Na míru určené pro výzkum

To nejlepší pro ty nejlepší

V roce 2015 se univerzita v Kolíně podařilo získat jednoho z nejvýznamnějších představitelů mezinárodního výzkumu pevných látek, prof. Dr. Yoichiho Anda, jako nového vedoucího katedry v oblasti experimentální fyziky. V „boji“ vysokých škol o nejlepší talenty hraje také důležitou roli architektura dostupných výzkumných budov. To se výrazně ukazuje na příkladu nového fyzikálního laboratoře, který byl speciálně postaven pro novou skupinu fyziky na kampusu: při plánování a vybavení kvalitního modulového objektu měl profesor z Japonska více než jen slovo.

Fyzik Yoichi Ando, narozený v Tokiu v roce 1964, je jedním z předních světových vědců v oblasti topologických materiálů. Jeho průlomové výzkumy v oblasti vysokoteplotních supravodičů byly několikrát oceněny. Získat ho pro výuku a výzkum je pro univerzitu v Kolíně velkým úspěchem. Nicméně v rámci jeho jmenování – především kvůli plánované rekonstrukci budovy fyziky – nebyly k dispozici dostatečné prostory pro výzkum. Aby bylo možné rychle vytvořit kvalitní prostory, rozhodla se univerzita v Kolíně vypsat soutěž na novou laboratoř ve modulové konstrukci. ALHO se v soutěži prosadilo proti několika konkurentům a v červnu 2015 zahájilo na základě návrhu od kolínské společnosti Forstbachconsulting Baumanagement GmbH podrobný projekt a realizaci výjimečné budovy.

„Osvětlení“ v otázce modulové výstavby – nebo: Morsbach dostává návštěvu

Nejprve však ALHO přivítalo ve své továrně v Morsbach významnou návštěvu: profesor ze zámoří si chtěl nejprve sám prohlédnout výrobní podmínky a kvalitu modulů, především však rozdíly oproti běžným „kontejnerovým“ stavbám. Protože: představa fyzika o „kontejnerovém zařízení“ pro jeho výzkum rozhodně nebyla.

Nicméně ho zajímala modulová výstavba, předpříprava prvků a jejich efektivní montáž – neboť v této konstrukci jsou zcela patrné paralely s tradiční japonskou architekturou, která kombinuje linie, plochy a tělesa, což umožňuje jednodušší a standardizovanou montáž prvků.

Na místě bylo rychle jasné, co znamená modulová výstavba ALHO: pevná jako „kámen na kameni“, jen mnohem rychlejší a flexibilnější, jsou tyto přizpůsobitelné stavby kvalitní řešení pro trvalé využití a představují tak udržitelnou a chytrou alternativu k masivnímu zdění. Modulové budovy jsou konstrukčně vyspělé, energeticky optimalizované, architektonicky náročné a na první pohled nerozeznatelné od konvenčních staveb. Investoři i uživatelé oceňují výhody rychlé výstavby: jistota plánování s garancí termínu a pevné ceny, vysoká kvalita díky kontrolované průmyslové předpřípravě, rychlý průběh výstavby díky paralelním procesům ve výrobě a na staveništi, tiché a čisté práce při montáži a dokončování, osvědčené detaily a standardy.

„V novém laboratoři budou výhradně výzkumné práce studentů v rámci jejich bakalářských nebo magisterských prací, stejně tak během a po doktorátu,“ vysvětluje Dr. Harald Kierspel z II. fyzikálního ústavu univerzity v Kolíně.

Ze strany uživatelů a výzkumníků však existovaly velmi specifické požadavky na budovu, například co se týče rozložení ploch a výšky místností. Například bylo nutné začlenit podlahové výklenky pro vytvoření stojících ploch pro přístroje, které potřebují více než standardní výšku místnosti. Také bylo nutné zajistit nemagnetické zóny, minimalizovat vibrace půdy a splnit zvýšené požadavky na klimatizaci a ventilaci místností. Dr. Kierspel potvrzuje: „Všechny tyto požadavky modulová výstavba rychle a kvalitně splnila, takže jsme s realizovanou budovou velmi spokojeni a těšíme se na zahájení výzkumných prací.“

Prostorové programy superlativů

S laboratoří pro měření při nejnižších teplotách blízko absolutní nuly, pecí, čistým prostorem s komorou a vzdušnou sprchou, kde se tenké vrstvy nových sloučenin vyrábějí a strukturují v nanometrovém rozsahu pomocí elektronové litografie, a s různými měřicími a laboratořemi pro přípravu a analýzy vzorků, stanovil prof. Ando plánérům neobvyklý prostorový program. Přesně předpřipravených 20 modulů místností se rozkládá na hrubé ploše přibližně 630 metrů čtverečních a tvoří jasně definovaný sled, který odpovídá logickému průběhu pracovních kroků. Technologické centrum ve formě patra s ventilačními prvky je umístěno na vrchu.

Budova nemá podzemní podlaží. V oblasti měřicí místnosti při nejnižších teplotách a čistého prostoru musely být podlahy na několika místech vynechány pro samostatné, vibračně oddělené základy. Také staticky bylo třeba posílit nosnou konstrukci modulů: například podlaha v GHV místnosti pro umístění transformátoru s hmotností cca 1000 kg a stropy nízkoteplotní laboratoře pro zavěšení tří ručních jeřábů s nosností 250 kg byly zesíleny.

Fyzikální pokusy v budově vyžadovaly v některých místnostech speciální kvalitu osvětlení nebo rozsáhlé elektrické a plynové přípojky. Skleněné dveře vzdušné komory a čistého prostoru jsou vybaveny speciálním sklem pro žluté světlo. Všechny potrubí, například stlačený vzduch, helium, kyslík a dusík, jsou vedeny v omítce, stropy nebyly odstraňovány ani zakrývány, aby bylo možné rychle zasáhnout v případě úniku nebo okamžitě upravit dodávky. PVC podlahy jsou vodivě odvodněné. Z většiny místností vedou nouzové východy ven.

Všechny místnosti lze úplně zatemnit. V místnostech, které musely zůstat bez oken, například v čistém prostoru, byly sice také připraveny otvory pro okna v modulové struktuře pro případné budoucí změny využití, ale místo skleněných tabulí byly použity hliníkové plechové kazety. Tím vzniká na fasádě jednotný vzhled.

Špičkové vybavení pro světovou vědeckou úroveň

Během fáze „zařízení“ interiér budovy nabízel kuriózní pohled: místnosti a chodby byly plné krabic ze zámoří, často vysokých jako člověk a označených japonskými znaky. Protože: prof. Ando nechal své vysoce moderní přístroje pro nové laboratoře – například krystalografické zařízení, He3He4 směšovací kryostaty s supravodivými magnety, různé magnetometry, rentgenové analyzační přístroje, skenovací a optické mikroskopy – přivézt z předchozích laboratoří v rodné zemi do Kolína a tam je znovu sestavit.

Tak může světová špičková věda v Kolíně rychle pokračovat. A také harmonogram výstavby ALHO je rekordní: od zadání zakázky po uvedení do provozu uplynulo pouhých půl roku. Výroba modulů trvala tři týdny, montáž na místě jen dva dny. Šest týdnů na fasádní práce je již považováno za dostatečné. Ale právě tato stavební hmota ukazuje, co je možné v modulové výstavbě. V napínavé posloupnosti plánéři uspořádali omítanou tepleně izolační fasádu, izolované hliníkové kazety, zadní panelové obklady a vlnité plechy. Stavba se tak výrazně odlišuje od stávajících budov, ale stále se harmonicky začleňuje do okolního stavebního prostředí kampusu, aniž by dominovala.