Partner sekcie:
  • Stavmat

Navrhovanie plášťov v 21. storočí

Navrhovanie plášťov v 21. storočí

Až do začiatku 20. storočia tvarovali stavby a usmerňovali proces ich výstavby nielen spoločenské systémy, životné potreby a spôsob práce, ale aj dostupné materiály a stavebné metódy. V 20. storočí sa s napredujúcou rýchlosťou vyvíjali nové technológie, ktoré sa aplikovali v priemysle, zväčša inom ako v stavebníctve. V súčasnosti však už nejde v stavebníctve iba o najlacnejšie a najrýchlejšie zabudovanie priestoru. 


Kľúč k úspechu v každom odvetví spočíva v prvom rade v dlhodobej spokojnosti klienta, ktorá súvisí aj s ekonomickou úspornosťou. Budovy súčasnosti nesmú užívateľovi spôsobovať problémy. Práve naopak, stavba mu musí zaručiť tieto požiadavky:

  • musí byť postavená z materiálov, ktoré sú šetrné k životnému prostrediu a ľudskému zdraviu, s nízkymi energetickými nárokmi a s minimálnymi emisiami,
  • budova musí poskytovať potrebnú funkčnosť a komfort,
  • budova, ktorá sa musí ľahko prispôsobiť zmenám užívateľských požiadaviek, má dlhú životnosť a nevyžaduje veľkú údržbu.

Hotel Westin, Varšava, PoľskoJe dôležité identifikovať špecifické požiadavky projektu ešte v začiatočnej fáze. Najmä ak majú byť plášte nášho storočia ozaj funkčné. Prototypy inovatívnych plášťov budov, ktoré vznikali v 80. a 90. rokoch minulého storočia, poukázali na mnoho praktických poznatkov z ich fungovania. Získané poznatky odborníci zapracovali do vývoja stavieb tohto druhu. V procese vývoja ide o prispôsobenie individuálnych systémových komponentov fasád. Prispôsobujú sa prostrediu, funkčnosti, konštrukcii a dizajnu. V procese návrhu budov s technicky komplexnými sofistikovanými architektonickými požiadavkami, ktoré nemôže pokryť modulárny systém, ide o definovanie a vývoj projektových a konštrukčných špecifík. Tie sa vyvíjajú na systematickom základe, ktorý sa uplatňuje najmä pri veľkých projektoch s vysokým stupňom opakovania jednotlivých modulov. Pri návrhu je dôležité precízne definovať všetky položky, vrátane rozpočtu investície, nákladov na prevádzku a údržbu. Čím skôr sa v projekte podrobne preskúma podstata plášťa, tým účinnejšie a rozsiahlejšie možnosti jej tvarovania možno vyvinúť. Ak na prípravu projektu zostáva málo času, hrozí veľký počet obmedzení, ktoré môžu vzniknúť. Rovnako náročné zvládnuť však je, ak počas plánovacieho procesu zostane dlho nedefinovaných príliš veľa obmedzení.

Faktory ovplyvňujúce návrh plášťov

Medzi hlavné faktory, ktoré ovplyvňujú využitie budovy, patria: prevádzkový čas budovy, vnútorná spotreba tepla, požiadavky na komfort miestností a správanie užívateľov. V požiadavkách na stvárnenie plášťov budov sa odráža aj účel budovy (plaváreň, kancelárske priestory atď.), druh (výšková budova), obmedzenia (vnútorná teplota, vlhkosť, rýchlosť vetra). Na základe týchto podmienok sa rozhoduje o dizajne plášťa. Mnohé sa odvíja aj od budúceho účelu budovy, či ide o administratívnu budovu, sídlo spoločnosti, alebo kongresové centrum, kino, voľnočasovú vzdelávaciu budovu, divadlo, nemocnicu, výrobný objekt, letisko, železničnú stanicu a pod. Medzi základné otázky patrí aj miesto, kde bude budova stáť. Lokálne vonkajšie podmienky kladú najväčšie nároky na opláštenie. Kľúčovú úlohu zohrávajú prevládajúce vonkajšie teploty vzduchu a hladiny slnečného žiarenia, rýchlosť vetra a smer. Stupeň architektonickej voľnosti pri navrhovaní fasád budov ovplyvňuje aj fakt, či ide o projekt novej budovy, alebo rekonštrukciu.

Berlin Arch Office, Hamburg, Nemecko. Sklený plášť uzatvára jadro kostry, ktorej tabule sú zavesené na silných oceľových nosníkoch. Šesť vnútorných záhrad zjemňuje prechod medzi vnútorným a vonkajším prostredím. Tradičný dizajn spočíva v dvojitej fasáde, ktorá podporuje prirodzené vetranie a redukuje investičné a prevádzkové náklady.Poradie dôležitosti jednotlivých návrhových kritérií závisí od uhla pohľadu jednotlivých zložiek celého investičného procesu. Klienti a investori, ktorí myslia v dlhodobom horizonte, sa v procese návrhu zameriavajú na budúce požiadavky prevádzkovateľa alebo nájomníkov (prevádzkové náklady, imidž, flexibilitu atď.). Flexibilita je čoraz dôležitejším faktorom. Pre investorov je dobre navrhnutá budova nákladovo efektívna v dlhodobom horizonte, periódy jej neobsadenosti musia byť krátke a má nízke náklady na údržbu a renovácie (pridávanie nových prvkov, ktoré šetria energiu či zabezpečujú komfort).V počiatočnej fáze každého procesu plánovania je nesmierne dôležité, aby si všetci účastníci procesu plánovania a výstavby budovy, či už architekt, projektant, alebo realizačná spoločnosť, detailne a záväzne zadefinovali všetky špecifiká projektu. Zaručí sa tak prehľadnosť pre všetkých zúčastnených, predíde sa nedorozumeniam, redukuje sa riziko a náklady.

Fázy návrhu obvodových plášťov

IZD Kancelárske centrum B, Viedeň, Rakúsko. Budova sa týči do neba a končí špicato vo vyčnievajúcom päťposchodovom arkieri. Tento prvok dodáva budove dynamiku, určuje smer a jej individuálny charakter. Počas prípravnej fázy musí projektový tím zvažovať niekoľko možných riešení, ktoré zohľadňujú špecifické podmienky a využitie najnovších stavebných možností. Viac ako na zlepšovanie jednotlivých komponentov sa treba sa zamerať na optimalizáciu celkových nákladov konštrukcie a plášťa budovy. V komplexnom projekte stavby sa súčasné návrhové aktivity delia na štyri fázy: fázu možností návrhu, integráciu návrhu, modulovú fázu návrhu a návrh komponentov. V tomto štádiu sú riešenia projektu predmetom detailnej analýzy, ktorá vyhodnocuje tieto faktory: nákladovú efektivitu (investície, prevádzkové a údržbové náklady), voľbu dizajnu, energetické požiadavky (kúrenie, chladenie, vetranie, svetlo), environmentálny vplyv, komfort miestností (tepelné, vizuálne, akustické atď.), jednoduchosť používania/prevádzky, náklady a jednoduchosť údržby, rovnako ako flexibilitu zmeny použitia a modernizovania jednotlivých zariadení. Pre projektantov opláštenia a ich realizátorov predstavujú jednotlivé fázy aj špecifikáciu konštrukcie a montáže.

Vo fáze možností návrhu projektový tím definuje a zvažuje všetky možné návrhy. V tomto procese si projektanti kladú tieto otázky: Aký stupeň decentralizácie (technické vybavenie budovy a zabezpečenie) a tvarovania (plášť budovy) možno dosiahnuť? Aký stupeň automatizácie by mohol poskytnúť plášť a technológia budovy? Aké pasívne, aktívne, prispôsobivé a integrálne komponenty by boli vhodné pre konkrétne špecifické požiadavky. Aké ochranné, zabezpečovacie a výhodné funkcie by budova mala ponúknuť? Prvkami budovy sú: vetranie, vykurovanie, klimatizácia, svetlo, elektrická energia (získavaná konvenčnými alebo alternatívnymi prostriedkami: fotovoltaické články, vietor). Ktoré operačné módy sú vhodné pre budovu a jej dizajn a účel?

Jubilejný kostol, Rím, Taliansko. Jeden z významných príkladov súčasnej architektúry. Jubilejný kostol je výrazným precedensom v medzinárodnom dizajne kostolov. Zakrivená kostra až do výšky 26 m, ktorá pripomína biele plachty plachetnice, a zasklené svetlíky sú významným prínosom pre architektúru mesta Rím. Na fasáde sa museli vytvoriť špeciálne teleskopické profily, ktoré môžu prísť do styku s betónom. V komplexnejšom projekte sú súčasťou tejto fázy aj špecializované štúdie. Tie zahŕňajú simulovanie a analýzu hladiny prirodzeného vetrania, ktoré sa očakáva. Zisťujú aerodynamické správanie konštrukcie budovy a jej okolia. Nasleduje analýza mechanických a termodynamických vlastností vnútri plášťa a budovy. Počas fázy integrácie dizajnu sa študuje vybratý koncept a pristúpi sa k jednotnému riešeniu. Aby sme dosiahli najlepší výsledok, je dôležité posudzovať komplexný systém, ktorého komponenty sa vzájomne ovplyvňujú. Koncentrácia na jednotlivé časti systému je prípustná, ak nemajú výrazný dosah na ostatné zložky. Cieľom nie je optimalizácia individuálnych zložiek budovy, ale zvažovať a hodnotiť budovu ako celok, vrátane všetkých prepojení medzi geometricky či funkčne prepojenými modulmi. Predmety systémovej integrácie sú: vonkajšie steny, technológia budovy a technické zabezpečenie budovy. Decentralizovaná technológia budovy bude v budúcnosti hrať v procese návrhu omnoho dôležitejšiu úlohu ako dnes. Výhody inovatívneho konceptu stavby možno využiť, ak sú komponenty technického príslušenstva a vybavenia rovnako ako plášť jednoduché na kontrolu a sú napojené na inteligentný kontrolný systém. Technologické zabezpečenie budovy umožňuje všetkým integrovaným komponentom, aby boli na seba napojené buď tradičným elektrickým prepojením, alebo cez počítačovú sieť. To umožňuje, že jednotlivé zložky môžu medzi sebou komunikovať.

Banka BRE, Katovice Poľsko. Vypuklo zakrivená hlavná fasáda je najvýraznejšia časť komplexu BRE banky, ktorý bol geometrickou výzvou. Celostenová fasáda s modrými zrkadlovými sklami vytvára jemný, ale nápadný vzhľad. Modulová fáza návrhu zahŕňa uskutočnenie plánovaných styčných plôch v rámci modulov. Len čo sa rozhodne o fasáde, zvažujú sa možnosti: realizácia otvorov, opláštenie, panelová výplň skeletu, či bude fasáda založená na stĺpoch, nosníkoch. Riešia sa aj detaily ako usporiadanie pevniacich konzol fasády a pripojovacie miesta stien. Pozornosť sa musí sústrediť na špeciálne aspekty ako „interaktívne“ konštrukcie vonkajších stien (funkčnosť, citlivosť a flexibilita) a kontrolné technológie pre vonkajšie steny. Rozhodnutie by sa malo zakladať na minimalizácii investícií a prevádzkových nákladov, zložitosti a rizika. Treba maximalizovať flexibilitu a funkčnosť. Na záver tejto fázy projektový tím definuje požiadavky na jednotlivé moduly rovnako ako styčné plochy modulov. Počas fázy dizajnu komponentov zvažujú projektanti hotové plány, ktoré obsahujú plán práce a časový harmonogram stavby. Táto fáza zahŕňa optimalizáciu a realizáciu funkčných požiadaviek a dizajn styčných plôch definovaných v modulovej fáze.

Dr. Ing. Winfried Heusler
technický riaditeľ, Schüco International KG.
Foto: Schüco International KG