IaaC-Institute for Advanced Architecture of Catalonia - Bükösdi György beszámolója

A barcelona-i mesterképzésen a hallgatók egyéni és csoportos feladatok során kutatják a fenntarthatóság új, radikális útjait. Az anyagkísérletektől a valós alkalmazásig lépésről lépésre modellezett folyamatról Bükösdi György küldött beszámolót.

Előszó

Abban a szerencsés helyzetben voltam, hogy az alapképzés befejezése után lehetőséget kaptam Barcelonában az építész mesterfokozat megszerzésére. Az iskola, amit elvégeztem, cseppet sem hagyományos felfogásban oktat. A diplomában feltüntetett titulus is – Master in Advanced Architecture - jól példázza ezt. Az intézmény alapítója Vicente Guallart, Barcelona főépítésze, akinek legfontosabb célkitűzése egyrészt a város, másrészt napjaink fenyegető építészeti nehézségeinek vizsgálata. Az egyetem a SciArch, az AA School és az MIT közeli barátja, a légkör, a módszerek, a hozzállás ennek a családnak a példáját követi. A felszínen lévő építészeti kérdésekre és problémákra együtt, egymást segítve, közösen keresik a válaszokat. Jelenleg is Barcelonában élek és dolgozom, építészként. Szeretném megosztani Önökkel azokat a hihetetlenül intenzív tapasztalataimat, élményeimet, amelyeket az elmúlt másfél évben egyrészt az iskolában, másrészt a munkámban gyűjtöttem. A beszámoló első részében az egyetemi időszak alatt szerzett benyomásaimat, majd egy féléves munkám részleteit mutatom be.

Első Fázis

A félév első ciklusában meghatározott szempontoknak megfelelő, építészeti felhasználásban még nem ismert anyagok felkutatása volt a feladatunk, a fenntarthatóság, a zöld-építészet és a gazdaságosság jellemzőinek figyelembevételével. Másfél hetes intenzív keresés után kiválasztottuk a számunkra érdekes, nagy valószínűséggel lehetőségeket rejtő matériát, amelyet alkalmasnak és érdemesnek tartottunk arra, hogy az elkövetkezendő hetekben vizsgálat alá helyezzük. A munkát ekkor még egyénileg végeztük. A cél az anyag jellemzőinek minél tudatosabb és tudományosabb megismerése, viselkedésének megértése, a környezettel való viszonyának feltérképezése volt. A maximális szakmai precizitás érdekében a kutatási folyamat során a legmodernebb technológia eszközeit bocsájtották rendelkezésünkre. 

A kéthetes periódus után világos, tényekkel alátámasztott, határozott elképzeléssel kellett előállnunk, és javaslatokkal szolgálnunk az anyag radikális és újító építészeti felhasználására. A koncepciónkat a tanáraink és egy 3-4 főből álló, külső, szakmai zsűri előtt prezentáltuk. A tagok egészen különböző tudományágakat képviseltek. Üzletember, mérnök, designer, szociológus, egyéb, a terveinkben kicsit is érintett területek szakemberei mind képviseltették magukat.

Második Fázis

A kritikák megemésztése után a következő lépés az anyag építészeti alkalmazása volt. Ebben, az előzőhöz hasonlóan rövid és rendkívül intenzív, néhány hetes fázisban funkciót kerestünk a matériánkhoz. Volt egy anyag a kezünkben, egy ötlet a fejünkben. A gyakorlati megvalósítás következett. Ez 7-ből 7 napon át, vasárnapokat sem kímélő, reggel 9-től este 10-ig tartó munkát jelentett. Rengeteg makettezést, kutatást, olvasást, bosszankodást és persze sok örömöt, sikerélményt. Heti három konzultáció, egy állandó és egy minden héten újonnan érkező professzor, elképesztő technológia és a kutatási témát segítő kiegészítő tanórák járultak hozzá sikerünkhöz. A Harvard, az MIT, a SciARCH és az AA School tanárai látogattak bennünket, hetente váltva egymást. Hernan Diaz Alonso, Bernard Tschumi, Ricardo Bofill, Neil Leach, Peter Cook, stb... kísérte figyelemmel munkánkat, és biztosítottak minket támogatásukról, vagy fejezték ki bosszankodásukat. Rengeteg bizalmat, érdeklődést, odafigyelést, gondoskodást és ösztönzést kaptunk, nemcsak tanárainktól, de sokszor a végtelenül tisztelt építészméltóságoktól is.

Én egy mágneses tulajdonságú, NASA fejlesztésű folyékony anyaggal dolgoztam, amelyet főleg az űrkutatásban és a gépgyártás egyes területein használnak. Nagyrészben vas nanorészecskékből és egy speciálisan hozzáadott hordozórétegből áll. Fekete, egyaránt rendelkezik a szilárd fémek és a folyékony anyagok tulajdonságaival. Mágnesezhető, gyors a hőcserélő képessége. Az alapos vizsgálatok elvégzése után arra a következtetésre jutottam, hogy az anyag hőenergiagyűjtő- és szállító képességével kell foglalkoznom. Számos kísérletet végrehajtva megállapítottam, hogy az anyag mint homlokzati elemekbe integrált rendszer, figyelemreméltó lehetőségeket rejt magában. Célom egy külső épületelem létrehozása volt, amely vékony rétegben tartalmazza a fluidot. Ez színének és hőtechnikai jellemzőinek köszönhetően gyors hőfelvételre és hőleadásra képes, mágneses tulajdonságai miatt pedig, az arra alkalmas eszközzel, helyzete gyorsan változtatható. A megvalósíthatóság bizonyításának érdekében elkészítettem az úgynevezett „performatív", azaz a valóságos működést hitelesen szemléltető modellt.

A gazdaságosság és a reális felhasználhatóság szempontjait figyelembe véve a matériát előre összeállított, rendkívül sima felületű, néhány milliméter vastagságú, négy oldalán zárt térbe helyeztem, vékony, de még éppen összefüggő filmrétegben. Ez jelképezte az épületszerkezeti elemet. A speciális hordozórétegben elterülő Ferrofluid feladata a Napból, a modell esetében hősugárzó pisztolyból, származó hő felvétele, majd ennek gyors, veszteségmentes elszállítása az épület alacsonyabb hőmérsékletű pontjaihoz. Anyagom, sajátosságainak köszönhetően, felületekhez nem tapad, viszkozitása alacsony, súlya nagy. A gravitációt, illetve a mágnesességét kihasználva, nagy sebességgel és minimális hőveszteséggel mozgatható. A makett esetében a zárt rendszerben elterülő folyadékot elektromágneses csőben szállítottam egyik pontból a másikba.

A projekt második fázisa a matériák építészeti alkalmazási lehetőségének vizsgálatával, működő modell építésével és ezek zsűri előtti prezentálásával zárult. Az elemzés és az anyagi tulajdonságok minél pontosabb meghatározása érdekében számítógépeinkkel vezérelt mikrokontrollert használtunk. A makettek mozgatása a különböző parametrikus modellező szoftverek által létrehozott és a mikrokontroller által irányított kódok segítségével történt.

Harmadik Fázis

A félév harmadik terminusában növelték a léptéket, és konkrét építészeti kérdésre, konkrét választ kellett adnunk, valódi helyszínre tervezve, valódi problémákkal, a vizsgált anyag és épületszerkezeti elem felhasználásával, immár csoportban dolgozva. A helyszín Barcelona egy domboldalra épült családi házas külvárosa volt. A terület infrastruktúrája hiányos, a domborzati viszonyok miatt egyes részei szinte elérhetetlenek, a helyi közintézmények és ellátó rendszerek nehezen megközelíthetőek. Ugyan a kerület jó tömegközlekedési alternatívákat biztosít a belvárosba, de a városmagtól való távolság miatt gyorsabb és könnyebb a lokális lehetőségek választása. A probléma főleg a környezeti adottságokban gyökerezett, hiszen a meredek hegyoldalak csak nagy beavatkozások esetén teszik lehetővé olyan mértékű beruházások megvalósítását, amelyek egy közösség életét jelentősen befolyásolhatják.

E sokféle szempontot figyelembe véve kaptuk a feladatot, hogy hozzunk létre olyan építészeti eszközt, amely önmagában kínál számos, a területen hiányzó funkcióra megoldást. Tehát a körülményeknek és a követelményeknek megfelelően, változó feladatokat lát el, például alkalmazkodik a domborzat sajátosságaihoz, előnyére fordítja azt. Alapvető feltétel volt - amely az egyetem szemléletében is elsődleges fontosságú -, hogy a terv a fenntarthatóság új és radikális megoldásait tartalmazza, és természetesen az általunk több hónapon keresztül kikísérletezett építészeti megoldásokkal manipuláljon.

Ez rendkívül érdekes volt, ugyanis a stúdium minden résztvevője valamilyen egymástól teljesen eltérő anyagot tanulmányozott, és különböző építészeti feladatra kereste a választ. Így a 2-3 főből álló csoportoknak egészen másfajta rendszereket kellett összedolgozniuk. Argentin társat kaptam, aki a félév ezt megelőző periódusában egy, a Csendes- óceánban élő, mozgás hatására foszforeszkáló algafaj lég- és víztisztító képességeivel kísérletezett. Érdekes tapasztalat, hogy a magánpraxist folytató, neves építésztanárok hétvégente is sokszor mellettünk voltak, támogattak bennünket, és számos olyan inspiráló, ösztönző gondolatot kaptunk tőlük, amely a koncepciót még inkább haladó és extra progresszív, radikális irányba terelte. Ötleteink megvalósíthatóságát szünet nélküli modellezéssel elemeztük, ami sokszor jelentette a kivitelezést segítő technológia alkalmazását.

Az egyszerűbb lézervágó és CNC gépek mellett a 6 tengelyen, elképesztő pontossággal mozgó KUKA robot használata is a stúdium anyaga közé tartozott. A szoftverek elsajátításáról kiegészítő órák gondoskodtak, a lelki inspirációt pedig az elméleti előadásokat tartó meghívott nemzetközi építészek, szakemberek biztosították. A kötelező gyakorlati és építészetelméleti tantárgyak mellett a félév folyamán 3-4, másfél hetes workshop is az elvégzendő feladatok közé tartozott, amelyek mindegyike valamilyen speciális ismeret megszerzésére adott lehetőséget. A projekt végső formája, technológiai megoldásai, egy hosszú tanulmányi folyamat eredményei. Az egyszerűség kedvéért csak a kész megoldás működési elvéről szeretnék beszámolni. 

A terv

A mellékelt ábrákon látható objektum nem szoros értelemben vett ház, nem hagyományos épület, nincsenek ablakai és nincsen ajtaja. Építészeti eszköz. Félig gép, félig ház, amely funkciót lát el. Különböző minőségű és méretű terek létrehozására alkalmas, igazodva a környezeti tényezőkhöz és a városi közösség szükségleteihez. Három fő rendszert egyesít. Egy mágneses folyadékot alkalmazó hőcserélő szerkezetet, egy algákkal operáló tisztító berendezést és a rendeltetés megváltoztatását megvalósító, folyadékot tartalmazó struktúrát. Az épület középső részén található, harmadikként említett rendszer flexibilis, alapvetően áttetsző, műanyag, 40-60 cm átmérőjű, függesztett csövekből áll, amelyek az igények megteremtésének eléréséhez szükséges terek létrehozásával foglalkoznak. Üreges belsejükben az épület aktuális rendeltetésétől függő, különböző típusú és mennyiségű folyadék található, amely a megfelelő kiegészítő környezeti tényezőket biztosítja. A csövek az épület vázáról ereszkednek le, alul ideiglenesen, speciális folyadékban rögzítettek. A terek mérete és formája ezek mozgatásával alakítható. Akár kézzel, akár mechanikus úton, a variációk végtelen sora hozható létre.

A tartószerkezeti elem geometriája minden pontban azt a minimális anyagmennyiséget tartalmazza, amely az adott pontba jutó terhelés elviseléséhez szükséges. Ennek formájával együtt az egész objektum alakja a környezeti adottságok minél előnyösebb kihasználására törekszik. Az íves, fő strukturális elem feladata egyrészt a csövek megtartása, másrészt a felette elhelyezkedő vékony héjszerkezet rögzítése. E héjszerkezet tartalmazza az elsőként említett rendszert, a vékony rétegben alkalmazott Ferrofluidot. Az innen a műanyagcsövek belsejébe kerülő anyag alkotja a járulékos funkcionális tényezők kialakításáért felelős szisztémát. A vasfolyadék útja a héjszerkezet és az épület találkozási pontjánál kettéválik. Az egyik fele a műanyagcsövekbe vándorol, a másik fele az épület hátsó, domboldalba süllyesztett hőtároló tartályába kerül.

A csövekben elhelyezkedő matéria mennyiségének szabályozásával egyrészt a létrehozott terek falainak áttetszőségét változtathatjuk, árnyékos felületeket hozhatunk létre, másrészt a kívánt hőérzetet biztosíthatjuk. A napsugárzás által a ház tetején felmelegített Ferrofluidot, a gravitációt és a kapilláris hatást kihasználva a csövekbe juttatva, a télen alacsony hőmérsékletű terek, a hőt sugárzó falak által még félig nyitott állapotban is kellemessé tehetők.
Az anyag fennmaradó része a hőszigetelt termikus tartályok mellé kerül, amelyeket a helyszín adottságait kihasználva az állandóan körülbelül 15 fokot biztosító hegyoldalba helyeztük. A nyáron a héjszerkezeten gyűjtött hőt a Ferrofluid segítségével, a vizet tartalmazó tartályba cirkuláltatva, a hőmérséklet megőrizhető, és télen a környező épületek fűtésére felhasználható. Annak érdekében, hogy a rendszer a lehető leghatékonyabban működjön, a vékony héjszerkezet állandó mozgásban van, és minden esetben olyan alakot vesz fel, amely a nap és az év minden egyes időszakában biztosítja, hogy a felület lehető legnagyobb része merőleges legyen a nap sugaraira. Mivel a héj vékony, ezért a mozgatása nem igényel számottevő energiát.

Az épületnek ezt a képességét szimuláló modellről készült videó:

A következő rendszer a csöveket rögzíti. Ez egy szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú anyag, amely egyben az épület járható padlózata is. Abban az esetben, ha új tér kialakítására van szüksége a közösségnek, a héjon felmelegedett Ferrofluidot, a gravitációt és a kapillaritást kihasználva, a födémszerkezetben elhelyezett csövekbe irányítjuk, amelyek elkezdik a még szilárd matériát felmelegíteni. 53C°-os hőmérsékletnél a kemény „sodium-acetát" folyékonnyá válik, és a függesztett csövek mozgatása lehetséges lesz.
A kívánt tér létrehozása után a folyékony szódiumba szórt tömör darabok láncreakciót indítanak el, és megszilárdítják az anyagot, létrehozva ezzel újra a merevítő szerkezetet a műanyagcsövek számára. E különleges tulajdonságokkal rendelkező folyadék egy olcsó, házilag elkészíthető, sót és szódabikarbónát tartalmazó vegyület, amely veszélytelen és nagy mennyiségű használata sem gazdaságtalanul drága.

A műanyag csövek belsejében tehát egyrészt a kívánt kondíciókat biztosító Ferrofluid található, másrészt az utolsó, még nem tárgyalt rendszer, amely algákkal manipulál a helyi szennyezett víz megtisztítása, illetve a különleges éjszakai világítás létrehozása érdekében. Az algák a Ferrofluidtól külön rendszeren működnek, szintén a függőlegesen függesztett csövek belsejében találhatóak, viszont a hálózat azon elemeiben, amelyben a vasfolyadék nincs jelen. Ezek az élőlények képesek a vízből és a levegőből kiszűrni a szennyeződéseket, és saját életfunkcióik biztosítására felhasználni. Bizonyos időközönként szükséges őket „leszűrni", viszont az ilyenkor kinyerhető biomassza alkalmas bioüzemanyag létrehozására. Mi egy különleges algafajtát alkalmaztunk, amely főleg Dél-Amerika partjainál él. Ezeken a területeken megfigyelhető, hogy a víz színe hullámzáskor kékre változik, és foszforeszkáló hatást kelt. Ezek az úgynevezett „bioluminescent" algafajok hozzák létre a fényt, ha mozgásba hozzák őket. A speciális világítás érdekében ezt a típust alkalmaztuk.

Az épületet úgy terveztük, hogy bármilyen hasonló terepviszonyokkal rendelkező környezetben alkalmazható legyen. A testreszabhatóság és a különböző méretbeli igények érdekében kialakítása „metszetszerű" és modulos. Előregyártható elemekből áll, és könnyen a helyszínre szállítható. A projekt megvalósíthatóságának, fenntarthatóságának, hatásosságának bizonyítása céljából az építészeti tervezés mellett rengeteg számítást is végeztünk.

Az iskola célja az új távlatokat nyitó megoldások keresése, egy speciális, radikális, problémamegoldó szemlélet elsajátításának elősegítése, a hagyományos kézimunka és a modern robottechnológia megfelelő színvonalon történő alkalmazása és a kísérletezés. A tervet Gonzalo Garriga argentin építésztársammal készítettük, 2012 első félévében, amelyet a spanyol elektromos művek, az ENDESA, „Award of Smart Energy" díjban részesített.

Bükösdi György

Linkek

Anyag kísérletek:
http://www.youtube.com/watch?v=zCp_yLnnhDA
http://www.youtube.com/watch?v=uLKZQcLG4lg

Performatív modell működés közben