Helsingfors sentrale bibliotek tak og fasade elementer

HELSINGFORS SENTRALE BIBLIOTEK BAKGRUNNSINFORMASJON

Byggingen av Helsingfors sentrale bibliotek ble startet 1. september 2015. For Timbeco var design- og byggfasen 2 år. Vår oppgave var å designe, produsere og installere tak- og fasadeelementene i Helsingfors sentralbibliotek.
Et stort åpningsfest foregikk i desember 2018 på grunn av feiringen av 101 års jubileum for Finlands uavhengighet.
Den ferdige bygningen har tre etasjer, alle med forskjellige funksjoner. Første etasje har kino, en kafé-restaurant og ulike multifunksjonelle haller. I andre etasje er det musikk- og videostudioer og verksteder for håndverkere. Tredje etasje er for biblioteket, med mer enn 100 000 bøker. En stor utendørs terrasse er også åpen for gjester.

Klient: Helsinki City Government
Generell entreprenør: YIT
Arkitekt: ALA Arkitektkontor, Finland
Sted: Helsingfors, Finland
Bygningstype: En hybridbygning med metall- og betongkonstruksjon, med treelementer som dekker taket og fasaden.
Totalt areal: 17.000 m²
Trelement installasjonsperiode: 15 måneder
Tre tak og fasade elementer: 8000 m²

DESIGN INFORMASJON

Helsingfors sentralbiblioteks kildeinformasjon var BIM-modell, ARK og RAK-forsamlinger, beskrivelser av byggekonstruksjoner, og delvis utformingen av treelementer.

Hovedprosjektinformasjonen kom fra BIM-modellen, som inneholdt oppsett av hele bygningen, metall- og betongkonstruksjoner og spesielle deler. Timbecos designere brukte BIM-modellen for betong og stål, på grunnlag av hvilken alle treelementene ble designet en etter en. Ingen av treelementene ble gjentatt.

Animasjon fra BIM finner du her ->

UTFORDRINGER FOR DESIGN-TEAMET

Hovedutfordringen for designteamet var stadig skiftende bakgrunnsinformasjon. Siden betong- og stålkonstruksjonene ble utformet samtidig, var informasjonen som tretak og fasadeelementer var basert på, foreldet og har endret seg jevnt i hele prosjektets livssyklus. Etter hvert som bygningen utviklet seg, var det nødvendig å gjøre betydelige endringer i kildeinformasjonen.

Programvareoppdatering

LVL (laminert finertømmer) bjelker med 12 m lange takelementer trengte kutt fra et bredt spekter av vinkler. Ingen tømmerbehandlingstjeneste ble levert av noen i Nord-Europa, og derfor måtte alle elementer utformes for å passe inn i Hundegger PBA for behandling. Det var ingen egnet programvare for denne operasjonen, og Timbeco, i samarbeid med BIMs programvarefirma HSB Cad-team, måtte finne en løsning og optimalisere CNC-enhetsprogramvaren i henhold til prosjektet.

Punktskyen

Enkelte elementer måtte utformes vridd og den underliggende konstruksjonen hadde unøyaktigheter i forhold til den opprinnelige BIM-modellen. Fordi bygningen var veldig spesiell og med enkle målinger, var det ikke mulig å finne ut problemet. Sammenlignet med resultatene fra 3D-skanningen var det ikke så store avvik, men små variasjoner var tilstrekkelig for stigningen i motsatt retning. Hver ferdig gjenstand var kun egnet for installasjon på et sted angitt i prosjektet.

PRODUKSJON AV PRØVER

Produksjonen av prøveartikler er vanlig for slike store prosjekter. Timbeco-fabrikken produserte et enkelt takelement og ett fasadeelement med en stor 12m (Skylight takvindu). På klientens besøk i Timbeco-fabrikken løftet vi fasadeelementet til en høyde nær selve vegghøyden på objektet. Det bidro til å se det virkelige resultatet oppnådd på objektet.

FABRIKS SET

Takelementer:

Helsingfors sentrale bibliotekstakksett besto av ulike former (trekantet og rektangulært) med takelementer (opptil 1m i diameter), som var utstyrt med isolasjonsmaterialer på fabrikken. På innsiden av takelementet var det et brannsikkert gipsplank og det ytre laget var dekket med bituminøst belegg. Det største takelementet var 4,3m x 12m, med en masse på 9000kg (Skylight takvindueelementer). Vekten av en LVL (laminert finérstamme) stråle var ca 250 kg. Det største elementet hadde totalt 12 stykker LVL bjelker.

Fasadeelementer:

Veggelementene ble isolert og dekket med bitumen takbelegg. En spesialdesignet fasadebekledning ble installert på nettstedet.

PRODUKSJON AV TREDE ELEMENTER

Tradisjonelt produseres alle treelementer på en jevn overflate. Takket være den flerdimensjonale metallkonstruksjonen måtte mange tak- og veggelementer vrides. Slike elementer måtte fullføres under forhold som krevde ikke-standard operasjonsprosedyrer og løsninger fra produksjonsgruppen.
Den største utfordringen for produksjon av takmaterialer var behandling av en massiv 12m LVL bjelker med CNC maskiner, fordi på grunn av sin enestående dimensjoner var behandlingen av dette materialet en svært komplisert oppgave.
Når det gjelder trekantformede takelementer, var den mest kompliserte sammenkoblingen av massive bjelker inne i elementet at den ikke var en rektangulær løsning, og det var vanskelig å finne målepunkter.

ALLE PUZZLE PIECES ER PÅ RETT STED

Siden den første fasen av installasjonen av takelementer viste at kildedata og den faktiske situasjonen ikke var sammenfallende, var det en helt riktig beslutning om å bruke 3D-skanning.
Den største fordelen ved 3D-skanning var utformingen av takelementene og overflaten av den vestlige fasaden. På grunn av dette fikk vi nesten alle elementene produsert og installert presisjon. Uten 3D-skanning ville en stor del av elementene ha vært unøyaktige, og i denne sammenheng ville hele den videre byggeprosessen ha blitt redusert.

Takinstallasjon

Som regel brukte vi en 160 t løftekran for å installere takelementene. Til tider måtte vi bare bygge en kran med en løft på 400 t for å heve 5 elementer. Behovet for en løftekran var på grunn av at takelementene kun kunne heves på den ene siden av bygningen. Festingen av elementene til den bærende konstruksjonen ble utført fra bunnen og komplisert da arbeidet ble utført på heiser under. Vindene var også 25m over havnivået, mye sterkere enn på bakken, og bygningen var også plassert på “vindkorridoren”.

Montering av treelementer med negativ helling

For installasjon av en vestlig vegg brukte vi en heisbil. I tillegg har vi vært i stand til å lage en spesiell flyttbar klemme for å løfte elementene fra bakken. Til tross for de gode fasilitetene var installasjonen av veggelementer en god del. Det var ikke mulig å flytte maskinen gradvis ved å heve pilen med 15m. Når hytta flyttet noen millimeter på bakken, på 15 meter, var endringene sammenlignbare med flere centimeter.

SAMMENDRAG

Prosjektet Helsinki Central Library var Timbecos største og hittil det mest komplekse prosjektet i Timbecos 25-årige historie. Arbeidet og samarbeidet med det dedikerte prosjektteamet med hovedentreprenøren var utfordrende, men alle Timbecos arbeid ble gjennomført innen fristen, og hele prosjektet var en suksess for oss. Vårt teams kompetanse har blitt betydelig forbedret gjennom dette prosjektet, og har gitt oss stor selvtillit til å gjennomføre store og komplekse prosjekter i fremtiden.

Basert på prosjektet i Helsingfors sentralbibliotek anbefaler vi alle produsenter av prefabrikkerte treprodukter – for å oppnå gode resultater ved å installere elementer for hybridstrukturer, er det lurt å bruke 3D-skanning av objektet. Den resulterende prikkskyven gir en mer detaljert oversikt og sammenligningsmodell, og reduserer dermed risikoen for feil betydelig.

Byggingen av slike store bygninger er alltid en stor utfordring for byggeplasslogistikk, samarbeid med andre entreprenører og selvfølgelig vær.

Lagring av tremøbler på Helsingfors sentralbiblioteks byggeplass var ekstremt kompleks, og hele logistikken ble kastet til siste detalj. Arbeidet skulle bli ferdigstilt i tide, da arbeidssiden måtte overgi til enhver tid. Ofte var det nødvendig å flytte kranen eller løfteutstyret på uhensiktsmessige tider for å tillate lasting av ulike bygningsmaterialer, lagring på stedet og jevn fremgang i andre stadier av arbeidet.

Samarbeid med hovedentreprenøren er svært viktig for slike store gjenstander. Vi har mange viktige leksjoner, og vi må takke Timbecos prosjektleder Timo Urva, designer Karel Koitla, stedleder Verner Nõmmsal og salgsansvarlig Indrek Tiits.