Podíl klimatických podmínek na formování budov s nízkou energetickou náročností

Úvod

Článek se v historických souvislostech a se zaměřením na zjištění podílu klimatických podmínek na formování architektury věnuje budovám pro bydlení. Především domy na venkově ve větší míře, než tomu bylo ve městech, respektovaly lokální charakter. Dnes bychom je mohli chápat jako rodinné domy. V době výstavby potom jako selská stavení nebo lidovou, resp. vernakuklární (tradiční) architekturu, která v 19. a na počátku 20. století společně s bydlením plnila i funkci hospodářskou. Bylo pro ně charakteristické, že byly stavěny převážně místními řemeslníky, což se často odrazilo v jednotném stylu jednotlivých stavení. Zvláště po první světové válce se zvolna začala rozvíjet kritická architektonická diskuse o funkci konstrukcí a volbě materiálů pro vytváření optimálního stavu vnitřního prostředí budov. Do architektonického navrhování se zapojily nejprve intuitivní, posléze odborné znalosti o klimatu a rozvíjela se interdisciplinární spolupráce architektů s fyziky, meteorology, klimatology, stavebními inženýry a sociálními vědci. Cílem bylo nalézt míru korelace formy vernakulární architektury a typu klimatu v dané oblasti.

Zaměření na klimatické podmínky determinuje klimaticky odpovědnou architekturu. Dosahuje se respektem k regionálnímu charakteru výstavby. Stavba tak reaguje na klimatický typ lokality, v níž je umístěna. Pokud jsou uplatněny prvky energeticky pasivních forem výstavby a architektura respektuje podmínky daného prostředí, např. použití místních stavebních materiálů nebo obnovitelné formy energie, nevzniká při jejím provozování velká spotřeba a po nastavení zdravého vnitřního prostředí ani přílišná produkce CO².

Vliv nuancí klimatu na formu architektury

Současná diskuse o vlivu klimatických podmínek na architekturu má globální charakter. Její forma si proto zaslouží pozornost také ve vztahu k mírnému podnebnému pásmu, v němž se nachází Česká republika. Mírný pás se dělí na několik klimatických typů. Podle Köppenovy klasifikace pod­nebí [1] je východní část ČR charakterizována převážně kontinentálním podnebím. Detailnější škálu zpracovává Quittova klasifikace [2], která rozlišuje teplé, mírně teplé a chladné oblasti, viz tab. 1. Součástí tohoto článku je mapa podnebných zón [2] (obr. 1), a mapy s výskytem forem vernakulární architektury [3] (obr. 2–7), určující charakteristické prvky daných klimatických oblastí, a byl popsán potenciální vliv povětrnostních podmínek na architektonické tvarosloví a jejich vzájemná korelace.

Minimální jednotky k bydlení

Potenciálem studie je uplatnění zásad přijatých pro realizaci vernakulární architektury a jejich vliv na návrh nových bytových jednotek. Jedná se o dílčí krok k rozvoji strategie ekologického a udržitelného bydlení. Bude sloužit k tvorbě domu, na který nejsou kladeny vysoké technologické nároky, zároveň při současném zachování zdraví jeho obyvatel. I když dodržení komfortu je v současnosti s ohledem na zvyšující se náklady související se zajištěním zdrojů energie a udržitelnost jejich spotřeby otázkou.

O návrh minimálních obytných útvarů se architekti pokoušeli již v minulosti. Šlo o modulové technologické jednotky, např. Diogene od Renzo Piana nebo le Cabanon od Le Corbusiera, který vychází z moduloru [4]. Cílem je formovat vhodné tvarosloví objektu v konkrétním prostředí pro zachování zdravého interního klimatu a užití minimalistických technologií, které lze z pohledu uživatele považovat za udržitelné. Půjde o nalezení vztahu mezi formou architektury a klimatickým typem podle Quittovy klasifikace. Tvar budovy by měl reflektovat podmínky okolního prostředí, rozlišit formy obytného domu v mírném podnebném pásmu a poukázat na rozdíly ve výstavbě v detailnějším členění podnebných zón.

Lidová architektura a současný stav poznání

Lidová architektura může být v konkrétním regionu chápána jako zdroj inspirace a vodítko k řešení současných problémů s bydlením. Také může při optimálním čerpání materiálů a energie sloužit k úsporám a zlepšování životního prostředí [5]. Klimatické podmínky jako vítr, sluneční záření, teplota a srážky ovlivňují umístění a tvar sídel. Zaměření se na tradiční prvky, které dobře fungují ve vztahu k udržitelnosti, tzn. studium místní architektury, může připomenout, že existují alternativy k současným způsobům navrhování, výstavby a bydlení. Neměli bychom však tuto inspiraci chápat jako romantické zaměření a uvíznout v minulosti, nýbrž použít funkční a osvědčenou formu a implementovat ji do současnosti a pro budoucnost. Zaslíbenou zemí obrozené lidové architektury je východní část území ČR – Morava. V moderních dějinách spatřovali v reper­toáru lidové architektury přirozené a nadčasové formy, jež svou životaschopnost prokázaly staletým používáním [6], např. Dušan Jurkovič a Jan Kotěra.

Regionalismus

Již v roce 1934 se pokouší John Crowe Ransom (v úvaze The Aesthetic of Regionalism) o obecně platnou definici „regionalis­mu“. „Regionální“ pro něj znamená protiklad vůči pokroku, industrializaci, volnému trhu, interregionalismu, internacionalismu, eklekticismu, liberální výchově, sjednocení světa nebo jednoduše vůči vykořenění. Lewis Mumford se zabýval regionalismem a spiritualitou a kritizoval, na což se zapomíná, dehumanizační účinky moderních technologií [6].

Regionální architektura, tj. architektura harmonizující s „venkovským“ prostředím, je založena na představě organické jednoty architektonického nebo stavebního díla a přírody. Přitom nejde pouze o pocit harmonie, ale rovněž o reflexi zachycenou v produkci CO² a ve spotřebě energie. Současné technologie umožňují nastavit umělé podmínky k životu – a to do takové míry, že lidský organismus je vytržen z přirozeného biologického rytmu. Ideálem Williama Morrise byla architektura nezávislá na monumentálním stylu, která by bezděčně vyrůstala ze svého okolí a lidské potřeby [7]. Jednoduchost by měla být cílem, protože jednoduchost života, dokonce ta nejprostší, není neštěstím, nýbrž pravým základem zjemnělosti [6]. Jedince při nevhodné aplikaci zatěžuje současný komfort a blahobyt ekonomicky a prostředí ekologicky. Dobrovolná skromnost1) by mohla ulehčit zátěži obojího.

Výkladová studie

Výkladová studie podává vysvětlení vyhodnocením jednotlivých příčinných řetězců za užití předem stanovené teorie. Cílem je odkrýt méně známé nebo dosud neznámé vztahy a konstrukce daného případu, analyzovat jejich charakter, identifikovat příčiny a důsledky. Data pro tuto studii byla získána z publikace Lidová architektura na Moravě a ve Slezsku, ze které byly použity mapy vyjadřující výskyt architektonických forem místních obydlí [9]. Všechny mapy, které byly pro potřebu článku upraveny, vyjadřují vyskytující se formy dílčích částí stavby. Výběr byl dán obsahem zmapovaným v publikaci a byl redukován na formy, u kterých byla sledována korelace s klimatickým typem. Klimatická data byla získána z mapy Quittovy klasifikace podnebí, obr. 1, která obsahuje data z let 1901 až 1950. Jedná se o čtrnáct charakteristik, tab. 1, ve kterých jsou podány informace o klimatických poměrech z hlediska technických, zemědělských a rekreačních účelů. Quitt uvádí, že velké množství klimatických prvků nás nutí k zevšeobecňování, jehož míra závisí na účelu, jemuž má regionalizace
sloužit [2].

Formy domu

Orientace usedlosti, obr. 2

• Štítová zástavba byla původně nařízena mj. také v Řádu k hašení ohně z roku 1787. Mezi domy tak měl vzniknout volný prostor. Štítová rozvolněná zástavba je rozšířena převážně v oblastech členitého terénu, z klimatického hlediska spadá do chladnějších oblastí.
• Okapová zástavba se rozšířila později, a to z důvodu využití volného prostoru mezi domy pro obytné a hospodářské účely. Došlo také k uzavření dvora, což může odrážet ochranu prostředí obklopeného budovami. Z mapy je patrné, že typ okapové zástavby je charakteristický pro teplejší oblasti. Analogický charakter prostředí se vyskytuje v atriových domech v oblasti teplého klimatu Itálie [8].

Tvar a sklon střechy domu, obr. 3

• Sedlové střechy jsou typické pro horské kraje. Tato oblast je charakterizována jako mírně teplá a chladná. Důvodem použití tohoto typu byla jednak hmotnost vlastního materiálu střechy, ale také zátěž sněhové pokrývky v zimních obdobích. Z toho důvodu je v chladných regionech použit sklon až 60˚.
• Valbová střecha je čtyřokapová, s náročnější konstrukcí krovu. Nese menší zátěž, proto je vhodná pro slaměnou nebo rákosovou krytinou používanou v teplých rovinných oblastech. Od tohoto typu se později ustupovalo, jelikož nebyl vhodný pro řadovou zástavbu. Vznikl tak mezistupeň polovalbového typu s krátkým okapem pod hřebenem [9].