Wiatr, sól i lód, czyli projekt nowej stacji naukowo-badawczej na Antarktydzie w realizacji

Rozpoczął się kluczowy etap realizacji projektu nowej polskiej Stacji Antarktycznej im. H. Arctowskiego, która położona jest na wyspie Króla Jerzego w Archipelagu Szetlandów Południowych. Stacja to budynek główny, ale także latarnia morska i kilkanaście hal i obiektów infrastruktury pozwalających na jej całoroczne funkcjonowanie. Projekt koncepcyjny budynku mieszkalnego Stacji został opracowany przez biuro Kuryłowicz & Associates, które jako główny projektant czuwa nad zgodnością z całością założeń.

Za opracowanie pełnobranżowego projektu wykonawczego budynku mieszkalnego, koncepcję i projekty wykonawcze nowych budynków towarzyszących oraz modernizację istniejących obiektów garażowych, magazynowych i technicznych odpowiada konsorcjum poznańskich firm DEMIURG i home OF houses. Pierwsze elementy konstrukcyjne nowego budynku oraz hal, które posłużą za zaplecze dla dalszej realizacji, mają zostać wysłane statkiem jeszcze w tym roku. Inicjatorem przedsięwzięcia oraz inwestorem jest Instytut Biochemii i Biofizyki (IBB) PAN, który zarządza obecną placówką. Oddanie do użytku nowej Stacji Antarktycznej jest planowane na przełomie 2023/2024 r.

Stacja Antarktyczna im. H. Arctowskiego działa od 1977 r. Jest jedyną polską placówką badawczą w tej części świata i działa nieprzerwanie w trybie całorocznym. Prowadzone są w niej badania z zakresu m.in.: zoologii, botaniki, mikrobiologii, ekologii, oceanografii, hydrologii, geologii, geomorfologii, glacjologii, meteorologii. Z bazy korzystają naukowcy z polskich i zagranicznych jednostek naukowych. W ostatnich latach było to ponad 80 osób z 36 instytucji. Ponad 40 lat temu główny budynek Stacji został usytuowany kilkanaście metrów od brzegu morza, ale wdzierająca się w głąb lądu woda, spowodowała, że obecnie dzieli go zaledwie metr od linii brzegowej Zatoki Admiralicji, co grozi jego zalaniem. Trudne warunki atmosferyczne sprawiły też, że został przez te kilkadziesiąt lat mocno wyeksploatowany. Projekt nowej Stacji otrzymał dofinasowanie Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w wysokości 88 mln złotych z przeznaczeniem na budowę nowego budynku głównego oraz modernizację całej infrastruktury i budynków współtworzących bazę.



Wiatr, sól i lód
Pracowania Kuryłowicz & Associates w swojej koncepcji nadała głównemu budynkowi futurystyczny, aerodynamiczny kształt, stanowiący efekt pogłębionej analizy zachowania się bryły pod wpływem wiatru, który na wyspie wieje z huraganową prędkością. Konsorcjum DEMIURG i home OF houses stanęło przed trudnym zadaniem, by zaprojektować nowe oraz zmodernizować istniejące budynki w taki sposób, by zapewnić spójność całego zamierzenia. Obecnie opracowuje pełnobranżowy projekt wykonawczy budynku głównego bazy oraz projektuje wszystkie budynki towarzyszące. Rozbudowa obejmuje latarnię morską, garaż dla sprzętu pływającego, halę garażową, budynek gazów technicznych, oczyszczalnię ścieków, budynek stacji pomp oraz lądowiska dla helikopterów. Konsorcjum odpowiada także za projekt  modernizacji hal magazynowych, budynku hali agregatów, budynku radio, budynku meteo, depozytu paliwa i rozchodowej stacji paliw, modernizację sieci wodociągowej i kanalizacyjnej oraz systemu sygnalizacji i gaszenia pożarów. W zakres prac wchodzi również projekt zagospodarowania terenu z usytuowaniem poszczególnych obiektów, wytyczeniem przebiegu sieci oraz dróg.

– Jedną z głównych idei przyświecających projektantom w przypadku tej inwestycji jest modułowoś, powtarzalnoś i możliwa prostota proponowanych rozwiązań, pozwalających na sprawny transport i realizację. Kolejnym warunkiem do spełnienia jest zapewnienie bezawaryjnej eksploatacji budynków przy ograniczeniu do minimum niezbędnych prac serwisowych w przyszłości. Dobór materiałów i rozwiązań technicznych musi zapewnić trwałość w trudnych warunkach klimatycznych panujących na miejscu – mówi Rafał Mysiak prezes i główny architekt home OF houses.

Wbrew pozorom to nie niskie temperatury są głównym wyzwaniem, lecz silny wiatr i warunki sprzyjające korozji. Na terenie, na którym usytuowana jest baza, panuje klimat morski. Choć notowane są temperatury poniżej -30▫C , to w ciągu roku przeważnie mieszczą się one w granicach od -20 do +12▫C. Wyzwanie stanowi silny wiatr wiejący przez większą część roku, z dużą zmiennością kierunku działania i prędkością  dochodzącą w porywach do 60 m/s. Konieczność oparcia się sile wiatru miała wpływ na sposób ukształtowanie bryły głównego budynku. Ma także decydujący wpływ na wielkość projektowanych fundamentów, które muszą zapewniać pewne przytwierdzenie projektowanych konstrukcji do podłoża. Huraganowy wiatr niosący drobiny piasku i lodu powoduje silne „szlifowanie” wszystkich powierzchni. Zjawisko to, w połączeniu z agresywną atmosferą wynikającą z nadbrzeżnej lokalizacji, prowadzi do przyspieszonej korozję materiałów budowlanych. Z tego względu niezbędne jest wykorzystanie materiałów o wysokiej odporności, stosowanie specjalnych środków zabezpieczających. Za przykład może posłużyć zewnętrzna obudowa głównego budynku przewidziana z niezwykle odpornego na korozję stopu aluminium i miedzi. Z kolei obudowa obiektów towarzyszących, mniej reprezentacyjnych, została zaprojektowana z blach stalowych, ale zabezpieczonych odporną na ścieranie i wysoce korozyjne środowisko powłoką. W projekcie duże znaczenie ma także logistyka. Kluczową rolę odgrywa tu proces prefabrykacji. Elementy przeznaczone do wbudowania na placu budowy muszą zostać wyprodukowane, zapakowane i przetransportowane drogą morską na Antarktydę. Na miejscu nie ma nabrzeża rozładunkowego, w związku z tym elementy ze statku transportowane są za pomocą amfibii. Projektanci muszą brać pod uwagę powyższe ograniczenia, dostosowując masę i gabaryty przy podziale konstrukcji na poszczególne elementy do dostępnych środków transportu. Jednocześnie dla obiektów takich jak oczyszczalnia ścieków czy agregaty prądotwórcze przewiduje się zabudowę ich w kontenerach umożliwiających prefabrykację całych modułów, ich łatwy transport i w razie potrzeby szybką wymianę. 
      
– Poza warunkami klimatycznymi nasz zespół projektowy i konstruktorski musiał wziąć pod uwagę uwarunkowania środowiskowe wynikające z Protokołu Madryckiego, który definiuje warunki prowadzenia wszelkiej działalności na Antarktydzie. Zgodnie z nim ochrona środowiska, włączając w to dziką przyrodę, wartości naukowe i estetyczne, jest kluczowa przy planowaniu tego przedsięwzięcia. Dobierając materiały i technologie, musimy brać pod uwagę ich potencjalnie niekorzystny wpływ na środowisko naturalne. W praktyce oznacza to np. ograniczenie do minimum użycia luźnych arkuszy folii, wełny mineralnej czy styropianu, które mogłyby zostać porwane przez wiatr, wykorzystywanie niepylących metod oczyszczania istniejących elementów konstrukcyjnych, stosowanie odpowiednich rozwiązań technologicznych, chociażby w zakresie oczyszczania ścieków, zabezpieczających przed przedostawaniem się do środowiska substancji i materiałów biologicznie czynnych – mówi Hubert Maciejewski, kierownik projektu Stacji Antarktycznej i główny konstruktor w DEMIURG Project S.A..

Warunki zrównoważonego rozwoju
Ważnym aspektem w projekcie są też rozwiązania odpowiadające polityce zrównoważonego rozwoju. Jednym z działań w tym zakresie jest modernizacja systemu energetycznego stacji, mająca na celu ograniczenie zużycia energii. Układ funkcjonalny oraz projektowane rozwiązania instalacyjne pozwolą na wyłączenie części nowo projektowanego budynku z eksploatacji na czas zimowy i tym samy ograniczenie zapotrzebowania na energię. System energetyczny oprócz zastosowania wysokosprawnych agregatów będzie wykorzystywał dużo większą powierzchnię paneli fotowoltaicznych. Nadwyżki produkowanej energii w okresach mniejszego zapotrzebowania będą gromadzone w bankach energii. Projektowana jest również nowoczesna oczyszczalnia ścieków.
 – Stacja Antarktyczna to wyzwanie bez precedensu dla zespołu DEMIURGA. Zarówno pod względem projektowym, jak i konstrukcyjnym. Na potrzeby projektu zawiązaliśmy konsorcjum DEMIURG i home OF houses, by połączyć nasze doświadczenia i stworzyć zespół gotowy sprostać temu wyzwaniu. Brak przepisów normowych określających algorytmy, ustalania chociażby obciążeń klimatycznych wymusza na nas bardzo pragmatyczne, inżynierskie podejście. Korzystamy zatem z archiwalnych pomiarów meteo, dostępnych badań, prowadzimy symulacje komputerowe. Teraz na etapie projektu wykonawczego wszystko musi być zaplanowane z największą precyzją, bo przy montażu na Antarktydzie nie będzie miejsca na żadną improwizację – mówi Łukasz Klekotko CEO DEMIURG Project S.A.

Metryka projektu

• Nazwa realizacji:
  Opracowanie pełnej dokumentacji projektowej na wykonanie inwestycji pn.: Budowa Nowego Budynku Mieszkalnego i kompleksowa przebudowa Stacji im. Arctowskiego wraz z pełnieniem nadzoru autorskiego
• Autor koncepcji i główny projektant:
  Kuryłowicz & Associates
• Projekt wykonawczy/współpraca autorska:
  konsorcjum DEMIURG i home OF houses
• Konstrukcja:
  konsorcjum DEMIURG i home OF houses
• Inwestor:
  Instytut Biochemii i Biofizyki Polskiej Akademii Nauk (IBB PAN)
• Powierzchnia terenu:
  Inwestycja obejmuje obszar w promieniu ok. 200 m od głównego budynku bazy oraz na przylądku w odległości ok. 800 m od głównego budynku bazy.

***
Informacja o pracowni projektowej home OF houses
home OF houses to pracownia projektowa zapewniająca innowacyjne i twórcze rozwiązania dopasowane do indywidualnych potrzeb klientów. Zajmuje się kompleksowym opracowywaniem dokumentacji projektowych budynków użyteczności publicznej, usługowych, mieszkalnych, a także projektami wnętrz. Pracownia wyspecjalizowała się w projektach rewitalizacji budynków zabytkowych. Trzon jej zespołu stanowią projektanci z kilkunastoletnim doświadczeniem, pracujący pod kierownictwem architekta Rafała Mysiaka. Do najważniejszych inwestycji ostatnich lat należą: projekt rewitalizacji i adaptacji zabytkowej elektrowni EC1 w Łodzi na siedzibę instytucji kultury, projekt przebudowy budynku Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej w Warszawie, projekt przebudowy Młynów Richtera w Toruniu, z przeznaczeniem na siedzibę samorządowych instytucji kultury, projekt przebudowy budynku Pralni garnizonowej w  Toruniu na budynek mieszkalny, projekt budynku wydziału Politologii i  Psychologii Uniwersytetu Marii Skłodowskiej-Curie w Lublinie.

Informacja o firmie DEMIURG
DEMIURG działa na rynku od 2004 roku świadcząc usługi  w  zakresie  kompleksowej  obsługi  inwestycji.  Zespół DEMIURGA to architekci, inżynierowie, konstruktorzy i specjaliści budowlani, których doświadczenie zdobyte  przy  realizacji  wymagających  projektów,  pozwala  dziś podejmować firmie  nawet  najtrudniejsze  wyzwania  projektowe  i  realizacyjne.  DEMIURG zapewnia obsługę na wszystkich etapach procesu inwestycyjnego - od doradztwa na etapie koncepcyjnym, poprzez pełen proces projektowy wraz z  uzyskaniem  wszelkich  niezbędnych  decyzji  administracyjnych,  po  generalne wykonawstwo i nadzór inwestorski. Firma realizuje obecnie najwyższej jakości projekty budowlane i deweloperskie. Do najważniejszych inwestycji ostatnich lat należą: Concordia Design we Wrocławiu, Warzelnia Poznań, Politechnika Wrocławska, Komenda Policji w Kaliszu, Stary Rynek w Poznaniu, Biblioteka Uniwersytecka w Białymstoku, LAB 150, Dzieciniec pod Słońcem.