Mnichovský stadion

Olympijský stadion v Mnichově, otevřený pro letní olympijské hry roku 1972, dodnes působí jako architektura ze sci-fi filmů. V době svého vzniku připomínal vizi budoucnosti a ani po více než půlstoletí neztratil nic ze své schopnosti vyvolávat úžas.

1. Fyzický model segmentu olympijského stadionu, ověřující tvar a statické chování konstrukce.

Snímek Archiv autora

Stadion bývá nejčastěji spojován se jmény architekta Güntera Behnische a architekta, inženýra a experimentátora Freie Otta. Přesto byl Otto ke stavbě po celý život kritický. Ačkoli šlo o jeho nejznámější realizaci, považoval ji za příliš těžkou a příliš vzdálenou ideálu, který hledal. Jeho cílem bylo nalézat formy vznikající z působení sil a vlastností materiálu, nikoli z architektovy vize.

2. Fyzický model segmentu olympijského stadionu, ověřující tvar a statické chování konstrukce.

Snímek Archiv autora

V tomto rozporu spočívá jedna z nejzajímavějších vrstev mnichovského stadionu. Stavba vznikala v okamžiku, kdy se ve stavebnictví začínaly prosazovat počítačové výpočty, ale digitální nástroje byly stále pomalé, drahé a zdaleka neuměly vše, co od nich dnes očekáváme. Návrh stadionu se tak stal mimořádným střetem dvou způsobů navrhování: analogového a digitálního. Výsledná střecha olympijského stadionu je dodnes svědectvím okamžiku, kdy se oba přístupy musely naučit spolupracovat.

Celý příběh začal u architektonické soutěže vypsané v roce 1967 pro olympijský areál na mnichovském Oberwiesenfeldu. Vítězný návrh týmu Güntera Behnische pracoval s krajinářskou kompozicí, nad níž se měla rozprostírat lehká transparentní střecha. Její tvar nápadně připomínal německý pavilon na světové výstavě Expo 67 v Montrealu, který navrhli Frei Otto a Rolf Gutbrod. To, co v Montrealu pokrývalo plochu několika tisíc metrů čtverečních, mělo být v Mnichově zvětšeno do zatím nevídaných rozměrů. Samotná střecha olympijského areálu měla nakonec dosáhnout plochy přibližně 75 000 m² .

3. Olympijský stadion v Mnichově z ptačí perspektivy.

Erich Haefele, Alamy, Profimedia

Porota byla architektonickou kvalitou návrhu přesvědčena a udělila mu první cenu. Současně však panovaly vážné pochybnosti o tom, zda lze takovou konstrukci vůbec postavit. Právě v této situaci byl osloven Frei Otto, který se soutěže původně vůbec nezúčastnil. Když byl na začátku roku 1968 přizván ke spolupráci, upozornil na to, že návrh obsahoval rozsáhlé plochy s nedostatečným zakřivením, které by při rozumné úrovni předpětí neposkytovaly potřebnou tuhost. Otto proto navrhl systém šikmých zavěšených vzpěr, který umožnil vytvořit souvislé sedlové plochy s výrazně příznivějším statickým chováním.

V průběhu roku 1968 vznikaly ve Stuttgartu desítky modelů různých měřítek. Některé sloužily k hledání formy, jiné ke zkoumání deformací a zatížení. Fotograficky se zaznamenávalo působení vnějších sil na modely. Dvojité expozice a speciální měřicí zařízení umožňovaly sledovat i velmi malé změny tvaru. Tým tak získával informace o tom, jak se síť deformuje při různých úrovních předpětí a zatížení. Právě otázka předpětí se stala jedním z hlavních sporů uvnitř týmu. Frei Otto prosazoval nižší hodnoty a pružnější konstrukci, podobnou pavilonu v Montrealu z roku 1967. Inženýři Fritz Leonhardt a Jörg Schlaich požadovali vyšší tuhost a větší rezervu proti deformacím. Nakonec bylo zvoleno výrazně vyšší předpětí, než jaké Otto považoval za ideální. Postupně se ukázala i slabina fyzických modelů. Konstrukce byla mimořádně citlivá na rozmě rové odchylky. U kabelu dlouhého padesát metrů mohla chyba jediného centimetru změnit předpětí přibližně o patnáct procent. Modely byly zhotoveny převážně v měřítku 1 : 125 a každý uzel byl pájen ručně. Odchylky velikosti do jednoho milimetru, které byly při výrobě modelu prakticky nevyhnutelné, představovaly po přepočtu na skutečnou stavbu několik centimetrů. Pro prostorové hledání tvaru byly modely výborným nástrojem, ale pro výrobu tisíců kabelů a přesné určení jejich délky už přestávaly stačit.

4. Olympijský stadion v Mnichově, pohledy na střechu a konstrukční systém.

Franz Marc Frei, LOOK-foto, Profimedia

Na jaře roku 1969 se projekt dostal do kritické situace. Stavba se měla rozběhnout, ale inženýři stále neměli dostatečně přesná data pro výrobu konstrukce. Klaus Linkwitz, který měl na starosti měření modelů, upozorňoval, že problém neleží v kvalitě měření, ale v samotném principu. Spolu s matematikem Hansem-Jörgem Schekem začal paralelně rozvíjet numerickou metodu, která by umožnila určit geometrii kabelové sítě výpočtem. Ten vycházel z rovnováhy sil v uzlech sítě a umožňoval nalézt její tvar bez nutnosti převádět údaje z fyzických modelů. Z této práce později vznikla metoda hustoty síly (force density method). K pochopení problému přitom stále používali fyzický model – malou drátěnou síť, na níž ověřovali chování systému a rovnováhu sil.

5. Olympijský stadion v Mnichově, pohledy na střechu a konstrukční systém.

S. Forster, Alamy, Profimedia

V polovině roku 1969 musely být polohy stožárů a kotev definitivně určeny, protože výstavba základů už nemohla čekat. Tím se část návrhu fakticky uzavřela ještě před dokončením procesu hledání optimální formy. Právě k tomuto okamžiku se později vracel Frei Otto, když srovnával mnichovský stadion s dřívějším pavilonem na Expo v Montrealu. Zatímco v Montrealu bylo prioritou hledání optimálního tvaru, v Mnichově převládly otázky realizovatelnosti a časových omezení. Nicméně fixace části proměnných inženýrům pomohla dokončit jejich výpočty.

Výsledná střecha vznikla ze symbiózy pokusů s fyzickými modely a matematických výpočtů. Modely umožnily najít prostorovou logiku konstrukce a ověřit její chování. Počítače pomohly přesně určit rozměry a polohy jednotlivých prvků. Návrhový proces se během několika let proměnil z převážně experimentální práce s modely v kombinaci modelování, měření a numerických metod a v této proměně spočívá jeden z nejtrvalejších odkazů mnichovského stadionu.

6. Olympijský stadion v Mnichově, pohledy na střechu a konstrukční systém.

Florian Werner, LOOK-foto, Profimedia