Aktuální vydání

Číslo 4/2021 vyšlo tiskem 14. 4. 2021. V elektronické verzi na webu 3. 5. 2021. 

Téma: Inteligentní budovy; Elektroinstalace; Zabezpečovací technika

Hlavní článek
Elektrické a úžitkové vlastnosti komerčných primárnych alkalických článkov

Číslo 2/2021 vyšlo tiskem
9. 4. 2021. V elektronické verzi na webu 19. 4. 2021.

Denní světlo
Denné osvetlenie novostavby telocvične pomocou GLASSFLOOR

Příslušenství osvětlovacích soustav
DALI LINK – inteligentní a ekonomické řízení osvětlení pro samostatné místnosti
Napájecí zdroje LED s bezdrátovým rozhraním v nabídce MEAN WELL

Moderné napínané fasády počítajú zámerne s umelým svetlom

30. 6. 2020 | Ing. arch. Beata Polomová,mPhD., Ing. Andrea Vargo | www.stuba.sk

Obraz alebo výraz modernej architektúry významne dotvára translucentný (priesvitný) a transparentný (priehľadný) materiál obalovej konštrukcie. Súčasné trendy už dlhodobo nepracujú len so sklom, plastom a iným tvrdým materiálom, ale tvarovú zvláštnosť poskytujú aj technologicky vyspelé konštrukcie z napínaných textilných a fóliových materiálov. Fasáda funguje ako konkrétny membránový obal. Je vždy novo navrhovaná, čím originálne pôsobí vo svojom okolí

Obraz alebo výraz modernej architektúry významne dotvára translucentný (priesvitný) a transparentný (priehľadný) materiál obalovej konštrukcie. Súčasné trendy už dlhodobo nepracujú len so sklom, plastom a iným tvrdým materiálom, ale tvarovú zvláštnosť poskytujú aj technologicky vyspelé konštrukcie z napínaných textilných a fóliových materiálov. Fasáda funguje ako konkrétny membránový obal. Je vždy novo navrhovaná, čím originálne pôsobí vo svojom okolí. Ukážky z realizácií prezentujú dôležitosť zámeru vopred predpokladať, v akom večernom obraze bude budova pôsobiť. Na konštrukčný návrh „obalu“ potom logicky vplýva umiestnená osvetľovacia sústava. Vybraný prehľad ukážok je uvedený z architektonického hľadiska, s poukázaním na všeobecnú potrebu tvorby vizuálnej stratégie pre územia. Želaný účinok je určite výzvou aj pre svetelnú techniku.

Večerná scéna mesta

Význam večerného obrazu miesta je v modernej architektúre rovnocenný dennému obrazu. Osvetlenie fasády dáva identitu danému objektu i lokálnemu prostrediu. Táto identita je častokrát odlišná a nezávislá od dennej identity. Dáva budove nové významy a iné obrazy. Pre pozorovateľa z ulice je zaujímavý práve vertikálny pohľad na konkrétnu mestskú scénu.

Membránové konštrukcie sú z rôznych materiálov (textílie, fólie) a sú navrhované pre rôzne časti budovy (fasády, prestrešenia) a z rôznych architektonických dôvodov. Obvykle majú nekonvenčný tvar. Účel takejto fasády je primárne ochrana pred poveternostnými vplyvmi – dážď, sneh, slnečné lúče, vietor. Nemožno však vylúčiť vizuálny dopad na prostredie.


Obr. 1. Oživenie verejného priestoru: a) jednoduché osvetlenie prestrešujúcej membrány dobre vyhovuje pre nepriame osvetlenie verejnej plochy (autor: B. Polomová); b) osvetlenie plochy membrány a získané odrazené svetlo v rôznych variantoch je frekventovaný architektonický spôsob tvorenia večerného obrazu, c) príklad veľkorozponovej konštrukcie vstupu do kasína s adekvátnou svetelnou technikou (http://advancedtextilessource.com)

Prínos membránových napínaných konštrukcií do večernej scény mesta má vysoký potenciál (obr. 1a). Výplňové membránové textílie sú väčšinou translucentné. Pri požadovaných konštrukčných parametroch sa výsledný svetelný účinok odvíja od stupňa ich priesvitnosti, ale sú prípady, kde potreba svetla určuje voľbu materiálu, hlavne v úrovni prestrešenia. Prvotné príklady niesli reklamu alebo zaujímavé estetické motívy na menších napínaných plochách, čo postupne pokračovalo do veľkorozmerných prekrytí primárnych fasád (obr. 2a). Vývoj týchto konštrukcií, čiže vlastnej nosnej konštrukcie, ako aj výplňových materiálov, sa technologicky rýchlo rozvíja, takže pri dnešných možnostiach je napínaná fasáda čoraz viac braná do úvahy ako umelecký prvok s ambíciou sochárskeho diela (obr. 1b).


Obr. 2. Sekundárne dopady osvetlených plôch: a) osvetlenie širokej fasádnej plochy, svetlo odráža aj do verejného priestoru, b) urbanisticky priestorová reklama (360°) nesená na tvarovo náročnej membránovej konštrukcii potrebuje prísne geometrické smerovanie svetla z okolia, v tomto prípade ide o štyri pozície na okolitých miestach (autor: A. Vargová)

Delenie večerného účinku

Z architektonického hľadiska autorky zaujíma svetlo vychádzajúce z napínaných fasádnych konštrukcií, bez ohľadu na druh výplňového materiálu a bez evidovania jeho technických parametrov. Pre základný metodický prehľad bolo použité na už realizovaných budovách porovnanie vzniknutých večerných obrazov, čiže účinkov spolupôsobenia membrány a svetla pri vnímaní pozorovateľom. I keď domáca architektúra na Slovensku ponúka minimum realizovaných ukážok tohto druhu, internetová databáza je zdrojom pre široké porovnanie. Jednotlivé skupiny A až C boli vytvorené tak, aby sa kritériom delenia stal koncept práce so svetlom.

Koncept A – osvetlené grafické motívy

Membránové plochy, ktoré nesú grafický obraz, sú osvetlené z exteriéru. Svietidlá sú umiestnené mimo danej plochy. Sú na budove alebo mimo nej, čo má dopad na okolie. Plochy môžu odrazeným svetlom súčasne dopĺňať aj osvetlenie verejného priestoru. Obraz fasády je rovnaký cez deň i večer. Nosná konštrukcia a membrána sú zväčša jednoduché a ploché vo vertikálnej rovine. Textília je translucentná minimálne, rovnomerne odráža dopadajúce svetlo. Tento základný model sa využíva hlavne na reklamy ukotvené a napínané cez niekoľko podlaží budovy. Výhodou je meniteľnosť motívu na potlači, čiže obmena fasády a nastavenie ľubovoľných rozmerov textílie. Obr. 2a a obr. 2b ilustrujú využitie na verejných budovách. K tomuto spôsobu možno pričleniť aj krátkodobé pamiatkové prezentácie, ktoré interpretujú zaniknuté časti stavieb alebo prezentujú novú fasádu po obnove. Zvláštnym inverzným príkladom je neosvetlený membránový obal, ktorý večer oživujú len svietiace okná budovy.


Obr. 3. Ilustračný príklad večerného obrazu textilných fasád, kde jej priesvitnosť cez deň zabezpečuje osvetlenie v interiéri, večer opačne; obraz fasády sa mení s dejom v interiéri, čo je osviežením prostredia pri viacerých druhoch stavieb; bežne ide o parkovacie domy (autor: A. Vargová)


Obr. 4. Transparentná pnutá textilná fasáda tvorí určitý štrukturálny výraz architektúry cez deň, kedy prepúšťa denné svetlo, pričom večer sa zámerne prezentuje interiér do verejného priestoru; časté riešenia sú v kombinácii s potlačou textílie alebo je samotná textília farebná (https://decanteddesign.com, https://www.archiproducts.com)


Obr. 5. Jemné pôsobenie plasticity fasády a jemná práca s umelým svetlom sú v súlade (http://www.dezeen.com)

Koncept B – transparentná obalová membrána

Membránová výplň je zámerne translucentná s rôznou mierou priesvitnosti. Cez deň tlmene prepúšťa prirodzené svetlo dnu a večer prepúšťa obraz osvetleného interiéru do exteriéru. Fasáda architektúry je iná cez deň a iná večer. Tento druhý bežný typ s rôzne napínanou plochou využíva podsvietenie textílie dvojakým spôsobom: a) zámerne sa prepúšťajú výjavy z osvetleného interiéru von, b) osvetlenie je samostatne navrhnuté pod obalom, pričom do okolia pôsobí táto geometricky navrhnutá translucentná plocha či malé plochy. Obraz dotvára raster nosnej konštrukcie a hra tvaru. Najčastejšie realizované tvary sú jednoduché rovinné plochy, ktoré sa využívajú pre ľahkú hmotnosť alebo ľahkú meniteľnosť obrazu potlače (výmeny motívov vnímaných cez deň). Večer zase upútava pozornosť interiér, nie fasáda (obr. 3 a obr. 4). Koncepčne náročnejší druhý spôsob využívajú najmä solitérne objekty alebo časti objektov, ktoré sú tvarovo zložité, rozmanité a architektonicky originálne. Večernú scénu spoluvytvára zámerný ideový svetelný koncept (obr. 5). Príklad ekvilibristiky tvaru a svetla ilustrujú obr. 6 a obr. 7.

  
Obr. 6. Modelované fasády reagujú plasticitou na denné svetlo pre vytvorenie dramatickejšieho výrazu; zároveň sú autorsky designované na večerný pohľad; parkovací dom v Cardiffe, Wales (http://www.basestructures.com)
Obr. 7. Svetlo skrytých svietidiel na objekte medzi konštrukciou a plášťom dopadá na fragmenty vymodelovaných plôch; LED s variabilnou produkciou farebného svetla sú pre nočný obraz architektúry žiadané; štadión Hazza bin Zayed, SAE (http://freeyork.org)

Koncept C – kompaktne svietiaci povrch s vlastným modelom svetelného účinku

V tomto prípade sú membránové obaly kompaktne vizuálne svietiace (technicky brané prostredníctvom odrazeného svetla alebo presvitajúceho svetla). Osvetľovacia sústava je skrytá vnútri, pričom sa využíva translucentnosť membrány smerom von. Práve plánované večerné pôsobenie objektu do okolia môže spolumodelovať jeho architektúru. Tieto riešenia sú originálne, dávajú prostrediu novú identitu, podobne ako v koncepte B spôsob b). Prvotné svietiace konštrukcie atypických, až umeleckých tvarov sa spoliehali na osvetlenie v interiéri, ktoré mierne presvitalo v neutrálnej bielo-žltej farbe, podľa percenta priesvitnosti fólie (obr. 12).

Súčasné kompaktne svietiace modely si vyžadujú navrhnúť samostatný ideový svetelný koncept s vyspelým technickým zariadením a ovládaním. Ilustračné príklady sú na obr. 8 až obr. 11. Do tohto konceptu možno zaradiť aj napínané konštrukcie, ktoré sú stabilne celofarebné cez deň, ale večer prepúšťajú vnútorné svetlo a navyše môžu byť iluminované (obr. 13b). Vývoj osvetľovacej techniky (ľubovoľná farba svetla, menšia hmotnosť svietidiel, ich prispôsobivé tvarovanie) spôsobil, že dnes svetelný design frekventovane využíva variabilitu farebnosti (obr. 14). Potenciál LED svietidiel je bežne dostupný a farebné motívy dobre pútajú pozornosť, obzvlášť pri dynamických účinkoch. Zmeny farebnosti fóliových fasád (hlavne bunkových) sa stali už overeným riešením pre získanie autenticity (obr. 15). Všeobecne však dynamika farebnosti automaticky neznamená kvalitu, potrebuje premyslený nápad. Naproti tomu „biele“, von presvitajúce svetlo možno nájsť na konštrukciách uprednostňujúcich zvláštny tvar architektonického obalu. V niektorých prípadoch dočasných jednovrstvových konštrukcií vytvára denné svetlo v interiéri príjemné difúzne osvetlenie.

  
Obr. 8. Figúra abstraktnej sochy večer poskytuje transparentnosťou väčšiu originalitu ako cez deň (https://www.archdaily.com)
Obr. 9. Transparentný fóliový obal odkrýva estetiku konštrukcie stavby; systém LED umožňuje okrem bieleho svetla navodiť akékoľvek farebné variácie (https://www.holidaycheck.de)


Obr. 10. Budova s geometricky silným tvarom povrchového plášťa s potlačou má večer zámerné odlišné vyznenie vďaka transparentnosti napínanej textílie a farebnej palete vnútorného osvetlenia; Iguzzini Headquarters v Recanati, Itálie (https://www.iasoglobal.com, https://www. archiproducts.com)


Obr. 11. Príklad kompaktne svietiaceho objemu s miernym jasom a v jednote s tektonikou a funkciou objektu (http://www.dezeen.com)

Práca so svetlom ako architektonický potenciál

Príklady ukazujú, akými spôsobmi môže svetelné pôsobenie budovy vytvárať budúcu mestskú scénu. Nejde len o dosiahnutie žiadaného výrazu objektu (pre akcent funkcie), ale ide o celkový dopad na večerné prostredie. Vytvorené tri základné skupiny sledovali väzbu membránovej konštrukcie a účinkov svetla: odrazy, priesvitnosť/priehľadnosť, farbu svetla a ich kombináciu. Obrázky dokumentujú charakteristiku skupiny, pričom materiál skúmanej membrány akoby nehral úlohu. Navrhnúť tvar membránovej konštrukcie, ktorá svojim denným aj večerným obrazom pôsobí ako umelecké dielo, je náročná úloha. Predstavuje však silný potenciál pre súčasnú architektúru. Preto je možné, že uvedené skupiny sa rozšíria o ďalšie kombinácie, aké vzídu z nových konštrukčno-technických riešení.

Potreba experimentu. Rôzne formy materiálových výplní si vyžadujú experimentálne skúmanie účinkov svetla. Prehľad poukazuje na viaceré impulzy: priesvitnosť – umenie – technika – recyklácia – energetická náročnosť. Súčasné tendencie smerujú k hľadaniu neustáleho znižovania energetickej náročnosti budov a skúmajú sa technologické a technické previazania fotovoltických plôch a napínaných membrán s dlhou životnosťou. Membránové textílie z kompozitných materiálov sú vhodné aj pre recyklovateľnú architektúru, ktorej kvalita je určená práve požiadavkou na recykláciu materiálu. V tom prípade sa večerný obraz prispôsobuje tomuto limitu. Experimenty sú vhodné aj pre umelecké výzvy, ktorých inštalácia dočasne ozvláštňuje prostredie a preväzuje druhy umenia.


Obr. 12. Kompaktné pôsobenie translucentnej membrány na tvarovanom objekte; svetlo voľne presvitá od rozptýleného interiérového osvetlenia; typické pôsobenie pre pôvodné riešenia bez zámerného ozvláštňujúceho účinku navonok; BMV Pavilon, Nemecko (http://www.wernersobek.de)


Obr. 13. Farbu povrchu robí povrchová farba vonkajšej membrány: a) malý pavilón v interiéri mesta (http://news.world-architects.com), b) grandiózne pôsobenie večernej fasády dotvára dovtedy neutrálnu scénu mesta – fasáda je cez deň presvitajúca a tmavomodrá, večer je farebne a graficky nasvietená a zároveň mierne presvitá život v interiéri; rozhlasová koncertná sála v Kodani, Dánsko (https://thedude.oucreate.com)


Obr. 14. Dramatické pôsobenie fasády cez deň i v noci – navonok presvitá voliteľné farebné svetlo; basketbalová aréna v Londýne, Veľká Británia (https://www.detail-online.com)

Analýza realizovaných príkladov ukázala, že pokiaľ sú napínané konštrukcie v úlohe fasády, je nevyhnutné riešiť spôsob ich večerného pôsobenia už pri návrhu štúdie. Jednoducho, svetelný dizajn je nevyhnutná podmienka kvality architektúry. Práca s umelým svetlom je tu jedným z kreatívnych konceptov, ako ju dosiahnuť. Či už ide o navodenie dominantnosti, jemnosti, dramatickosti alebo posolstva, gesta a pod., platí, že svetlo nie je len technická pomôcka. Architektúra membránových konštrukcií pre významné budovy smeruje k výtvarnému prejavu a k sochárskemu tvarovaniu budov. To je postup, ktorý výrazne pracuje s denným a umelým svetlom, s tieňom a farbou.

Pri navrhovaní nosnej konštrukcie treba rozmýšľať o požiadavkách umiestnenia osvetľovacej sústavy. Do úvahy prichádza statická a dynamická záťaž z osvetľovacích telies, káblov, nosičov a prispôsobenia nosnej konštrukcie. Náročnosť interdisciplinárnej spolupráce je tu zrejmá.


Obr. 15. Farebná mnohorakosť večernej fasády môže byť znakom architektonického diela, čo tvorí jeho základnú identitu; ide o premenlivosť, o schopnosť sa prispôsobiť danému časovému momentu (akcii, ktorá prebúdza večer); každá konštrukčná bunka fasády má samostatnú voľbu spektra programovanými LED svietidlami, čo umožňuje zvoliť aj dynamicky prelínajúce sa vzory: a) Watercube v Pekingu, Čína (https:// www.westchinatour.com), b) aréna v Mníchove, Nemecko (http://www. newscenter.philips.com)

Prínos multimediálnych technológií do výstavby, ako sú LED osvetľovacie systémy, vnášajú do verejného prostredia originalitu a dynamiku lokálnej večernej scény. Potenciál obalových membránových konštrukcií spočíva nielen v tvare, ale aj v schopnosti autora budovy narábať so svetlom ako kultúrnym prejavom.

Poznámky: Text a obrázkové prílohy boli spracované na základe článku autoriek Night Image of Tensile Facades. Uverejnené v Procedia Engineering: International Symposium on Novel structural skins: Improving sustainability and efficiency through new structural textile materials and designs. Newcastle, UK, October 2016.

Okrem obr. 1a, obr. 2 a obr. 3 sú použité zdroje obrázkov z internetových portálov a ich konkrétne linky sú v archíve autoriek a redakcie.

Sources of images are used from Internet portals and their specific links are in the archives of authors and editors. Except for Fig. 1a, 2, 3.