Model - tvůrčí zobrazovací prostředek v architektuře a urbanismu

Další v řadě témat, kterému se Fórum architektury a stavitelství věnuje opět prostřednictvím jednoho odborného pracoviště, Ústavu modelového projektování Fakulty architektury ČVUT v Praze, v rámci cyklu příspěvků o problematice zobrazování, komunikace, přístupů k tvorbě, ale i vlastní prezentace architektonického díla. Modely jako pomůcka ověřování konkrétních konstrukčních postupů i formulování obecných představ. Praktický prostředek komunikace i příležitost jitření fantazie, součást profesionální přípravy, platforma k vyjádření konceptuálních idejí, nástroj tvorby, která posouvá vnímání reality. Model se stává součástí procesu proměny reality, jindy jen navozuje iluze. Také ryze účelový instrument nezbytný při rozhodování. Postavený i neskutečný svět modelů...

Motto:
Hledání nových způsobů modelů znamená nalézat nové iluzivní přístupy, nové cesty, obnovovat myšlenky invence.
Eugene Kupper, profesor univerzity v Princetonu

K tradičním zobrazovacím metodám již odedávna v historii architektury patří kromě klasických kreslicích metod třídimenzionální (3D) model. Maketa stavby je stejně stará jako architektura sama, provázela člověka po staletí jako jeden z nezastupitelných prostředků zhmotnění prostorových představ. Se vzrůstající náročností stavebních děl a jejich technickou komplikovaností, s postupem dělby práce se měnil i způsob použití modelů a ruku v ruce s tím i materiály, ze kterých byl zpracován. Vývoj architektonického modelu prošel různými fázemi, avšak teprve ve 20. století dochází ke stylizované měřítkové zkratce na straně jedné a k experimentálnímu konstrukčně-tvarovému modelu na straně druhé.

Většina architektonických modelů, jak je známe z běžné denní praxe, se nezřídka staví po dohotovení projektu jako jakýsi dodatečný prostorový snímek stavu, jako převedení zhmotnění půdorysů a nárysů, vyvinutých před tím na rýsovacím prkně nebo počítači, do prostoru. Víme, že u znázornění staveb pomocí půdorysů a řezů chybí bezprostřední podnět pro představu třetí dimenze tedy prostorového působení, světlosti, oslunění a tak dále. Navíc vůbec nehovoříme o dimenzi čtvrté s animaci, závislé na času. Dešifrování půdorysu nebo řezu stavby je proces vyžadující relativně značnou inteligenci a představivost. Neplastické výkresy nesou v sobě nebezpečí, že se jimi tratí prostor. Kdo myslí pouze v plochách, riskuje, že bude chápat architekturu jako prostou zvětšeninu ortogonálně vykreslených fasád. Že zredukuje všechny architektonické formy na pravoúhlé vztahy tří rozměrů a nakonec ztratí jakýkoli smysl pro objem. Při takovéto metodě práce sotva může vzniknout vědomí toho, že prostorový objem lze tvořit a formovat třírozměrně a ne pouze sestavovat a uvádět do vztahu plochy. Také u studentů především nižších ročníků, kde prostorové myšlení není dostatečně vyškoleno, hrozí nebezpečí vzniku architektury rýsovacího prkna, ornamentálních půdorysů, vymýšlených spíše z grafického účinku nežli z prostoru.

Aktuální je též hrozba počítačové architektury při nevhodném použití některých softwarů v počáteční fázi návrhového procesu. Pro prostorové navrhování tkví význam modelu nejen v možnosti, že konečný výsledek návrhových úvah lze znázornit plasticky, ale že již v průběhu projektování se dají ozřejmovat prostorové jevy a kontrolovat je. V takovém případě je model právě tak pracovním nástrojem jako tužka či myš prostředkem k tektonickému formování a tvoření. Model budovy není stavěn proto, aby reprodukoval přesné rozdetailování výkresu a každé stavební jednotlivosti. Jeho účelem je znázornění těch nejpodstatnějších tvůrčích tvarových znaků. Motiv záměru architektonického díla je určujícím kriteriem volby stylizace, rozhoduje o stupni podrobnosti jednotlivých částí, o zvýraznění prvků, které určují charakter objektu a posilují pochopení architektonického záměru. Nastavení míry stylizace a volba měřítkotvorného detailu je jedním z fundamentálních okamžiků modelové tvorby. Dotýká se nejen objemových a hmotových řešení, ale též barevného výrazu a pojednání. Řešení stavební úlohy obvykle vychází z objemového a dispozičního programu, který stanoví nutné půdorysné plochy. Zvolená, vymyšlená organizace prostorové struktury pojatá podle funkčních hledisek (vztahy prostorů mezi sebou a navenek) vede k první skice. Tím je už dosaženo stadia, v němž vedle zvládnutí dvourozměrných ploch a rovin musí začít navrhování prostorové, to je třírozměrné formování stavebního tělesa a prostoru.

Z hlediska chronologie návrhu lze rozlišit tři kategorie modelu:
1. model ideový (konceptuální, kontextuální),
2. model pracovní (skicový),
3. model finální (faksimile).

1. Model ideový (konceptuální)

Představuje první spontánní pojetí navržené myšlenky, její skicovité improvizované formulování, které už jen velmi zřídka má být provedeno v určitém měřítku. V termínu designu je nejvíce abstraktní, má kvality anticipace, předvídavosti, která je vrozena architektonickému přístupu. Materiál pro stavbu těchto modelů je volen se záměrem vyjádřit ideu stavby, jeho realita není prioritním hlediskem.

Model ideový měřítkový představuje další stupeň členění prostoru. Jakmile je stanoveno měřítko, lze objemové části vzájemně uspořádat tak, aby odpovídaly pozemku a požadovaným funkcím a vzájemně je mezi sebou sladit. Velmi rychle se ukazují základní možnosti řešení organicky rostoucího díla u to je cenná pomoc pro začátečníka a ulehčení pro praktika. Zvláštní kategorii modelů ideových představují kompoziční prostorové struktury studentských cvičení, na nichž se posluchači nižších ročníků cvičí vnímat a objevovat prostorové a hmotové vztahy r základní fenomény architektonické tvorby.

Do kategorie modelů ideových lze pojmout modely struktivní (strukturní, strukturální). Začínajícím architektům umožňují od samého počátku ocitnout se v atmosféře profesionální kreativity. Práce s abstraktním modelem není ještě reálnou prací architekta-stavitele, má však nejdůležitější rysy této činnosti, rozšiřuje studentovu tvůrčí fantazii.

2. Model pracovní (skicový)

Slouží k tomu, aby projektant v dalším průběhu tvůrčí práce pomocí zkoušek, variant, porovnání dospěl k optimálnímu řešení. Zahrnuje celou škálu mezi modelem ideovým a finálním a podle účelu a použití je velmi rozdílný. Sotva nutno zdůrazňovat, že pro pracovní model, který slouží již k exaktní kontrole prostorového působení zamýšlených představ, je měřítko nutným předpokladem.

Pro Richarda Meiera (profesor univerzity v Princetonu) představuje model skicový pracovní nástroj myšlenky, která se rozvíjí po kontextuální interpretaci. Je analogický kresebným studiím. Tyto typy modelů mají neobyčejný význam pro rozvoj konceptu budovy, poskytují stabilitu pro úspěšné modifikace originálních myšlenek. Model je zde abstrakcí budovy, tudíž se nesnaží vypadat jako realizovaná budova. Model pomáhá k nalezení a určení identity oněch aspektů budovy, kterými chceme zaručit abstraktní kvality díla. Tolik citát.

Podle Michala Gravese (profesor univerzity v Princetonu) při modelování nevytváříme modely skutečných budov, vytváříme modely našich představ, ideí. Tedy to, co pak přechází z našich myšlenek na papír nebo modelovou formu, to už nejsou ty skutečné původní pravdivé představy, jsou to přímé překlady. Idea a vlastní prezentace jsou si navzájem podobné, ale ve skutečnosti jsou to dvě různé věci.

Eugenu Kupperovi (profesor univerzity v Princetonu) pomáhají modely v diferenciaci prostorových komponentů a jejich vzájemných vztahů. To objasňuje části a jejich vztahy k celku. Mají analytický význam a efekt. Vedou nás od problému k projektu, což je jejich nezastupitelná syntetizující funkce. Skutečně krásné modely v sobě soustřeďují monumentální instinkt k architektuře.

Přestože model pracovní představuje nejcennější kategorii pomocných prostředků v tvůrčí práci architekta, je navzdory uvedeným příkladům a citátům významných světových architektů odbornou obcí poměrně málo využíván, a to zejména v pracích závěrečných a detailních. Čím více studií a srovnání se provádí v trojrozměrné formě pro každou fázi vývoje projektu, tím méně překvapení či rozladění lze očekávat po zpracování modelu finálního.

3. Model finální (faksimile)

Směruje svou působnost do dvou oblastí. Především je důležitou pomůckou a podkladem pro řídicí, správní a investorské složky ke správnému rozhodování a hodnocení situací.

Druhá oblast je určena samotným stavebníkům a v rámci svých možností podává finální model pravdivé a detailní informace o díle samotném, dává nejsrozumitelnější obraz objednateli-laikovi.

Richard Meier jej nazývá faksimile. Je konečným tvarem. Pokud je model postaven, již nebývá přepracováván. Stává se, že doporučení, která jsou nutná ke stanovení proporcí, jako detail, dimenzování, se rozvíjejí souběžně s prací na modelu. Pro finální model musí být všechny změny zachyceny předem.

Nicméně vyhodnocovací metody prostřednictvím modelů mají svá úskalí. Nedokážeme zatím plně nahradit dokonalý model. Avšak ani ten není sám o sobě spásonosný, protože umění číst neznamená pouze umět jednotlivá písmena abecedy. Dokázat přečíst model vyžaduje ještě více. A zde přišla na pomoc speciální technika, jež umožnila i v malých měřítcích vstupovat a pronikat do navrhovaných prostorů i objemů a poskytovat z nich obraz snímaný z horizontu chodce Ž tedy takový obraz, jaký by vnímal v reálné situaci. Systém založený na endoskopickém snímání prostřednictvím speciálních optických sond umožnil grafické výstupy statického obrazu pomocí fotoaparátu, dynamického obrazu prostřednictvím analogové kamery, nejlépe však digitální videokamery s rekordérem. Odlišnost proti běžnému navrhování byla hned v počátku zřejmá m architekt získal možnost prohloubení vnímané informace, možnost okamžitého vyhodnocení provozní i výtvarně-estetické kvality díla.

V současné době se rovněž trvale experimentuje v oblasti ověřování alternativních zobrazovacích prostředků. Některé z nich se staly samozřejmou technikou a využívají ve stále větší míře. Především sedmdesátá, posléze devadesátá léta 20. století díky bouřlivému rozvoji počítačových systémů znamenala frontální nástup nových metod a technik v procesu navrhování. Rozvíjejí se nové možnosti tvořivé imaginace a prezentace díla.

Tyto interaktivní metody podle použitých prostředků možno charakterizovat ve dvou skupinách:

První skupina zahrnuje metody reálné modelové tvorby s využitím senzorických simulací (simulace vizuální, akustická, fyzikálních stavů a změn prostředí, například oslunění, provětrávání a podobně). Jejich hlavním prostředkem zobrazení je třídimenzionální model. Ty se ve světě rozvíjely asi od šedesátých let.

Druhou skupinu lze charakterizovat využitím počítačové techniky a grafických systémů navrhování, jak je známe z posledních let ve formě různých CAD programů. Programy PC grafiky umožňují animovaným způsobem předvádět interakční operace všech druhů a podle potřeby je doplňovat i o zvukové zážitky.

V době současné expanze počítačové techniky a zobrazovacích CAD systémů si lze položit otázku - proč ještě model? Není již překonanou formou zobrazování, příliš pracnou, časově náročnou, hsnadno nahraditelnoun počítačovými možnostmi?

K tomu, abychom mohli odpovědět, je nutno provést malý exkurz do psychiky člověka a jeho vnímání prostoru. Základním atributem lidské psychiky v prostoru je představa, pocit nebo vědomí, které zakládají dvojkanálové smyslové vjemy (zrak, sluch) vizuální, akustické, anebo oba spolu. Signály, impulsy, informace - jednoduše vjemy se po zpracování a zhodnocení v mozkových centrech mění na prostorový zážitek, vědomí vlastní existence v prostoru. Prostorový zážitek tvoří základ prostorové orientace a zkušenost nás naučila odhadovat vzdálenosti nebo rychlosti pohybů, ověřovat dimenze vnímáním stěn a těles.

Prostorové vnímání je v principu čtyřdimenzionálním procesem a představuje jednotu kontinuálního sledu vjemů a zážitků. Prostorové uspořádání se dá identifikovat přímo smyslovými orgány pozorovatele. Problém prostorové identifikace a samotné interakce se tak zabezpečuje vícesmyslově i binokulárně. Z hlediska prostorového vnímání je tudíž vyhodnocování prostřednictvím třídimenzionálního modelu bohatší, všestrannější a komplexnější ve srovnání s hodnocením na základě perspektivního, leč dvoudimenzionálního obrazu na monitoru.

Názory a myšlenky předních světových architektů jsou v hodnocení modelu jako tvůrčího prostředku jednoznačně pozitivní, rovněž často dikutovaná otázka pracnosti přestává být v době, která disponuje digitální obráběcí technikou (počítačové CAD systémy přímo propojené s NC frézami či laserové řezací stroje), omezujícím faktorem. (Převratné možnosti nastiňuje informace o technologické revoluci v nové podobě u o vyvinutí vysoce výkonného diodového laseru. Nejnovější výzkumy Fraunhoferova institutu pro laserovou techniku v Aachen /SRN/ prokázaly možnost vyrobit ze struktury, tvaru a velikosti předmětu uloženého ve virtuálním programu počítače pomocí kovového prachu a prostřednictvím laserového paprsku v reálu prakticky jakoukoliv složitou součástku. Uvedený příklad dokládá, že cesta pro zhmotňování prostorových zobrazení /3D/ je otevřená.)

Ze současné zkušenosti vědecko-pedagogického pracoviště, zabývajícího se studiem zobrazovacích metod komplexně, se v architektonické a urbanistické tvorbě reálný model jeví jako rovnocenný a nezastupitelný prostředek. Je nenahraditelný v prezentacích pro laiky. Znamená organickou součást interaktivního řetězce v kombinaci s počítačovými grafickými metodami a vizuální simulací (identifikace . analýza . koncepce a návrh . simulace . ověřování . porovnávání . dopracování; P. Kardoš).

Význam problematiky byl potvrzen institucionálním výzkumem a badatelská činnost v této oblasti je obsahem výzkumného záměru VZ 028 Modelové a zobrazovací metody v architektuře a urbanismu na ČVUT, Fakulta architektury, Ústav modelového projektovaní. Ústav se touto tématikou zabývá již od roku 1987, spolupracuje s mezinárodní společností EAEA (European Architectural Endoscopy Association) a rovněž s STU Bratislava, doc. P. Kardoš, CSc.).

Závěrem tyto podpůrné metody návrhu mohou významnou měrou pomoci v analytické i tvůrčí práci architekta, mohou do značné míry uvolnit čas pro tuto tvůrčí činnost. Nemohou však jediné: nahradit talent a invenci tvůrce. A to je nutno mít stále na paměti.

Josef Pospíšil

Literatura a prameny

Slíva, V.: Modely a modelová technika v architektuře a urbanismu, Architektura ČSR 6/1974.
Janke, R.: Architectural Models.
Pospíšil, J.: Model v architektuře a urbanismu.
Kardoš, P.: Urbanistický prostor, urbánne prostredie, prostorová simulácia. Habilitačná práca, STÚ Bratislava.
v. d. Does J., Breen J., Stellingwerff M.: Architectural and Urban Simulation Techniques in Research and Education. Developments of analogue and digital eye-level vizualization. Delft Univerzity Press, 1998.
Drápal, J.: Architektonické struktury, FA VUT Brno, 1997