Technické divy světa

S Richardem Hammondem tentokráte do technického zákulisí jedné z nejznámějších australských budov. Americký dokumentární cyklus

Litujeme, ale video není dostupné
Litujeme, ale video není dostupné

Opera v Sydney byla dokončena roku 1973 a ihned upoutala pozornost laické i odborné veřejnosti. Projekt však od začátku provázely potíže. Kvůli nejrůznějším sporům se dokončení stavby zpozdilo o 9 let. A Opera by nestála vůbec, kdyby se projektantům nepodařilo překonat zcela zásadní technické problémy.

Hračka a pomeranč

Existuje mnoho teorií o tom, co vlastně inspirovalo tvar budovy. Plachty? Čepec jeptišky? Pásovec? Ať už vidíte v pozoruhodném uskupení cokoliv, tvůrcům se podařilo vytvořit magický prostor, v němž zapomenete na starosti všedního života. Výjimečné je už samo umístění. Dánský architekt Joern Utzon se rozhodl využít jedinečné lokality na břehu zálivu v samém středu města. Stavitel Ove Arup se však obával, že projekt nedokáže realizovat. Hlavní úskalí spatřoval v množství zakřivených segmentů. Utzon je navíc odmítal podepřít nosnými sloupy. Chtěl vytvořit kouzelný prostor, jakousi obří sochu. Dával přednost betonovým stavbám a otázku provedení přenechal projektantům.

Klikněte pro větší obrázek Arup si uvědomoval, že by tradičními postupy elegantních tvarů nikdy nedosáhl. Rozhodl se proto pro každou „plachtu“ vytvořit kostru z betonových žeber. Jejich rozměry byly na svou dobu nevídané, největší dosahovaly výšky 55 metrů. Takové kusy se ale nedaly odlévat vcelku. Inspiraci pro řešení nalezli stavitelé u jednoduché dětské hračky z dřevěných dílků, které jsou navlečeny na provázku. Když zmáčknete spodní tlačítko, zvířátko se svalí. A když ho povolíte, narovná se do původního tvaru. Stejný princip byl použit při stavbě Opery v Sydney. Arup se rozhodl sestavit žebra ze segmentů, které získají výslednou podobu stažením, stejně jako dřevěná figurka. Metoda takzvaného dodatečného předpínání zvyšuje pevnost betonu a od počátku 20. století se používá zejména při stavbě velkých mostních oblouků.

Tajemství úsporné výroby spočívá v opakovaném použití stejných prvků. Komplikaci naopak představují různé tvary a velikosti. Kdyby byly jednotlivé části střechy zakřiveny rozličně, celý projekt by to neúnosně prodražilo. Klíč k realizaci magického prostoru nalezl Utzon při loupání pomeranče. Uvědomil si, že každá z „plachet“ může mít různý tvar, ale přitom zachovávat stejnou křivku. Jednotlivé díly by se sice lišily velikostí, ale protože by byly ze stejné „koule“, měly by totožné zakřivení. Žebra skořepin se tak mohla sestavit z prefabrikátů a výrobu to výrazně usnadnilo.

Lepidlo na zuby i stíhačky

Beton se v závislosti na teplotě roztahuje a zase smršťuje. Neustálé pohyby přitom mohou narušit vodotěsnost spojů a zároveň se tím nerovnoměrně zatěžuje celá konstrukce. To by mohlo mít fatální následky. I sebemenší pohyb střešních segmentů by mohl způsobit, že se celá stavba zhroutí jako domeček z karet. Proto musely být slepené. K něčemu takovému ovšem potřebujete opravdu speciální lepidlo. Tady našli konstruktéři nečekanou inspiraci.

Klikněte pro větší obrázek Roku 1936 vyrobil Pierre Castain lepidlo na umělé zuby a jeho epoxid způsobil revoluci nejen v oboru snímatelných zubních náhrad. Když byl na počátku 40. let minulého století do bojů nasazen letoun Mosquito, měl dřevěnou lepenou kostru. Lepidlo se vsáklo a vytvořilo tuhý spoj. Během druhé světové války byla vyprojektována i stíhačka Sea Hornet, pro jejíž konstrukci byly použity kromě překližky a balzy ještě hliníkové plechy. A vyvstal problém, jak jednotlivé části spojovat, protože lepené části neměly savý povrch. Tehdy byla vyvinuta nová řada lepidel, která využívala i Castainův epoxid.

Opera byla ve své době největším projektem, na kterém byla epoxidová pryskyřice použita. Stejná látka, která drží umělé zuby v protézách, zamezuje tomu, aby rozpínáním a smršťováním betonu při různých teplotách vznikaly mezi žebry nežádoucí mezery. Po skořepinách přišel na řadu plášť. Utzon měl představu výrazného povrchu, který by odrážel dopadající a neustále se měnící světelné paprsky. Švédský výrobce strávil vývojem speciálních dlaždic celé tři roky. Celkem jich je více než jeden milion. Složité vzory byly skládány na podklad z pletiva a betonu a poté osazovány na místo.

Šikovný objev nešikovného vědce

Utzon chtěl, aby si návštěvníci mohli užívat velkolepé vyhlídky dané polohou v samotném srdci města. Byly tu však tři problémy: velikost oken, jejich tvar a v neposlední řadě bezpečnostní rizika spojená s použitím obyčejného skla. Stejně jako neobvyklé křivky střech, tak i projektované okenní konstrukce operního domu vyžadovaly novátorské řešení. Otvory, které bylo třeba zaplnit, nebyly pravoúhlé, ale zakřivené a navíc obrovské. Spíše než okna připomínaly skleněné stěny. Něco podobného v takovém měřítku ještě nikdo předtím nezkoušel. Ohromné okenní tabule měly do interiérů přivést záplavu světla.

Klikněte pro větší obrázek Běžné sklo je však křehké, může ho rozbít i poměrně slabý náraz. Vzhledem k předpokládanému provozu bylo takové riziko zcela nepřijatelné. K řešení přispěl vynález, který se zrodil v letech první světové války. Bezpečný provoz Opery v Sydney totiž přímo souvisí s tehdy používanými plynovými maskami. Stejná technologie, která chránila oči vojáků, umožnila velkolepou stavbu odlehčit a prosvětlit. Sklo přichází na svět v rozžhavené peci, v níž se míchají a taví jednotlivé příměsi. O kus dál se výsledný tovar řeže na tabule. Z nich se poté vytvoří speciální „sendvič“. Mezi dvě vrstvy běžného skla se vkládá polyvinylbutyralová fólie. Výsledkem je vrstvené sklo.

Princip výroby vrstveného skla byl přitom objeven čirou náhodou. Počátkem 20. století shodil v jedné francouzské laboratoři nešikovný vědec ze stolu prázdnou nádobku. Ta se kupodivu nerozbila. Nevymytou kádinku udržel pohromadě téměř neviditelný film lepkavého nitrátu celulózy. Tak se zrodila myšlenka vrstveného skla. Praktický objev ochránil zdraví mnoha vojáků v zákopové válce a po letech pomohl i projektantům v Sydney. Skleněné tabule pro Operu byly nakonec vyrobeny ve Francii, tedy v zemi, kde tato novinka spatřila světlo světa. A teprve na místě byly nařezány do potřebných rozměrů.

Faraónská překližka

Interiér tvořený betonovými segmenty by byl pro akustiku koncertního sálu naprosto nevhodný. Uvnitř skořepin jsou prázdné prostory, ve kterých by se nenávratně ztrácely i ty nejsilnější a nejkrásnější hlasy. Navíc se zvuk od betonu odráží jako světlo od zrcadla, což způsobuje rušivé akustické vjemy. Proto bylo nutné vytvořit úplně nový interiér ze zcela jiného materiálu. Výběr padl na dřevo. Muselo však být vhodně tvarované, aby se ve velkém sále šířily zvukové vlny ke spokojenosti všech přítomných. Masivní dřevo se špatně ohýbá a to lehké zase není dostatečně pevné.

Klikněte pro větší obrázek Jistou inspiraci možná tvůrcům poskytly archeologické nálezy. V roce 1922 byla objevena hrobka faraóna Tutanchámona. Kromě artefaktů nedozírné hodnoty obsahovala také řadu bohatě zdobených truhlic. V povodí životodárného Nilu byl vždycky nedostatek vhodného dřeva. Dávní egyptští truhláři řešili tento problém výrobou velmi zdařilých imitací. Slepili několik vrstev méně kvalitního materiálu a na vnější plochu přilepili dýhy ze vzácných stromů. Vyrobili tak překližku. Architekt Utzon byl ovšem přesvědčen, že překližka v sobě skrývá mnohem větší možnosti a dal by se z ní vytvořit i dokonalý interiér operního domu. Cesta k vytvarování složitých tvarů vycházela z principu její výroby.

Dřevo je v jedné ose houževnatější než v té druhé. Proto se dá snadno štípat. Tajemství odolnosti překližky spočívá v tom, že jsou jednotlivé vrstvy na sebe lepeny křížem. Ve výsledku je pak pevnější než deska z masivního dřeva o stejné síle. Spotřebuje se na ni méně materiálu a je také lehčí. Dřevěný materiál je z hlediska akustiky mnohem vhodnější než hrubé zdivo. Protože je lehký a pevný, dala se z něj vyrobit samostatná konstrukce. A navíc se dá ohýbat. Správně natvarovaný strop odráží zvuk zpět k posluchačům, kteří tak slyší to, za co si zaplatili.

Staré lodě nerezaví

V domě se střídají představení operní, baletní i činoherní, a konají se tu také samostatné koncerty. Každé ráno ožívají pódia přípravami na večer. Technici dolaďují zvukové aparatury a instalují světelný park. Dokonalý zážitek však vyžaduje ještě něco navíc. Pokud uvnitř nefunguje klimatizace, síň s tisícovkou lidí se promění v saunu. Z křehké siluety by ale nemohl trčet komín potřebný pro odvádění tepla. K chlazení se používá voda z přístavu v Sydney. Mořská voda je přiváděna do nádrží, ve kterých v odděleném okruhu proudí i sladká voda. V objemných válcích se nacházejí dvě samostatné soustavy potrubí. Sladká voda odvádí teplo zevnitř budovy do výměníku, kde ho předává vodě slané. Voda z přístavu ochlazuje sladkou vodu ve válcích a pak se zase vrací zpátky do moře.

Klikněte pro větší obrázek Jenže slaná voda by mohla v drahém systému napáchat velké škody. Je totiž silně korozivní. S tím se už potýkali naši předkové. Někteří stavitelé plachetnic chránili trupy svých lodí měděným plechem. Ale často již po krátké době začínaly železné hřeby pod čárou ponoru rezavět. Řešení problému objevil anglický chemik Humprey Davy už na počátku 19. století. Železné hřeby na mědí pobitých trupech lodí podle jeho návrhu ochraňovaly pásky ze zinku, který je ke korozi náchylnější a v podstatě se pro ušlechtilější kov obětuje. Stejnou roli plní zinek i v ocelovém potrubí klimatizačního systému, kterým proudí slaná voda. Malé výlisky v podstatě úplně zmizí během dvanácti měsíců.

Za téměř 40 let provozu protekly podzemím budovy miliardy litrů slané vody. Ale klimatizační systém zůstal koroze ušetřen. Díky kousku zinku, kdysi připevněnému k trupu plachetnice, se návštěvníci Opery mohou opájet hudbou a nekoupou se přitom ve vlastním potu. A magický prostor plní představy autora. Ať už v ní někdo vidí plachty nebo lastury, nádhera této stavby se stala jedním ze symbolů města. Architekt Joern Utzon navrhl vzhled nové Opery. Ale nebýt Ove Arupa a jeho projektantů, jeden z nejvýraznějších skvostů světové architektury by zcela jistě nikdy nevznikl.