Návrh železniční stanice Praha – Letiště Václava Havla

Železniční spojení Praha – Letiště – Kladno výrazně zkvalitní dopravu mezi oběma městy a současně umožní pohodlnou a spolehlivou dopravu cestujících z centra města na pražské mezinárodní letiště. Podzemní železniční stanice Praha – Letiště Václava Havla je navržena jako hloubená a navazuje na odbavovací terminály vlastního letiště. Investor celého projektu, Správa železnic, zadal zpracování projektové dokumentace metodou Building Information Modelling (BIM). Projekt zpracovaný metodou BIM umožňuje mimo jiné koordinaci návrhu vlastní stanice a širších vztahů navazujících staveb železničních i letištních.

1. ÚVOD: Projekt železničního spojení Praha – Letiště – Kladno

Projekt železniční stanice na Letišti Václava Havla je třeba vnímat v kontextu celého zmíněného projektu. Při pohledu na současnou železniční síť v okolí Prahy je zřejmá disproporce mezi severozápadním sektorem a zbývajícím územím. Zatímco od Kralup, Nymburka, Kolína, Benešova a Berouna vedou do centra dvoukolejné elektrizované tratě, velmi dobře využité k předměstské veřejné dopravě, ve směru od největšího středočeského města Kladna a jeho okolí vedou pouze tratě jednokolejné, neelektrizované, kde počet cestujících stagnuje, neboť mají vyčerpanou kapacitu. Silný přepravní proud Praha–Kladno se tudíž uskutečňuje majoritně silniční dopravou, se všemi negativními dopady na spolehlivost dopravního spojení i na životní prostředí.

Stejně neradostný je z hlediska veřejné dopravy pohled na obsluhu mezinárodního Letiště Václava Havla. Na letiště vede pouze několik autobusových linek, což není vzhledem k nízké spolehlivosti, kapacitě, cestovní rychlosti a komfortu do budoucna udržitelné. Počet odbavených cestujících i návštěvníků má po období epidemie opět stoupající trend.

Základní cíle projektu železničního spojení Praha – Letiště – Kladno (obr. 1) jsou tři:

• kapacitní spojení největšího středočeského města Kladna s hlavním městem Prahou,
• kapacitní a spolehlivé přímé spojení Letiště Václava Havla s centrem Prahy,
• zachycení individuální a autobusové dopravy z obcí a měst přilehlého regionu v terminálu Dlouhá Míle a dalších parkovištích P+R ve více stanicích nové trati.

Těchto základních cílů má být dosaženo za předpokladu cestovních dob mezi Letištěm Václava Havla a centrem Prahy v řádu 25 minut a mezi Kladnem a centrem Prahy v řádu 30 minut.

Obr. 1 Projekt Praha – Letiště – Kladno, situace.

Další zásadní přínos projektu spočívá v tom, že ti, kdo cestují ze severozápadu do Prahy, a dosud zatěžují Prahu 6 a 7 povrchovou dopravou (auta, autobusy) se všemi negativními dopady, projedou tuto oblast do centra vlakem, aniž si toho kdokoli z okolních obyvatel prakticky povšimne. Prahu 6 a 7 budou z těchto dojíždějících „obtěžovat“ jen ti, kteří tam mají cíl své cesty.

Projekt integruje novou železnici do systému veřejné dopravy v Praze. V nových stanicích bude přímý pohodlný přestup na všechny stávající linky metra A, B, C a řadu tramvajových a autobusových linek.

2. Stanice Praha – Letiště Václava Havla

K návrhu hloubené podzemní železniční stanice jsme přistoupili s mnoha zkušenostmi, získanými při návrzích a úspěšných realizacích stanic pražského metra. Jedná se o koncepčně podobný projekt, který se pro účel železniční stanice liší od metra především svými rozměry. Délka nástupiště v metru je 100 m, v této železniční stanici činí téměř 230 m.

Péče a velkorysost, věnovaná na straně investora i projektanta architektonickému a dispozičnímu řešení byla samozřejmě ovlivněna i významem této stanice, neboť bude obrazně pro mnoho letištních cestujících součástí vstupní brány do Prahy a celé České republiky.

Stanice Praha – Letiště Václava Havla bude nově vybudována jako podzemní, v areálu letiště za účelem jeho obsluhy osobní železniční dopravou. Je navržena jako koncová stanice, s výhledem na možnost průjezdného uspořádání po budoucí dostavbě tunelového propojení pod ranvejemi letiště ve směru na Kladno. Stanice je investicí Správy železnic a její návrh je úzce koordinován se všemi rozvojovými plány Letiště Praha. Má tedy přímou návaznost na terminály letiště v jejich současné i výhledové podobě.

Obr. 2 Umístění stanice v areálu Letiště, situace.

V běžném provozu zajistí stanice vjezd, obrat a odjezd osobních vlaků relace Masarykovo nádraží – Letiště Václava Havla v intervalu 10 minut. Na staničních kolejích bude umožněno spojování a rozpojování vlakových souprav při přechodu mezi přepravní špičkou a sedlem. Umístění stanice na letišti je patrné z obr. 2.

Dále vám přiblížíme postup přípravy projektu této železniční stanice. V současné době je zpracována projektová dokumentace pro stavební povolení (DSP) a pokročile rozpracována projektová dokumentace pro provedení stavby (PDPS).

3. Architektonické řešení stanice

Architektonický a dispoziční návrh stanice se vyvíjí již dlouho, v koordinaci záměrů a projektů dvou investorů – Správy železnic a Letiště Praha. Letiště postupně formuluje své rozvojové plány, ty jsou však stále ve fázi studií. Správa železnic je tedy napřed, neboť projekt železniční stanice směřuje v horizontu měsíců k vydání územního rozhodnutí. Návrh železniční stanice z autorské dílny Metroprojektu (Ing. arch. Sýs) byl nejprve úspěšně před zhruba pěti lety zkoordinován s konsorciem architektů „Aeropolis“, kteří zpracovali rozvojovou studii Letiště Václava Havla. Tento základní dispoziční návrh se sleduje dodnes. V architektonickém a designovém návrhu stanice se posléze angažoval a je pod ním podepsán Ing. arch Hlaváček, dh architekti s. r. o. (obr. 4, 5, 6).

Obr. 6 Vestibul stanice u Terminálu 2 – vizualizace.

Obr. 5 Vestibul stanice u Terminálu 2, noční pohled – vizualizace.

Obr. 4 Vestibul stanice u Terminálu 2 – vizualizace.

Největší dominantou celé stanice bude bezesporu velkorysý halový prostor nástupiště, který se podařilo velmi zjednodušit, a tím také zpřehlednit oproti tradičním drážním stavbám. To ve výsledku velkou měrou zlepší orientaci a pohyb cestujících. Při pohledu z obou vestibulů stanice cestující přehlédne prakticky celé nástupiště (obr. 7).

Již při nástupu na eskalátory z vestibulu na nástupiště zaujme podhled, který sestává z velkoformátových svítidel trojúhelníkového tvaru. Díky tomuto významnému prvku bude celý prostor rovnoměrně osvětlen i při nízkém výkonu svítidel a jistě se v budoucnu stane poznávacím znamením této stanice. Dále na nástupišti zraky cestujících bezesporu upoutá lamelový obklad za kolejištěm, jenž pokrývá boční stěny nástupiště v celé jejich ploše. Obklad zde plní významnou akustickou funkci a zároveň také slouží k zakrytí otvorů vzduchotechniky, které jsou v těchto stěnách umístěny pod stropem.

Obr. 7 Nástupiště stanice – vizualizace.

4. Stavební řešení stanice

Dispoziční řešení

Stanice je navržena jako hloubená s ostrovním nástupištěm šířky 11,64 m a délky 229,245 m. Výstupy z nástupiště jsou umístěny na západě k Terminálu 2, na východě k Terminálu 1 – vestibul ABC.

Výstup ze západní části nástupiště je pomocí trojice eskalátorů a dvojice výtahů, tento výstup vede k Terminálu 2. Na terén vede opět trojice eskalátorů. Tento výstup je realizován pouze jako dočasný, neboť Letiště Praha plánuje rozšíření Terminálu 2. Definitivní západní vestibul stanice bude proto vybudován až v koordinaci s tímto rozšířením Terminálu 2.

Druhý výstup z nástupiště na východě, vestibul ABC, je realizován pomocí dvojice eskalátorů, pevného schodiště a výtahu (plní funkci evakuační). Na terén vede směrem k Terminálu 1 opět dvojice eskalátorů, pevné schodiště a výtah.

Na nástupišti je dvojice únikových schodišť (zakomponovaných v prostoru pod eskalátory), které vedou do chráněné chodby pod nástupištěm, posléze tato chodba podejde kolej a na terén vede soustava schodišť, která na povrchu vyústí jako samostatný objekt. Ve finálním stavu bude tento objekt začleněn do parkingu B jako jeho součást.

Hlavní technologické a služební zázemí se nalézá u východního vestibulu ABC. V úrovni kolejí je energoblok, jenž je vyčleněn mimo prostor stanice. Je spojen s technickými prostorami pod nástupištěm a zároveň chráničkami napojen na kabelové vedení v kolejišti. V úrovni vestibulu se nalézají další služební prostory a strojovna hlavního větrání, která zajišťuje provozní větrání a v případě požáru odvod tepla a kouře. Na strojovnu hlavního větrání navazuje větrací objekt, který na terén vyústí opět jako samostatný objekt. Ve finálním stavu se tento objekt stane součástí plánované administrativní budovy.

Pod mezipatrem výstupu u Terminálu 2 je služební zázemí, včetně parkoviště a zdvihací plošiny sloužící pro dosažení stropní desky, dále je zde umístěn čisticí stroj apod.

K obvodovým stěnám stanice je po obou stranách přisazen vzduchotechnický kanál, jenž ústí do strojovny vzduchotechniky na východním konci stanice, a dále chráněná úniková cesta (CHÚC) ze západního vestibulu ústící do únikového objektu. Jedná se o monolitickou konstrukci, která je pevně připojena k obvodovým stěnám stanice.

Stanice má celkem sedm úrovní (podélný řez – viz obr. 3):

• UT ...                    úroveň terénu,
• UV ABC ...           úroveň vestibulu ABC,
• UV Z ...                úroveň vestibulu západ,
• UNN ABC ...        úroveň nad nástupištěm ABC,
• UNN Z ...             úroveň nad nástupištěm západ,
• UN ...                   úroveň nástupiště,
• UPN ...                 úroveň pod nástupištěm.

Obr. 3 Podélný řez stanicí.

Nosné konstrukce

Objekt vlastní stanice bude založen plošně na základové železobetonové monolitické desce, která se bude nacházet v úrovni, kde při geologickém průzkumu byly zastiženy horniny bělohorského souvrství (písčité slínovce / opuky s polohami spongilitů) zařazené do třídy R4, R3, polohy spongilitů R2.

Základová deska v místě kolejiště je navržena tloušťky 800 mm a v oblasti, kde jsou kabelové prostory a chodby, je tloušťky 600 mm.

Svislé nosné konstrukce budou tvořeny železobetonovými nosnými stěnami, které budou lokálně doplněny sloupy. Obvodové stěny jsou navrženy tloušťky 800 mm, vnitřní stěny jsou tloušťky od 300 mm do 600 mm.

Vodorovné nosné konstrukce budou tvořeny železobetonovými monolitickými deskami. Převážně se bude jednat o desky pnuté ve dvou směrech. Hlavní stropní konstrukce nad nástupištěm o světlosti 21,4 m bude tvořena trámovým stropem, jednotlivé trámy jsou ve tvaru obráceného T, přičemž spodní pásnice je navržena tloušťky 400 mm a šířky 1 500 mm, stojina je tloušťky 500 mm, celková výška trámů je 1 800 mm. Mezi trámy je navržena železobetonová stropní deska tloušťky 350 mm, která je podélně skloněná 0,34 %. V oblastech, kde se uvažuje s možností převedení inženýrských sítí, případně kabelového vedení z jedné strany stanice na druhou, je deska zapuštěná mezi dvojici sousedních trámů.

Hydroizolace

Zkušenosti z konstrukčně obdobných stanic pražského metra jednoznačně ukazují, že kvalita návrhu a provedení hydroizolace je pro životnost hloubené podzemní nosné konstrukce zcela zásadní a určující.

Železobetonové konstrukce budou opatřeny hlavní plášťovou izolací z modifikovaných asfaltových pásů, s pojistnou a ochrannou vrstvou z bentonitových rohoží. V případě poruchy hlavní hydroizolační vrstvy bude následně aktivována pojistná vrstva. V místech, kde se izolační systém realizuje před ŽB konstrukcí (vodorovné izolace a svislé izolace prováděné „do vany“), budou použity pásy určené pro pokládku bez plnoplošného natavení. Naopak v místech, kde se bude realizovat hydroizolace na již hotovou železobetonovou konstrukci, budou použity plnoplošně natavované pásy.

Dilatace budou opatřeny středovými spárovými pásy, jež budou doplněny o injektážní hadičky pro případné injektování dilatačních spár. Injekční systém bude vyveden na vnitřní líc ŽB konstrukce v blízkosti dilatační spáry.

5. Zpracování projektu z hlediska metodiky BIM

Zadání projektu

Projekt byl investorem Správa železnic (SŽ) vypsán jako projekt zpracovávaný metodou Building Information Modelling (BIM). Vlastní stanice je tedy součástí informačního modelu širšího území řešeného projektem. Zadání z hlediska problematiky BIM je pro projekt značně rozsáhlé a netýká se pouze samotného informačního modelu stavby. Předepisuje mimo jiné požadavky na podobu společného datového prostředí (CDE), požadavky na podobu připomínkového řízení, podobu informačních modelů včetně náplně negrafickými informacemi, koordinaci informačních modelů, jejich využití pro simulaci 4D a 5D a využití modelu pro prezentaci investorovi, veřejnosti a úřadům při schvalování.

Společné datové prostředí CDE (Document Management System)

Na projektu bylo využito společného datového prostředí (CDE) Bentley ProjectWise. Datová oblast byla rozdělena na dvě části. První část, jejíž strukturu předepsal investor, sloužila primárně jako oblast dat využívaná mezi investorem a zpracovatelem projektové dokumentace. Druhá část sloužila ke sdílení dat mezi projektovým týmem zhotovitele a jeho subdodavateli. Společné datové prostředí zaručovalo umístění vždy aktuálních dat na jednom místě, odkud byla tato data přístupná pro všechny členy projektového týmu.

Připomínkování dokumentace včetně informačního modelu

Jeden z modulů CDE umožňující vytvářet poznámky prostřednictvím formulářů byl využit v průběhu přípravy 2D části dokumentace a informačního modelu. V rámci projektu byl ve spolupráci s investorem vytvořen formulář, který obsahově vycházel z klasického připomínkového řízení. Na tento formulář bylo následně aplikováno investorem požadované workflow včetně jasně daných rolí a kompetencí jednotlivých zúčastněných. Tímto způsobem byla připomínkována 2D část předané dokumentace a informační model.

Koordinace stavby

Vzhledem k rozsahu projektu byly vytvořeny dva koordinační modely. Koordinační model stavby, do něhož byly načteny všechny informační modely od jednotlivých zpracovatelů. Dále zde byly připojeny například modely geologických sond, stávající okolní výstavby, dendrologie, stávajících povrchů atd. Tento model sloužil ke koordinaci stavby jako celku(obr. 7, 8). Vzhledem k náročnosti vnitřní koordinace vlastní stanice a navazujícího dvoukolejného tunelu byl vytvořen ještě druhý koordinační model. V tomto modelu byla uvedena do souladu vlastní stanice, především tedy její vnitřní profese (ZTI, UT, VZT, EL apod.) mezi sebou a jejich vazba na stavební konstrukce. Koordinace byla prováděna v programu Navisworks Manage, kde bylo využito modulu Clash detection. Modul dokáže ve 3D modelu vyhledat geometrické (při vhodném nastavení i negeometrické) kolize jednotlivých prvků mezi sebou, včetně jejich umístění a dalších přidružených informací. Tyto kolize dokáže evidovat a pracovat s nimi. Jako primární struktura informačních modelů ke koordinaci byl zvolen formát IFC. Jednalo se též o výměnný formát mezi jednotlivými softwary.

Obr. 8 Řez koordinačním modelem stanice.

Informační model vlastní stanice

Stavební část informačního modelu vlastní stanice byla zpracována v programu Revit 2021. Jednotlivé konstrukce byly modelovány na základě prvků z interní knihovny zhotovitele. Zde spatřujeme jako výhodu přesné nastavení jednotlivých prvků, co se geometrické podrobnosti i negrafických informací týče. Projektanti pracují na svých projektech s prvky, které znají. Na základě interního datového standardu lze vytvářet softwarové nástavby, které s daty v prvcích dále pracují (např. využití prvků pro generování kubatur), a není nutné pomůcky upravovat podle různých datových standardů zadaných investory. K vyplnění negrafických informací do datového standardu zadaného investorem je pak využito přezrcadlení negrafických informací z datového standardu zhotovitele. Případně doplnění informací (převážně manuálně) do parametrů, které jsou v datovém standardu investora navíc. V informačním modelu stanice byl využit datový standard SFDI pro pozemní stavby. Ocelové konstrukce (zastřešení vestibulů, výtahové prosklené šachty) byly zpracovány v programu Advance Steel. Co se týče vnitřních profesí, zde byly využity primárně dva softwary. Profese vzduchotechnika (VZT), zdravotní technika (ZTI), automatické tlaková stanice (ATS) a část rozvodů elektro byla tvořena v programu Revit. Zbylá část profesí, převážně tedy profese elektro, byla vytvořena v programu Microstation. Jako zásadní problém se zde ukázalo efektivní předávání dat mezi jednotlivými softwary. Jednalo se například o předávání podkladů k prostupům nosnými konstrukcemi od jednotlivých zpracovatelů. Vzhledem k tomu, že software Bentley (Microstation) a Autodesk (Revit) spolu nekomunikují na bázi kompatibility vnitřních prvků v modelu, tak například zmíněné prostupy nelze jednoduše z jednoho modelu vykopírovat a vložit do jiného. V tomto případě se musela zjistit geometrie a souřadnice prostupů v modelu Microstation, tato data vyexportovat a na jejich základě vygenerovat prostupy v modelu Revit. Z tohoto jednoduchého příkladu pro nás plynou dva poznatky. Jedním je nemožnost se na velkých projektech vyhnout využití více softwarů, v nichž jsou informační modely zpracovávány. Druhým poznatkem je pak nutnost řešit kompatibilitu a efektivní předávání dat mezi nimi.

Prezentace informačního modelu

Pro prezentaci projektu byl zpracován 3D model stanice, v němž lze návrh předvést jako virtuální realitu. Model pro virtuální realitu byl zpracován samostatně, nebyly tedy využity informační modely jednotlivých zpracovatelů. Vzhledem k velikosti a detailu výsledného modelu pro virtuální realitu nejsou modely v nativním softwaru projektanta (např. Revit) příliš vhodné. Tyto modely obsahují značné množství informací a geometrií, které výsledný model extrémně zatěžují. Tento model byl využíván během projektu k prezentaci investorovi, k vedení jednání nad podobou a technickým řešením stanice, v neposlední řadě též k prezentaci složkám investora, jež budou v budoucnu zodpovědné za správu určitých částí stavby.

6. Závěr

Celý projekt železničního spojení Praha – Letiště – Kladno je rozčleněn do deseti projektů dílčích úseků, pro které jsou obstarávána samostatná úřední povolení. V současnosti se podařilo dva z těchto úseků dovést do fáze realizace, a to úseky Praha Bubny – Praha Výstaviště a Kladno – Kladno Ostrovec. Brzy by se k nim měla přidat Modernizace Masarykova nádraží. Ostatní dílčí úseky projektu buď disponují územním rozhodnutím (Praha Ruzyně – Kladno), nebo jsou na cestě k jeho získání v reálném čase – to je i případ zde popisovaného samostatného dílčího projektu novostavby železniční stanice Praha – Letiště Václava Havla. Nejkomplikovanější je situace s přípravou a projednáním dílčího projektu v úseku Praha Dejvice – Praha Veleslavín. Ten bude pravděpodobně dokončen a zprovozněn jako poslední. Věříme však, že vlaky z Letiště Václava Havla do centra hlavního města Prahy vyjedou ještě v tomto desetiletí.