vchodech do stadionu.

Zevnitř ven
Primárním úkolem projekčního týmu bylo vyřešit sezení pro 91 000 návštěvníků, až potom se uvažovalo o obalu budovy. Po skončení olympijských her by měl počet sezení klesnout na 80 000. Podle slov projektantů projekční práce vyžadovaly maximální přesnost. I malá odchylka, jako je například posun výškové úrovně sedadel první řady o 10 centimetrů výše, by stadion výrazně zvětšila a podstatně zvýšila cenu stavby. Při projektování se pracovní tým spoléhal především na přesnost softwarového vybavení. Součástí analýz byly i seizmické simulace.

Jako každá velká stavba se ani výstavba stadionu neobešla bez problémů. Stavební práce sice začaly koncem roku 2003, avšak v září 2004 se stavba pozastavila z důvodu vysokých stavebních nákladů. Projektanti museli přepracovat návrh tak, aby vyhovoval finančním možnostem. ­Realizovaný návrh například nepočítá s kompletním zastřešením, což lze vzhledem k bezpečnosti proti seizmickým otřesům hodnotit jen pozitivně. Práce na stadionu pokračovaly až v roce 2005. Navzdory dvouletému zpoždění byla stavba slavnostně otevřena v předolympijském termínu – 18. dubna 2008. V objektu jsou integrované obchody, restaurace, kina, zdravotnická zařízení a parkoviště.

Více než 4000 bublin
Další ohromující architekturou dějiště sportovních soutěží olympiády v roce 2008 je Národní plavecké centrum. Design projektu vychází ze dvou hlavních témat – vody a čtverce, které jsou důležitými prvky v čínské mytologii. Kvádr se čtvercovou základnou a vnitřním členěním z neurčitých seskupení pěnových bublin symbolizuje stav přírody, transformované do stavu kultury. Celkový zjev díla připomíná vodní molekuly. Strukturovaný tvar byl speciálně navržen tak, aby vytvářel harmonický koncept s Národním stadionem, a to na principu kontrastu jin a jang. Tvar vodní kostky vyjadřuje čínský symbol Země, zatímco přiléhající elipsovitá forma Národního stadionu představuje nebe.

Architektonický koncept posuzovala porota deseti mezinárodních konsorcií, jejichž členy byli světově uznávaní architekti, inženýři a přední čínští akademici. Vítězným se stal australský projekt z dílny architektonického ateliéru PTW Architects a China State Construction International Shenzhen Design Consulting Co. (CSCEC+DESIGN) v technické spolupráci s Arup Sport.

Základna vodní kostky s rozměry 177 × 177 metrů a s výškou 31 metrů poskytuje 6 000 stálých a 11 000 dočasných míst k sezení. Technický koncept stavby inspirovala struktura mýdlových bublin. Konstrukční technologie je výsledkem výzkumu dvou irských profesorů fyziky – Weaira a Phelana, kteří působí na Trinity college v Dublinu.

Technologie, známá i jako Weaire-Phelanova struktura, funguje na základě periodicky se opakujícího vzoru navzájem propojených mnohostěnů. Podobný jev můžeme najít v přírodě – například ve struktuře vodní pěny nebo v organických buňkách či minerálních krystalech. Zdánlivě náhodně uspořádané bubliny se navzájem dotýkají v pravidelné geometrii. Okraje tří vzájemně se dotýkajících bublin jsou ukotveny v ocelové konstrukci. K ukotvení bublin bylo použito více než 22 000 prutů z nerezavějící oceli, spojené zhruba do 12 000 uzavřených modulů.

Rámová konstrukce se vyznačuje vysokou odolností proti seizmické činnosti. Vodní kostka je složena z více než 4 000 bublin, přičemž největší z nich dosahuje průměru až 9 metrů.

Stavba dostala mezinárodní environmentální uznání za ekologickou udržitelnost. Tu zabezpečuje i dvouplášťová obalová konstrukce objektu, pokrytá ETFE membránou. Prostor mezi vnější a vnitřní konstrukcí vyplňuje vzduch a funguje na principu skleníku. Dvouvrstvá membrána dokáže absorbovat až 90 % sluneční energie, která se po transformování na tepelnou využívá k vytápění bazénů a budovy.

Na fasádu se spotřebovalo 100 000 m² ETFE materiálu, který byl vyroben v Německu a Číně. Národní plavecké centrum je největší ETFE strukturou na světě. Rozhodnutí použít ­ETFE předcházelo mnoho diskusí. Materiál musel mít například vysokou termickou účinnost, světelnou propustnost, odolnost proti agresivnímu chlorovanému a vlhkému prostředí, jakož i určité akustické vlastnosti.

Devizou ETFE (kromě těchto vlastností) byla i recyklovatelnost, nízká hmotnost (hmotnost ETFE představuje 1 % z hmotnosti ekvivalentně velké skleněné desky) a samočisticí schopnost. Navíc pasivní vytápění prostřednictvím ETFE ušetří v porovnání s fotoelektrickými panely až 30 % energie. Projekt hospodaří i s vodou. Ta prochází filtračním systémem, který ji zpětně přečerpává do bazénu. Srážková voda se z povrchu stavby odvádí do speciálních pozemních nádrží – jako rezerva na zavlažování.

Náklady na výstavbu centra dosáhly 200 milionů dolarů. Po olympijských hrách se prostory změní ve víceúčelový sportovní a rekreační areál s plovárnou, tenisovými kurty, bruslařskou plochou, tělocvičnou, kiny, restauracemi a nočními kluby.

Díky olympiádě přibyly v Pekingu i další unikátní stavby, jako jsou hlavní mezinárodní letiště, terminál 3, CCTV centrála, třetí etapa Čínského světového obchodního centra (nejvyšší pekingská budova), jižní železniční stanice a Národní konferenční centrum, které během olympiády sloužilo jako hlavní vysílací a tiskové centrum.

Národní stadion
Investor: National Stadium Co. Ltd.
Designérské společnosti: Herzog & De Meuron Architekten, Arup Sport, AG, China Architecture Design & Research Group
Celková plocha: 258 000 m²
Užitná plocha: 204 000 m²
Kapacita: 80 000 stálých míst + 11 000 ­dočasných
Velikost: 313 × 266 metrů
Výška: maximum 69,2 metrů

Národní plavecké centrum
Investor: Beijing State-Owned Assets ­Management Co.
Architekti: PTW Architects & China State Construction International ­Shenzhen Design Consulting Co. (CSCEC+DESIGN)
Velikost: 177 × 177 metrů
Výška: 31 metrů
Celková plocha: 70 000 m²
Kapacita: 17 000 míst k sezení

Miriam Turancová
Foto: Marcel Lam, Arup/Ben McMillan, Jeremy Stern, Martin Saunders Photography, Zhou Ruogu Architecture Photography, Bernardo De Niz

Autorka působí jako vědecko-výzkumný pracovník na Ústavu zahradní a krajinné architektury Fakulty architektury Slovenské technické univerzity v Bratislavě.