Futurisztikus látványvilág - a jövő cementgyára Királyegyházán

2011. szeptember 15-én avatták fel a Baranya megyei Királyegyháza új cementgyárát, amely az M Mérnöki Iroda és az Építész Kör tervezőcsapatának elképzelései alapján épült fel. A hatalmas technológiai létesítmények tövében húzódó központi irodaépület szokatlan, mozgalmas tömegformálásával és színvonalas részletmegoldásaival hívja fel magára a figyelmet - terméskő, üveg, fémlemez és fénycsíkok alkotta különleges összképet nyújtva.

A beruházás története

A cementgyártás két legfontosabb alapanyaga a mészkő és az agyag, e kettő kiégetéséből születik meg a klinker a kemencében. A cement ennek a klinkerásványnak a nagyon finomra őrölt és különféle adalékanyagokkal feldúsított formája. Ezek az adalékok a mészkő, vas-oxid, homok, gipsz és kohósalak. A cementgyárak általában olyan helyre települnek, ahol a két fő alapanyag – a mészkő és az agyag – egymás közelében megtalálható.

 

 

Királyegyházán azonban nincs sem mészkő, sem agyag. Mit keres itt mégis a cementgyár? Ennek oka a magyar társadalom félelme mindenféle ipari beruházástól. Hiába tudjuk, hogy az ipar munkahelyeket teremt, hiába tudjuk, hogy az Európai Unió rendkívül szigorú környezetvédelmi előírásai mellett már nem épülhet környezetszennyező beruházás Európában. A cementgyár felépítésének gondolatát sok helyen nem fogadták szívesen, nem így Királyegyháza és Szentlőrinc települések. A választott helyszín logisztikailag tökéletes: az M60-as autópálya tervezett útvonala és a Szentlőrinc-Sellye vasútvonal kereszteződésében található.

A létesítmény 2008 januárjában kapta meg az építési engedélyt Szentlőrinc város Építésügyi osztályától, ekkor kezdődött el a munka a legnehezebb épületek – a hőcserélő torony és a silók – alapozásával. A végleges technológiai tervek 2009 januárjára készültek el, ezután felgyorsultak az események és lényegében 1,5 év alatt az épületek nagy része elkészült. 2010 nyarán először a klinker-vonal került átadásra, majd 2010. év végére valamennyi épület építése befejeződött. A használatbavételi eljárás 2011-ben zajlott le, az ünnepélyes avatást szeptember 15-én tartották.

 

 

A beruházó Nostra Cement Kft. kezdetben a Strabag 100%-os tulajdonában állt. Mire a beruházás befejeződött, már Európa egyik legjelentősebb cementgyártója, a Lafarge tulajdonába került a tulajdoni hányad 70%-a. A Királyegyházi Cementgyár ma a Lafarge csoporthoz tartozik, de a  tervezéskor lefektetett alapelveket még a Strabag alakította ki, amelyek a gyár mai megjelenésén is tükröződnek.

Mik voltak ezek az alapelvek? A gyár legyen egy rendkívül zöld, környezetbarát, modern technológiát felvonultató ipari létesítmény. A környező mezőgazdasági területekből a lehető legkisebb területet vegye el, legyen kompakt, az alapanyagok nagy része környezetbarát módon, vasúti szállítással kerüljön a gyárba. Külső megjelenése mutasson túl egy szokványos cementgyáron, hangsúlyozza a modernségét, ezen keresztül a belső technológiai tartalom és az épületek külseje kerüljön egyensúlyba.

 

 

Funkcionális bemutatás

Egy cementgyár létesítményeit funkcionális szempontból öt csoportra lehet osztani, ezek sorrendben a következők:

• nyersanyagfogadás, -tárolás
• klinker-előállítás
• cementkészítés
• cementtárolás és -kiadás
• kiszolgáló létesítmények (irodák, műhelyek stb.)

Ebben a cementgyárban - a szállítási módok közül a vasúti szállítás elsődlegessége miatt - az alapvetően vonalas technológiai elrendezésű létesítményeket három sorban helyezték el. A bejárathoz képest az első sorban kapott helyet az irodaépület, valamint a központi raktár-, és szervizépület. A többi kiszolgáló jellegű létesítmény lényegében ezen sor részének tekinthető. Itt található az „agyközpont", a központi vezérlőterem is. A következő technológiai sort a klinker-előállítás létesítményei, a kész cement tárolásának és csomagolásának, valamint közúti és vasúti kiadásának építményei alkotják. A harmadik sorban a nyersanyagtárolás, valamint a cementőrlés épületei helyezkednek el.

A vonalasság megtartása mellett egy cementgyár esetében ezek az épületek a gyakorlatban nagyon sokféle módon helyezkedhetnek el, azonban az ugyanekkora kapacitással rendelkező üzemek rendszerint jóval nagyobb területen valósulnak meg. A Királyegyházi Cementmű helyszínrajzát tanulmányozva kiemelkedik a vasúti szállítás dominanciája, központi elhelyezkedése és a kompaktságra való törekvés.

Lenyűgöző méretek, árulkodó mennyiségek

• Összes beépített szintterület: 32.500 m²
• Összes felhasznált fémlemez burkolat: 90.795 m²
• Összesen felhasznált beton: 153.921 m³
• Összesen felhasznált szerkezeti acél: 9.500 t
• Legmagasabb épület - Hőcserélő torony: 103 m
• Legnagyobb kapacitású siló - Klinkertároló: 90.000 t
• Legnagyobb fesztávú épület - Nyersanyagtároló csarnok: 65 m
• Legmélyebb épített szint - Vagonürítő: -10 m

Statikai különlegességek

Ritkán adatik meg az építőmérnök számára, hogy ilyen nagy bizalmat kapjon a megrendelőtől, mint amit az M Mérnöki Iroda Kft. élvezhetett a Királyegyházi Cementgyár tervezése során. Az építmények jó részénél egyértelmű volt az anyagválasztás, nevezetesen, hogy vasbetonból vagy acélból célszerű-e építeni őket. A hőcserélő torony, valamint a három malom (a cement-, nyers- illetve a szénmalom) esetében komoly megfontolásokat és előzetes vizsgálatokat kellett végezni ahhoz, hogy letegyük a voksunkat az egyik vagy a másik építési mód mellett.

 

 

Abban az esetben, ha a technológiai berendezések szállítója egyben az azokat körülölelő épületek építője is, ezek az építmények általában acélból készülnek. Ha ez kettéválik, vagy a vasbetonépítés igen olcsó az adott területen - különösen a fejlődő országokban -, általában ez utóbbi használata indokolt. A vasbeton épületeknek azonban van egy jelentős hátránya: jóval lassabban készülnek el, mintha acélszerkezetből épülnének. Ez számunkra is hátrányt jelentett az említett négy kulcsfontosságú építmény esetében.

 

Az ipari létesítmény nem csak méreteivel, de egyedi mélyépítési megoldással is meglepi a szemlélőt. A Nostra Cement irányításával az építkezésen csaknem 3500-an dolgoztak. A 105 méter magas a hőcserélő torony, a 60 méteres a klinkersiló, és az 5 kilométer hosszú iparvágány mellett felépült egy, hazánkban még újdonságnak számító, polisztirolhabbal kikönnyített töltés is. A nem kellően szilárd, összenyomható talajok komoly kihívást jelentenek a mélyépítők számára. A talaj terhelését ezekben az esetekben minden eszközzel csökkenteni kell. A megszokott könnyű feltöltésekhez (pl. salak) az utóbbi években az expandált polisztirolhab is felsorakozott. A hőszigetelés területén már 1960 óta ismert termék számos előnyös tulajdonságát a mélyépítőipar is jól ki tudja használni. Kis sűrűsége révén a teherhordó talajra nehezedő terhelés csak százada a megszokott eljáráshoz képest, ezért jól használható rézsű mögötti töltés könnyítésére. Az EPS blokkok alkalmazásával csökken a vízszintes irányú nyomás, így kisebb teherbírású, karcsúbb, olcsóbb tartószerkezet is megfelelő stabilitást eredményez. További előnye ennek a megoldásnak, hogy csökken a műtárgyak alatti vezetékek és egyéb sérülékeny létesítmények függőleges terhelése, ami költségtakarékos és biztonságos építést tesz lehetővé. Jól használhatók az EPS blokkok alagutak fölött a földtöltés súlyának csökkentésére, de akár stadionok lelátói alá is beépíthetők. A geohabnak (Geofoam) ismert eljárást először 1972-ben alkalmazták a norvégiai Oslóban, a Flom hídjánál terhelés csökkentésére. Csak Japánban 1985 és 1987 között mintegy 2000 építkezésen 1,3 millió köbméter polisztirolhabot építettek be. Az Amerikai Egyesült Államokban 1989-ben használták először, de itt található a legnagyobb projekt is: a Salt Lake City melletti 2x6 sávos észak-déli autópálya építéséhez 100.000 m3 EPS blokkot használtak fel. Az EPS egyedi alkalmazását találjuk a sanghaji Forma1 pálya esetében is. A talajterhelés csökkentése érdekében a mocsárra épült komplexum kialakításánál is EPS blokkokkal váltották fel a földtöltést.   16/54 A töltéskönnyítő elemek elhelyezése     Magyarországon még nem gyakori, hogy töltések belsejében, útpályák, repülőtéri burkolatok, vasúti pályaszerkezetek alatt, vagy különösen hideg folyadékokat tároló tartályok alá polisztirolt építsenek be. Az Austrotherm extrudált polisztirolhaboknak ugyan volt már hasonló alkalmazása a Budapest-Pécs vasútvonal talpfái alatt, de EPS alkalmazására most először került sor. Királyegyházán egy 30 és egy 70 méter hosszú, 2-5 méter magas, 7 méter széles támfal mögötti földtöltés könnyítésére volt szükség. Az 1300 m3 anyagot a pécsi Sztráda 92 Kft. építette be.  A 2 m3-es Austrotherm Strada blokkokat munkagépek nélkül, kézi erővel könnyen a helyükre lehetett tenni. Az elemek beépítése igen gyors, a szállítás jól ütemezhető, munkahelyi tárolás nélkül is megoldható volt. A külföldi tapasztalatok kedvező képet festenek az élettartamról is. Norvégiában 20 évvel ezelőtt egy építkezés során kísérleti célból EPS tömböket helyeztek a föld alá. Ezeknél eddig minőségromlást nem tapasztaltak. Az EPS hab nem bomlik, így környezeti terhelést a talajba elhelyezve sem jelent, sőt kis tömege miatt a normál feltöltésekhez képest jelentősen kisebb a szállítási üzemanyag-felhasználási igénye.

 

Nem volt kétséges előttünk, hogy Magyarországon a vasbeton olcsóbb építőanyag, mint az acél. Ráadásul a megrendelőnk, a Strabag építőként is jegyzi ezt a létesítményt. Ezért vasbetonból terveztük meg ezeket az épületeket, ami munkát jelentett a Strabag dolgozói és betongyára számára, amellett, hogy egyértelműen olcsóbb variáció volt. Azt kellett megoldanunk, hogyan készülhet el mindez nagyon gyorsan. A technológiai szállító kiválasztásával eltöltött idő késleltette a beruházás elindulását, a véghatáridő azonban „kőbe vésett" volt. A megoldást a csúszózsalu és a helyszíni előregyártás kombinációinak újszerű alkalmazása adta. Mind a négy kulcsfontosságú épület függőleges teherhordó szerkezete csúszózsalus technológiával épült, a vízszintes teherhordó szerkezetek pedig vagy üzemben, vagy a helyszínen előregyártva  készültek. Ez a megoldás teljesen újszerű és egyedi, nincs tudomásunk arról, hogy bárhol a világban használták volna ezt a kombinációt.

Építőmérnökként a másik komoly kihívást az jelentette, hogy a létesítményt bár logisztikailag rendkívül jó helyre telepítették, alapozási szempontból azonban egyáltalán nem. Ha a cementgyár egy mészkő-nyerő bázis közelében lenne, valószínűsíthetően a talajfelszín alatt 1-10 m-re jó teherbírású talajréteg (homok, kőzet, stb.) húzódna, azonban ennek a területnek nincs meg ez az adottsága. A talajmechanikusok legmélyebb fúrása 75 m volt, de itt sem találtak olyan réteget, amely jobb tulajdonságokkal rendelkezne, mint a felsőbb talajrétegek. Mivel a talaj nagyon laza szerkezetű és eddigi története során nem kapott komoly előterhelést, az építmények egy részének rendkívül nagy koncentrált terhe miatt jelentős süllyedésekkel kellett számolni.

A talajmechanikusokkal együttműködve, épületenként külön-külön vizsgáltuk meg, mi lenne a legcélszerűbb alapozási mód. Ennek eredményeként a választott megoldások nagyon változatosak lettek: alkalmaztunk függőleges drénezést, egy éves időtartamig tartó előterhelést, valamint kétféle cölöpalapot és a síkalapoknak szinte minden válfaját, így a létesítmények számára rendkívül rossz adottságú talajszerkezet mellett a lehető legolcsóbb alapozás jöhetett létre. Azoknál a szerkezeteknél, ahol ez nem okoz technológiai gondot, a süllyedést megengedve terveztünk, amelyeknél ez nem volt lehetséges, ott olyan alapozási módot választottunk, amelyek megakadályozzák a jelentős süllyedéseket. A Királyegyházi Cementmű alapozása a geotechnikus végzős hallgatók számára kimeríthetetlen szakdolgozat-témát adhat még jó néhány évig.

 

 

Vízió - a jövő munkahelye

A cementgyár eredeti koncepciótervét kidolgozó osztrák MHM Ziviltechniker GmbH építészirodával és a szakkivitelezőkkel együttműködve készültek az engedélyezési és a kiviteli tervek, valamint az épületek és építmények is. A létesítmény megjelenése túlmutat a Magyarországon megszokott ipari beruházásokon: impozáns, futurisztikus, érdekes formai és esztétikai megoldásokkal fűszerezett, ugyanakkor egységes megjelenésű. A technológiai épületek tömegformálása a funkciónak legjobban megfelelő, racionális. Az iroda-, és a szervizépület azonban - méretéből és funkciójából adódóan - mozgalmasabb, izgalmasabb épülettömegeket ihletett.

Épületszerkezeti érdekesség az iroda-, és szervizépület déli fala melletti füvesített rézsű kialakítása: a rossz geotechnikai adottságok miatt a néhol hat méter magas földfeltöltés tömegét a talaj nem bírta volna el, így a kritikus helyeken a feltöltés magját 1×1×2 m méretű polisztirolhab tömbökből alakítottuk ki, nagyságrendileg 1.000 m3 volumenben. Egy ilyen komplexum tervezésénél nagy kihívást jelent az óriási fal-, és tetőfelületek kulturált kialakítása. A felhasznált homlokzati anyagok - kő, porszórt acél és alumínium, látszóbeton és üveg - társításával egységes megjelenésű, változatos, ugyanakkor impozáns létesítményt sikerült kialakítani.

 

 

Meghatározó homlokzati anyag az úgynevezett Gabion fal. Ez általános esetekben támfalként használatos, szabályos négyszög keresztmetszetekkel; itt elsősorban esztétikai, valamint karakteres homlokzatképző szerepet kapott, változatos vastagságban és formai kialakítással. Az irodaépületben külső és belső falfelületek készültek ebből a plasztikus megjelenésű szerkezetből, felhasználva a bükkösdi kőbányából származó mészkövet, ami egyben a cementgyártás egyik fő alapanyaga. A saját bányából származó kő megjelenik meg a reprezentatív terek terazzo padlóburkolatában is, ahol a kötőanyagként használt cement egyértelműen utal a gyár funkciójára.

Az iroda-, és szervizépület homlokzatain karakteres elemekként jelennek meg a világító sávok által tagolt geometrikus alakzatokhoz igazodó, mozgalmas formájú külső nyílászárók, amelyek méretükkel, tagolásukkal és szerkezeti megoldásaikkal hívják fel magukra a figyelmet - kihívás elé  állítva a tervezőket és a kivitelezőket egyaránt.

Belső kialakítás

Az irodaépület tervezése során fontos volt az esztétikus, elegáns, ergonomikus megoldások alkalmazása, amelyek kiválasztását helyszíni mintafelületek megépítésével segítette a kivitelező. Az irodákat elválasztó falak rejtett rögzítésű, bútor minőségű asztalos szerkezetek, amelyek hűvösen elegáns formájukkal és színvilágukkal jól illeszkednek a modern épületbe. Az irodákat a közlekedőtől elválasztó, keret nélküli biztonsági üvegfalakba teljes belmagasságú üveg tolóajtók kerültek. Az üvegfalon való átlátást fehér színű, szitázott vonalkód-minta akadályozza meg, ami a fényt viszont átengedi.

 

 

Az épített falakban lévő belső ajtók is figyelemre méltó kialakításúak, hiszen ipari környezetben nemigen találkozni síkban illeszkedő és záródó szerkezetekkel, amik a tervezés, gyártás és beépítés során fokozott figyelmet követeltek, de letisztultan szép megjelenésük meggyőző. Az egész beruházásra jellemző a megszokottnál igényesebb anyagok és szerkezeti megoldások használata. Kiemelkedik az előcsarnok és a központi irányítóterem nagyvonalú, ugyanakkor funkcionális és ergonomikus belsőépítészeti kialakítása, mely jelképe lehet a gyárnak.

A fémlemez életre keltése

Az ipari létesítményeknél általánosan használt fémlemez homlokzatburkolatok monotonitását a nagy felületeket megtörő hornyok teszik mozgalmassá. A gyár megjelenésével kapcsolatban alapvető szempont volt, hogy nappal és éjjel egyaránt attraktív látványt nyújtson, és ne csak méreteivel nyűgözze le a szemlélődőt. Ezt a hatást úgy sikerült elérni, hogy a fémlemez homlokzatburkolatot hornyokkal tagoltuk: a viszonylag nagy keresztmetszetű „árnyékfugák" sötét színű fémlemez-borítással és rejtett világítással készültek, így a nappali és éjszaki látvány egymás inverzeként jelenik meg, ami minden napszakban már messziről felhívja magára a figyelmet.

Technikai érdekesség a hornyok kialakítása, amit ekkora méretekben homlokzati szendvicspanel alkalmazásával lehet a legesztétikusabban megvalósítani. A szakkivitelezővel tartott konzultációk során sikerült meghatározni az alkalmazott anyagot és technológiát: rejtett rögzítésű Kingspan KS Optimo falpanel, utólag vágott hornyokkal, és egyedi fémlemez horonyburkolatokkal, mivel ez tűnt a legkorrektebben kivitelezhető és legtartósabb megoldásnak. A sarkoknál, attikáknál, szögtöréseknél vágott paneleket és egyedi fémlemez takarószegélyeket építettünk be.

 

 

Az irodaépület homlokzati falain a szendvicspanel burkolat mögött légrés és nem éghető szálas hőszigetelés található, mivel csak így biztosítható a szigorú hőtechnikai követelményrendszernek való megfelelés, ugyanis a homlokzati hornyoknál a hőszigetelés teljes keresztmetszetében eltávolításra került. A fűtetlen ipari létesítményeknél nem készült kiegészítő hőszigetelés a homlokzatburkolat mögé.

A horonyburkolatok és a világító sávok végleges kialakítása több helyszíni minta elkészítése és tökéletesítése után került elfogadásra. Az eredeti tervekben minden homlokzati horonyba került volna rejtett világítás, de ezek száma költségtakarékossági szempontok miatt csökkent. A LED világítást rejtő hornyok elé szürke fóliával kasírozott plexi lemezek kerültek, amelyek az időjárás viszontagságai elleni védelmet és esztétikus, homogén megjelenést biztosítanak.

---

Királyegyháza, Cementmű

Koncepcióterv: MHM Ziviltechniker Gmbh: Florian Molzbichler

tervezés éve: 2007-2010
kivitelezés éve: 2008-2011
bruttó szintterület: 32.500m²
generáltervező:  Épületek, építmények, technológiai acélszerkezetek
M Mérnöki Iroda Kft Project felelős: Perl Tamás
környezetvédelem, teljes infrastruktúra:: Total Kft
project felelős: Csonka Pál
építész munkatársak: Építész Kör Kft.: Keresztes Béla, Fritz János
M Mérnöki Iroda Kft.: Horváth Zoltán, Török Zoltán, Varga Zsuzsanna
geotechnikai tervezés: Geoplan Kft.
bruttó beruházási költség: 72 milliárd Ft
építtető/megbízó/fejlesztő: Nostra Cement Kft.
generálkivitelező: Strabag-MML. Kft.