Experiment zkoumá možnosti architektury a posouvá její hranice

Experiment ti byl vždy blízký. Studoval jsi na vídeňské dieAngewandte a vedl ate­liér na brněnském VUT. Obojí bylo zaměřené spíše na teorii, nebo i tam byl přesah do praxe?

Teorie a výzkum jsou důležité a už na škole jsme jejich aplikaci brali jako reálné projekty. Nikdy jsem se na to nedíval tak, že by mělo jít pouze o projekt digitální. Školní práce zůstaly ve fázi studie či projektu, protože na jejich další rozpracování nebyl čas ani rozpočet. Řešily se však i konti­nuální výzkumné projekty, které svoji fázi realizace či aplikace naleznou.

Takže jste z papíru do hmoty převáděli jen zmenšené modely?

Někdy jsme se ve Vídni i v Brně dostali také k realizaci prototypů a pavilonů v měřítku 1 : 1. Tady ve Žďáře se nám povedlo dokonale skloubit teorii a praxi, kdy v pondělí vznikne idea a ve středu se tiskne. Prototypování pomocí 3D tisku je ideální forma.

Kdy ses rozhodl začít experimentovat v praxi? Prosadit se v komerčním prostředí musí být daleko těžší než teoretizovat na akademické půdě.

Od začátku jsem chtěl testovat možnosti parametrického navrhování. V Čechách je experiment vnímán jako obávaná chiméra. Přitom se jedná o zkoumání možností a posouvání hranic architektury. S dnešními technologickými poznatky přece nemůžeme stále stavět jako před sto lety.

Bez progresu by se mohutné románské zdivo nikdy neproměnilo v odlehčený gotický konstrukční systém.

Stačí si jen po formální a konstrukční stránce rozebrat renesanční nebo barokní stavby, aby si člověk uvědomil jejich experimentálnost. Architektura se vždy snaží pochopit, v jaké situaci se nachází a kam by měla směrovat. Totéž děláme dnes i my. Experiment je pro architekturu nesmírně důležitý. Podobný vývoj se odehrává ve všech vědních oblastech. Na začátku máme tezi, kterou si ověřujeme fyzickým prováděním. Ve Žďáře se všechny tyto podmínky ideálně setkaly.

Jak se stalo, že ve Žďáře vznikla firma zabývající se robotickým 3D tiskem betonu? Daleko spíše bych podobný start-up očekával v blízkosti průmyslových center nebo výzkumných ústavů v Brně nebo v Praze.

S trochou nadsázky tvrdím, že žďárskou tradici založil Santini, když kostelem na Zelené Hoře položil základy radikální a inovativní architektury. Ve 20. století určovala progres místní strojírna Žďas. Díky ní mohly po revoluci vzniknout soukromé firmy s vysokou  specializací a držet krok se západní konkurencí. Tomáš Vránek, zakladatel a ředitel ICE, je mým bývalým spolužákem ze základní školy. Pozval mě na prohlídku areálu a zeptal se, zda u sebe nemám nějaká data, a za deset minut se začalo tisknout. Ta rychlost mě ohromila.

Roboti poslední dobou stále více přebírají lidskou práci a stavebnictví není žádnou výjimkou. Najednou se z něj stává obor, kde se pracuje s laboratorní přesností.

Nemůžeme říct, že přebírají. Spíše pomáhají lidem zvládat rutinní a namáhavou práci, díky čemuž se člověk může věnovat kreativnějším činnostem. Zaměstnanci v naší firmě používají namísto zednických lžic štětce. V uplynulých desetiletích prodělal prů­mysl enormní vývoj. Nyní konečně nastává čas inovovat i stavební proces.

V komerčním sektoru musí být zároveň enormní tlak na efektivitu.

Vídeňská škola mě naučila profesionalitě s tím, že by měl být každý návrh založen na výzkumu. Počáteční tezi je třeba důkladně prozkoumat. Výsledný kód se pak promítne do architektury. Postup ve žďárské firmě je velmi podobný. U teze, že chceme vytisknout dům, musíme nejprve pochopit všechny procesy. Následně si vytvoříme kód, který před samotnou výrobou ještě musí projít optimalizací. Na počátku má člověk ideu, pak vyvine metodu a následuje fabrikace. Když se to správně poskládá, tak může vzniknout dobrá architektura. Být akademikem neznamená žít mimo rea­litu, ale právě naopak. Lidé by se k akademikům měli obracet se svými problémy a oni by měli hledat řešení. Akademická sféra by měla být lídrem inovací. Zatím se však jejich přispěním vše spíše komplikuje a prodlužuje. Zatímco tráví čas sepisováním grantů, tak my už druhý den zkoušíme v přilehlé hale různé možnosti řešení. Začátky nebyly lehké. Všichni nás spíše zrazovali, že to nepůjde tak snadno. Do půl roku jsme však měli vyvinutou hlavici i vyladěnou recepturu na směs. Tvrdili nám, že nejde tisknout z běžného betonu. I my jsme chvíli používali drahé průmyslové směsi, ale pak jsme vyzkoušeli beton z běžného domíchávače a zjistili, že i z něj tisknout lze.

Technologie 3D tisku betonu je alchymie, kde je potřeba namíchat tu správnou směs.

Jako základ používáme běžnou betonovou směs. Samozřejmě dál směs ladíme aditivy a urychlovači a musíme dodržet správný pracovní postup. Najednou však zjišťujeme, že betonový tisk umí být cenově mnohem dostupnější.

Funguje u nás spolupráce lidí v tomto sektoru, existuje nějaká společná platforma, nebo jde o přísně utajované informace a svoje know-how si bedlivě chráníte patenty?

Každý tým se snaží svoji technologii i přesné materiálové složení chránit. Vzájemná spolupráce by rychlejšímu pokroku jistě prospěla, ale svět stavebních firem už je tak nastavený. Odborníci v Holcimu si před patnácti lety nechali patentovat tiskovou hlavu, a i když ji ještě neměli zcela vyvinutou, vyřadili tím ostatní zahraniční firmy ze hry. U nás si zatím na tiskovou hlavu patent nikdo nepodal, takže ve vývoji nic nebrání. Máme vlastní konstruktéry, programátory, mate­riálové inženýry. Vše si vyvíjíme od úplného základu a díky tomu máme nad celou technologií kontrolu.

Nejhmatatelnějším a pozoruhodným výsledkem vašeho dvouletého vývoje je tištěný pavilon Mezi konflikty, který jste loni na podzim představili veřejnosti v rámci pražského Designbloku. Mohl bys nastínit příběh tohoto projektu?

Před rokem a půl jsme začali s tiskem drobnějších betonových prvků. Když vypukla válka na Ukrajině, hledali jsme způsob, jak bychom mohli pomoci, a začali jsme vyvíjet ochranné prvky z tištěného betonu. Řešili jsme zejména to, aby splňovaly certifikovaný stupeň ochrany. Několik výrobků jsme na Ukrajinu skutečně odvezli a následně za námi přijela ukrajinská delegace, s níž jsme se sblížili. Naše touha pomoci tím ještě zesílila. Naše kolegyně Kristýna Uhrová zároveň dlouho toužila po tom vystavovat na Designbloku. Když jsme pak ve Žďáře ve výrobní  hale stáli s ukrajinským ženistou Jurajem, napadla nás myšlenka, že bychom mohli na dění na Ukrajině upozornit v rámci Designbloku, kde by se spojilo umění s agilní architekturou. Technologie 3D tisku dokáže nejen velmi rychle reagovat na fyzický kontext, ale také na geopolitické dění.

Architekti již předtím dokázali reagovat na přírodní nebo humanitární katastrofy formou projektu, ale málokdo dokázal přijít s fyzickou realizací v tak krátkém čase.

Pavilonem jsme chtěli upozornit na konflikty, problémy a toto kolektivní trauma, které je potřeba řešit. Právě inovace jsou tu od toho, aby pomohly, a 3D tisk nám rychlou reakci umožňuje.

Neukázali jste jen stinné stránky, ale snažili jste se do návrhu zapracovat i otázku krásy a vytvořit odolnou stavbu za pomoci funkčního ornamentu.

Pavilon měl sám o sobě představovat konflikt. Zvenku se jedná o moderní ochrannou stavbu, ale uvnitř disponuje zdobnými patterny (vzory), které vygenerovala umělá inteligence. Zadali jsme jí heslo „ukrajinské děti ukryté v secesním lese namalované Klimtem a Muchou“ a začaly nám vznikat různé obrazce, které jsme intarzovali do nosných stěn, neboť technologie nám umožňuje operovat s přesností na centimetry.

Navíc tento dekor zároveň pomáhá ztužovat tištěnou stěnu.

Nosná struktura, funkčnost i dekor. Vše do sebe krásně zapadá.

Za tento pavilon jste letos získali nominaci na Českou cenu za architekturu. Jaký další ohlas sklízí vaše práce?

Potěšilo mě, když se k nám do Ždáru přijel podívat Winy Maas z holandského ateliéru MVRDV. Od tuzemského publika jsou ohlasy vlažnější. Vypadá to, že se o nás zajímají více v zahraničí. Je zajímavé, že firmy, s nimiž teď vyvíjíme prefabrikovaný městský mobiliář, nechtějí, aby výsledné produkty vypadaly jako 3D vytištěné. Bojí se být příliš moderní. Narážíme také u laického publika, které je spíše konzervativní.

Přitom lze jemné vrstvy 3D tisku vnímat jako zdarma přidaný dekor.

Spousta architektů se podobnou strukturu snaží docílit dodatečně v omítkách a přitom při 3D tisku vzniká struktura jednotlivých vrstev přímo během procesu výroby. Možnosti jsou ještě dalekosáhlejší od různých vzorů a patternů po probarvování a další efekty, jichž lze dosáhnout jak pomocí různých trysek, tak pomocí uspořádání tiskových dat.

Podobně se dlouhé roky stavěly jedno- či dvoupodlažní stavby ze dřeva. Až nyní se vyvinuly moderní technologie pro výškové budovy z dřevěných nosníků, které splňují všechny statické i bezpečnostní požadavky. Jak si v tomto ohledu stojí budovy z tištěného betonu?

Když se bude tisknout po částech, tak lze z jednotlivých prefabrikátů složit i mrakodrap. Italský historik Mario Carpo již v roce 2012 tvrdil, že dochází k zásadnímu posunu. Končí masová produkce, která průmysl nutila k hromadné výrobě a vytvářela pořád stejné kopie, aby se snížily náklady. Nyní přichází masová customizace 3D tisku, kdy je každý prvek originál. To znamená, že děláme to, co chce zákazník, ovšem při nízkých nákladech a v krátkých termínech. Jedná se o strategii, která integruje zákazníka do dodavatelského řetězce s cílem výroby podle zákazníkových požadavků. Najednou nemusím za design připlácet, protože mate­riálu je ve výrobku pořád stejně a zároveň je přesně upravený dle přání klienta.

Na jednu stranu známe předchůdce betonu nazývaného emplekton, maltu litou do prostoru mezi dvěma lícovými zdmi, již z období antického Řecka. Na druhou stranu se moderní beton na bázi cementu a ve spojení s ocelovou výztuží začal rozvíjet až v druhé polovině 19. století. V současné době pak dochází k velkému rozvoji v používání ultra vysokohodnotného betonu, který umožňuje realizovat štíhlé konstrukce o velkých rozponech včetně konstrukcí mostů. Skýtá programování, robotika a technologie 3D tisku pro beton jasnou budoucnost?

Ano, inženýrství materiálu je pozoruhodné, ideálně když se spojí i s architektonickou formou. Některé současné pokusy natahují materiál do extrémních poloh, zatímco forma zůstává neefektivní. V našem případě se snažíme propojit strukturální logiku s materiálovou. Proto používáme záhyby a vrásy, které zvyšují statický profil prvků.

I díky tomu, že se do stavebnictví zapojí také lidé ze strojírenství jako ve vašem případě, resp. žďárského ICE.

Je s podivem, že musí přijít lidé zvenku, aby mohli začít inovovat obor zevnitř a prolomili zapouzdřenost, která panuje ve stavebnictví i v architektuře.

Díky moderním technologiím se najednou ze stavebnictví stává přitažlivý obor, který už nemusí být spojován se špinavými podmínkami a hrubou silou.

To je hlavní motto naší firmy. Je potřeba mít všude čisto, pracovat agilně a efektivně. Tyto zvyky si sem zaměstnanci přinesli se svého původního oboru zpracování automatických linek pro automobilový průmysl. Dnes je na stavbě, kde tiskneme prototypy, čisto. U robota je jeden operátor a na lavičce sedí programátor a griluje.

Dovolil by sis předvídat vývoj v tomto oboru? Na čem zrovna pracujete, co vás teď nejvíc zaměstnává, co vyvíjíte? Tedy pokud to není tajné.

Stále zdokonalujeme všechny tři hlavní složky 3D tisku. První je materiál, u něhož usilujeme o co nejvíce konzistentní směs. Na substanci má velký vliv počasí i to, že vždy pracujeme s lokálním materiálem. Nepoužíváme specializované průmyslové směsi, ale vždy místní beton z domíchávače. Dalším prvkem je konstrukční stránka, hlavně tedy tisková hlava, na které každý měsíc provádíme drobné změny, aby byla ještě více přesnější a efektivnější. A samozřejmě architektura a stavební struktura, kdy vyvíjíme systém 3D tištěných domů a dalších konstrukcí.

Na tom se podílí strojní inženýři s programátory. Jaká je pozice architektů?

My vyvíjíme architekturu, která bude vhodná pro danou technologii. Od konceptu, jak by taková architektura měla vypadat, po vlastní prototypy. Jsme zodpovědní za data, která jsou do robota vkládána, a připravujeme tedy i tzv. slicy (dráhy pro robota). Architekt se tak stává syntézou mezi ideou, modelářem a trochu programátorem.

Nelze tedy vzít katalogový domek a vytisknout jej na 3D tiskárně?

Lze, ale nedává to příliš smysl. Člověk měl odjakživa architektonickou ideu, mate­riál a způsob stavění. To se vzájemně ovlivňovalo a propisovalo do výsledné stavby. Když se budu snažit, aby návrh z 3D tiskárny vypadal jako klasický dům, tak jsem nejspíš nevyužil všechny možnosti, které 3D tisk nabízí. Frederick Kiesler nedokázal před šedesáti lety postavit svoji ideu nekonečného domu (Endless House, 1950 – 1960), zatímco my to s dnes dostupnými prostředky dokážeme, a navíc jsme efektivnější, protože obdélník má daleko delší tiskovou dráhu než koule a má menší obsah. Cihla má tvar kvádru, z něhož může vzniknout zase jen hranatá věc. Tisk mění způsob myšlení z elementárního na topologické.

Když se někdo pokusí o organický půdorys, tak buď musí řezat cihly, nebo stavět složité bednění.

Tady stačí jen vyslat tiskovou hlavu správným směrem. My robotický tisk přirovnáváme k pletení, které klientovi zhotoví  přesně takový svetr, jaký potřebuje. V digitální podobě se vracíme k prapůvodní teorii odívání Gottfrieda Sempera. Navíc lze do procesu zapojit umělou inteligenci. Je potřeba zbavit se nepodložených obav a hledat nejlepší nelineární řešení. V tištěné technologii vidíme ohromný potenciál.

V dnešní turbulentní době tedy nelze předvídat, co nás může čekat za pár let.

Vývoj jde kupředu ohromným tempem a je skvělé být u toho. Pracujeme na implementaci umělé inteligence do procesu navrhování domů a měst i do procesu optimalizace tisku. Rádi bychom představili celý nový koncept bydlení i architektury.