Metaballs Pods – Polyfunkční komplex

Kategorie

Mám nápad

Autor podnětu

Správce

Vloženo

01. 01. 2009

Ročník

2012-2013

Městský obvod

Nezařazené
2 body

FA ČVUT
Ateliér Florián | Flow

ANOTACE

Řešené území se nachází v Plzni mezi hlavním vlakovým nádražím a historickým centrem města. Jedním z cílů projektu byla expanze zeleného pásu obklopujícího historické jádro města dále k nádraží a vytvořit tak ideální pěší spojení zelení s vedlejšími aktivitami. Cílem bylo vytvořit objekty, které nebudou fungovat na úkor zeleně, ale svou kompozicí hmot ideu parku podpoří. Parter je volně průchozí, komerční a jiné aktivity se nachází pod zemí, nebo v horních částech budov. Budovy se nestávají barierou, ale aktivní součástí parku, nekonkurují zeleni, ale jen funkčně doplňují danou lokalitu. Primární je pohyb lidí a to v různých úrovních. Pro návrh ideálního hmotového řešení byl vytvořen script prostřednictvím programu Grasshopper. Vstupními daty jsou křivky, které představují pomyslné pěší trasy, došlo k optimalizaci, kdy byla vybrána ideální možná spojení (trasy). Uvnitř nich jsou pak generovány křivky udávající tvar objektů, právě tak, aby neblokovaly vybrané pěší trasy. Byly vytvořeny objekty s ideálním rozmístěním jednotlivých budov, velikostí, šířkou a výškou, orientací a tvarem vzájemně propojené prostřednictvím scriptu založeného na metaballs.

MĚSTO PLZEŇ

Plzeň je čtvrtým největším městem v České republice. V západní části Čech zaujímá výrazné dominantní postavení jako silné průmyslové, obchodní, kulturní a správní centrum. Město bylo založeno v roce 1295 na soutoku řek Úhlavy, Úslavy, Radbuzy a Mže českým králem Václavem II. Výhodná geografická poloha mezi Prahou a zemskými hranicemi mu umožnila rychlý ekonomický rozvoj.

Dnešní Plzeň se rozkládá na ploše 125 km2 a žije zde zhruba 167 000 obyvatel. Vysoká kulturní i hospodářská úroveň města se odrazila v osobitém stavebním vývoji. Historické jádro města bylo v roce 1989 prohlášeno městskou památkovou rezervací. Mezi cenné stavební památky patří zejména gotický chrám sv. Bartoloměje, renesanční radnice, barokní přestavby budov arciděkanství a františkánského kláštera či židovská synagoga.
Na přelomu 19. a 20. století jsou dokončovány náročné stavby veřejných budov, např. městské divadlo, muzeum, Měšťanská beseda ap. Zcela ojedinělý je soubor 18 domů vyzdobených sgrafity podle návrhů Mikoláše Alše.

V období industrializace v 19. stol. byly v Plzni založeny známé průmyslové giganty – strojírenský komplex Škoda a Plzeňský Prazdroj. Mimořádným projektem v rámci celé České republiky je současná výstavba moderní průmyslové zóny Borská pole. Úsilí o zkvalitnění úrovně vzdělání vyvrcholilo v roce 1991 založením Západočeské univerzity.

Neobyčejně široká je také síť středních odborných škol, gymnázií a škol uměleckých. V Plzni působí také mezinárodní instituce – Alliance Francaise, Anglická knihovna, Rakouská knihovna a Americké centrum. Duchovní tradice města byly posíleny založením biskupství v roce 1993.

K nejhodnotnějším tradicím plzeňského kulturního prostředí patří činnost Divadla J. K. Tyla. Plzeň je dějištěm kulturních akcí a festivalů mezinárodního významu – Smetanovské dny, Skupova Plzeň, Historický víkend, festival Na ulici, Pilsner Fest, Mezinárodní bienále kresby či festival Divadlo. V rámci Plzeňského kulturního léta jsou pořádány koncerty na otevřených pódiích v centru města.

Rekreační možnosti Plzně jsou překvapivě bohaté, neboť město obklopují četné lesy s mnoha vodními plochami. Okolí města skýtá rozmanité možnosti výletů za historickými památkami Plzeňska.

Město Plzeň se rozkládá v Plzeňské kotlině na soutoku čtyř řek – Mže, Radbuzy, Úhlavy a Úslavy, jejichž splynutím vzniká řeka Berounka. Centrum města leží v nadmořské výšce okolo 310 m n. m., v okrajových částech se nachází několik vrchů s nadmořskou výškou přesahující 400 m. Nejbližší vzdálenost z Plzně k moři činí necelých 500 km, a to do Štětínského zálivu v Baltském moři nebo do Terstského zálivu v Jaderském moři. Město však nemá přímé spojení s mořem vnitrozemskou plavbou.

Klimatická oblast mírně teplá s dlouhým a suchým létem, krátkými a mírně teplými přechodnými obdobími jara a podzimu a velmi suchou zimou s krátkým trváním sněhové pokrývky.

Dlouhodobé klimatické údaje (1961 – 1990) (Bolevec)
Průměrný roční úhrn srážek 527 mm
Průměrný roční úhrn srážek (Radčice) 500 mm
Průměrné roční teploty 7,5 °C
Nejvyšší naměřená teplota 40,1 °C
Nejnižší naměřená teplota – 28,0 °C
Průměrné trvání slunečního svitu v roce 1 400 hodin
Průměrný počet dní s mlhou v roce 62

Převažující směry větru během roku:
západ 22%
jihozápad 18%
bezvětří 10%
Převažující směry větru během roku:
západ 22%
jihozápad 18%
bezvětří 10%

Vývoj počtu obyvatel v Plzni je úzce spjat s rozmachem průmyslu ve městě. Značné zvýšení počtu obyvatel nastalo v minulém století v letech 1869 – 1890 s rozvojem Škodových závodů a jiných průmyslových podniků. Počet obyvatel poměrně dynamicky rostl až do konce 19. století a dále i v první třetině 20. století. Po druhé světové válce dochází k poklesu obyvatel vlivem odsunu Němců a migrace obyvatelstva do pohraničí.

Ve druhé polovině 20. století se projevuje rychlý růst počtu obyvatel. Jsou budována nová sídliště s velkým množstvím panelových bytů, do nichž se stěhují lidé ze širokého okolí Plzně. Od poloviny 80. let začíná stagnace a později i pokles počtu obyvatel, což zřejmě souvisí se změněným demografickým chováním obyvatelstva obecně, ale i s menším množstvím dokončovaných bytů při asanaci a opravách objektů v centru města. Ke konci roku 2003 žilo v Plzni přibližně 164 000 osob.

Přelom tisíciletí spojený s dalšími významnými událostmi ovlivňujícími rozvoj naší společnosti – změna v uspořádání veřejné správy (vznik krajů) a vstup do Evropské unie, byl příležitostí pro ohlédnutí se za uplynulým obdobím a pro zamyšlení nad budoucností, které vedlo k přípravě Programu rozvoje města Plzně. Jedním z hlavních úkolů tohoto strategického dokumentu bylo zhodnotit, co se ve městě za uplynulých deset let změnilo. Výsledkem práce bylo přenesení vize budoucího města do konkrétních cílů, opatření a projektů, které se stále realizují. (01)

PLZEŇ – KANDIDÁT NA “EVROPSKÉ HLAVNÍ MĚSTO KULTURY 2015”

Plzeň kandiduje na titul Evropské hlavní město kultury roku 2015, kdy se evropskou kulturní metropolí stane vedle belgického zástupce také jedno z českých měst. Hlavní ideou projektu je sbližování evropských národů. Tuto myšlenku přinesla řecká ministryně kultury Melina Mercouri v roce 1985, ve stejném roce se jako první Evropské hlavní město kultury představily řecké Athény. V souvislosti s rozšířením Evropské unie se v současné době uvedeným titulem každoročně pyšní dvě města dvou zemí EU. Rok 2015 je věnován České republice a Belgii.

Města, která získala titul evropské kulturní metropole, se stávají vyhledávaným cílem mnoha umělců či turistů a jejich prestiž v zahraničí výrazně stoupá.

Kandidatura poskytuje Plzni jedinečnou příležitost ukázat a především rozvíjet v mezinárodním měřítku kulturní bohatství i tradice regionu.

Hodnotící zpráva z roku 2005 posuzuje volbu Evropského hlavního města kultury jako jeden z nejlepších evropských projektů. Oceňuje evropskou dimenzi, rozšíření ekonomických zdrojů z kultury a cestovního ruchu a nastavuje pravidla pro přípravu, výběr i realizaci rozmanitých kulturních projektů. (02)

(01) _ http://www.plzen.eu/
(02) _ http://www.plzen2015.net/kandidujeme/proc-plzen/

ŘEŠENÍ LOKALITY KULTURNÍHO DOMU PLZNĚ

Plzeň jako multikulturní, otevřená komunikující metropole s vitální a svébytnou uměleckou scénou s důrazem na živé umění, festivaly, kreativní technologie, design a umění ve veřejném prostoru. Pro získání titulu hlavního města kultury pro rok 2015 připravuje spoustu zásadních vizí. Vše stojí na pár základních bodech jako je propojení umění a technologií, vzájemných vztahů…

Jednou z úloh je také vytvoření dostatečného množství prostor pro konání kulturních a veřejných akcí, kultivace a vytváření nových veřejných prostranství.

Jednou z parcel s velkým potenciálem kulturních aktivit a reprezentace města je území tvořené blokem s Kulturním domem města Plzně.

Řešená lokalita se náchází mezi hlavním vlakovým nádražím a historickým centrem města. Je vymezena ulicemi Americká, Sirková a Denisovým nábřežím. Ulice Sirková, navazující na Tyršovu, je hlavním silničním tahem městem. Území je hlavní spojnicí mezi vlakovým nádražím a historickým centrem města, denně přes ně proudí davy obyvatel Plzně. Území je lidmi hojně navštěvováno a i přes to, že momentálně není příliš lákavým místem města, působí dojmem lidnatosti a života.

Současný stav bloku je kritický, kulturní dům ve svých suterénech nabízí zanedbané obchodní prostory, neosvětlená temná zákoutí s množstvím stánků. Objekt lázní již dlouhou dobu nefunguje. Snahou projektu bylo vyřešit jižní část bloku, kde se nachází právě Kulturní dům. Jedním z neodmyslytelných problémů Plzně je nedostatek parkovacích míst, kterým se projekt také zabývá.

Jelikož se Plzeň uchází právě o titul “Evropského hlavního města kultury 2015” a potýká se s nedostatkem budov s funkční náplní věnované kultuře a kultivovaných veřejných prostranství podobně jako mnoho českých měst, je tento blok revitalizován v tomto duchu. Jako další se zde nachází budovy bývalých lázní, poliklinika, objekt nákupního domu Tesco a Policie České republiky. Tyto však nejsou momentálně předmětem řešení.

VEŘEJNÉ PROSTORY

Jedním z cílů projektu byla expanze zeleného pásu obklopujícího historické jádro města dále k nádraží a vytvořit tak ideální pěší spojení zelení s vedlejšími aktivitami.

Cílem bylo vytvořit takové objekty, které nebudou fungovat na úkor zeleně, ale svou kompozicí hmot ideu parku spíše podpoří. Komplex je pro mne “druhou fází” staveb, kdy “první fází” je klasický dům spojený se zemí celým svým půdorysným průmětem, “třetí fází” pak domy levitující nad zemí. Tzv. “druhá fáze” se mi v momentální situaci technické i mentální připravenosti lidí jeví jako nejpřirozenější variantou vycházející z přírodních typů, kdy každá rostlina má svůj stonek, skrze nějž je spojena se zemí. Parter je tedy volně průchozí, komerční a jiné aktivity se nachází pod zemí, nebo v horních částech budov. Budovy se nestávají barierou, ale aktivní součástí parku, nekonkurují zeleni, ale jen funkčně doplňují danou lokalitu. Primární je pohyb lidí a to v různých úrovních. Pěší může kombinovat různé typy pohybu. Buď horizontálně pod zemí, horizontálně na povrchu, horizontálně skrze vrchní části budov nebo toto kombinovat prostřednictvím vertikálních spojení stonky budov.

Hmota budov se příliš neliší od klasických blobů. Díky zmíněnému odsazení budov od země je v prostoru parteru hmota budov klenutá nad hlavami průchozích. Lehkost tyčové konstrukce a fádního systému měla navodit co nejpříznivější podmínky pro splynutí domů s parkem. Domy jsou vzájemně proklenuty podobně jako stromy v alejích, parcích, či volné přírodě, kterými se člověk pohybuje právě primárně navrženými pěšími cestami, stromy jen dokomponovávají daný prostor, vymezují cestu. Daná koncepce hmoty také nabízí jak prostory stíněné samotnými budovami, tak prostory prosvětlené skrze prostory mezi napojeními.

Sama parcela přiléhá k řece Radbuze, což vybízí k oživení nábřeží a přivedení pěších přímo k řece. Dané území se nachází ve svahu, který klesá od ulice Americká směrem k severu s výškovým převýšením až 7 metrů. Tohoto bylo využito pro zbudování podzemních podlaží, skrze něž může pěší sklesat až k řece. Střecha podzemních podlaží tvoří prostor parteru, je koncipována tak, že je po určitých úsecích, odpovídajících předchozím analýzám cest, svahována. Je tvořena plochami zeleně, vodními plochami, pochozími zpevněnými plochami, ale také světlíky do podzemních podlaží. Toto svahování (zalamování terénu) má navodit atmosféru přírodního parku s klesáními a stoupáními, řešenými tak, aby byly svahované části bezbarierové. V terénu jsou zářezy pro vstupy do podzemních prostor, aby nebyl parter mrtvý, ale nabízel možnost změny aktivity z odpočinku v parku na možné posezení v kavárně s napojením na park, nebo možnost nákupů či kulturního vyžití.

HLEDÁNÍ HMOTOVÉHO ŘEŠENÍ

Pro návrh ideálního hmotového řešení byl vytvořen script prostřednictvím programu Grasshopper. Vstupními daty jsou křivky, vytvořené spojením bodů reprezentujících možné průchody pěších. Křivky tak představují pomyslné pěší trasy, došlo však k jejich redukci a optimalizaci, kdy byla vybrána ideální možná spojení (trasy) a odstraněny cesty vedoucí např. skrze stávající zástavbu nebo jejichž význam nebyl tak velký. Uvnitř nich jsou pak generovány křivky udávající tvar výsledných “kokonů”, právě tak aby neblokovaly vybrané pěší trasy a svým meřítkem příliš nekonkurovaly stávající zástavbě, jejich velikost je také korigována dle požadavku na proslunění prostoru parteru, kdy by při přílišném nahustění kokonů došlo k zastínění celého prostoru pod budovami.

K vytvoření ideální hmoty byl tedy použit script, který by nabízel co největší variabilnost návrhu, pomáhal v tvorbě řešení na základě vstupní představy, jednoduše měnil hmotové řešení dle představ architekta i investora. Přesunul středisko práce od hodin strávených nad “rýsovacím prknem”, kdy je práce spíše intuitivní a nenabízí takové množství variant, k práci spíše výzkumné, kdy je díky definici a stanovení vlastních prioritních vstupních podmínek vytvořen ideální návrh budov. Těžištěm se tedy na dlouhou dobu stalo hledání vlastních priorit, podmínek jak sociálních tak přírodních a místních, dle nichž by byl script tvořen. Prostřednictvím finálního scriptu lze jednoduše měnit výšky, šířky jednotlivých budov nezávisle na sobě a docílit tak ideální výškové a šířkové kombinace. Krom výšky a šířky lze také měnit natočení budov a prací s křivkou její celkový tvar. Dlouhá doba strávená nad vytvořením scriptu se tak vrací v podobě možnosti vytvoření velkého množství variantních řešení, která jsou pak dle vzájemných diskusí s odborníky v jednotlivých oborech jednoduše měněna. Dochází tak k vzájemné interakci a spolupráci už od počátku návrhu, kdy architekt přizpůsobuje návrh nejen formální estetice často jdoucí proti ostatním oborům, ale podmínkám stanoveným odborníky.

PROPOJENÍ HMOTY PROSTŘEDNICTVÍM METABALLS

Díky prvnímu scriptu byly vytvořeny samostatné vzájemně nepropojené objekty, “kokony”, s ideálním rozmístěním jednotlivých budov, jejich velikostí, šířkou a výškou, orientací a tvarem. Takto však byly vytvořeny separované neprůchozí buňky neschopné využívat vzájemných výhod, funkcí, služeb, spolupodílet se na celkové únosnosti konstrukce, kdy silnější vypomáhá slabšímu. Proto prostřednictvím scriptu založeného na metaballs byly jednotlivé “kokony” vzájemně propojovány.

Při popisu tělesa s využitím implicitních ploch (metaballs) se těleso nepopisuje hranicí (jak je tomu například u polygonálních či parametrických reprezentací) ani vyčíslením obsazeného objemu v prostoru, ale množinou implicitních funkcí spolu se specifikací jejich vzájemné kombinace. Implicitní funkce je určena rovnicí, která každému bodu v prostoru přiřazuje určitou hodnotu. Tuto hodnotu můžeme považovat například za hustotu tělesa či intenzitu síly v daném místě prostoru. V rovnici popisující implicitní plochu vystupují implicitní funkce, jejichž hodnota je závislá na poloze bodu (v Euklidovském trojrozměrném prostoru E3 jde o souřadnice x, y a z). Vlastní vykreslení spočívá ve volbě hranice (threshold), pomocí které je určena izoplocha (isosurface), která je s využitím analytických či numerických metod vykreslena. (03)

Pro praktické aplikace se dnes používají spíše polynomiální funkce nízkého stupně, které mají pro modelování a vykreslování výhodnější vlastnosti než exponenciální funkce. Tato zajímavá technika byla dále rozšiřována a vznikaly tak objekty nazývané Blobby objects, Soft objects, Metaballs a podobně. Jules Bloomenthal (další autor, který se implicitními plochami aktivně zabýval) v roce 1988 zveřejnil poznatek, že všechny tyto objekty patří do stejné kategorie a mohou být proto označeny jediným názvem implicitní plochy. (03)

Vstupními daty pro script jsou “kokony” vygenerované ve scriptu číslo jedna. Díky tomuto scriptu je hledána optimální varianta vzájemného propojení, hledání důležitých a nepodstatných spojení a míra vzájemného propojení.

Metaballs, neboli implicitní plocha, se konstruuje pomocí takzvané kostry (skeleton). Kostra se skládá z jednodušších částí nazývaných prvky kostry, kde každý prvek odpovídá jedné implicitní funkci. Prvky kostry jsou ve své nejjednodušší podobě vyjádřeny svým středem a intenzitou, kterou působí na své okolí. Tato intenzita je největší ve středu prvku kostry a se vzrůstající vzdáleností od tohoto středu se snižuje. Vykreslíme-li pouze izoplochu jednoho bodového prvku kostry, zobrazí se jako koule, protože intenzita se od středu prvku kostry zmenšuje do všech stran rovnoměrně. Podobný jev nastane, vykreslíme-li skupinu prvků kostry, které jsou od sebe dostatečně vzdáleny. V tomto případě se zobrazí pouze osamocené koule. Jestliže jsou některé prvky kostry dostatečně blízko u sebe, dojde ke splynutí ploch a výsledný tvar tělesa je podobný kapce. Prvky s kladnou intenzitou se přilepují k sobě, zatímco prvky s intenzitou zápornou do výsledného tělesa vytlačují díry. (03)

GENEROVÁNÍ PARTERU

Parter byl generován ve variantách prostřednictvím scriptu vytvořeného Ondřejem Otýpkou v programu Grasshopper, kdy vstupním prvkem byly spojnice možných pěších tras vycházející z předchozích průzkumů, kde došlo ke spojování bodů určených možnými pěšími průchody. Generování parteru opět díky scriptu probíhalo ve variantách, avšak v mezích již dříve vybraných pěších tras a umístěných “kokonů”.

VNITŘNÍ PROSTORY

Prostory jsou navrženy tak, aby byly co nejlépe průchozí a na sebe vzájemně navazující. Podzemní podlaží jsou tři, z velké části věnované parkovacím plochám určeným jak pro dané objekty, tak pro veřejné parkování, jelikož se Plzeň potýká s velkou absencí parkovacích stání. Dále jsou pod povrchem umístěny nákupní prostory, fungující jako průchozí pasáž spojující podzemní průchod pod křižovatkou ulic Americká a Sirková s nábřežím řeky Radbuzy. Skrze ně se pěší může dostat až k řece, kde se nachází občerstvení a půjčovna lodiček. Přes “stonky” budov se pěší dostane jak do garáží, tak do horních částí “kokonů”, které jsou přístupné jak z podzemních prostor tak z úrovně parteru. Čtyři “kokony” jsou věnované kulturním sálům, jsou nejblíže řece, tvar “kokonu” napomáhá celkovému tvaru jednotlivých sálů. Sály jsou přístupné vždy z nižšího podlaží, kdy se do sálu vstupuje prostřednictvím rampy. Nachází se tu dva kinosály, jeden divadlení a hudební sál. Dva největší “kokony”, sloužící jako spojovací body, jsou vnitřní zahrady. Mají nabízet možnost pobytu v přírodním systému po celý rok, ale také rychlé odběhnutí si do přírody z jednotlivých vnitřních prostor “kokonů”, obvzláště pak jako odpočinkové prostory pro pracovníky v administrativních částech komplexu, nacházejících se ve východní části. Spojovací krk mezi dvěma zahradami tvoří opět nákupní prostory.

PANORAMATICKÉ POHLEDY

Celková hmota budov je koncipována tak, aby výškově plynule přecházela do okolní zástavby. Toto umožňuje právě tvar “kokonů”, kdy se výška “kokonu” směrem ke krajům snižuje. Díky tomu komplex nadvyšuje současnou výškovou hladinu a nenásilným způsobem se tak stává novou dominantou, ale zároveň výškově nekonkuruje okolí. Celková výšková hladina komplexu je také koncipována tak, aby plynule přecházela do okolí, komplex je snížen uprostřed z důvodu možného průhledu na výškovou budovu Plzně a naopak výškově graduje směrem na východ, kde se také uvažovalo o dalším možném místu pro umístění nové výškové budovy Plzně. Výška naopak klesá směrem k řece, čímž má navodit dojem rozvolněnější zástavby a utvořit tak příznivější prostředí v prostoru říční promenády.

(03) _ http://www.root.cz/clanky/implicitni-plochy-metaballs-v-pov-rayi/

NOSNÁ KONSTRUKCE

FÁZE 1 _ PROVEDENÍ VÝPOČTU A ANALÝZY ŽEBROVÉ KONSTRUKCE
VÝPOČET PROVEDL ING. ALEŠ NEVAŘIL (VUT) S VYUŽITÍM MKP SW ANSYS

V první fázi byla nosná konstrukce navržena z horizontálních a vertikálních žeber o stejné tloušťce a hustotě. Výpočtem se mělo docílit co nejlepší materiálové úspornosti, kdy mělo dojít k optimalizaci žeber, jejich prořídnutí a ztenčení v místech nejmenšího zatížení a naopak. Výpočet žebrové konstrukce byl proveden na typickém “kokonu”. Pro výpočet byla konstrukce zjednodušena. Spodní spojená část každého žebra byla uvažována zanořená až po úroveň prvního horizontálního žebra a po této délce kotvena. Fasáda byla pro výpočet specifikována jako lehký obvodový plášť.

Celý model se skládá z 5945 prvků lokalizovaných 7152 uzly, tj. je řešena úloha statické analýzy pole přemístění a pole napětí popsaná 42078 rovnicemi. Předpokládá se pevné uchycení vertikálních žeber od úrovně nejnižšího horizontálního žebra dolů. Gravitační zrychlení se uvažuje hodnotou 9,81 m/s2.

Vzhledem k faktu, že cílem je nalezení úrovně napjatosti, nikoliv výsledného napětí, byla jako referenční hodnota zvolena tloušťka všech prvků (vertikálních žeber i horizontálních žeber – plošin) hodnotou 250 mm. Předpokládá se, že se jedná o ŽB s objemovou hmotností 2500 kg/m3. Ve všech stycích se uvažuje plné spolupůsobení. Celková hmotnost nosné konstrukce při zvolené tloušťce žeber je 1651 tun.

Úloha je modelována s využitím MKP SW ANSYS, kde je použito skořepinového 4 uzlového prvku SHELL63. Úroveň namáhání prvku je zobrazována pomocí hodnoty tzv. ekvivalentního napětí (von Miesesovo napětí), které převede prostorovou napjatost na 1 hodnotu napětí. Aby bylo možné určit, které oblasti jsou z hlediska namáhání zásadní, jsou výsledná ekvivalentní napětí zobrazována pro různý rozsah hodnot legendy, a to do 10, 20, 30, 40 a 50 MPa a poté až pro maximální hodnotu 88,7 MPa.

Srovnáním jednotlivých obr. je možné si udělat představu o nejvíce namáhaných částech nosné konstrukce. Pro úplnost je doplněno i pole přemístění, které dává představu o deformaci konstrukce jako celku. Všimněte si, prosím, že konstrukce se chová nesymetricky a zásadní poklesy jsou v místě „volného“ nepřipojeného konce stavby.

FÁZE 2 _ NOSNÁ KONSTRUKCE Z TYČOVÝCH PRVKŮ

V konečném stádiu a na základě porovnání účinnosti, možnosti využití vnitřních prostorů a estetiky konstrukce s výše analyzovanou žebrovou konstrukcí, byla jako nosná zvolena kontrukce z tyčových ocelových prvků.

Slouží jako nosná konstrukce celkové hmoty, stejně tak jako nosná konstrukce fasády. Je z ní vypletena i konstrukce jader a nosné konstrukce jednotlivých pater.

Konstrukce by byla buďto z protipožární oceli nebo oceli v níž by byla vedena voda z důvodu dodržení protipožárních norem. Případně by konstrukce byla z kompozitního materiálu.

ŘEŠENÍ FASÁDNÍHO SYSTÉMU

Fasáda byla řešena spíše jen na úrovni ideové skici.

Ispirací pro fasádu byly šupiny ryb a hadí kůže, kterých existují různé modifikace a stejně jako u fasády nejsou rovnoměrně po celém těle zvířete, někde dokonce dochází i k jejich absenci. Hojně se také vyskytují v rostlinné říši. Všude mají šupiny hlavně ochrannou funkci. Inspirace šupin je již hojně využívána např. v lodním průmyslu, kdy po vzoru plakoidních šupin jsou navrhovány povrchy trupů lodí. Umožňují totiž hladší proudění vody kolem těla. Takovýchto příkladů je jistě více.

Celá fasáda byla opět scriptována v programu Grasshopper z důvodu možnosti lepší práce s fasádou a variabilnějšího řešení, práce ve variantách, prozkoumání a podrobení analýze jednotlivé typy a výběr nejvhodnějšího typu po opětné konzultaci s odborníky. Možnost vyzkoušet větší množství variant řešení a následného jednodužšího výrobního provedení, kdy dojde k přesnému generování výrobních výkresů, poslaných do výroby přímo na základě vyscriptovaného 3D modelu. Dochází tak ke zlevnění výroby, zrychlení práce a hlavně k přesné precizní práci s eliminací chyb jinak vzniklých při ruční modelaci fasády nebo 2D dokumentaci.

Fasáda funguje jako aktivní vrstva celku stavby. Má funkci jak ochrannou, tak se také spolupodílí na provozu stavby. Na počátku bylo hledání takového fasádního prvku, který by byl v jednom modulu avšak i tak nabízel proměnlivost celkového vzhledu budovy, měnil měřítko pláště. Byl vytvořen script pomocí programu Grasshopper, kdy je vstupní ručně kreslenou křivkou popsán vzhled fasády. Script umožnil vyzkoušet mnoho možností od plnoplošných rovinných až po 3D perforované vzory. Jako ideální byl nakonec zvolen 3D perforovaný prvek obdélníkového tvaru, jelikož měl nejlepší možnou vzájemnou návaznost jednotlivých dílů.

Pro generování fasády byl v tomto případě zvolen 3D obdélníkový prvek. Fasáda by měla sloužit nejen technicistně, ale také esteticky zjemňovat celkovou hmotu komplexu staveb, tvořit dynamický proměňující se plášť reagující na podněty ze svého okolí.

Fasáda je navržena jako dvouplášťová s vnitřní vrstvou tvořenou skleněnými ohýbanými deskami udržovanými skrze pochozí obslužné plochy. Dále následuje hladina nosné kostrukce tvořené tyčovými ocelovými prvky, které jsou nosné jak pro celou stavbu tak tvoří základní nosnou síť fasády. Vnější část fasády je pak tvořena 4-úhelníkovými profily, zajišťujícími zastínění, zisk tepelné energie ze slunečního záření a provětrávání stavby.

Byla provedena ukázková analýza v programu Ecotect, kde došlo k zobrazení zahřívání fasády ve škále od nejvíce po nejméně zahřívané části. Výpočet byl proveden pro jeden den 8.červen. V oblastech minimálních tepelných zisků by byla fasáda otevřená, z materiálu umožňujícího propustnost světla. Směrem k místům vysokých zisků by se fasádní prvky uzavíraly a zatmívaly. Sloužily by tak jako zastiňovací prvek, zároveň by jejich svrchní část byla opatřena fotovoltaickými články, díky nimž by sbírala dopadené sluneční záření. Tento stav se však v různých dnech a při různých klimatických podmínkách roku mění, s čímž by se měnil i vzhled fasády, její otevření a zavření.

CHARAKTERISTIKA

Řešené území se nachází v Plzni mezi hlavním vlakovým nádražím a historickým centrem města. Jedná se o blok vymezený ulicemi Americká, Sirková a Denisovým nábřežím.  Jedním z cílů projektu byla expanze zeleného pásu obklopujícího historické jádro města dále k nádraží a vytvořit tak ideální pěší spojení zelení s vedlejšími aktivitami. Cílem bylo vytvořit objekty, které nebudou fungovat na úkor zeleně, ale svou kompozicí hmot ideu parku podpoří. Parter je volně průchozí, komerční a jiné aktivity se nachází pod zemí, nebo v horních částech budov. Budovy se nestávají barierou, ale aktivní součástí parku, nekonkurují zeleni, ale jen funkčně doplňují danou lokalitu. Primární je pohyb lidí a to v různých úrovních (horizontálně pod zemí, horizontálně na povrchu, horizontálně skrze vrchní části budov nebo kombinace prostřednictvím vertikálních stonků budov). Domy jsou vzájemně proklenuty podobně jako stromy v alejích či volné přírodě, kterými se člověk pohybuje právě primárně navrženými nebo spontáně vytvořenými pěšími cestami. Dané území se nachází ve svahu, který klesá od ulice Americká směrem k severu s výškovým převýšením až 7 metrů. Tohoto bylo využito pro zbudování podzemních podlaží, skrze něž může pěší sklesat až k řece. Pro návrh ideálního hmotového řešení byl vytvořen script prostřednictvím programu Grasshopper. Vstupními daty jsou křivky, vytvořené spojením bodů reprezentujících možné průchody pěších. Křivky tak představují pomyslné pěší trasy, došlo však k jejich redukci a optimalizaci, kdy byla vybrána ideální možná spojení (trasy). Uvnitř nich jsou pak generovány křivky udávající tvar objektů, právě tak, aby neblokovaly vybrané pěší trasy. Byly vytvořeny objekty, “kokony”, s ideálním rozmístěním jednotlivých budov, jejich velikostí, šířkou a výškou, orientací a tvarem vzájemně propojené prostřednictvím scriptu založeného na metaballs.

Návrh autora podnětu

Registrovat se

Přidat komentář k podnětu

Komentář



Google+