Asistencia inteligentných technológií pri bývaní vo výškach

Na výškovú budovu súčasnosti sú kladené mimoriadne nároky. Mala by byť energeticky nenáročná, ľahko prenajateľná, ale aj schopná efektívne reagovať na časté zmeny vonkajšieho prostredia a neustále sa meniace nároky obyvateľov. Inteligentná výšková budova je schopná tieto požiadavky saturovať, čím je zaujímavým riešením pre investorov aj obyvateľov.

Obyvatelia výškového bytového domu požadujú od bývania vlastnosti, ktoré im už nie je schopný efektívne poskytnúť bežný bytový dom. Ide najmä o vyššiu efektivitu narábania s energiami, možnosť obsluhovať a riadiť jednotlivé elektronické zariadenia, osvetlenie a tienenie či systémy umožňujúce ochranu bytov. Súčasný trend znižovania cien hardvérových komponentov integrovaných riadiacich systémov, robí tieto zariadenia dostupnejšími širšiemu okruhu užívateľov. Spolu s rastúcimi cenami energií je reálne, že implementácia inteligentných zariadení do bytov bude bežná.

Výhľad ako benefit

Napriek všetkým nevýhodám bývania vo výškach, existuje veľa ľudí jednoznačne preferujúcich výhľad ako najvýznamnejší benefit bytov na najvyšších podlažiach. V čase, keď veľkomestá bojujú s nedostatkom stavebných pozemkov v centrálnych mestských polohách, jedno z riešení tohto problému predstavujú strešné nadstavby domov, pre ktoré sa zaužíval v ostatnom čase pojem „penthouse“.

Nadštandard bývania sa v penthousoch často spája s inteligentnými technológiami, ktoré dokážu čiastočne kompenzovať nevýhodu umiestnenia na poslednom podlaží, spojenú s prílišným prehrievaním alebo ochladzovaním bytu. Pri penthouse ide o snahu získať komfort bývania v rodinnom dome aj v husto zastavaných mestských zónach. Obytné jednotky „vznášajúce“ sa nad mestom, dodávajú obyvateľom pocit výnimočnosti a jedinečný výhľad. Trend bývania na streche budov vo veľkomestách charakterizuje veľmi výstižne architekt Rem Koolhaas: „Je to zvláštne, že tí najmenej majetní obývajú najdrahší tovar, zem a tí, ktorí majú dostatok financií, to čo je zadarmo – vzduch.”

Špecifikom penthousov bývajú neštandardné panoramatické výhľady na mesto a krajinu, v závislosti od konkrétnej polohy domu. Častým riešením pri tejto forme bývania je v zahraničí samostatný výťah končiaci priamo v byte, veľké terasové plochy a pod. Penthousy predstavujú jednu zo súčasných možností, ako zatraktívniť staršie obytné domy pre špecifické skupiny obyvateľstva.

Urbanistická ekonómia a developerská ekonómia

Existuje všeobecný mýtus, rozšírený najmä medzi developermi, že rozvoj sídel do výšky zvyšuje hustotu. Ako však poukazuje štúdia ateliéru Andrew Wright Associates pre knihu Towards an urban renaissance, vysokú hustotu možno dosiahnuť rôznymi spôsobmi zástavby. Pri zvyšovaní výšky zástavby musí rásť vzdialenosť jednotlivých objektov kvôli preslneniu, presvetleniu a prúdeniu vzduchu. V opačnom prípade sa znižuje kvalita prostredia, čoho dôkazom je situácia v mnohých ázijských mestách. Samozrejme, v rámci rozvoja existujúcej mestskej štruktúry s vysokými cenami pozemkov je výšková zástavba často jediným rentabilným riešením, pričom si však treba uvedomiť fakt, že parazituje na existujúcej okolitej zástavbe.

Výstavba výškových budov je finančne náročnejšia kvôli väčším požiadavkám na aplikovanú technológiu v budove. Takisto je prevádzka výškových budov ekonomicky náročnejšia, hlavne kvôli potrebe núteného vetrania a pokročilým technologickým systémom. Prostredníctvom inteligentných technológií je možné výškovej budove poskytnúť zariadenia, ktoré významne znížia prevádzkové náklady. Zaujímavým je koncept výškovej budovy šetriaci energiu podľa LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). Budova účinne využíva zdroje – energiu, vodu a materiály, čím redukuje negatívny dopad na ľudské zdravie, životné prostredie, prostredníctvom umiestnenia v situácii, vlastného návrhu, konštrukcie, prevádzky, údržby a vlastnej recyklácie v rámci kompletného životného cyklu budovy. Pre výškové formy budov je dôležitá schopnosť reakcie na okolie. Vhodná integrácia budovy do prostredia ju nerobí len viac efektívnou, ale znižuje aj náklady na prevádzku, ak budova a prostredie spolu kooperujú. Architektonický koncept inteligentnej obytnej budovy by mal rešpektovať charakter okolitého prostredia.  

Ďalším ekonomickým problémom je cena výstavby za meter štvorcový podlažnej plochy. Tá stúpa zároveň s výškou budovy, čo môže negovať teoreticky veľké využitie pozemku, ako ukazuje M. Rahman v štúdii „High-rise housing: In the search for solution to the urban housing crisis in developing countries“. Z developerského pohľadu sa tak pre výstavbu výškových budov stávajú atraktívne lokality s extrémne vysokou cenou pozemku.

Intenzita dopravy

Príklady urbánnych zón s vysokou hustotou ukazujú pozitívny vplyv vysokej zástavby na využívanie verejnej dopravy a obmedzenie individuálnej dopravy. Verejná doprava sa v prostredí s výškovými budovami stáva veľmi efektívnou, pretože množstvo ľudí prepravených jedným spojom je veľmi vysoké. Ako príklad môžeme uviesť Manhattan, v ktorom 75 % domácností nevlastní auto, pričom viac ako 90 % Američanov musí jazdiť do práce. (New York ako celok je jedinou lokalitou v Spojených štátoch, kde viac ako polovica všetkých domácností nevlastní automobil). Obyvatelia výškových budov využívajú efektívnu, bezpečnú a rýchlu prepravu výťahmi, ktorá pri integrácii viacerých funkcií v budove zabezpečuje lepšiu dostupnosť týchto funkcií. Väčšími rozostupmi medzi výškovými objektmi vznikajú funkčné plochy lepšie využiteľné pre dopravu. Zároveň však výšková budova umiestená v urbanizovanom prostredí svojou prevádzkou môže spôsobiť preťaženie dopravnej siete.

Jedna z najefektívnejších príkladov symbiózy výškových budov a konceptu inteligentného mesta, zahrňujúceho inteligentnú infraštruktúru je Singapur. Už od roku 1991 zavedením plánu IT2000 sa cieľom štátu stala extenzívna aplikácia informačných technológií, za účelom zlepšenia kvality života obyvateľov. Podľa plánu IT2000 sa Singapur mení na inteligentný ostrov. Bude jednou z prvých krajín na svete s pokročilou informačnou infraštruktúrou, redukujúcou nevýhody dopravného zaťaženia v centre veľkomesta, spôsobeného kumuláciou veľkého množstva obyvateľov na malej ploche.

Vplyv na psychiku obyvateľov

Pre človeka je evolučne prirodzenejšie žiť v blízkom kontakte s okolitým terénom. Život vo výškach prináša psychologické riziká, ktoré sú predmetom výskumu viacerých autorov. Podľa štúdie Roberta Gifforda: „The consequences of living in high-rise buildings“ možno bývanie vo výškových budovách z psychologického hľadiska charakterizovať nasledovne: „Mnohí, avšak nie všetci obyvatelia, sú viac spokojní s bývaním v nízkopodlažnej zástavbe ako vo výškovej. Bývanie vo výškových bytových domoch je viac uspokojivé pre obyvateľov, pokiaľ si ich sami vyberú, sú v dobrých lokalitách a sú drahšie. Deti sa ľahšie vychovávajú v nízkopodlažných obytných budovách, výškové budovy obmedzujú ich vonkajšie aktivity alebo pri nich znižujú kontrolu rodičmi, čo môže spôsobovať problémy so správaním. Obyvatelia výškových budov majú v dome menej priateľstiev a navzájom si menej pomáhajú. Kriminalita je rovnako vyššia vo výškových budovách. Prostredie výškových obytných blokov je vo všeobecnosti menej senzitívne na sociokultúrne a duševné aspekty života“.

Inteligentná technológia dokáže byť v tejto oblasti vhodným nástrojom stimulujúcim obyvateľa výškovej budovy, čím zlepšuje jeho duševnú kondíciu. Iniciátorom tvorby inteligentnej budovy je človek, pretože on determinuje svojimi zmyslovými schopnosťami návrh budovy, ktorá zasa riadi chod technických zariadení v prospech zvyšovania pohody a pracovného výkonu. Koncept tvorby prostredia v budove je v určitom momente závislý od skúsenosti z minulosti. Ľudia nie sú len pasívnymi percipientmi prostredia, ale adaptujú sa mu psychologicky – správaním. Ľudské zmysly sú súčasťou fyziologicko-psychologického systému, ktorý reguluje ľudské reakcie na stimuly prostredia. Ľudia reagujú individuálne a určitá reakcia môže byť len chvíľková alebo vznikne prostredníctvom skúsenosti uloženej v dlhodobej pamäti. Systém inteligentnej budovy musí zohľadniť tvorbu prijateľného prostredia v budove, sociálne prostredie, pracovné a riadiace procesy jej užívateľov. Ľudské zmysly sú zapájané pri vnímaní prostredia, ale sú tiež využité na uskutočnenie a plnenie cieľov užívateľov inteligentnej budovy, ktorá sa časom stáva citlivejšou k týmto úlohám.

Pokračování na další straně

převzato z partnerského časopisu Eurostav

Bezpečnosť

Výškové budovy sú mimoriadne citlivé na bezpečnostné riziká, ako sú požiar, teroristické útoky, zemetrasenia či iné formy prírodných katastrof. V prípade udalostí ohrozujúcich statiku budovy existujú vhodné konštrukčné riešenia, ktoré sa však výrazne premietajú do ceny budovy. Hlavný problém výškových budov z hľadiska bezpečnosti je rýchlosť evakuácie obyvateľov. Prioritným momentom tvorby kvalitnej inteligentnej budovy je prepojenie medzi systémom starajúcim sa o prostredie v inteligentnej budove (environmental system) a systémom starajúcim sa o užívateľa (user activity system). Táto kooperácia systému sprostredkováva tvorbu bezpečného prostredia v budove.

Väčšina chýb v návrhu zabezpečenia inteligentných budov pramení zo samotného procesu tvorby. Základom integrovaného prístupu k tvorbe inteligentných budov je vhodná integrácia systémov do budovy. Podstatou integrovaného prístupu je skutočnosť, že užívatelia budovy pociťujú vysokú úroveň komfortu a bezpečnosti, zaistenú integrovanými systémami.  Koncept inteligentnej budovy rieši ochranu zdravia a bezpečnosti obyvateľov prostredníctvom integrácie systémov ako: poplachový systém narušenia, kamerové systémy a elektrická požiarna signalizácia.

Úlohou poplachového systému narušenia je zabezpečiť ochranu budovy a obyvateľov pred neoprávneným vniknutím. Zabezpečuje kontrolu prístupu do jednotlivých miestností v budove pomocou detektorov prístupu (proximitné karty, kamery, zadávanie prístupových kódov). Kamerový systém vytvára obrazový záznam stráženého priestoru. Systém ponúka nahrávanie vysokokvalitného digitálneho videa, diaľkové sledovanie kamier (telefón, internet, intranet), videoarchiváciu a multi-kamerový obraz. Úlohou elektrickej požiarnej signalizácie je detekovať a lokalizovať miesto požiaru v budove. Tento podsystém môže byť spojený s automatickým hasiacim systémom.

Ekológia

Hlavným problémom výškových budov z hľadiska ekológie je potreba špičkovej technológie, materiálov a veľká počiatočná investícia. Tieto faktory spôsobujú ich nerealizovateľnosť svojpomocne či s využitím lokálnych zdrojov. S nutnosťou výroby technologicky a energeticky náročných prvkov a ich prepravou do miesta realizácie rastie veľkosť spotrebovanej energie. Čo sa týka prevádzkových nákladov z prednášky Petra W. Newtona: „Transitioning to zero-carbon housing: Hybrid buildings and standards“ vyplýva, že energeticky najefektívnejšia je stredná výška zástavby. S použitím správnych konceptov a technológií je však možné dosiahnuť energeticky úspornú prevádzku aj pri výškovej budove. Svojím malým záberom plochy výškové budovy umožňujú ponechať viac územia pre zeleň.

Podľa slovenského odborníka na inteligentné budovy P. Ehrenwalda, „sa ekologickosť stáva v súčasnom trende návratu k prírode reprezentantom kvality určitého výrobku alebo javu, a teda aj architektúry. Keďže zrejme konečným cieľom tvorby inteligentnej technicky nenáročnej budovy je, aby sa stala kvalitným výrobkom, musí byť aj ekologická.“ Cieľom je navrhnúť také technické riešenie, ktoré dá užívateľovi prehľad o toku energií za ľubovoľné časové obdobie. Monitorovaním a riadením spotreby energií umožní podstatne znížiť odber a trvalo odoberať len také množstvo energií, aké si vyžadujú technické zariadenia v danom okamihu.

Výškové obytné budovy v porovnaní s klasickými formami bývania (low rise apartments, middle rise apartments) poskytujú výhody, ale aj rad nevýhod, ktoré je však pomocou inteligentných technológií možné čiastočne kompenzovať. Hlavným faktorom, ktorý rozhoduje, či prinášajú kvalitu, je ich umiestnenie v rámci krajiny, sídla a zóny. Bývanie vo výškových budovách býva najatraktívnejšie v centrách veľkých miest, pričom by malo poskytovať súkromie, výhľad, dostatočné preslnenie a presvetlenie. Toto je možné, iba ak sú dodržané dostačujúce odstupy. Vysoká koncentrácia výškových budov má za následok zhoršenie kvality existenčného prostredia pre obyvateľov okolitých budov. Svoj potenciál výškové budovy naplno využívajú, pokiaľ poskytujú svojim obyvateľom dostatočné priestory na oddych a relax a integrujú čo najväčšie množstvo funkcií.

Súčasné technologické prostriedky umožňujú spojenie konceptu výškovej budovy s inteligentnou technológiou, ktorá je v určitých oblastiach schopná účinne kompenzovať nedostatky, desaťročia obmedzujúce túto formu bývania.

Ing. arch. Branislav Puškár, PhD., FA STU Bratislava Ing. arch. Vladimír Sekera, FA STU Bratislava Recenzent: prof. Ing. arch. Robert Špaček, CSc., FA STU Bratislava

[1] CLEMENTS – CROOME, D.: Intelligent buildings – Design, Managment and Operation. New York, 2004, str. 6, ISBN 0727732668 [2] FOWLER, S. W. – READMAN, J. W: Intelligent construction. In: Engineering Digest, 1985, č. 11 London, ISBN 0013-7901 [3] GIFFORD, R.: The Consequences of Living in High-Rise Buildings, University of Sydney, Sydney 2007 [4] JOSHI, V. – KETKAR, S.: Intelligent buildings. In: Konferencia Harbinger group of Connecticut, Washington, 1993 [5] KIM, J. J.: Intelligent building technologies: a case of Japanese buildings. In: The Journal of Architecture, 1996, č. 1, str. 26 – 28, London: Routledge, ISBN -10: 0965279529 [6] KUNZE, J.: The revival of high-rise living in the UK and issues of cost and revenue in relation to height, Master Thesis in European Property Development and Planning, The Bartlett, University College London, 15 September, 2005 [7] NEISSER, U.: Cognition and reality. New York: W. H. Freeman & Co, 1976. ISBN -10: 0716704781 [8] NEWTON, P. W.: Transitioning to Zero-Carbon Housing: Hybrid Buildings, Institute for Social Research, Swinburne University of Technology, 2009 [9] NIPESH, P. N.: High-rise development as a byproduct of urbanization, 2006 [10] RAHMAN, M.: High-rise housing: In the Search for Solution to the Urban Housing Crisis in Developing Countries, Pakistan journal of aplicated sciense, 1/2 [11] ROS, J.: Next Generation Architecture: Contemporary Digital Experimentation, London: Thames & Hudson, 2003, str. 239, ISBN 0-500-28452-0 [12] SOA, A. T. – WONG, A. C. – WONG, K. C.: A new definition of intelligent building for Asia. In: I homes&buildings, 2006, č. 1, ISBN 0-903655-54-2 [13] URBAN TASK FORCE: Towards an Urban Renaissance, Queen’s Printer and Controller of HMSO, 1999, 2002, ISBN 0203497740

převzato z partnerského časopisu Eurostav