Předmětem mé práce pro ateliérový projekt ATOS se stala stavba nového obecního úřadu pro Příčovy u Sedlčan. Nynější stavba stojí na parcele st.13, která je situovaná v západní polovině obce v zákrutě silnice 3/10233 spojující ves v jednom směru s 2 kilometry vzdálenými Sedlčanami a ve směru druhém s okresní komunikací č.18 Centrální poloha stavby vůči vesnici dobře dokumentuje její účel, neboť v současné době slouží jako sídlo obecního úřadu. Kromě toho funguje i jako zázemí pro zaměstnance OÚ a sídlí zde kadeřnictví a masérství. Návrh vychází z několika skutečností. Reaguje na dopravní situaci v daném místě. Jak už jsem zmiňoval stavba se nachází v ohybu hlavní dopravní komunikace vedoucí vesnicí. Úhel otočení je v této zatáčce více než 90 stupňů a silnice se v jednom směru zužuje na méně než 6 metrů, přičmež na jedné straně je uzký chodník, který je jedinou komunikací pro chodce v tomto sektoru, a na straně druhé ji ukončuje stěna přilehlého domu. Do už tak komplikované situace vstupuje budova obecního ůřadu, která vytváří v přirozené cestě překážku. Další kolizní faktor vytváří vstup do budovy v blízkosti zúžení a parkovací stání před budouvou úřadu – dík zde zaparkovanému vozu je silnice ještě jasněji vymezena a jakýkoliv úhybný manévr nebo vybočení není možné, což v lokalitě, kudy projíždí školní autobusy a velká nákladní auta, není úplně optimální. Vyjíždějící řidič zde nemá prakticky žádnou šanci zjistit, zda se již zpoza rohu neblíží vozidlo v kolizním kurzu. Jelikož odklon dopravy místní zástavba neumožňuje a zásahy do zúženého pruhu nejsou kvůli situaci a cizímu vlastnictvímu možné, pokouším se v projektu situaci zpřehlednit půdorysným tvarem objektu, který kopíruje křivku ideální zákruty, přesunem parkovacího stání do útrob stavby a umístěním vstupu na parcelu v místě nejpřehlednější části přiléhající ulice. Celému dopravnímu konceptu okolí by prospěla i změna přednosti ve prospěch vedlejší komunikace, která by dopravu zbrzdila. Přizpůsobuje projekt okolní zástavbě. Krom výše zmíněných ploch vozovek sousedí parcela OÚ s dvěma soukromými parcelami, které jsou zastavěny vícegenaračními dvoupatrovými rodinnými domy – v kombinaci s nevhodnou orientací k světovým stranám, tedy jih ve směru ke „koutu“ vzniklému stykem obou stínících budov. Toto vede k výslednému stinnému prostředí parcely. Modifikace SunVector Mojí úvodní myšlenkou bylo vytvořit plochu, která nebude stínícími objekty dotčena, nebo tedy, na kterou bude dopadat určité množství slunečních svitu. K realizaci této ideje jsem využil znalostí s předmětu Stavební fyzika 1 a programu Grasshopper. V úvodní fázi jsem si pomocí Diagramu zastínění určil potřebné výšky několika bodů na parcele a následně tyto data přenesl do počítače, kde jsem vytvořil model. Tuto metodu jsem v další fázi práce přepracoval do podoby skriptu. Přestože výpočty prováděné počítačem byly přesnější než moje výsledky získané přikládáním digramu a odečítáním průsečíků, stále se jednalo o tentýž princip – tedy posouvání 2d diagramu z bodu do bodu. Revolučním nápadem měnícím od základu postupy se stal skript Sun Vector, který umí vytvořit 3D vektorový model dopadu slunečních paprsků pro danou dobu. Rozšířením tohoto skriptu jsem dosáhl kýženého cíle s poměrně přesnými výstupy. Vstupem do procesu výpočtu jsou stínící plochy, 2 mezní časy a sledované body. Skript zjišťuje, jak vysoko je potřeba bod vynést, aby nebyl zastíněn žádným z objektů v oba časy. Elaborátem je tedy výšková mapa, ze které lze snadno získat „limitní plochu“ pro návrh. Na základě vnitřního uspořádání prostoru se některé úseky vyextrudují, čímž se lépe vytyčí cesta slunečnímu svitu do útrob. Využívá moderních technologií. Jednou z úvodních inspirací projektu byla struktura a tvar listu – příroda vytváří nepřeberné množství variací a všechny mají své logické opodstatnění dané evolucí a svou funkci plní dokonale – proto jsem se snažil lehce následovat jeden z přírodních příkladů, tedy vydal jsem se cestou biomimiker (podle práce M.P.Zari o Biomimetice lze můj projekt zařadit do Organického levelu sledujícího formu a proces). Pro strukturu fasády jsem zvolil systém podobný komůrkovému systému v listu. Podobně jako rostlina má v těchto segmentech své energetické syntetizéry, i já se pokouším fasádu přetransformovat ve výrobnu energie – navíc stejně jako v listu zelené energie. Jedná se o princip bioreaktoru, který si nechala patentovat společnost Origin oils, a s kterým jsem se setkal v architektuře v návrhu ateliéru Emergent Architecture – Flower Street BioReactor a ateliéru Squared Design Lab - EcoPods. Získávání energie by se tak v rámci současného trendu přesunulo od abstraktních představ o uhelných dolech, ropných vrtech a vzdálených elektrárnách ještě více do běžného lidského života a lidé by tak měli lepší příležitost uvědomit si její hodnotu. Bioreaktor Origin Oils Technologie bioreaktoru přináší revoluci do průmyslové produkce energií a paliv – jedná se o budoucí náhradu a v současnosti začínající konkurenci fosilních paliv. Ropa, plyn a uhlí, všechny tři suroviny čeká stejný osud – tedy vyčerpání. Krom toho tyto energetické zdroje mají jednu velkou nevýhodu společnou s dalšími surovinami, které se převádějí na energii spalovaním (dřevo), že produkují velké množství skleníkových plynů a jedovatých splodin. U dřeva se setkáváme s problémem jeho časové náročnosti jeho produkce. U jaderných energií nás zatěžují odpady a potenciální rizika užívání. U některých obnovitelných zdrojů (viz. solární panely) je dnes často diskutována rentabilnost.. Bioreaktory tyto překážky zdárně překonávají. Jejich hnacím motorem jsou drobné mořské řasy – ALGAE – které se nepřetržitě v reaktoru obnovují a proto se dají označit za nevyčerpatelný zdroj. Rostlina algae přeměňuje škodlivý uxid uhličitý za pomoci fotosyntézy na hutný přírodní olej, který se dá průmyslově využívat pro extrakci paliv (benzín, nafta), výrobu plastů, rozpouštědel atd. Při spalovaní algae nevznikají žádné těžké kovy ani síra a jen zanedbatelné minimum skleníkových plynů. Další výhodou je kompatibilita extraktu z algae se současnými palivy, takže nebude třeba přistupovat k změnám v infrastruktuře. Takovéto množství výhod logicky vede k otázce, jak náročná je výroba. Firma Origin Oils zaručuje investorům návratnost investic, neboť jsou si svým patentem jisti. Proces získávání oleje z rostliny je opravdu jednoduchý a rychlý (oproti milionům let tvorby ropy) a nazývá se Quantum Fracturing. Tento postup má dva kroky – růstový a extraktovací. V růstovém kroku je roztok s dospělými jedinci algae nejprve veden slučkou, kde se přidává pod tlakem CO2 v podobě mikrobublinek jako ph modifikátor. Toto zapřičiní, že jsou minerály obsažené ve vodě injektovány přímo do algae a jsou tak lépe vstřebávány – takto obohaceny se dostávají do Helix bioreaktoru, kde rostou dík slunečnímu/diodovému svitu a kde mohou být v procesu Live extraction takzvaně „dojeny“ - z buněk se uvolňuje lehkou přesně danou elektrickou stimulací olej a růstem se neustále doplňuje. Tato fáze může probíhat prakticky nepřetržitě a dosahuje se tak mnohem větší produkce oleje z rostliny než by tomu bylo za normálních okolností. V druhém kroku jsou již ty kultury, které jsou již plně dospělé. transportovány skrz elektromagnetické pole působící narušení buněčných stěn algae (nikoliv likvidaci buňky, která přežívá dál a může být stále užitečná), ty pak uvolňují gravitací olej na povrch v extraktovací nádrži, proces nese název Single-step oil extraction. Tato fáze se děje jedenkrát za den a je nutná pro obměnu kultur. Růst rostliny trvá méně než pár hodin a navazující extrakce jen zlomek tohoto času a tento proces se pak stále opakuje. Odpadním výstupem je biomasa tvořená odumřelou algae – ta je dále využitelná jako krmivo pro zvířata, palivo a další aplikace. V případě Příčovského obecního úřadu počítám s hlavní strojovnou, kde by byla umístěna potřebná řídící zařízení společně s převodníkem oleje na palivo, elektrickým generátorem a nádrží na čerstvé kultury, které je, ačkoliv se rostlina sama reprodukuje, čas od času třeba občerstvit. Pod touto místností vzniká v konceptu prostor pro hlavní produkční nádrže. Hlavní extraktovací nádrž je umístěna paralelně s výtahovou šachtou, kde by v prostoru galerie měla vytvářet zajímavou vizuální scenérii. Helix bioreaktory, stěžejní prvky bioreaktoru, zastávají zároveň hlavní konstrukční systém stavby – v sendvičové stěně jsou zformovány dutiny (komůrky) po vzoru rostlinné říše ve tvaru voronoi plnící tuto funkci. Řídící jednotky helixbioreaktorů jsou vloženy do meziprvkových prostor a starají se o přísun a odvod komponent procesu. Do reaktoru směřuje hned několik rozvodů – odvod dospělých algae/ přívod nových kultur, odvod oleje, přívod CO2, elektrická přípojka a přívod/odvod vody na čistění. Veškerá vedení jsou průhledná a integrována pod vnitřní povrch sendvičové stěny. Voronoi struktura fasády. K pokrytí fasády je využito skriptu, který utváří 2D voronoi na základě řídících bodů. Postup začíná tvorbou zástupné plochy obdélného tvaru, kterou rozdělíme na určitý počet segmentů a pak ji namapujeme na námi vybranou plochu. Zdeformované segmentování dozná úprav pomocí výpočtu zakřivení, který zjišťuje stupeň zakřivení každého dílce a podle toho do sektoru umisťuje adekvátní počet bodů. Body jsou pak zpět přemapovány do 2d zástupné plochy a zde přichází aplikace voronoi. Vzniklé křivky jsou opět přeneseny zpět na fasádu, čímž dostáváme fasádní dělení na povrchu. Nyní rozdělíme křivky na x bodů, u kterých určíme normálu k ploše a po této normále je posuneme. Vzniklé body spojíme linkou s jejich vzory a ze vzniklých čar vygenerujeme vnitřní stěny komůrek. Stojí na inovativní konstrukci. Konstrukce stavby vychází z výše zmíněného komůrkového systému bioreaktorů, který je v podstatě sendvičovou deskou. Jednotlivé komůrky se v různé ploše dotýkají a formují tak pseudokostru objektu. Statické vlastnosti kostry jsou podpořeny faktem, že v bioreaktorech je udržován tlak, který je nutný pro lepší průběh reakce. Velikost a tvar segmentů závisí na zakřivení plochy v daném místě, je-li křivost větší dílce jsou menší a podle křivosti se směrem do hloubky rozbíhají nebo sbíhají na základě normál k ploše v daném bodě– vypočty byly provedeny skriptem v programu Grasshopper stejně jako voronoi struktura. Dobrou soudržnost kostry, zabezpečení proti smyku a vybočení konstrukce umožňuje sendvičové vrstvení. Materiály a výroba. Výroba je podmíněna přesným počítačovým modelem, který bude předložen k prefabrikaci. Celá budova bude tedy vytvořena v továrně a po částech převezena na staveniště. Samotná výroba začíná generováním vnější a základní vnitřní vrstvy z akrylonu a rozdělení na transportovatelné dílce. Volba tohoto materiálu je opodstaněna mnoha jeho výhodami – je lehčí než sklo, výborně odolává ultrafialovým paprskům a dobře vede světlo, má výborné elektroizolační vlastnosti, vydrží namáhání i při nízkých teplotách, už při 130 stupních Celsia je tvárné pro další zpracování lisováním a vakuovým tvarováním a lze jej velmi dobře spojovat lepením speciálními lepidly např. roztokem polymeru v organických rozpouštědlech, chloroformem, kyselinou octovou, lepidlem Umacol M3. Nejprve se tedy vyrobí rovinné desky, které jsou vakuově tvarovány do žádaných zakřivení. V další fázi počítačem řízené robotické paže prošíjí (při teplotě okolo 200 stupňů Celsia) v přesných místech na skrz obě plochy karbonovými vlákny. Prošívání probíhá magnetickou navigací, jedna paže přitahuje vlákna od paže druhé k sobě. Tímto procesem vzniknou protokomůrky vypletené z uhlíkových vláken. Abychom mohli ztužit tuto strukturu vyřežou se do akrylonových ploch otvory pro ostřikovače, které pokryjí vnitřní stěny dutin akrylonovým postřikem. Do děr mezi prostory jsou vloženy řídící jednotky, po jejich usazení jsou fixovány akrylonovou zálivkou meziprostor. Díry na vystříkání útrob jsou zpět zavíkovány a zataveny. Výroba pokračuje přetažením další vrstvou akrylonu, dále vyvedením instalací na povrch a vylisováním drážek do mezisegmentových prostor na povrch poslední vnitřní vrstvy. Na stavbě se při kompletaci roztahají vedení do připravených drážek a nanese se finální vrstva akrylonu. Vnitřní stěny a podlahy mají podobnou konstrukci, ale nefungují jako bioreaktory a nejsou z čirého akrylonu, ale ze zakaleného, nicméně je v nich udržován také stálý pneumatický tlak pro dobrou únosnost konstrukce (což znamená pouze jeden vstupní vedení do segmentu a sdružování řídících jednotek a jejich centralizace – nejlépe v do jedné z komůrek). Umístění okenních průzorů na fasádě je variabilní – závisí na venkovních podmínkách, na roční době – fasáda si zachovává možnost využít kterýkoliv ze segmentů jako bioreaktor, ale stejně tak může zůstat dutina prázdná (vyčerpán vzduch, cca. vakuum) a sloužit jako okno. V zimním období, kdy z exteriéru přichází sluneční paprsky pod velkým úhlem a jsou tak filtrovány samotnou hloubkou stěny není třeba příliš řešit stínění, ba naopak je výhodné využít „neplaceného“ vytápění Sluncem. I reaktory potřebují ke svému chodu větší množství slunečního svitu a proto se vyplatí snížit jejich počet, aby solární kolektory stále zvládaly napájet diody pro růst rostlin (spotřeba je naprosto minimální, ale při těchto okolnostech se bude s výrobou rovnat). Naopak v letních měsících začne být aktuální problém stínění a proto stoupne využití plochy fasády bioreaktory, které lámou díky hustotě roztoku světlo a způsobují v budově roptýlené světlo se zeleným nádechem. V souvislosti s tvarem fasády, jejím povrchem a hlavně reprezentativním charakterem vyvstává otázka jejího čištění. V tomto směru jsem přesvědčen o použití fasádního čistícího robota, který se pohybuje pomocí vákuových přísavek po fasádě. Tito roboti se nejčastěji využívají při čištění výškových budov. Náklady na čištění jsou mnohem nižší, než když stejnou práci provádí člověk. Poskytuje bezbariérový přístup v celém objektu. Objekt není dělen na souvislá podlaží, ale prakticky každá „místnost“ má svoji specifickou výšku, která je odvozena od limitní plochy fasády. V důsledku toho bylo výhodné vyvarovat se v projektu obecního úřadu schodišť – komunikaci zastává systém bezbariérových ramp a jeden výtah – pohyb výtahu je založen na změnách elektromagnetického pole (polarity) ve výtahové šachtě a jedná se tedy o magnetickou levitaci. Tato technologie je novinkou na trhu, první zkušební aplikace proběhla minulý rok v Tokiu firmou Toshiba. Výhody těchto výtahů spočívají v jejich plynulejší, tišší a pohodlnější jízdě. Koncept domu sleduje požadavky zadání a navzdory k velmi malému a nevhodně orientovanému pozemku je plní. Prvním prostorem, s kterým se po vstupu setkáváme je parkovací stání, kam lze zaparkovat až dvě auta – budova má sloužit především obyvatelům vesnice a jejímu vedení, což znamená, že všichni potenciální uživatelé žijí v docházkové vzdálenosti. Umístění dvou komerčně využívaných prostor vychází z předpokladu, že pro dobrý prodej musejí být ve visuálním kontaktu s případnými zákazníky, proto vstupy do obou jsou dobře viditelné už od vchodu. Masérství sídlí v nejhlouběji zasazené ploše se spíše potemělejší atmosférou, která doplní relaxující pocit při masáži. O jednu výšku patra nad ním nalezneme kadeřnictví, které naopak disponuje dostatečným množstvím světla a jeho lokace na pomyslném rohu ulice s podlahou exponovanou lehce nad zemi z něj dělá reklamu samu sobě. Sousedící místnosti zabírají veřejné toalety. Jejich kapacita je přímo úměrná využití budovy. V každý pracovní den je přítomen pouze starosta, služby nebudou fungovat každý den a zasedání zastupitelstva se koná dvakrát do měsíce. „Buňka“ vlastního obecního úřadu se klene nad parkovacími stáními – jedná se o 3-úrovňový prostor navržený podle studijí Fraunhoferského Institutu pro Průmyslové Inženýrství (IAO). Vchází se do první nebo třetí úrovně. První úroveň plní funkci zasedací místnosti a je zde i malý archiv. Tato zóna je v Office21 označována jako Action zone a je to místo sloužící ke komunikaci v týmu, shromažďování informací. Do mezipatra je vsazena kuchyňka a odpočinková zóna. Odpočinková zóna je v současnosti dost podceňovaným prvkem pracovního prostředí – místo kde lze v podvědomí hledat možná řešení problémů a kde je skrz relaxaci podporována a stimulována kreativita. Poslední podlaží „buňky“ nese funkci interaktivní zóny. Zde jsou umístěny veškerá pracovní zařízení – elektronika, pracovní deska,..Z tohoto prostorů je dík mezeře mezi domy ultimátní výhled do centra vesnice, což symbolizuje metaforický dozor starosty na obec. V nejvyšších podlažních úrovních (nad kadeřnictvím) je také umístěna místnost veřejného internetu s moderní knihovnou – tato knihovna vychází z předpokladu, že budoucnost přinese digitalizaci dat. Tj. do místnosti projdete dík ověření čipovou kartou, přihlásíte se k jednomu z počítačů a najdete požadovanou knihu v databázi – tu si následně nahrajete za poplatek do své digitální knihy. Posledním důležitým prostorem v projektu je malá galerie, která po vzoru Guggenheimova muzea v New yorku servíruje díla návštěvníkům pohybujícím se po nakloněné rovině, nachází se v rozšířeném sektoru komunikace mezi nejvyšším a středním podlažím. Odkazy: www.orginoil.com - web společnosti ORIGIN OIL www.oilgae.com – projekt na podporu průmyslu na výrobu paliv z algae www.ecomimicry.com – projekt zabývající se přenášením přírodních principů do architektury, umění a urbanismu. www.argeco-dubai.com – roboti na čištění fasád www.office21.de – projekt kanceláří budoucnosti www.digitalbookindex.org – webová digitální knihovna
