Marie Davidová: O materiálové performanci masivního dřeva: Interaktivní systémy reagující na počasí

V době, kdy přírodních zdrojů stále ubývá, se obrací pozornost k obnovitelným materiálům a jejich efektivnímu využití při co nejmenší spotřebě energie. K takovýmto materiálům patří ve stavebnictví především dřevo. Můj výzkum se zaměřuje na interakci dřeva s relativní vlhkostí vzduchu a teplotou a na její aplikaci do performativních systémů.

Dřevo se bortí, tedy ohýbá, když sesychá a naopak srovnává, když bobtná. Tato vlastnost je v současnosti považována spíše za nevýhodu, současný výzkum ale poukazuje na to, že se dá využít v designu k našemu užitku. Následující popis tří zhotovených prototypů otevře tuto otázku.

Ray 2: Stěna reagující na své prostředí
Ray 2 je stěna větrající za suchého počasí a zavírající se za vlhka, kdy neumožňuje pronikání vlhkého vzduchu do konstrukce. Toto je zapříčiněno pláty dřeva v tangenciálním řezu, kdy vlivem různé hustoty vlákna vznikne žlabovitý tvar při vlivu nízké relativní vlhkosti vzduchu ve spolupráci s vysokou teplotou. Tohoto principu využívaly už tradiční norské fasády, takzvaným peřením. Můj výzkum posunul tento fenomén dále sledováním na vzorcích. Bylo vysledováno, že pláty řezané do tvaru trojúhelníku se bortí dvakrát více, než ty řezané do čtverce. U prken, využívaných v Norsku, je to ještě větší rozdíl.

Ray 2 – Simulace v Grasshopperu pro Rhino 5 (Davidová 2013)

Pro vývoj Ray 2 bylo zásadní, aby bylo umožněno přesahů, tak jako u peření. Tedy, když přijde přívalový déšť, aby do konstrukce nenapršelo dřív, než se stihne uzavřít. Toho bylo docíleno Hoadleyho demonstrací, že dřevo z centra kmene se bortí více než dřevo z jeho kraje. Kombinace levé a pravé strany desky pak umožnila větší otvory pro větrání.
Projekt byl nejprve nasimulován v Grasshopperu pro Rhino 5 podle dat z měřených vzorků. Po té byl zhotoven prototyp. Z prototypu bylo zřejmé, že větrání za sucha funguje tak, jak bylo předpokládáno, ale u zavíraní systému hrál roli fakt, že systém byl zhotoven ze syrového dřeva. Když je totiž dřevo řezané za příliš vysoké vlhkosti dřeva, srovnává se za příliš vysoké relativní vlhkosti vzduchu. V současnosti jsou měřeny vzorky, nařezané za různé vlhkosti dřeva a je nutné určit, kdy se desky srovnají za cca. 75% relativní vlhkosti vzduchu.

Ray 2 (Davidová 2013)
Tento výzkum je podporován Collaborative Collective a Defio, sro.

pareSITE – Möbius: The Envioronmental Summer Pavilion
Projekt pavilonů umožňuje sledování materiálové performance masivního dřeva ve větší komplexitě environmentálních podmínek. Projekt pareSITE byl prvním prototypem pavilonu, při příležitosti ateliérového kurzu vedeným na Architectural Institute in Prague a Lesnické a dřevařské fakultě na České zemědělské univerzitě v Praze pod mnou, Martinem Gsandtnerem a Martinem Šichmanem. Team měl rozdělen své role: Marie Davidová: materiálová performance masivního dřeva a vedoucí projektu, Martin Gsandtner: kódování v Grasshopperu pro Rhino 5 a Martin Šichman: konstrukce, spoje a realizace.
V tomto projektu bylo jak otestováno borcení v tangenciálním řezu, tak možnosti stavění konstukcí z torzních prvků.

pareSITE (foto: Zapletal 2013)

Vítězný koncept Yuliye Pozinich byl inspirován tvarem Möbiovy pásky. To zapříčinilo nemožnost užití rovných prken pro konstrukci. Ta byla tedy utvořena trojúhelníky z torzních prken.
Funkce pavilonu je nasávat vlhkost za noci, kdy je relativní vlhkost vzduchu vysoká a odpařovat ji za parných letních dnů. Trojúhelníkové destičky v tangenciálním řezu pak podporují cirkulaci vlhkého vzduchu. Pavilon tak zpříjemnil pobyt návštěvníkům reSITE Festivalu, k jehož příležitosti byl vystaven na Karlově náměstí.

Seznam studentů pracujících na projektu: Yuliya Pozynich, Jason nam, Alena Repina, Daria Chertkova, Yana Vaselinko, Mikkel Wennesland, Dan Merta, Daniela Kleiman, Liv Storla, David Lukas, Christopher Hansen, William Glass, Jiří Šmejkal, Milan Podlena, Josef Svoboda, Tomáš Pavelka, Miroslav Runštuk, Ladislav Rubáš, Radim Sýkora, Anna Srpová, Ivana Kubicová, Gabriela Smolíková, Karel Ptáček, Jan Matiáš, Tomáš Mišoň, Lukáš Růžička, Jan Hyk, Marian Loubal, Jan Dostál, František Juhász and Jakub Vykoukal

Tento projekt vznikl za podpory společností Skanska, Collaborative Collective, Eurodach, Lesy České republiky, reSITE, Fakulta lesnická a dřevařská na České zemědělské univerzitě, ARCHIP a Oximoron.

Loop: The Environmental Summer Pavilion 2
Druhý pavilon je výsledkem ateliérového kurzu vedeném na Fakultě umění a architektury na Technické univerzitě v Liberci a Lesnické a dřevařské fakultě na České zemědělské univerzitě v Praze pod mnou, Šimonem Prokopem a Martinem Klodou. Role byly rozděleny podobně: Marie Davidová: materiálová performance masivního dřeva a vedoucí projektu, Šimon Prokop: kódování v Grasshopperu pro Rhino 5 a Martin Kloda: konstrukce, spoje a realizace.
Vítězný projekt Antonína Hůly vycházel ze skládačky origami, vytvarované do elipsy.
Tento projekt posunul sledování cirkulace vzduchu ještě dál. Panely byly uspořádány do prostoru a byla využita možnost kombinace levé a pravé strany tangenciálně řezaných desek. Tento fakt a zároveň dynamický tvar konstrukce, podpořil proudění vlhkého a voňavého vzduchu, odpařujícího se z borového dřeva.

Loop ( foto: Novotná 2014)

Pavilon posloužil festivalu EnviroCity, organizovaným Collaborative Collective, o.s. ve spolupráci s Institutem plánování a rozvoje Hlavního města Prahy a Landscape Festivalem. Jeho poutající program sestavila Michaela Kernová.

Seznam studentů pracujících na projektu: Alena Novotná, Anna Hrušová, Antonín Hůla, Barbora Slavíčková, Jakub Kopecký, Jiří Fáber, Jiří Pokorný, Petr Tůma, Tereza Jílková, Radim Sýkora, Eliška Antonyová, Tereza Lišková, Filip Janata, Tomáš Kytka, Marie Kortanová, Vojtěch Holeček, Martin Vaníček, Jakub Hlaváček a Petr Havelka

Tento projekt vznikl za laskavé podpory Collaborative Collective, Story Enso, Rothoblaas, Nářadí Bartoš, Eurodach, Fakulty lesnické a dřevařské na České zemědělské univerzitě, Fakulty umění a architektury na Technické univerzitě v Liberci, Lesů ČR a Nadace Proměny.

Závěr
V tomto projektu se zatím jedná o základní výzkum, který ale jasně vede k průmyslovému využití u interaktivních stěn.
Ray 2 vyžaduje další prototyp, který bude vycházet ze sledovaných vzorků a větší komplexity co do složení jakožto plnohodnotné stěny.
Sledování pavilonů pomohlo prozkoumat téma z větší komplexity, protože borcení dřeva ovlivňuje jak relativní vlhkost vzduchu, tak jeho teplota. Byly tedy vysledovány případy, kdy za stejné vlhkosti bylo vysledováno borcení v opačných směrech vzhledem orientaci ke světovým stranám.
Prostorová organizace a kombinace levé a pravé strany desek napomáhá větší cirkulaci vzduchu.

Marie Davidová
Doktorandka na FA ČVUT / členka Collaborative Collective
Fričova 7
12000 – Praha 2
marie.davidova@fa.cvut.cz