Diplomová práce | Pavel Štencl Ateliér Sitta | LS 2015 Vedoucí práce: ing. Vladimír Sitta FA ČVUT
Cyklický dům: Kondominium s vertikální farmou | New York | Chelsea
Obsah
Čestné prohlášení............................................................................ 4 Zadání diplomové práce.................................................................. 5 Úvod................................................................................................ 7 Analytická část............................................................... 9 Návrh........................................................................ 27 Závěr........................................................................ 46
Čestné prohlášení ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA ARCHITEKTURY AUTOR, DIPLOMANT: Bc. Pavel Štencl AR 2014/2015, LS NÁZEV DIPLOMOVÉ PRÁCE: NEW YORK – KONDOMINIUM (CYKLICKÝ DŮM) NEW YORK – SKY CONDO (LOOP HOUSE) JAZYK PRÁCE: ČEŠTINA Vedoucí práce:
Ing. Vladimír Sitta
Ústav:15120 Krajinářská architektura
Oponent práce:
Igor Marko MA ARCH ARB
Klíčová slova (česká):
Vertikální, farma, new york, kondominium, racionální, ekonomický, udržitelný, biologický vzduchový filtr
Anotace (česká):
Návrh se nachází na území Manhattanu (New York | USA) ; v čtvrti Chelsea, v těsné návaznosti na High Line. Projekt se zabývá problematikou vertikální farmy jako potenciálního alternativního zdroje kvalitních potravin v kombinaci s kondominiem. Hledá odpovědi na možné symbiotické vazby mezi těmito dvěma funkcemi, realizovatelnost tohoto vztahu, a také prověřit koncept v rámci městského prostoru.
Anotace (anglická):
The site is located in Mid-East Manhattan (NYC – Chelsea district), close to the High Line linear park. Project is focusing on vertical farming, as potential alternative source of healthy food, but also on residential condominium and the symbiotic relationship between those two functions, searching for real possibilities, which will allow to construct vertical farms in the cities of today.
Prohlášení autora
Prohlašuji, že jsem předloženou diplomovou práci vypracoval samostatně a že jsem uvedl veškeré použité informační zdroje v souladu s „Metodickým pokynem o etické přípravě vysokoškolských závěrečných prací.“ V Praze dne
26.5.2015
podpis autora-diplomanta
Tento dokument je nedílnou a povinnou součástí diplomové práce / portfolia a CD. 4
Zadání
5
„I think our extinction is assured, unless we have a more enlightened approach to our relationship with Earth. In the end, it will require some combination of science and technology to save us from ourselves.“ - Neil deGrasse Tyson - interview Vox
„Myslím si, že náš zánik je nevyhnutelný, pokud nezlepšíme náš vztah k Zemi. Nakonec to bude vyžadovat kombinaci vědy a techniky k tomu, abychom uchránili sami sebe před námi samými.“ - Neil deGrasse Tyson - rozhovor pro Vox
6
Úvod V posledních několika dekádách se čím dál hlasitěji začíná diskutovat otázka potravinové soběstačnosti Země. Podle prognóz UN, má počet obyvatel v roce 2050 přesáhnout 10 miliard lidí. S velkou pravděpodobností bude muset lidstvo nakrmit další 3 miliardy lidí, oproti stávajícím sedmi. To bude vyžadovat mimo jiné i zvýšení výnosů v zemědělství. Ačkoliv je stále relativně velký dostatek potenciálně obdělávatelné půdy klasickým zemědělstvím, které by pokryly tuto spotřebu, bohužel druhotné problémy vyplývající z intenzivního zemědělství můžou způsobit mnohem větší škody, které budou mít negativní dopad na budoucí generace. Masivní odlesňování, které bude třeba pro získání půdy, může způsobit prachové bouře, povodně, zvyšování CO2 v atmosféře. Díky snaze o vysoké výnosy se země kontaminuje pesticidy a jinými chemikáliemi. Tyto látky pak druhotně kontaminují spodní vody, které se stanou nepitelnými. A právě voda je možná nejzávažnější skrytý problém naší planety. Češi mají štěstí, protože žijí na jednom obrovském prameništi velké části řek v Evropě. Díky tomu tento problém nepociťujeme, ale jinde ve světě je velmi aktuální a kvalita vody se velmi rychle zhoršuje! Všechny problémy, které jsou spojeny s moderním zemědělstvím jsou čím dál citelnější a problém stále aktuálnější. Důkazem vážnosti problému je i to, že dokonce architekti si k této problematice našli cestu, i když mnohdy svérázným způsobem. Téma vertikální farmy je v poslední době vyhledávaným tématem ideových soutěží a objevilo se velké množství různých návrhů a vizí, které řeší vztah vertikální farmy s městem. Na základě zadání jedné ideové soutěže, jsem si i já zvolil toto téma. Kombinace vertikální farmy s kondomíniem v centru New Yorku. Dle mého názoru se jedná o velice složité zadání už z toho důvodu, že technologie vertikální farmy mi je relativně cizí, ale také proto, že návrh umisťuji do New Yorku, který je diametrálně odlišný od evropského města. Avšak věřím tomu, že neznámá problematika na neznámém místě mi umožní nad problémem přemýšlet trochu jinak. Je to podobné jako se stěhováním do nové země. Nic o ní nevíte, ale o to intenzivněji vnímáte každý detail. V rámci výzkumu se budu snažit o maximální pochopení technologie Vertikální farmy a odpovědět na následující otázky: Co je vertikální farma? Jak funguje? Proč bychom je měli stavět ve městech a jaký je její přínos? Je slučitelná s další funkcí? Jsou za současných podmínek finančně i technologicky realizovatelné? JAK? Dalším krokem pak bude porozumění New Yorku a následně i lokalitě, na které budu návrh umisťovat. S tím souvisí i prostudování základních zákonů a územně plánovacích podkladů, které se k danému území vztahují. Všechny tyto poznatky se pak budu snažit aplikovat do svého návrhu. Cílem diplomové práce je najít symbiotický vztah mezi farmou, městem a člověkem tak, aby byl návrh po konstrukční, ekonomické i logické stránce realizovatelný a poskytoval zdravé potraviny pro obyvatele sousedství. Dalším cílem je pak prověřit možnosti farmy, jako „čističky vzduchu“, zužitkování odpadu a odpadních vod pro potřeby farmy, a také minimalizaci spotřeby energie, která je potřebná pro provoz vertikální farmy. Součástí návrhu pak bude i integrace sousedního pozemku na veřejný prostor, který vytvoří můstek mezi uličním parterem a High Line. Na závěr posoudím finální návrh s původním zadáním. 7
Analytická část
Schéma životního cyklu rajčete z farmy
Sběr zelených plodů Podchlazení na 10 C
Doprava do země prodeje
Uložení v dozrávacím skladu
Hnojení
Etylenový vzduch
Herbicidy
Vysoké teploty
Fungicity
Leštění rajčat
Prodej
Insekticidy
6-14 dní Farma
10
tisíce kilometrů (Španělsko-> ČR - cca 2200 km)
Spotřebitel
Proč farma v městě? Od nepaměti platilo nepsané pravidlo, že lidské osídlení bylo lemováno obdělávanými pozemky, které zásobovaly sídlo potravinami. Můžeme hovořit o logickém radiálním zónování, kde centrum sloužilo bydlení, obchodu a drobným řemeslům, a periferie tehdejšímu průmyslu -> zemědělství. Díky populačnímu růstu se množství obdělávané půdy nekontrolovaně rozrostlo na nedozírné plochy; většinou na úkor lesů. V úvodu jsem zmiňoval několik zásadních problémů spojených se zemědělstvím. Jsou to záplavy (způsobené právě odlesňováním a kultivací krajiny okolo koryt řek), kontaminace půdy chemikáliemi, které se používají na hnojení a také samotná kvalita potravin. V supermarketu máme všechny možné druhy zeleniny, ať už lokální, tak i cizokrajné. Mnohdy na cenovkách je napsáno Španělsko, Maroko nebo i Brazílie, a člověk se ani neptá, jak je možné, že čerstvé ovoce se převezlo na takovou vzdálenost. Podle ČSÚ je průměrná vzdálenost, ze které jsou potraviny u nás prodávány, 1200 km. Ve Spojených státech je tato vzdálenost ještě několikanásobně vyšší (cca 4000 km). Jak je tedy možné, že máme na pultech čerstvou zeleninu? Příkladem může být obyčejné rajče, které kupujeme v supermarketu. Rajčata jsou velmi choulostivá na plísně a také napadení škůdci. Proto se používá speciálně vyšlechtěná odrůda, která je odolnější. Zároveň byla upravena tak, aby dozrávala rovnoměrně (aby se snadno určilo, kdy je čas sklizně, protože jinak by se mohlo stát, že by rajče nepřežilo cestu). Když rajčata dosáhnou světle zelené barvy, sklidí se. V té době má rajče v sobě relativně velké množství glykoalkaloidů, přírodního toxinu, který má rajče chránit. Během přirozeného dozrávání, se tento toxin rozloží, pokud ale sklidíme rajče zelené, velké množství v něm zůstane a při umělém dozrávání se hůř odbourává. Zelená rajčata se poté podchladí na 10 stupňů celsia tak, aby se zamezilo předčasnému dozrávání. A odvážejí se do cílové země, kde dozrávají v dozrávacích halách se vzduchem nasyceným etylenem, který je potřeba ke zrání. Výsledný produkt se prodává v supermarketech a je jedno, jestli se rajčata pěstují v hydroponickém skleníku ve Španělsku nebo na poli v Maroku. Výsledkem je produkt bez chuti a zápachu. Ovoce a zelenina prostě potřebují dostatek času na to, aby mohly dozrát přirozeně a měly chuť. To ovšem není možné, pokud musejí cestovat několik dnů ke spotřebiteli. Z příkladu je vidět, že je potřeba obrovských zdrojů k tomu, aby takový způsob výroby a prodeje mohl vůbec fungovat. Obhospodařování farmy, výroba hnojiv, výroba chemikálií, doprava hnojiv a chemikálií na farmu, doprava zeleniny do cílové destinace, případně stavba průmyslové haly na dozrávání, vyhřívání této haly, atd. Výsledkem je produkt bez chuti a zápachu. Mnohem výhodnější by bylo rostliny pěstovat lokálně a dodávat je na trh zralá. Sice se tím sníží její trvanlivost, ale výhodou je, že již nebude třeba plodiny dovážet na velkou vzdálenost a také budou chutné, protože se nebudou muset sbírat nezralé. Zdroj: Kniha Tomatoland - Barry Estabrook (amazon.com)
11
Technologie vertikální farmy Základním kamenem tohoto druhu pěstování je většinou hydroponický systém, kdy se rostlina pěstuje bez zeminy. Kořeny se pouze omývají vodou s rozpuštěnými živinami. Tato technologie je již několik tisíc let stará. První hydroponické systémy se datují do období starověkého Egypta. V dnešní době se používá především ve sklenících. Nejjednodušším příkladem může být vyspádovaná PVC trubka s otvory pro rostliny a malým čerpadlem, které v pravidelných intervalech pumpuje vodu do trubky. Hydroponický systém je velice výhodný a efektivní v několika ohledech. Umožňuje totiž přesné dávkování vody a živin, tudíž se optimalizuje růst a dozrávání plodin. Zároveň se tím výrazně šetří spotřeba vody. Dále pak rostliny nejsou v kontaktu se zeminou, která by jednak mohla způsobit nahnívání spodku rostliny a také by mohla obsahovat škůdce. Výrazně se tím sníží množství vadné zeleniny, která by se jinak musela kompostovat. Další výhodou, která se již více pojí s vertikální farmou, je váha celého systému, která je odlehčena o půdu, která představuje 90% veškeré váhy. Spojeno s konstrukční variabilitou, je možné maximalizovat výnosy na omezeném prostoru. Hydroponií se tedy optimalizuje přísun vláhy a živin. Aby ale rostlina mohla růst, potřebuje ještě světlo a relativní teplo. Nejtradičnějším řešením je venkovní pěstování. Rostliny si teplo a světlo berou přímo ze slunce. Hlavní nevýhodou je to, že rostlina plodí sezóně (většinou jednou do roka), je vystavena náhlým výkyvům počasí (což může způsobit zánik rostliny i úrody). Pokročilejší řešení je pak obyčejný skleník, kde se vytváří stabilní mikroklima. Díky tomu je možné mít více úrod do roka, a pokud se nachází v jižnější části země tak i teoreticky celoroční produkci. Zásadní nevýhoda se ovšem objeví, pokud byste chtěli pěstovat rostliny v patrech. Intenzita světla se totiž snižuje exponenciálně s každým patrem farmy (podobný efekt jako s prosluněním pokoje), takže zatímco horní rostliny mají světla dost, dolním se ho naopak nedostává. Rostliny se tudíž mohou pěstovat pouze v jednom patře, což enormně zvyšuje nároky na plochu a tím i cenu stavby skleníku. Posledním řešením pak zbývá umělé osvětlení a vytápění, které umožňuje přesně řídit teplotu i světlo. Dají se tak simulovat dny a noci, poklesy teplot, které mají vliv na zrání a cukernatost plodin a tyto cykly optimalizovat pro danou plodinu (některé rostliny vyžadují k růstu dlouhý den, jiné si naopak vystačí s krátkými cykly. Dá se u nich tedy celý denní cyklus zkrátit do pár hodin). Díky tomu se v kombinaci s hydroponickým pěstováním dá zvýšit výnosnost na m2 6-20x (v závislosti na typu rostliny) oproti klasickému zemědělství. Další nespornou výhodou je kontrolované prostředí, kdy za zvýšených hygienických podmínek lze pěstovat rostliny bez chemických postřiků a jiných opatření, která se běžně používají na polích. Zásadní nevýhodou, která je nejvíce kritizovaná, je energetická náročnost. S vývojem technologií se energetická bilance zlepšuje (zejména pak díky LED světlům), ale samostatně je konkurenceschopnost oproti klasickému zemědělství, až na výjimky, malá. Z pohledu vertikální farmy ve městě je nejvýhodnější využít hydroponii v kombinaci s umělým osvětlením a teplotou. Je to sice energeticky náročné, ale umožňuje to produkovat zdravé potraviny s velkým výnosem na minimálním prostoru (6-20x víc na m2 než běžné zemědělství). Navíc se nemusejí ošetřovat postřiky, které by znečišťovali vzduch a odpadní vodu. 12
Provoz Podle mého názoru je vertikální farma nesmírně nešťastný název. Svádí totiž k stejné představě, jako slavná vize mrakodrapu z počátku 20. století. Lány polí umístěné v patrech nad sebou. Důkazem toho jsou architektonické vize „vertikálních farem“, které mnohdy tento koncept kopírují. Dle mého názoru je však tato představa naprosto zcestná. Provoz vertikální farmy se totiž více podobá skladu IKEA nebo výrobní lince ve Škodovce než klasické farmě. Je prostě mnohem efektivnější mít všechno v jednom patře pěkně po hromadě tak, aby se některé provozní plochy nemusely zbytečně duplikovat. Takže pro architekta by korektní název měl spíše být Horizontální hala s vertikálním systémem pěstování plodin. Je důležité si říci, co je vertikální farma. Jedná se o způsob INTENZIVNÍHO zemědělství, které se snaží o maximální výnosy za minimum nákladů. Jedná se tedy opravdu o výrobní linku, která má uspokojit potřeby co nejvíce lidí. Platí pro ní zákony trhu a optimalizace výroby stejně jako pro jakýkoliv průmyslový objekt a z tohoto hlediska by se k ní mělo i přistupovat. (S ohledem na zachování kvality produktu) Provoz a uspořádání farmy se bude lišit stavba od stavby, nicméně podle analýz již existujících farem se dá odvodit obecná dispoziční i funkční pravidla, které jsou nezbytná pro chod farmy. Objekt se skládá ze vstupních a výstupních skladů, které by měly být umístěné co nejblíž u sebe tak, aby se daly obsluhovat minimem vysokozdvižných vozíků a zároveň se minimalizovala doba nakládání a vykládání z dodávky nebo kamionu. Tyto sklady pak můžeme rozdělit na suchý sklad, kde se skladují živiny pro hydroponii, a pak temperovaný sklad pro skladování výsledné zeleniny. Další částí farmy je pak tzv. Inkubátor, kde se sazenice vyženou do květu. Tyto prostory vyžadují nejvyšší teploty (okolo 27 stupňů celsia), nicméně nemusí být příliš velké (cca 1/10 plochy hlavního prostoru farmy). Rostliny po odkvetení putují do hlavní haly, kde jsou implementovány do kaskády hydroponie. Tato hala by měla být temperovaná na 21 až 25 stupňů celsia, které je většinou optimální pro růst plodin. Systém vytápění haly by měl ale také umožňovat cílené snižování teploty a to pozvolným způsobem (simulací chladnějšího cyklu se zvyšuje cukernatost některých plodin). Tato hala by měla být obslužitelná vysokozdvižným vozíkem nebo jinou technikou podle zvolené technologie pěstování. Sklizené rostliny pak putují do výstupních skladů na odbyt. Kromě toho je nezbytně nutné mít kancelář pro technika počítačového systému, který bude řídit programy pro pěstování rostlin a upravovat jejich parametry na základě kontroly, kterou provede laborant v laboratoři.
13
Bronx
Ma n
ha
tta
n
Queens
Kings
14
mapové podklady: Google Earth PRO
Lokalita
The atr e
dis tr
ic t
He ll‘s k
itch
en
Clin ton
Pozemek o rozloze 1404 m2 (54x26m) se nachází v New Yorku, ve čtvrti Chelsea, na Manhattanu, na rohu 18. ulice a 10.třídy (131 10th Ave) a 17.ulice a 10. třídy (127 10th Ave). V současnosti se zde nachází parkoviště. Chelsea byla původně industriální čtvrť, kde se překládal náklad ze zámořských lodí a následně se rozvážel pomocí železnice do celých Spojených Států Amerických.
29
th
V rámci návrhu jsem do projektu začlenil i přiléhající pozemek, který transformuji z parkoviště na veřejný prostor.
St
Gre
enw
ich
Vill age
We st V illa g
e
Pů vo
Mid
tow n
dn íp
ob
sou
th
řež í
th
7th
Av e
10
Chelsea
18
Původní pobřeží Manhattanu v této oblasti původně tvořila 10. třída (10th Avenue), až později se navezla suť, která nyní sahá až k 11. třídě (11th Avenue). Na této suti se také nachází stavební pozemek. V současnosti se Chelsea stává lukrativní čtvrtí, kde se soustřeďují soukromé galerie, umělci a zámožní občané. Tento rozvoj byl inicializován především rekonstrukcí High Line (bývalá nadzemní železnice) na lineární park, který se stal prestižní značkou.
St
Av e
th
Celá urbanistická struktura Manhattanu je přísně geometrická, uspořádána do pravidelné mřížky ulic a tříd. Ulice směřují přibližně od východu na západ a jsou očíslovány vzestupně od jihu po sever. Třídy jsou na ně kolmé a jsou také označeny vzestupnou číselnou řadou od východu na západ.
mapové podklady: Google Earth PRO
15
10
Juu l-H an se Ob n) rá ze k2
Stáří budov
e Av th 11 3 k 0 ze rá ) el uv No
19 5W
zek
Obrá
(Geh
zek
50
(J.
Obrá
(T.
Ob
IAC
ry)
5
3
neznámo 1830
16
1905
2010+
výstavba zdroj dat: http://pureinformation.net/building-age-nyc/ mapové podklady: Google Earth PRO
Charakter místa První velký rozvoj území West Chelsea proběhl na přelomu 18. a 19. století, kdy byly vystavěna nákladová mola a řadové domky pro dělníky, kteří zde pracovali. V návaznosti na to zde začala vyrůstat industriální čtvrť se sklady, dílnami, továrnami a překladišti. Původně zde vedla hustá síť železnice, která zajišťovala transport zboží z přístavu dále do vnitrozemí a naopak. Později byla tato železnice zrušena a přestavěna na High Line, nadzemní železnici. Tato industriální éra pak postupně utichala, jak se Manhatten postupně rozrůstal a vytlačoval tak průmysl více na periferii. Továrny a přístav tak na sebe vzaly různé nové funkce nebo je nahradily budovy nové. 1
Z dnešního pohledu významným fragmentem industriální éry je právě High Line, která se původně měla zbořit, ale nakonec se transformovala do lineárního parku. Díky tomu se v oblasti nastartoval druhý velký rozvoj území, který začal v roce 2004 a pokračuje až do dnes. Nové stavby ve velké míře reagují formálně na starší zástavbu a vzniká tak velký kontrast mezi novým a starým. Nové budovy jsou stavěny tak, aby maximánlě využily možnosti pozemku a jejich tvar a výška je limitována pouze regulačním plánem. Kontrast, který vzniká mezi jednotlivými budovami, je pak umocněn striktním členěním ulic do šachovnice, která sice vnáší do urbanismu pevný řád, zároveň je však kontrastním prvkem oproti chaotické zástavbě. Tato různorodost, jak hmotová tak i výrazová, dávají místu jedinečné kouzlo a atmosféru.
2
3
Budovy jsou pocitově koncipovány jako solitérní pevnosti, které obyvatele chrání před nevyzpytatelným sousedem, kterým je New York.
Legenda obrázků 1) Panorama okolí pozemku (zdroj: www.505w19.com ) 2) Vizualizace projektu 505w19 (zdroj: www.505w19.com ) 3) Stavby F.Gehryho a J.Nouvella (zdroj: wikipedia) 4) Pohled z High Line na část pozemku 5) Okolí pozemku
4
5
17
ea
dn íš
e ls
ko la
Ch
Vybavenost v docházkové vzdálenosti
ark eP
rsid
ne -li
Zá
k la
te Wa
gh Hi
500m
Ga
ler
ijní Pro čtv dej rť um ění
th
th
18
th
17
St
St
9th
th
St
Av e
Av e
19
10
Lineární rekreační park
Mateřská školka 11th A ve
Projekt Dry-Line (2020) - BIG
St
Muzeum
18
Ground zero
Projekt Dry-Line
Chelse
High-Line
a mar
ket
ře d
ní
šk ol
a
mapové podklady: Google Earth PRO
Občanská vybavenost Celá oblast West Chelsea se velmi intenzivně transformuje z post-industriální zóny na lukrativní oblast, která je plná galerií, obchodů a služeb. Především díky transformaci High Line na lineární park se celá čtvrť stala značkou, která láká lidi k návštěvě a bohaté lidi k tomu, aby zde žili. V docházkové zdálenosti se nachází Waterside park, který transformoval jedno nákladní molo na rekreační park s hřišti, odpočinkovými zónami a také vodními atrakcemi. V budoucnu (2020) na tento park bude navazovat projekt Dry Line od studia BIG, který kombinuje protipovodňový val s lineárním parkem podél pobřeží Manhattanu. Zanedbané pobřeží s moly se tak transformuje na reprezentativní náplavku s pěší zónou, cyklostezkou, všemožnými aktivitami pro obyvatele (skatepark, pingpongové stoly, hřiště, piknikové trávníky, atd.).
1
Kromě toho se v docházkové vzdálenosti nalézá velké tržiště Chelsea Market, školy, školky, kostely. Koncentrace obchodu je vždy umístěna podél hlavních tříd. V tomto případě podél 10th avenue. Obecně se ale dá říci, že Manhattan sám o sobě je tak živé, rozmanité a zahuštěné město, že v relativní blízkosti lze nalézt prakticky cokoliv. Od kulturního vyžití, přes sporty, až po obchody a komunitní centra.
3
Legenda obrázků 1) Projekt Dry Line - studio BIG (zdroj: www.big.dk) 2) High Line - West Chelsea 3) Chelsea Market - tržnice (zdroj: wikipedia) 4) Chelsea Waterside park (zdroj: wikipedia)
2
4
19
Intenzita dopravy
M
19
th
B 18
th
17
St
St
9th
th
St
Av e
th
Av e
B
10
11th A ve
B
M
Nejbližší stanice metra
B
Nejbližší stanice autobusu 900 - 1700
M
1700 - 15 000 15 000 - 40 000 40 000 - 80 000 80 000 - 120 000 20
(automobilů / den) zdroj dat: Statistická dat USA - Google Earth PRO mapové podklady: Google Earth PRO
Doprava a pěší trasy
Cyklostezky
Celý Manhattan je rozdělen pravidelnou šachovnicovou sítí silnic a tříd. Pravidelnost se propisuje i do hiearchie silnic. Sběrné silnice rezidenčních oblastí jsou jednosměrné s relativně malou intenzitou dopravy (průměrně 1 500 aut denně). Na ty navazují třídy (avenue), které jsou taktéž jednosměrné, většinou čtyřproudé, a fungují jako páteřní komunikace. Tyto třídy jsou doplněny hlavními ulicemi, které jsou obousměrné a čtyřproudé. Hlavní páteřní komunikací je pak 11th Avenue, která je na pobřeží řeky Hudson a má největší intenzitu dopravy. V okolí pozemku je hlavní komunikací 10th Avenue, kde denně projede 35 000 45 000 automobilů (1995 NYC census1) uvádí 35 858 aut denně) a přiléhá východní straně stavebního pozemku. Od této silnice se dá předpokládat zvýšený hlukový smog a zvýšenou míru znečištění ovzduší (zejména pak nanočásticemi, které produkují ekologicky „šetrné“ automobily). K pozemku pak přiléhá také 18 a 19 ulice, které slouží, jako lokální obslužné komunikace a nejsou tak příliš vytěžované (1995 NYC census uvádí cca 1 500 aut denně) V okolí se nalézá hustá síť veřejné dopravy, která je v této části obsloužena hlavně autobusy. Tyto autobusy pak navazují na síť metra, kdy nejbližší zastávka metra se nachází na rohu 14St a 8Ave. Do oblasti zasahuje také síť cyklostezek. Hlavní tepnou je pak cylkostezka podél řeky Hudson, kterou je možné dojet až do Dolního Manhattanu. Na ni pak navazují lokální trasy. Jedna větev cyklostezky vede okolo stavebního pozemku. Pohyb lidí se koncentruje okolo hlavních tříd. Na těchto třídách je koncentrace obchodů, služeb a také dobrá obslouženost MHD. Velkým benefitem umístění návrhu je v tom, že se v její bezprostřední blízkosti kříží jednak hlavní pěší, dopravní i cyklistické trasy (10th Ave), tak i High Line, po které se ročně projde 4.8 milionu lidí2).
Hlavní pěší a turistické trasy
Díky tomu má toto území ohromný potenciál jako lokální centrum, které může být zabydleno jak turisty z High Line, tak i místními.
1) Statistická data USA - Google Earth PRO 2) Zdroj: New York Times (http://www.nytimes.com/2014/10/02/nyregion/high-line-draws-millions-but-de-blasio-isnt-one.html?_r=0)
21
Demgrafická data: Obyvatelé bytů
Bronx
Ma n
ha
tta
n
Queens
Kings 100/0 % Singles 22
50/50%
0/100% Rodiny mapové podklady: Google Earth PRO statistická data: US Census
Medián ceny nájmu (2+kk)
Analýza populace Na Manhattan se sjíždějí lidé z celého světa za obchodem a kulturou. Dle demografických údajů pro Manhattan žije víc jak 60% obyvatel sami v domácnosti. Pokud porovnáme tyto údaje s mediánem ceny nájmů za 2+kk (která se v oblasti Chelsea pohybuje okolo 3850$/měsíc), dá se usoudit, že typickým obyvatelem Manhattanu je člověk z vyšší střední třídy a výše, který je buď nezadaný, je v New Yorku dočasně nebo pravidelně cestuje za prací, a podobně. Kondominium by se tedy mělo zaměřit na tuto klientelu a primárně poskytnout prostornější bydlení s jednou až děma ložnicemi.
0-2000$
4000$
mapové podklady: Google Earth PRO zdroj dat: http://thrillist.com
23
Požadavky na parkování Manhatten je, co se dopravy týče, velice specifická oblast. Na rozdíl od jiných městských částí a jiných amerických měst se na Manhattenu nachází velmi malé procento obyvatel, kteří vlastní automobil. Podle posledního sčítání lidu, jen 16,32-22% bytových jednotek je provázáno s vlastnictvím automobilu (West Chelsea - 16.88%). Pokud tento údaj přepočteme na obyvatele (v průměru 2.59 obyvatel na byt), tak na 1000 obyvatel West Chelsea připadá neuvěřitelných 65.17 aut ((1000/2.59)*0.1688). Takto nízké číslo je především ovlivněno velmi hustou sítí veřejné dopravy, přehlceností automobilové dopravy v centru a také extrémní cenou a nedostatkem parkovacích míst v centru (Parkovné za měsíc se pohybuje od 400$ - 600$ v oblasti Manhattenu). Přitom vlastnictví automobilu není ovlivněno majetkem daného obyvatele. Zatímco lidé z vyšší střední vrstvy používají převážně MHD nebo Taxi, bohatší lidé se uchylují ke službám soukromého řidiče s vlastním automobilem nebo využívají Taxi. Pokud by se provedl výpočet dle Českých norem, dle vzorce N = O0 ∙ ka + P0 ∙ ka ∙ kp , kde ka = 0,73 (minimální tabulková hodnota 290 vozů na 1000 obyvatel) a kp u bytového domu neuvažujeme, získáváme hodnotu 39 parkovacích stání na 24 bytových jednotek, což je vzhledem k běžné praxi na Manhattenu nesmyslně vysoké číslo. V NYC se výpočet požadavků na parkování odvíjí od územního plánu, kde každá zóna má procentuální vyjádření počtů stání vůči funkční jednotce (u bytového domu je to tedy byt). Pro zónu R6, do které spadá stavební pozemek je stanovena základní hodnota na 50% z celkového počtu bytů (12 parkovacích stání pro 24 bytů). Avšak častá praxe v centru New Yorku je zažádat o vyjímku, protože ve většině případů je jedinou možností podzemní parkování, které neúměrně zvyšuje cenu projektu, díky velice složitým zakládacím podmínkám a nedostatku místa. Dalším důvodem je pak i to, že nová parkovací stání zvyšují zatížení již tak přehlcené silniční dopravy a z toho také vyplývá nízká poptávka po garážovém stání. Tyto vyjímky jsou pak běžnou realitou, protože generalizace zónování je mnohdy v částečném rozporu s reálnou situací v dané lokalitě. Regulace jsou tedy obecně považovány za vztyčný bod pro jednání o vyjímkách, které pokud jsou opodstatněné, bývají většinou schváleny. Vzhledem k lokalitě, hustotě zástavby a obecně malé poptávce po parkovácích stáních jsem pro běžné byty garážové stání neuvažoval. Jedinou vyjímkou jsou byty o velké výměře (penthouses). Tyto byty budou mít možnost garážového stání umístěného pod High-line v obslužné uličce.
Zdroje: Požadavky na parkovací stání: http://www.tenant.net/Other_Laws/zoning/zonch07.html Statistika - počet aut na bytovou jednotku: http://www.nycedc.com/blog-entry/new-yorkers-and-cars
24
Aplikace regulačního a územního plánu pro NYC Pozemek spadá do kategorie R6-2, což je území území s převažující rezidenční funkcí a střední až vyšší hustotou osídlení. Tato zóna je také klasifikovaná jako „nekontextuální“, což znamená, že urbánní struktura je částečně roztříštěna a nejsou zde primárně kladeny požadavky na začlenění projektu do kontextu okolních budov. Z definice této zóny vyplývají následující základní regulace pro stavební pozemek: - Floor area ratio - FAR (užitná plocha / plocha pozemku) - 6-7.5, kdy 6 je základní maximální výška. Tuto hodnotu lze navýšit až na 7,5 v případě, že stavba poskytne „službu veřejnosti“, tj. např veřejný prostor nebo v případě mého pozemku i schodiště a výtah pro High-line. - Výškové omezení - 42m - tento limit lze navýšit cca o 10%, pokud developer poskytne „extra službu městu“, jako je např. úprava veřejného prostoru definovaného v UP. -Odstup od High-line - minimální odstup budovy je stanoven na cca 3m. Doporučený pak cca 5m (převedeno ze stop)
Zdroje: Obecný popis rezidenčních zón: http://www.nyc.gov/html/dcp/html/zone/zh_resdistricts.shtml Special district regulace pro West Chelsea: http://www.nyc.gov/html/dcp/html/westchelsea/westchelsea3a.shtml NYC Building Code (OTP): http://www.nyc.gov/html/dob/html/codes_and_reference_materials/2014_cons_codes_table_of_contents.shtml#bldgs
25
Návrh
Cyklický dům Vertikální farma s residencí
Hmotový koncept
Maximální možné využití pozemku
Ustoupení, navýšení vytvoření náměstí
Proslunění sousedního domu Vytvoření náměstí
Funkční rozdělení budovy Residence Farma Parter
Vykonzolování farmy do náměstí
Koncept Hlavní myšlenkou projektu je vytvoření cyklického, symbiotického ekosystému, kde obyvatelé residence by poskytovali odpad (jako moč nebo šedá voda), který by se zužitkoval ve farmě a naopak. Farma by fungovala jako Biologický vzduchový filtr, který by poskytoval čerstvý vzduch do residencí a také jim poskytoval čás produkce farmy ke konzumaci.
Cyklické schéma Produkce jídla, vzduchu, tepla
Farma
Spotřeba energie, vody, hnojiv
Produkce moči (hnojivo), šedé vody
Hmota konceptu je striktně limiována regulačním plánem pro Chelsea. S hmotou ustupuji tak, aby se vytvořilo reprezentativní náměstí, které by umožňovala využít potaneciál místa a vytvořit vibrující centrum. Hmotu pak provozně striktně rozděluji, protože pro provoz farmy je důležitá hygieničnost prostředí. Farmu pak vykonzolovávám nad nově vzniklé náměstí. Farmu poté otevírám prosklenou fasádou do prostoru, aby lidé z náměstí, ale i z High Line měli výhled na farmu a dění v ní.
Byty
Spotřeba jídla, vzduchu, tepla
29
1NP - Parter | 1:200 1.01 Restaurace.......................................... 125m2 1.02 Kuchyně................................................. 93m2 1.03 Lobby, kočárkárna................................. 35m2 1.04 Obchod.................................................. 73m2 1.05 Zázemí obchodu.................................... 24m2 1.06 Lobby farmy, sklady............................ 113m2 1.07 WC invalidi ženy................................... 4.9m2 1.08 WC invalidi muži................................... 6.2m2
Veřejné vstupy do budovy jsou orientovány směrem do 10. Avenue a také směrem do náměstí. Restaurace, která je umístěna v průčelí, může v létě expandovat směrem do náměstí. Tato venkovní kavárna bude umístěna pod konzolou farmy. Tím bude poskytovat stín a chlad v horkých letních dnech. Restaurace od kuchyně je oddělena prosklenou vitrínou, ve které se nachází bylinka a drobná zelenina, která se využije v kuchyni. Tento prvek je tak fragmentem vertikální farmy, která se nachází nad restaurací. Obslužné vstupy jsou orientovány směrem do zadní uličky pod High Line. Skrz tyto vstupy se bude obsluhovat farma, kondominium a restaurace.
1.02
1.06
1.07 1.01
1.08
1.01 Restaurace.......................................... 125m2 1.02 Kuchyně................................................. 93m2 1.03 Lobby, kočárkárna................................. 35m2 1.04 Obchod.................................................. 73m2 1.05 Zázemí obchodu.................................... 24m2 1.06 Lobby farmy, sklady............................ 113m2 1.07 WC invalidi ženy................................... 4.9m2 1.08 WC invalidi muži................................... 6.2m2
1.05
1.03
1.04
Veřejné komerční prostory Lobby residence Zázemí, sklady, kuchyně Sklady, vstup, farma
S
31
2NP | 1:200 Administrativní zázemí farmy se skládá z kanceláří, šaten a sprch pro zaměstnance, zasedací místnosti a společenské místnosti pro odpočinek. Dále je zde pak umístěna laboratoř, která namátkově kontroluje kvalitu vody a testuje plodiny na hniloby, plísně a nemoci. V zázemí pro zaměstnance se nachází šatny se záchodem a kancelář správce domu. V zázemí restaurace je pak výtahová šachta pro pokrmy, kancelář managera a šéfkuchaře, šatny se sprchou a záchodem pro zaměstnance. Veřejné komerční prostory
2.04
Zázemí zaměstnanců residence
2.07
Admin. zázemí restaurace Admin. zázemí farmy 2.01
2.01 Restaurace............................................ 97m2 2.02 WC muži............................................... 9,4m2 2.03 WC ženy............................................. 15,5m2 2.04 Admin. zázemí restaurace..................... 36m2 2.05 Zázemí pro zaměstnance residence...... 36m2 2.06 Obchod.................................................. 48m2 2.07 Zázemí farmy...................................... 137m2
S
32
2.03
2.05 2.02
2.06
3NP - Prostor farmy | 1:200 3.01 3.02 3.03 3.04 3.05 3.06 3.07
Iknubátor............................................ 47.3m2 Farma-Sektor 1.................................... 158m2 Farma-Sektor 2............................... 124.26m2 Farma-Sektor 3................................. 117.8m2 Farma-Sektor 4............................... 124,26m2 Farma-Sektor 5.................................... 158m2 Strojovná vzduchotechniky................. 14.8m2
Hlavní prostor farmy se skládá z místnosti inkubátoru, kde se rostliny vyženou do květu, poté se přemístí do některého ze sektorů běžné farmy. Farma se obsluhuje vysokozdvižným vozíkem, který vysune regál s plodinami. Všechny aktivity spojené s obsluhou plodin se tím přesouvají k podlaze. Po sklizni se plodiny přesunou výtahem do chlazeného skladu v přízemí. Odtud probíhá distribuce buď do restaurace nebo prodejny umístěné v přízemí. Přebytky se pak vyváží externím odběratelům. Regály farmy jsou koncipované jako hliníkový modulový systém, který je uložen na posuvné kolejnice. Tím je umožněno zvýšit pěstební plochu.
3.05
3.04
3.03
Samotná farma je rozdělena do pěti uzavřených sektorů. Jednak to umožňuje pěstovat více plodin s různými požadavky na vlhkost a teplotu vzduchu, ale také v případě napadení rostlin nemocemi se omezí infekce pouze na jeden sektor a zbývající sektory zůstanou nedotčené.
3.06
3.07
3.01
Pěstební plocha farmy má rozlohu 416m2, s 9 patry regálů. Celková plocha tak činí 3744m2. 1m2 je schopný vyprodukovat 200 gramů zeleniny denně. Roční bilance farmy tedy v optimálním případě může být 273 tun (748 kg denně).
3.02
Cirkulace provozu Prostor farmy Regály s hydroponií
S
33
5NP - Společenské patro | M1:200 Součástí kondomínia jsou i společenskké prostory. Residenti mohou využívat společnou posilovnu a veřejnou kuchyni se vstupem na terasu, kde mohou pořádat například grilovat, pořádat večírky, slunit se, atd. Společné prostory kondominia Prostory bytů Bytová jednotka 1+2 (3+kk) 5.01 Obývací pokoj................................... 43.16m2 5.02 Pracovna / Dětský pokoj..................... 12.3m2 5.03 Ložnice............................................. 25.73m2 5.04 Koupelna.......................................... 11.55m2 5.05 Koupelna............................................ 5.27m2 5.06 Záchod............................................... 2.07m2 5.07 Šatna s prádelnou.............................. 4.73m2 5.11 Terasa.................................................... 78m2
5.02 5.01
5.03 5.07
5.06
5.08
5.12
5.05
5.04
5.10
5.04
5.07
5.09
5.06
5.08 Společenská kuchyně......................... 49.7m2 5.09 Posilovna............................................ 71.8m2 5.10 Společná terasa................................... 233m2
5.05
5.01
5.03 5.02
S
34
5.11
Typické podlaží | 1:200 Na každém patře se nachází 4 bytové jednotky o dvou typech. Menší byt (Byt 1 a 2) je určen pro jednotlivce. Součástí bytu je velký společenský prostor s obyvákem, kuchyní a jídelnou. Resident má k dispozici jednu ložnici. Z obou místností je přímý vstup a výhled na zimní zahradu. Druhý typ je určen pro dvoučlennou až tříčlennou rodinu, kde dominantním prostorem je společenský prostor. Pár pakmá k dispozici velkorysou ložnici se soukromou koupelnou. Další pokoj je pak variabilní a může být pokojíčkem pro dítě, studovnou nebo místností pro hosty. Ze společenské místnosti je přímý vstup na balkon. 7.14
7.10
7.02 7.01
7.03 7.07
7.06
7.11
Bytová jednotka 1+2 (3+kk)
7.05
7.13
7.09
Prostory bytů
7.04
7.12 7.12 7.09
7.04
7.07
7.11
7.06
7.13
7.05
7.01 7.14
7.10
7.01 Obývací pokoj................................... 43.16m2 7.02 Pracovna / Dětský pokoj..................... 12.3m2 7.03 Ložnice............................................. 25.73m2 7.04 Koupelna.......................................... 11.55m2 7.05 Koupelna............................................ 5.27m2 7.06 Záchod............................................... 2.07m2 7.07 Šatna s prádelnou.............................. 4.73m2
7.03 7.02
Bytová jednotka 3+4 (2+kk) 7.09 Obývací pokoj................................... 33.41m2 7.10 Ložnice............................................. 16.09m2 7.11 Koupelna............................................ 5.73m2 7.12 Záchod............................................... 2.71m2 7.13 Vstupní hala....................................... 7.14m2 7.14 Zimní zahrada.................................. 12.93m2
S
35
Řez podélný A-A‘ | M1:200 Farma slouží jako Biologický vzuchový filtr. Venkovní vzduch proudí do farmy, kde je zvlhčován, prosycen silicemi, které zlepšují dýchatelnost, okysličován a zbaven prachových částic. Zároveň je ve farmě předehřán na 21 stupňů celsia. Tento vzduch jde do vzduchotechnické jednotky, která předpřipravený vzduch dočistí a distribuje do bytů. Solární panely na střeše poskytují část energie potřebné k chodu farmy. Dešťová voda je sváděna do vodní nádrže umístěné pod náměstím, která se poté zpětně čerpá na splachování a zalévání hydroponické farmy. Budova je 42m vysoká a nepřesahuje tak okolní zástavbu. Patro vertikální farmy je umístěno mírně pod úrovní High Line tak, aby lidé měli přímý výhled na pěstované plodiny.
Vzduchový filtr
36
Solární energie
Řez příčný B-B‘ | M1:200
Recyklace moči
Déšť
Vodní nádrž
37
Pohled západní | M1:200 Fasáda domu je koncipovaná na ochranu mikroklimatu v bytech. Konzolový límec chrání interiér před letním sluncem, zatímco v zimě světlo propouští. Flóra umístěná v truhlících podvěšených na konzolích vytváří bariéru před teplem a zároveň ovlivňuje mikroklima vzuchu u otevíravých oken. Zeleň také funguje jako clonící prvek před dotěrnými pohledy sousedů od naproti.
Hliníkové rámy, izolační dvojsklo Otevíravé posunem
Kazetová plechová fasáda S provětrávanou mezerou
Dřevěný podhled s distancovaným laťováním Dvojitá prosklená fasáda Systém žaluzií v meziprostoru
Skleněná fasáda s izolačním dvojsklem
38
Pohled jižní | M1:200 Detail konzoly s květináčem | M1:20 Kotvení iso nosníku
I- profil 3%
Zavlažovací systém Vzlínací kahany
Přepad
Sklon konzoly je obráce směrem ke květináš, aby se voda dostala k rostlinám. V případě sucha je uvnitř květináčů umístě systém zavlažování. Proti přesycení půdy vodou je na dně květináče umístěn rezervoár s přepadem. Konzolové květináče fungují zároveň jako kaskády. V případě velkých dešťů se přepadem po svodovém lanku dostává voda do nižších pater.
39
Koncepční návrh náměstí Území se nachází na křížení rušných cest. Zároveň se zde nachází nezastavitelný pozemek. Proto se toto místo přímo nabízí k vytvoření aktivního náměstí, kde se bude křížit turistická trasa s komerčním boulvardem vznikne tak rozšíření hlavní třídy. Zároveň přirozeným tvarováním High Line vzniká přirozený prostor s otevřeným průhledem do dění ve farmě.
Křížení rušných cest
Propojení
Vytvoření komerčního parteru pod High Line
Navržení odpočinkové a aktivní zóny
41
Schématický řez| M1:200
Schématický půdorys náměstí | M1:200 ZÁSOBOVÁNÍ
CYKLOSTÁNÍ
Textura náměstí je tvořena vnějším a vnitřním prostorem. Zatímco vnější je tvořen pro New York klasickým světlým asfaltem a reaguje tak na okolní chodníky, vnitřní je tvořen granitovými deskami, které jsou paprsčitě uspořádány kolmo na High Line. Součástí je také nově navržený komerční parter, který je umístěn pod High Line jako samostatné lehké konstrukce. Čelní fasáda je prosklená a otevřená do náměstí. Zároveň se dá kompletně otevřít a rozšířit tak svojí aktivitu do veřejného prostoru. Zásobování je řešeno přidanou komunikací za High Line. Ty obchody, které k této komunikaci nemají přístup, budou obsluhovány předním vchodem. Mobiliář je navržen jako kombinace granitu a dřevěného sedla. Uspořádáním vytvářejí pocitově uzavřený kout, kde si lidé mají možnost odpočinout, případně posvačit a občerstvit se.
Y PRVK Í N D VO O PÍTK
S 10TH AVENUE 44
45
Podle mého názoru má vertikální farma ve městě velký potenciál jako zdroj lokálních čerstvých potravin a to i přes její energetickou náročnost. Hledáním propojení farmy s jinými typy domů mohou vzniknout energeticky i ekonomicky udržitelné farmy, které budou konkurenceschopné klasickým farmám. Vyžaduje to ale silně racionální a umírněný přístup. Kombinaci farmy s residenční budovou schledávám jako velmi zajímavou, kdy získávání hnojiv z moči, vláhy z šedé a dešťové vody a solární energie, a naopak poskytování tepla, čerstvého vzduchu a čerstvé zeleniny bez chemikálií a dlouhých dovážek, vytvářejí zajímavou symbiózu. Zároveň se mi podařilo vytvořit racionální rozvržení budovy, kdy farma funguje jako uzavřený provoz, ale zároveň poskytuje přidanou hodnotu jak obyvatelům tak i lidem venku. Z kritického pohledu na svou práci musím říci, že problematika vertikální farmy, její technologie a nalezení jejího skutečného potenciálu, bylo pro mne extrémně složité a stále mám pocit, že kloužu jen po povrchu. Tento analytický, racionální, přístup se pak promítl i do mého návrhu, který se také nesl v duchu silné racionality. Bylo to dané také tím, že analýzu farmy jsem neprováděl v rámci diplomního semináře, jak je běžné (zadání vychází ze soutěže, která byla vypsána v únoru. Původní téma mého dipplomního semináře byla Humanita ve veřejném prostoru) a musel jsem tudíž rozsáhlé studium a samotný návrh zvládnout v polovičním čase. Průvodní zadání tohoto projektu bylo silně optimistické. Přímé propojení farmy s bydlením, které jsem v zadání zmiňoval, je velmi složité, pokud se bavíme o farmě jako průmyslově-zemědělském objektu. Energetická soběstačnost byla také silně nadsazená, ale i přesto shledávám nalezené vztahy za úspěch. Také se mi nepodařilo propojit High Line s projektem Dry Line od studia BIG, které vytváří protipovodňový val na pobřeží Hudsonu. Jednak regulační plán Chelsea to neumožňuje, ale také na pozemku, kde mělo spojení vzniknout, se v březnu začalo stavět. I přes tyto dílčí neúspěchy věřím, že tento přístup byl zcela oprávněný a může přiblížit vertikální farmy v centru měst běžné realitě. Zajímavými tématy spojenými s vertikální farmou také mohou být propojení farmy s komerčním centrem nebo reaktivace brownfieldů.
Děkuji, Pavel Štencl
46
Použitá literatura: Learning from Las Vegas - R.Venturi, D.S.Brown, S. Izenour (The MIT press | 1977) Život mezi budovami - J. Gehl (Nadace partnerství | 2000) Delirious New York - R. Koolhaas Tomatoland - Barry Estabrook
