Princip "stavebnicového systému" umožňuje

Výzkumné centrum Roche pRED v Basileji (foto: Beat Ernst; vizualizace: Herzog & de Meuron)

Budování budov pro odvětví life sciences vyžaduje vysokou míru know-how o interních procesech. Ať už se jedná o výzkumné, laboratorní nebo výrobní prostory: bezpečnostní a hygienické předpisy a specifické požadavky na různé uživatelské oblasti kladou nejvyšší nároky na konstrukci.

Klíčovými faktory pro množství požadavků jsou především orientace na uživatele a flexibilita. Zvláště oblast výzkumu je vystavena neustálým změnám. Projekty obvykle potřebují velmi specializované laboratoře, které je třeba sestavit individuálně pro každý případ. Rychlá přestavba laboratoří může být rozhodujícím faktorem při hledání nových účinných látek, nových léků nebo vědeckých inovací. Výzkumné projekty jsou proto často plánovány na období od dvou do pěti let. Protože výstavba odpovídajícího laboratorního prostředí včetně přípravných prací zabere přibližně stejný čas, není možné postavit na míru přesně podle potřeb – budova musí stát, ještě než je jasný konkrétní požadavek projektu – a proto musí být flexibilní a přizpůsobitelná.

Modulární „stavební systémy“ otevírají možnosti, jak tyto požadavky realizovat. Inovativní přístup modulárního plánování ve spojení s úplnou digitální reprezentací budovy otevírá nové dimenze – například při výstavbě v Basel v rámci projektu F. Hoffmann-La Roche AG.

Flexibilita je předpokladem úspěšného výzkumu

Aby bylo možné zachytit měnící se organizační struktury a pracovní procesy, musí být prostory, dispozice a využití co nejvíce konfigurovatelné a přizpůsobitelné. Veškeré technické vybavení pracovních míst, jako například ventilace, elektroinstalace, sanitární zařízení nebo média, jsou tak trvalou součástí konfigurace při výstavbě v Basel. Požadavky investorů a správců nemovitostí jdou ještě dále: laboratoře by měly být nejen schopny rychle přizpůsobit různé potřeby výzkumných projektů, ale také by měly být možné snadno přeměnit kancelářské prostory na laboratoře a naopak v určité míře.

Vysoké nároky na architekturu, energetickou účinnost a bezpečnost práce

Kdo chce přilákat talentované vědce, může jako stále důležitější argument uvést například „pohodlnou atmosféru“, která je orientovaná na uživatele a esteticky náročná. Rostou také požadavky na komunikační prvky. S interdisciplinárním přístupem k výzkumu roste potřeba zasedacích místností pro týmy, setkávacích zón pro neformální rozhovory a odpočívacích prostorů pro dlouhé pracovní dny, a proto je požadována architektura přizpůsobená těmto potřebám. Další výzvou je umístění hlučných nebo energeticky náročných zařízení s vysokým odvodem tepla. Tyto místnosti by měly být snadno a rychle odděleny od laboratoří. Nakonec rostou i požadavky na bezpečnost práce. Při práci s nebezpečnými látkami jsou nutné vysoké míry výměny vzduchu. V případě potřeby je třeba realizovat bezpečnostní laboratoře s přepážkami nebo místnosti s požadavky na ochranu proti výbuchu.

Info-box:

Hlavní požadavky na moderní laboratoře:

- Flexibilní pracovní místa: přizpůsobitelný design, modulární vybavení laboratoře
- Konfigurovatelné laboratoře: možnost reorganizace podle organizační struktury a pracovních procesů, změna dispozičního uspořádání, volné umístění vybavení laboratoře
- Reverzibilní technické instalace: systémové rozvody technických sítí, dostatečný prostor pro skříně a výšky podlaží pro dodatečné instalace
- Přizpůsobivost: umožnit rychlou přestavbu s cílem snížit prostojové časy

Požadovaná flexibilita ve výstavbě laboratoří se již do určité míry dá realizovat pomocí tradičních metod modulárního plánování. Nový inovativní přístup však přináší zcela nové možnosti: namísto poskytování modulů, které si projektanti mohou vybírat, je stávající architektonický návrh modelován jako projektově specifický stavebnicový systém. Samotné návrhové plánování se pak sestavuje z této stavebnice a může se přizpůsobit různým požadavkům v rámci definovaných pravidel.

Princip je například známý z automobilového průmyslu: návrh vozidla je rozdělen do modulů a může být na základě pravidel konfigurován zákazníkem podle vlastních potřeb.

„Digitální“ dvojče to umožňuje

Klíčem k efektivní modulárnosti je digitalizace návrhu v rámci BIM modelu. „BIM“ znamená Building Information Modeling, při kterém vzniká takzvané „digitální dvojče“ budovy. Model budovy je koncepčně modulární. Místa a konstrukce, které se opakují, jsou modelována pouze jednou a uložena v katalogových modelech. Zde probíhá interdisciplinární práce. Příklady takových modulů jsou stavební prvky pro vybavení, jako jsou laboratorní linky, kanceláře a zasedací místnosti, šatny a kuchyňky včetně jejich kompletní technické výbavy a rozvodů.

Moduly jsou z katalogu podle přání uživatele začleněny do projektového modelu. Restrikční plán stanovuje rozhraní a pravidla, jak a kde mohou být moduly začleněny do modelu budovy. Definované připojovací sestavy spojují moduly konstrukčně v kontextu budovy a zajišťují jejich zpětnou demontovatelnost. Výstavba podle uživatelských požadavků se tak stává konfiguračním procesem.

Budovy pRED výzkumného centra v Basileji, které jsou většinou vybaveny laboratořemi, jsou realizovány podle této metody, přičemž požadavky na laboratorní instalace a především na flexibilitu konstrukce jsou velmi vysoké.

Centrální systém stanovuje rámec

Systém projektové koordinace je hlavním nástrojem pro zjednodušení, modulárnost a integraci. Skládá se ze čtyř systémů: Měřicí systém tvoří geometrický rámec z bodů, os, vazeb a rovin. Povrchový systém rozděluje návrh na co nejpravidelnější dílčí plochy. Systém označení míst pak adresuje všechny místnosti a konstrukce, které jsou v rámci projektové koordinace, jedinečným kódem. V takzvaných restrikčních plánech jsou vztahy mezi objekty znázorněny pravidly a omezeními, která jsou závazná pro všechny.

Budoucnost patří flexibilním budovám: modulární plánování to umožňuje

Na jedné straně jsou to požadavky odvětví life sciences, které vyžadují stále větší flexibilitu. Na druhé straně je velký zájem investorů a správců nemovitostí o to, aby jejich budovy byly díky vysoké přizpůsobivosti zajištěny do budoucna. Složitost těchto úkolů je s tradičními plánovacími systémy téměř neřešitelná a v žádném případě neefektivní. Spojení modulárního a integrovaného plánování s digitální reprezentací budov však umožňuje takzvaný „kvantový skok“ směrem k extrémně přizpůsobivým, ideálně využitelným a v maximální kvalitě zhotoveným budovám.

Info-box

Hlavní výhody modulárního, integrovaného a digitálního plánování budov:

- Maximální orientace na uživatele díky definovaným, podle potřeby rychle vyměnitelným modulům
- Výrazně vyšší produktivita výzkumu díky na míru šitým laboratořím
- Rychlá přizpůsobivost laboratoří místo výstavby nových nebo přestaveb
- Ekonomická výstavba a provoz i při vysoce individuální architektuře
- Spolehlivé plánovací a stavební základy
- Snížené náklady na plánování, možné chyby již při „digitálním dvojčeti“