VAMO: Alternativa k trvalé architektuře

Mezinárodní architektonická výstava Bienále v Benátkách odráží současné priority a problémy oboru, ale také naznačuje, co by bylo možné.

Letošní výstava („Intelligens. Natural. Artificial. Collective“) kurátorovaná Carlem Rattim, profesorem městských technologií a plánování na MIT, navrhuje „Manifest oběhového hospodářství“ s cílem podpořit „rozvoj a výrobu projektů, které využívají přírodní, umělou a kolektivní inteligenci k boji proti klimatické krizi.“

Designéři a architekti si rychle uvědomí paradox letošního tématu. Globální architektonické festivaly měly historicky vysokou uhlíkovou stopu, využívaly obrovské množství energie, zdrojů a materiálů na výstavbu a přepravu dočasných staveb, které jsou později zlikvidovány. Letošní nebývalý důraz na eliminaci odpadu a uhlíkovou neutralitu vyzývá účastníky, aby překonali zdánlivá omezení a proměnili je v kreativní výzvy. Bienále tak působí jako mikrokosmos současných planetárních podmínek – místo, kde si lze představit a procvičovat adaptivní strategie.

VAMO (Vegetal, Animal, Mineral, Other)

Když Ratti oslovil Johna Ochsendorfa, profesora a zakladatele MIT Morningside Academy of Design (MAD), s pozvánkou na interpretaci tématu oběhového hospodářství, projekt se stal předpokladem pro konvergenci nápadů, nástrojů a know-how z mnoha týmů na MIT a širší komunity MIT.

Výzkumná skupina Digital Structures pod vedením profesorky Caitlin Mueller aplikovala odborné znalosti v oblasti navrhování efektivních konstrukcí v tahu a tlaku. Výzkumná skupina Circular Engineering for Architecture vedená absolventkou MIT Catherine De Wolf na ETH Zurich zkoumala, jak digitální technologie a tradiční techniky opracování dřeva mohou optimálně využívat recyklované dřevo. Začínající firmy, včetně společností spuštěných akcelerátorem MITdesignX, přispěly inovativními materiály využívajícími přírodní vedlejší produkty z rostlinných, živočišných, minerálních a dalších zdrojů.

Výsledkem je VAMO (Vegetal, Animal, Mineral, Other), ultralehká, biologicky rozložitelná a přenosná stříška navržená tak, aby obepínala cihlový sloup v Corderie benátského Arsenalu – historickém prostoru původně používaném k výrobě lan pro městské námořnictvo.

„Letošní bienále představuje nový radikální přístup k architektuře,“ říká Ochsendorf. „Už nestačí navrhnout vzrušující nápad nebo představit stylovou instalaci. Diskuse o opětovném použití materiálů musí mít význam i mimo výstavní prostory a vidíme mezi studenty a začínajícími praktikanty touhu po hmatatelném dopadu. VAMO není jen dočasným útočištěm pro nové myšlení. Je to materiálový a konstrukční prototyp, který se po bienále vyvine do mnoha různých forem.“

Tah a tlak

Volba postavit nosnou konstrukci z recyklovaného dřeva a konopného lana vyžadovala vysoce efektivní design, aby se maximalizoval přirozený potenciál poměrně skromných materiálů. Konstrukce, která pracuje čistě v tahu (pletená kabelová síť) nebo tlaku (šikmé dřevěné kruhy), se zdá vznášet – přesto je schopna nést značné zatížení na velké vzdálenosti. Stříška váží méně než 200 kilogramů a pokrývá plochu o průměru přes 6 metrů, což zdůrazňuje neuvěřitelnou lehkost, které lze dosáhnout pomocí rovnovážných forem. VAMO zároveň předvádí řadu udržitelných obkladů a povrchových úprav vyrobených z překvapivých recyklovaných materiálů – od kokosových ořechů, kávové sedliny a slupek ananasu až po vlnu, sklo a zbytky kůže.

Výzkumná skupina Digital Structures vedla návrh konstrukčních geometrií podmíněných materiálem a gravitací. „Věděli jsme, že chceme vytvořit velmi velkou stříšku,“ říká Mueller. „Chtěli jsme, aby měla antiklastickou křivku evokující přírodní formy. Chtěli jsme, aby se naklonila na jednu stranu, aby vítala lidi přicházející ze středové chodby do prostoru. Tyto efekty jsou však téměř nemožné dosáhnout pomocí dnešních výpočetních nástrojů, které se většinou zaměřují na kreslení tuhých materiálů.“

V reakci na to tým použil dva vlastní digitální nástroje, Ariadne a Theseus, vyvinuté interně, které umožňují proces inverzního hledání tvaru: způsob, jak objevovat tvary, které dosahují zkušenostních kvalit architektonického projektu na základě mechanických vlastností materiálů. Tyto nástroje umožnily týmu modelovat trojrozměrné designové koncepty a automaticky upravovat geometrie tak, aby všechny prvky byly udržovány v čistém tahu nebo tlaku.

„Používání digitálních nástrojů zvyšuje naši kreativitu tím, že nám umožňuje vybírat z několika různých možností a zkracovat proces, který by jinak trval měsíce,“ říká Mueller. „Náš proces však také generuje koncepční myšlení, které přesahuje nástroj – neustále přemýšlíme o přírodních a historických precedensech, které ukazují potenciál těchto rovnovážných konstrukcí.“

Digitální efektivita a lidská kreativita

Konstrukce z konopného lana, která je dostatečně lehká na to, aby se dala nosit jako standardní zavazadlo, byla ručně splétá a přepravována z Massachusetts do Benátek. Těžší dřevěná konstrukce byla mezitím postavena v Curychu, odkud ji bylo možné přepravit vlakem – čímž se výrazně snížila celková uhlíková stopa projektu.

Dřevěné kruhy byly vyrobeny z zachráněných trámů a prken ze dvou dočasných budov ve Švýcarsku – pavilonů Huber a Music – podle pedagogického přístupu, který De Wolf vyvinula pro kurz Digitální kreativita pro kruhovou výstavbu na ETH Zurich. Její studenti každoročně dostávají úkol rozebrat budovu určenou k demolici a použít materiály k navržení nové konstrukce. V případě VAMO byl cílem recyklovat dřevo a zároveň se vyhnout používání chemikálií, energeticky náročných metod nebo biologicky nerozložitelných součástí (jako jsou kovové šrouby nebo plasty).

„Náš proces zahrnuje všechny tři typy inteligence oslavované výstavou,“ říká De Wolf. „Přírodní inteligence materiálů vybraných pro konstrukci a obklady; umělá inteligence digitálních nástrojů, které nám umožňují recyklovat, navrhovat a vyrábět s těmito přírodními materiály; a klíčová kolektivní inteligence, která otevírá možnosti nově vyvinutých recyklovaných materiálů, umožněná příspěvky mnoha rukou a myslí.“

Pro De Wolf vyžaduje skutečná kreativita v digitálním designu a konstrukci kontextově citlivý přístup k identifikaci, kdy a jak je nejlépe aplikovat takové nástroje ve vztahu k praktické řemeslné výrobě.

V procesu kolektivního hodnocení bylo rozhodnuto, že 6metrový spodní kruh bude sestaven s osmi šikmými spoji pomocí klínů a dřevěných kolíků, čímž se odstraní potřeba kovových šroubů. Šikmé spoje byly vyrobeny pomocí pětiosového CNC frézování; menší, dvojité horní kruhy byly tvarovány a sestavovány ručně Nicholasem Petit-Barreuaem, zakladatelem švýcarské firmy Anku, který aplikoval své zkušenosti s navrhováním a stavbou jurty, kopulí a nábytku na projekt VAMO.

„Zatímco digitální nástroje se hodily pro opakující se spoje spodního kruhu, dva jedinečné spoje horního kruhu byly efektivněji vyrobeny ručně,“ říká Petit-Barreau. „Pokud jde o navrhování pro oběhové hospodářství, můžeme se hodně naučit z osvědčených stavebních tradic. Tyto metody byly zdokonaleny dávno předtím, než jsme měli přístup k energeticky náročným technologiím – také umožňují úroveň jemnosti a citlivosti, která je nezbytná při přizpůsobování se nepravidelnostem recyklovaného dřeva.“

Paleta materiálů pro oběhové hospodářství

Konstrukční systém budovy je často nejvíc energeticky náročný; dopad je dramaticky zmírněn kolaborativním procesem návrhu a výroby vyvinutým MIT Digital Structures a ETH Circular Engineering for Architecture. Konstrukce slouží také k prezentaci panelů vyrobených z biologicky rozložitelných a nízkokapacitních materiálů – mnoho z nich bylo vylepšeno prostřednictvím podniků podporovaných MITdesignX, programem věnovaným designové inovaci a podnikání na MAD.

„V posledních letech několik týmů MITdesignX navrhlo nápady na nové udržitelné materiály, které se na první pohled mohou zdát nereálné,“ říká Gilad Rosenzweig, výkonný ředitel MITdesignX. „Například použití kávové sedliny k vytvoření materiálu podobného kůži (Cortado) nebo vytvoření kompostovatelných akustických panelů z kokosových ořechů a recyklované vlny (Kokus). To odráží velký kulturní posun v architektonické profesi směrem k přehodnocení způsobu, jak stavíme, ale nestačí mít jen vynalézavý nápad. Aby se dosáhlo dopadu – aby se vynález proměnil v inovaci – musí týmy dokázat, že jejich koncept je nákladově efektivní, životaschopný jako podnikání a škálovatelný.“

V souladu s etickým kodexem MAD hodnotí MITdesignX zisk a produktivitu z hlediska environmentální a sociální udržitelnosti. Kromě prezentace práce týmů výzkumu a vývoje zapojených do MITdesignX, VAMO také vystavuje materiály vyrobené spolupracujícími týmy na škole designu Stuarta Weitzmana na Univerzitě v Pensylvánii, Politecnico di Milano a dalšími partnery, jako je Manteco.

Výsledkem je kompozitní struktura, která zahrnuje několik životních cyklů v rámci rozmanité palety materiálů z odpadních materiálů z rostlinných, živočišných a minerálních forem. Panely Ananasse, materiál vyrobený ze slupek ananasu vyvinutý společností Vérabuccia, zachovávají přirozenou texturu ovoce jako povrchový vzor, zatímco rehub recykluje fragmenty vícebarevného muránského skla do flexibilního materiálu podobného teracu; COBI vytváří prodyšné šindele z hrubé vlny a včelího vosku a DumoLab vyrábí bezpalivové 3D tisknutelné dřevěné panely.

Účel za hranicemi trvalosti

Adriana Giorgis, designérka a vyučující architektury na MIT, hrála klíčovou roli při spojování částí projektu. Její výzkum zkoumá rozmanitou síť faktorů, které ovlivňují, zda budova vydrží zkoušku času, a její poznatky pomohly utvářet kolektivní chápání dlouhodobého designového myšlení.

„Jako spojnice všech týmů, která pomáhala řídit design a sloužila jako vedoucí projektu, jsem měla šanci vidět, jak se můj výzkum uplatňuje na každé úrovni projektu,“ říká Giorgis. „Proplétání těchto různých linií myšlení a konečné umístění stříšky na místě přineslo silnější představu o tom, co opravdu znamená, aby struktura měla dlouhou životnost. VAMO není omezena na svou současnou formu – je to způsob, jak posunout silnou myšlenku do současné a budoucí praxe.“

Co bude dál s VAMO? Ani snaha o architektonickou trvalost spojenou s dokončenými projekty, ani degradace na odpad, která je běžná u dočasných instalací. Po bienále bude VAMO rozebráno, případně znovu použito pro další výstavy a nakonec přesunuto do přírodní rezervace ve Švýcarsku, kde budou jeho části zkoumány, jak se rozkládají. Tímto způsobem se životnost projektu prodlouží za jeho původní účel lidského obydlí a architektonického experimentování a odhalí postupné materiálové transformace, ke kterým neustále dochází v našem zastavěném prostředí.

Citovat Carlo Rattiho Manifest oběhového hospodářství, „trvalé dědictví“ VAMO je „využít inteligenci přírody, kde se nic neztratí“. Prostřednictvím regenerativní symbiózy přírodní, umělé a kolektivní inteligence by se architektonické myšlení a praxe mohly rozšířit na planetární rozměry?