UNStudio | architektura je digitální

Pondělí, 2. Srpen 2010 - 2:00
| Napsal:
Tato seminární práce se se věnuje tvorbě holandské architektonické kanceláře UN Studio. Tvorba architektů Ben van Berkel a Caroline Bos je úzce svázána s použitím výpočetní techniky – tvorby 3D modelů nejen pro vizualizace projektů, ale především pro jejich tvorbu a následnou realizaci.

UNStudio | architektura je digitální
seminární práce
SAT | Současná architektonická tvorba
FA ČVUT v Praze

Ondřej Teplý | šk.rok 2008/2009

odborný garant předmětu | Ing. arch. Petr Vorlík PhD.

Většina jejich projektů vychází z počítačem generovaných „provozních grafů“, které slouží jak ke shrnutí vstupních dat tak i k definici tvaru, hmoty a prostoru pro výsledný návrh nebo diskuzi pro další řešení.

Seminární práce se skládá z představení tvorby UN Studia a popisu nejvýznamnějších realizací. Zároveň jsou zde uvedeny i nerealizované projekty a vize, které by nemohly vzniknout bez použití výpočetní techniky – CAD technologie, 3D modelovaní, parametrického designu a použití scritpování.
 

UN Studio | založeno 1998, Amsterdam, Nizozemí

  • zakládající architekti: Ben van Berkel, Caroline Bos
  • ateliér vznikl jako pokračování společné praxe Berkel&Bos architects (založeno 1988)
  • architektonická praxe zaštiťující tým architektů, konstruktérů, urbanistů, designérů, specialistů na parametrický design atd...

ocenění/nominace

  • Architekturpreis Beton 2008 – Mercedes-Benz Museum
  • Nominace na Cenu Miese van der Rohe – Mercedes-Benz Museum
  • Nominace na cenu G. Rietveld – Prince Claus bridge

Ben van Berkel | narozen 1957 v Utrechtu, Nizozemí

  • studium architektury na Rietveld Academy v Amsterdamu
  • studium architektury na Architectural Association v Londýně (získání AA diplomu v roce 1987)
  • praxe v atelirérech Zahy Hadid a Santiaga Calatravy
  • občasný přednášející na universitách v Princetonu (New Jersey), Columbia University, Berlage Institute (Rotterdam) a University of California
  • profesor katedry Koncepčního designu a vedoucí Ústavu architektury na Städelschule ve Frankfurtu nad Mohanem
  • autor řady teoretických publikací a knih (ve spolupráci s Caroline Bos, viz. níže)

Caroline Bos | narozena 1959 v Rotterdamu, Nizozemí

  • studium Dějin umění na Birkbeck College, University of London
  • do roku 1988 přestává pracovat jako novinářka a věnuje se publikacím se zaměřením na kritiku architektonické praxe, esejím o současné architektuře a popisům ještě nerealizovaných projektů
  • přednášející na Berlage Institute (Rotterdam) a Princeton University (New Jersey)
  • společně s van Berkelem je autorkou knih např. Ben van Berkel Architect(1992), Delinquent Visionaries (1990), Move (1999), Unfold(2003), Design Models (2006)

citace z tisku/ citace autorů

„Bos a van Berkel tvoří architekturu, která se snaží zachytit moment v pohybu. To je vskutku barokní trik, který perfektně funguje na designu Mercedes-Benz musea. Zdá se, že tato architektura vstřebává potlačenou energii vystavovaných aut, zatímco auta získávají smysl okamžiku z dynamicky vlnící se architektury kolem nich. Tato budova je naprosto přesvědčivá!“ Jonathan Glancey, Guardian (05-2006)

„Díky Bohu, že architektura je umění. Stejně jako sbíráme, upravujeme a představujeme informace, tak i ve finále vrstvíme statistiky, malujeme s informacemi tlusté tahy štětcem nebo čistá minimalistická gesta, stejně jako staří umělci... “ Ben van Berkel, Caroline Bos

„Architekt je zapleten s oblékáním budoucnosti, spekulováním, očekáváním toho co bude a přitom stále drží zrcadlo, které nastavuje světu.“ Ben van Berkel

„Ikony, nejen architektonické, nejsou navrženy, aby byly Ikonami. Vykonstruovat Ikonu zabere několik let okupováním různých médií, ale stále se z Toho musí ozývat nějaká souvislá zpráva nebo téma.“ Ben van Berkel, Caroline Bos

přístup k navrhování

„Nové metody vývoje budov a stavění obecně, nové metody navrhování nás dovedly k novým pracovním postupům. Snažíme se našim klientům pomoci v pochopení a zhodnocení místa, kde chtějí stavět. Toto pochopení slouží pro pozdější rozhodování jak stavět. Architektura, kterou se prezentujeme, je výsledkem postupného hledání určité harmonie mezi samotným projektováním a pevnou profesní vizí. Čas, použití, konstrukce, materiály, skryté hodnoty – vše je zpracováno a spojeno tak, aby výsledkem byl kompaktní celek – organizovaná struktura.“ Ben van Berkel, Caroline Bos

modely návrhů

Nezbytnou součástí práce na projektech v UN Studiu je vytváření modelů návrhů. Jedná se o grafické, popř. hmotové výstupy, na kterých se zkoumá potenciál a možnosti řešení. V principu se jedná o shrnutí všech možných aspektů (infrastruktura, konstrukce, rozpočet, atd.) do jednoho komplexního grafu/schématu/modelu.

„Tzv. Design model je prostředek určený k připojení k architektonickým návrhům, je to široký záběr myšlenek. Zahrnuje pojmy jako efektivita/plýtvání v přímé souvislosti s návrhem. Jedním z kritérií je využitelnost obestavěného prostoru oproti infrastruktuře atd...“ (Ben van Berkel) Všechny tzv. Design modely jsou vždy prototypem pro určité řešení, ale dají se použít na různé projekty.

matematický model

Za pomoci 3D modelování a scriptování je vytvořena geometrická stopa (figura) odkazující na různé druhy tvarování, směry křivek a proporce. Může v sobě nést informace o konstrukci, terénu, detailu, trasování, atmosféře, objemu, prostoru, světelných podmínkách atd. Tento způsob modelování byl použit pro konstrukci Möbiova domu a dvojité spirály Mercedes-Benz muzea.

V model

Tento způsob znázornění základního konceptu projektu je určen k zintezivnění možného využití prostoru v rámci konkrétní typologie. V modelu dochází k posunu konkrétního tvaru po řídící křivce tak, aby bylo možné využít geometrii k návrhu více funkcí v několika úrovních nad sebou. Tento způsob generování tvaru byl použit například pro návrh Arnhem Central vlakového nádraží.

Písmeno „V“ v názvu této techniky znázorňuje jeho použití jako opěrného prvku pro další konstrukce, nebo třeba jako zastřešení, popřípadě vymezení prostoru pro pohyb chodců nebo automobilů.

blob model to box model

Tato 3D modelovací technika umožňuje vytvořit objem s volným přechodem mezi zcela zakřiveným prostorem a geometricky elementárním tvarem (např. krychle). V rámci plánování urbanismu je tak možné vnímat infrastrukturu a pohyb jako proud s volným tvarem a naopak samotnou architekturu jako lapidární výškové tvary. Nebo naopak v řešení interiéru je možné podle požadovaného efektu vytvořit kontinuální prostory ve zcela odlišných pojetích – foyer v křivkovém zvlněném tvaru, který je v přímé návaznosti na koncertní halu v rovných tvarech.

příklad použití blob-box modelovací techniky

Koncertní síň v Grazu | projekt 1998-2008; Graz, Rakousko

Centrálním prvkem návrhu nové koncertní haly je spirála procházející přes všechny vertikální úrovně objektu (spojuje veřejnou kavárnu, foyer, technické zázemí a šatny). Spirála vytváří nejen rozhraní mezi veřejnou a soukromou funkcí (schodiště pro účinkující), ale také zakřivuje prostor pro různé využití. V neposlední řadě pomáhá i akustice.

Na obrázku níže je patrný přechod mezi křivkovým a rovným tvarem v technice popsané výše (blob model to box model_). Všechny tyto modelovací techniky jsou pouze zlomkem práce UN Studia s virtuálním navrhováním. Tyto progresivní počítačové simulace se stávají nejen zdrojem inspirace, ale především určením možných řešení k dosažení výsledného efektu. Pro práci takového studia je nezbytné, aby součástí projekčního týmu byli i specialisti na programování a scriptování, 3D modeláři se zkušeností s parametrickým designem a v neposlední řadě také teoretici, kteří dokáží udržet počáteční koncept po celou dobu tvorby návrhu.

využití grafů a schémat | deep planning

K rozhodování a diskuzi o intenzitě zástavby, možnostech a způsobu jejího využití v závislosti na konstrukci, penězích, popřípadě i politických podmínkách používá UN Studio princip tzv. Deep planningu. Jedná se o komplexní grafy, v nichž je zahrnut jako jeden z hlavních faktorů čas (změna vstupní podmínek v čase – dopravní špička, doba výstavby, změny v průběhu výstavby atd.). Toto časově závislé plánování pomáhá vytvořit obraz potenciálu daného místa z hlediska dostupnosti území, docházkových vzdáleností a dalších faktorů pro následný development.

příklad využití Deep planningu_ Soutěž na využití území - FCCA (projekt 1999; New York, USA)

Cílem soutěže bylo zhodnocení zástavby na Mannhattanu mezi ulicemi 23rd a 42nd a naznačení budoucího možného rozvoje. UN Studio pomocí Deep planningu nastiňuje možné ideální řešení využití území za předpokladu nového rozmístění funkcí. Výsledkem je také seznam kritických hodnot pro vyrovnané fungování globálního města.

Celkovým výstupem je především virtuální model, který dokáže v závislosti na čase zkombinovat vstupní data z dopravy nebo vytíženosti území obyvateli. Program funguje na principu tzv. clusterů - každý významný bod území má svoji hodnotu a rádius. Pomocí průniku clusterů program dokáže určit kolizní místa a oddělit místa s možným potenciálem. Výslednou kombinaci vstupních hodnot je možno znázornit ve 3D schématu.

přílohy

seminární práce UNStudio

vybrané realizace

Projekty, které jsem vybral pro tuto seminární práci, jsou bezpochyby stěžejní pro vývoj UN Studia. Většina se stala „ikonami“ záhy po své realizaci. Snažím se zachytit postupný vývoj ve formě – od vázaných pokřivených tvarů k dnešním více expresivním projektům, které jsou založeny na volných křivkách. Ať se již ale jedná o projekt rodinného domu nebo velké budovy občanské vybavenosti, van Berkel a Bos vždy tvoří na základě jedinečnosti zadání. Jedním ze společných znaků jejich projektů je geometrický základ v křivkovém tvaru prolínající se spirály, po které se může pohybovat třeba přímka definující fasády nebo celkový tvar objektu.

Möbius House | projekt 1993, realizace 1993-1998; Naarden – Het Gooi, Nizozemí

Základem návrhu provozu a struktury domu je Möbiova křivka – je to plocha pouze s jednou stranou a jednou ohraničující křivkou. Podle matematické definice nemá žádnou orientaci a je to přímková plocha. Tuto křivku objevil v roce 1858 něměcký matematik August Ferdinand Möbius (pozn. autora). Konkrétní křivka pro návrh domu je však mnohem komplikovanější. Pomocí jednoduchého provozního diagramu rodiny (= 2 proužky Möbiovy křivky – soukromá a společenská část a vzájemné setkávání/samota v průběhu dne) a diagramu kontaktu s exteriérem (= a 1 proužek – prosklené a plné plochy) vzniká pomocí průniků křivka určující tvar domu, fasády a jeho provoz (pro manžele a jejich rodinu, kteří v domě žijí i pracují ). Zcela zakřivený tvar trajektorie je do návrhu převeden v rovných čarách a diagonálách.

Konečný vzhled domu by se dal zařadit po bok jiných „dekonstruktivistických“ staveb. Möbius House však jde mnohem dále, protože zde funkce předchází formu. Jedná se také o použití úplně nového architektonického jazyka, který vznikl v souladu s přáním klientů na efektivní využití jejich času v souladu s prací a času, který chtějí věnovat výchově dětí.

Diagram je převeden do reality pomocí betonové monolitické konstrukce, která volně prochází a vlní se interiérem. Zároveň přechází i v pevný mobiliář. Výrazným detailem je velkoformátové zasklení a elegantní detaily bezrámových zasklení v interiéru. Dům je jako socha vytesaná podle vstupních křivek. Díky svému jedinečnému funkčnímu konceptu působí i po více než 10 letech od realizace naprosto aktuálním dojmem. Möbius House je situován uprostřed lesa poblíž obytného celku Het Goi mezi Amsterdamem a Naardenem.

Mercedes-Benz muzeum | projekt 2001-02, realizace 2003-06; Stuttgart, Německo, www.mercedes-benz.com

Základním konceptem pro Mercedes-Benz museum je opět prolínání formy s funkcí. Struktura půdorysu je založena na principu trojlístku, tedy tří překrývajících se kruhů, které vymezují vnitřní atrium. V řezu je geometrie rozšířena o další prolínání – tentokrát dvou proti sobě jdoucích spirál. Spirály odpovídají dvěma možným cyklům vystavování automobilů – 1. podle mýtů (průkopníci, převraty atd.), za 2. podle jednotlivých kolekcí (cestování, jména atd.). Instalace vznikla podle návrhu kanceláře HG Merz – 16000m2 ploch, 170 vozidel, 1,5-5km dlouhé trasy. Objekt je v interiéru prostorově komplexní – dochází ke střídání světlých výšek stropů a prostory jsou spojeny v jeden celek. Hlavním principem v interiéru je iluze nekonečně tekoucího prostoru, záměrná nepřehlednost a splynutí v jeden souvislý tok, což reflektuje funkci i směr expozic. Výstava začíná vstupem do atria a vyjetím do nevyššího patra – návštěvník následně schází celou expozici se shora. Spirály se vzájemně protínají v několika bodech, umožňují tak změnu trasy. Výstavní plochy a expozice jsou orientovány tak, aby byla celá výstava přirozeně osvětlena. Návrh je ukázkou naprostého zvládnutí počítačového navrhování. Projekt prošel mnoha změnami v průběhu vývoje a bylo vytvořeno téměř 35 tisíc výkresů a schémat.

Konstrukce budovy je navržena ve spolupráci se statikem Wernerem Sobekem. Objekt vynáší 3 komunikační jádra s výškou přes 47 metrů. Jádra jsou vzájemně spojeny zakřivenými betonovými průvlaky, které vynášejí půlkruhové výstavní prostory s rozponem 33 metrů. Hliníkové panely a zasklení se skládají dohromady z 1800 trojúhelníkových pásů, z nichž žádné dva nejsou identické. Výrobní schéma pláště a jeho nosných prvků je tedy automaticky generováno pomocí počítače přímo z 3D modelu.

Náklady na stavbu činily 150 milionů Euro. Zastavěná plocha je téměř 5000 m2. Budova je situována na okraji výrobního areálu Daimler-Chreisler na exponovaním místě poblíž dálnice.

„Návštěvníci se pohybují po cestě na okraji stavby jako ve stroji času. Sledovaná linka, která se mění v zeď, pak ve strop a potom v prostor, stírá rozdíly mezi linií, plochou a hmotou.“ (Ben van Berkel)

Agora Theater | projekt_2002-04, realizace_2004-07; Lelystadt, Nizozemí, http://www.agora-lelystad.nl/

Na základě urbanistického konceptu holandské kanceláře West8 Adriana Geuzeho (www.west8.nl) začíná revitalizace centra města Lelystadt na poldru Flevoland. Nejdůležitějším prvkem urbanismu je koncentrace kulturních aktivit v centru řešeného území. Přirozenou dominantou se stává nová budova divadla od UN Studia. Polámané křivky Agora Theater skrývají velký multifunkční sál, malý sál, zázemí a veřejné prostory v přízemí. Objekt je expresivní jak v půdorysu, tak v pohledech – geometrie je patrná ve všech zobrazeních.

Na této realizaci týmu van Berkela a Bos je vidět jisté sebevědomí při tvorbě projektu. Agora není tak zářivým experimentem jako Mercedes-Benz museum, ale přináší opět velmi originální estetické kvality vytvořené na základě počítačového návrhu. Opět je zde patrné prolínání prostor vstupních s hledištěm a jevištěm. Záměrně je v těchto dvou prostorech zvolen zcela jiný přístup k tvarování interiéru.

Fasáda objektu je tvořena z trojúhelníkových ploch. Zobrazení jejich kolmých průmětů jednoduše umožnilo rozvinutí 3D modelu. Jako materiál jsou použity šablony perforovaného oranžově zbarveného plechu. Plášť budovy reaguje na světlo a denní dobu. Opět jako u předchozích projektů je zde soulad formy/funkce/materiálu a zpracovaní (návrhu i realizace). 3D model je interaktivní pomůckou při tvorbě výkresové dokumentace. Jednotlivé plány jsou parametricky provázány s počítačovou simulací. Jakákoliv změna objemu generuje interaktivně změny ve výkresech. Tento způsob projektování dokáže výrazně ušetřit čas, který je věnován práci. Objekt je pak možné v průběhu práce měnit, aniž by se zvyšovala náročnost projektování, například při návrhu různých variant vycházejících z jednotného konceptu. Parametrické modelování je dnes běžným způsobem jak přistupovat k řešení takto náročných staveb, kdy se předpokládá velké množství neortogonálních pohledů a výstupů. Parametry je možno definovat tak, aby počítačová simulace sama generovala – průřezy nosných prvků, počet a tvar fasádních panelů atd.

Noční pohled na vstupní část Agora Theater směrem od náměstí s návazností na místní podzemní dráhu. Objekt vtahuje svojí geometrií návštěvníky dovnitř. Je to pulsující architektura, u které pozorovatel nabývá dojmu, že se zformovala právě v moment kdy je pozorována – zachycení pohybu – což je typickým znakem pro tvorbu UN Studia.

Vila NM | projekt 2000, realizace 2000-20007; Bethel - NYC, USA

Hlavním motivem pro stavbu Vily NM je opět geometrie prolínání – tentokrát vyjádřena pomocí přímkové plochy, která rotuje podél hlavní osy objektu. Ve středu objemu, kde se nachází schodiště, dochází k přechodu horizontály na vertikálu. Této geometrii odpovídá celkové tvarování objektu, kdy dochází k posunu hmoty v řezu o polovinu světlé výšky patra. Dům je tak příčně rozdělen na dva objemy – jeden z objemů sleduje tvar svahu a druhý jde proti němu, vzniká tak střešní terasa a kryté stání pro automobil.

Základem geometrie je dohromady pět rovnoběžných stěn, které rotují po hlavní ose objektu, a tvoří vnitřní dispozici. Objekt je maximálně prosklen do krajiny pomocí zrcadlových skel. Velké pásy zasklení umožňují úplný průnik interiéru s exteriérem. Reflexní skla odráží okolní krajinu, a dům tak jakoby splývá s prostředím, jež ho obklopuje. Dispozice domu je založena na vertikální komunikaci - schodišti, které v mezipatře odděluje společenské prostory od soukromých , a v prvním patře spojuje kuchyň s obývacím pokojem. Instalace a vedení jsou uvnitř objemu domu a nechávají fasády zcela volné, což umožňuje jejich úplné prosklení.

Posuny v řezu o 1,5m, rozdělují objekt na tři výškové úrovně, přičemž z každé z nich je specifický výhled do okolí. Konstrukčně se jedná o ocelovou konstrukci s monolitickými stropy. V loňském roce však došlo k požáru objektu a jeho kompletní devastaci, kde zůstala patrná pouze pokřivená nosná ocelová konstrukce. Podle vyjádření klienta možná dojde k novému postavení objektu a jeho rozšíření, opět pod dohledem van Berkela a Caroline Bos.

vybrané projekty

New Amsterdam Plein&Pavillion | projekt 2008, New York, USA

Nejnověji publikovaný projekt kanceláře UN Studio. Jedná se o výstavní pavilon na náměstí Peter Minuit Plaza v New Yorku (čtvrť The Battery na jižní části Mannhattanu). Pod záštitou starosty města New York Michaela R. Bloomberga bude v rámci oslav 400letého výročí přistání Henry Hudsona v New Yorkském přístavu (k této události se váže založení města New Amsterdam později New York holandskými osadníky v 17. století, pozn. autora), zrealizován veřejný pavilon podle projektu Ben van Berkela.

Pavilón bude situován na extrémně exponovaném místě, kde prochází běžně až 70 tisíc lidí. Objekt je koncipován jako „venkovní obytná místnost “ se sezením, kavárnou a vnitřními prostory pro pořádání drobných výstav. Je navržen jako výjimečná součást městského mobiliáře, a stane se tak středobodem celého náměstí.

Půdorysný průmět objektu je poměrně jednoduchý tvar pravidelné čtyřcípé hvězdy. Geometrie je do prostoru převedena pomocí zvlnění obrysů použitím naprogramovaného scriptu. Ten funguje na principu postupného vysouvání bodů křivky ve svislém směru. Objem je definován čtyřmi křídly, které se plynule prolínají ve svém průniku. Objekt je vybaven elektronickým LED systémem na zaskleních, což umožní měnit barevnost fasád za tmy. Pavilon tak bude aktivní součástí městského parteru – stále se měnícím artefaktem. Součástí projektu je i návrh nového dláždění Peter Minuit Plaza s mobiliářem od UN Studia.

Arnhem Central Station | projekt 1996 – 2010; Arnhem, Nizozemí

Urbanistický projekt vlakového nádraží Arnhem je složitým dopravním projektem zahrnujícím kancelářské prostory, obchody, bydlení, administrativa (ve vysokých deskových), novou nádražní halu, nástupiště a podchody, podzemní autostrádu, místa pro parkování kol a automobilů. Koncept provozu nádraží vznikl na základě zhodnocení území podle podkladů z Deep planningu. Pomocí Deep planningu byly natrasovány dopravní komunikace a rozvrženy funkce jednotlivých objemů. Použití matematického modelu pro tvarování podzemní autostrády.

Koncepce nosného systému je založena na podkladech V modelu, který generuje možnosti konstrukce pro vynesení různých objemů pro odlišné funkce nad sebou. Tento projekt je dnes standartním řešení, které poskytuje UN Studio, při tvorbě dopravních staveb. Ačkoliv tento projekt ještě není v realizaci, tak jeho modely byly použity pro řešení dalších návrhů na jiné lokality, například – Masterplan&Train Station | projekt 2007; Bologna, Itálie - řešení zastřešení nástupišť

závěr

Z projektů kanceláře UNStudio, které jsou popsány v této seminární práci je patrné, že se jedná o světovou špičku v oblasti počítačového navrhování a komplexního přístupu k řešení projektů pomocí digitální technologie. Na vybraných realizacích je dokázáno, že pomocí počítače je možné tyto náročné vize provést, byť za cenu vysokých nákladů na stavbu samotnou. Používání výpočetní techniky nabývá s jejím využitím v praxi nové důležitosti a postupně se stává i programování nedílnou součástí navrhování současné architektury. Pro samotné realizování těchto projektů je velmi důležité použití současných technologií – obrábění a tvarování materiálů pomocí CAD-CAM technologií. Rozdíl v náročnosti výroby stejných a nebo naopak tvarově odlišných prvků je v dnešní době zcela zanedbatelný. Je také možné realizovat tvarově velmi složité zakřivené prvky.

literatura, zdroje a odkazy

internetové odkazy
dokument o práci UN Studia, rozhovory se zakládajícími členy ateliéru Ben van Berkelem a Caroline Bos.
http://cz.youtube.com/watch?v=qPVPimCCGkA&feature=related  (část 01)
http://cz.youtube.com/watch?v=ZJIxjSjgBvI&feature=related  (část 02)
http://www.unstudio.com  oficiální stránky kanceláře UN Studio
http://en.wikipedia.org/
http://archiweb.cz/
http://www.flickr.com zdroje některých fotografií
http://storiesofhouses.blogspot.com internetový blog o současné architektuře
http://www.dezain.net internetový žurnál o současné architektuře
http://bustler.net internetový žurnál o významných architektonických soutěžích

publikace
Peter Gössel a Gabriele Leuthäser Architektura 20.století (Taschen)
časopis Detail 12/2007 číslo věnované stavbě Mercedes-Benz muzea
časopis Archiworld 147/2007 číslo věnované stavbě divadla Agora
časopis Haus&Garden 07/2008 číslo věnované stavbě Vila NM

citace
pozn. citace popřípadě volný přepis, jsou označeny v textu uvozovkami, autor je vždy uveden přímo
v textu.

přílohy

seminární práce UNStudio

Klíčová slova: