ENVIRONMENTÁLNÍ VZDĚLÁVÁNÍ STAVEBNÍCH INŽENÝRŮ-PROJEKTANTŮ BYTOVÝCH A OBČANSKÝCH STAVEB KOČÍ J., JURAJDA J. Ústav pozemního stavitelství FAST, VUT v Brně, Veveří 95, 662 37 Brno Důsledky civilizačních činností, do nichž lze zařadit i výstavbu budov, se v přírodě projevují dlouhodobě, neočekávaně a většinou tak, jak se vůbec nepředpokládalo. V množství případů pak dochází v přírodě nejen k trvalým škodám, ale velmi často i k nebezpečným změnám, protože s některými důsledky lidských činností se již sama příroda není vůbec schopna vyrovnat. Výstavba ovlivňuje nejen přírodu, ale existuje i řada problémů při zajišťování všestranné pohody pro uživatele bytových a občanských staveb. Jeví se nám, že příčin je více a přitom různých kategorii. To způsobuje obtíže zejména při projektování a optimalizaci různých parametrů obytného prostředí. Těmito otázkami se zabýváme proto, že při výchově inženýrů pozemních staveb v metodice projektování máme snahu co nejvíce jednotlivé parametry objektivizovat, jako je tomu např. u disciplin stavební mechanika, stavební fyzika apod. Tím chceme omezit empirii a spoléhání se na intuici při navrhování staveb. Oni již např. staří Římané velmi dobře věděli, jak stavět z hlediska pohody uživatelů. Tak např. Vitruvius ve svém díle Deset knih o architektuře [1], které vytvářel kolem roku 30 př. Kr., píše: "Při výstavbě města je třeba zachovávat tato pravidla: Předně výběr nejzdravějšího místa. Bude to místo položené výše a ne mlhovité, ne plné jinovatky a neobrácené ani k parným ani ke studeným světovým stranám, nýbrž k mírným, a konečně místo, které se vyhne bažinatému sousedství. Vytýčení ulic se provede správně, jsou-li v ulicích rozmyslně zamezeny větry. Jsou-li větry studené, obtěžují, jsou-li teplé, působí poruchy, jsou-li vlhhké, škodí. Proto je nutno linie městských čtvrtí poodvrátit od směru větrů tak, aby se větry při svém příchodu k rohům domovních bloků lámaly, byly jimi odráženy a rozptylovaly se". V jiné souvislosti konstatoval: "...Pomocí optiky se zavádějí v budovách otvory pro světlo správně od určitých světových stran... Přirozeně je dána ladnost, zavádějí-li se okna do ložnic a knihoven od východu, do lázní a zimních jídelen od západu, do obrazáren a do místností, které potřebují stejnoměrné světlo, od severu, poněvadž tato světová strana není obíhajícím slunce ani příliš ostře osvětlována, ani není ponechávána v šeru, nýbrž má osvětlení stejnoměrné a beze změny". Také známé teoretické dílo florentského umělce L.B.Albertiho Deset knih o stavitelství [2], napsané kolem roku 1450, podává v rámci názorů renesančních umělců na architekturu podrobný popis, kde a jak umísťovat města, paláce i obytné domy a jak se má stavět. Všechna doporučení autora respektují z pohledu dneška environmentální zásady. Pro ilustraci uveďme z jeho díla: "Stavíme-li město v souladu s názory filozofů, pak má jeho vzhled a účel spočívati v tom, aby v něm jeho obyvatelé vedli pokojný život, zbavený, pokud je to možno, všech nepříjemností a oproštěný ode všeho obtížného. Následkem toho jest nutno stále mysliti na to, na jakém místě, v jakém položení a s jakými obrysy svého obvodu má býti město založeno." Na jiném místě: "...dům je maličké město. Jest tedy podle toho míti za to, že při výstavbě domu se musí uvážiti všechno, co se vztahuje ke stavbě města: dům musí býti zdravý, míti příznivou polohu a vykazovati vlastnosti, které umožňují klidný, tichý a krásný život". Aktuální problémy životního prostředí byly v teoretické rovině vyřešeny naším architektem Karlem Honzíkem již v roce 1937, kdy uveřejnil studii Obyvatelné město. Později K.Honzík napsal [3]: "Obyvatelností tedy vyjadřujeme širší - urbanistické nebo krajinné vztahy prostoru obývaného člověkem... Pojem obyvatelnost nás však nenechává na pochybách, že funkce a účel nějakého prostoru, budovy, sídliště, krajiny má za cíl jejich používání a obývání, že zájem se soustřeďuje k člověku jako spotřebiteli... Zhruba je možno vyjmenovat podmínky, za nichž je nějaký prostor obyvatelný: a) Sociální: možnost zaopatření nezbytných potřeb existenčních, začlenění do kolektivního života, ale současně možnost klidu a samoty. b) Atmosférické: vzduch bez prachu a rušivého zápachu, přiměřené teplo, ochrana před zimou a horkem, přiměřené sucho, ochrana před větrem apod. c) Světelné: oslunění, ale i možnost zastínění, světlo přiměřené pracovním nebo rekreačním úkolům, ochrana před oslněním. d) Akustické: ochrana před rušivými zvuky. e) Provozní: půda, dlažba nebo podlaha bezprašná, suchá, schůdná, sjízdná, příhodná k usednutí - ulehnutí podle provozní potřeby; nerušené průběžné komunikace, místa odpočinku nebo práce nerušená průběžnými komunikacemi, dobrá funkce zařízení sloužících v provozu. f) Pohledové: možnost výhledu, ochrana intimního prostoru před pohledem zvenčí. g) Psychické: zabránění nepříznivým dojmům, které však většinou vyplývají z neuspokojení předchozích podmínek." Chápeme-li obytné prostředí (residential environment) jako životní prostředí člověka v obytných a občanských stavbách a jejich bezprostředním okolí, tak z toho plyne, že stavební dílo může jeho kvalitu IUAPPA Praha 2000
350
Section: C
Kočí J.: Environmentální vzdělávání stavebních inženýrů - projektantů bytových a občanských staveb zabezpečit integrálním řešením účelových, provozně dispozičních, materiálově konstrukčních, estetických a ekonomických parametrů. Řečeno jinak, stavba bude vyhovovat požadavkům obytného prostředí jen tehdy, bude-li v harmonickém souladu s optimálním vnějším prostředí a ve svém celku i detailu zabezpečí maximální pohodu pobytu člověka, a to nejen z hlediska jeho subjektivních pocitů, ale i objektivně zabezpečené zdravotní nezávadnosti. Poznatků o jednotlivých faktorech obytného prostředí se shromáždilo v uplynulém období mnoho. Složitá problematika tohoto prostředí však vyžaduje současně postihnout stav mnoha jevů, mnoha souvislostí mezi těmito jevy a mnoho vzájemně propojených vlivů při současné dynamice změn zkoumaných jevů a jejich zákonitostí. Soustředíme-li se na kvantifikovatelné parametry, tj. zejména faktory stavebně konstrukční a materiálové, tak na základě teoretických úvah vycházíme z předpokladů, že na charakter obytného prostředí a jeho kvalitativní úroveň v principu působí - viz obr. 1: a) vnější vlivy, u kterých se projevuje široké spektrum problémů našeho životního prostředí. Z vlivů na obytné prostředí je rozhodující antropogenní činnost, projevující se růstem měst a obcí a průmyslovým a dopravním zatížením krajiny vedle meteorologické, klimatické a geoanomální situace příslušné lokality; b) stavební konstrukce a materiály vymezující vnitřní prostor, jejichž vliv je dvojí. Jednak jimi pronikají téměř všechny složky a stránky vnějšího prostředí a jednak samy působí svou materiálovou skladbou a povrchovými úpravami, c) vnitřní vlivy, jejichž zdrojem jsou technická zařízení, činnost lidí v obytném prostředí, vybavení interiéru a sami lidé. Syntetické řešení problémů obytného prostředí je nezbytné proto, že celkové působení na člověka není prostou sumací jednotlivých faktorů, ale spíše jejich složitou integrací.
a)
vnější vlivy
b)
vliv stavebních konstrukcí a materiálů
c)
vnitřní vlivy Obr. 1. Soubor vlivů působících na obytné prostředí.
Na vzniku všestranně dobré, funkční a spolehlivé stavební konstrukce a stavby jako celku má v současné době svůj podíl velké množství různě zaměřených specialistů, kteří mají jak svoje vlastní poslání, tak i vzájemnou odpovědnost za vytvoření kvalitního díla podřízením svých dílčích pohledů celkové koncepci řešení, které by mělo zohledňovat i environmentální aspekty. Cestu k řešení této závažné skutečnosti vidíme ve využití užší mezioborové spolupráce lékařů, specialistů na jednotlivá mikroklimata, architektů a stavebních inženýrů. V této spolupráci by mělo jít zejména o to, aby se doporučilo, co je bezpodmínečně nutné analyzovat a vyhodnocovat, aby se dala stanovit hierarchie kriterií pohody prostředí. Domníváme se, že jen takováto spolupráce vede k optimalizaci obytného prostředí a IUAPPA 2000
351
Section: C
Kočí J.: Environmentální vzdělávání stavebních inženýrů - projektantů bytových a občanských staveb podněcuje i netradiční architektonicko-konstrukční řešení včetně vlivu na výchovu projektantů bytových a občanských staveb.
Obecné discipliny environmentálních hledisek a jejich aplikací -
Právo a vliv staveb na životní prostředí Energetická náročnost budov Netradiční zdroje energie a chlazení Ekologie stavební výroby Typologie staveb Dějiny architektury
Optimální podmínky pro uživatele bytové nebo občanské výstavby
Discipliny obsahující environmentální hlediska (písmena v závorce odpovídají vlivům dle obr. 1) -
Volitelné zadání (i environmentální) pro individuální práci studenta
Geologie (a) Klimatologie a hydrologie (a) Stavební klimatologie (a) Stavby pro extrémní klimatické podmínky (a,b) Výstavba a životní prostředí (a,c) Stavební látky (b) Pozemní stavitelství (b) Stavební chemie (b,c) Stavební fyzika (b,c) Tepelná technika budov (b,c) Akustika a denní osvětlení (b,c) Prostorová akustika (b,c) Prostředí v budovách (c) Zdravotní technika (c) Vytápění budov (c) Vzduchotechnika a elektroinstalace (c)
-
Odborný seminář Projekt 1 Projekt 2 Specializovaný projekt Seminář ke speciallizovanému projektu - Diplomová práce
Obr. 2. Discipliny magisterského studia oboru pozemní stavby zahrnující faktory působící na kvalitu obytného prostředí. Obecně k výuce environmentální problematiky na stavební fakultě je možno přistupovat ze 3 základních způsobů: 1) podat ucelené environmentální znalosti v povinné části inženýrského vzdělávání. Smyslem je poskytnout informace o obecně ekologických principech v rozsahu odpovídajícím vzdělanostní úrovni stavebního IUAPPA 2000
352
Section: C
Kočí J.: Environmentální vzdělávání stavebních inženýrů - projektantů bytových a občanských staveb inženýra 21.století, a to formou samostatné discipliny nebo dostatečně vyhrazenou částí jen některé, a to v závislosti na vztahu oboru k environmentální problematice; 2) aplikovat ekologické aspekty ve všech kurzech učebního plánu, které podle svého charakteru mají k problematice životního prostředí diferencovaně nějaký vztah; 3) připravit odborníky, kteří se v průběhu studia speciálně soustřeďují na otázky životního prostředí, respektive řeší problémy jedné ze složek prostředí, kterou je např. voda. Většina studijních oborů na stavební fakultě VUT v Brně řeší ekologické vzdělávání některým z uvedených prvních dvou způsobů, obor pozemní stavby, který studuje v průměru polovina studentů fakulty, pak souběžně ad1) a 2) způsoby. To proto, že u tohoto oboru vedle konstruování staveb bytových, občanských a staveb pro výrobu průmyslovou i zemědělskou jde o vytvoření kvalitního obytného prostředí, kde žije každý obyvatel minimálně dvanáct hodin denně. Souběžnost s důrazem na 2) způsob plyne zejména z toho, že konkrétní faktory působící na charakter obytného prostředí řeší do potřebné hloubky široká škála disciplin, jak detailně vyplývá z obr.2. Environmentální vzdělávání je tak obsaženo v disciplinách, v nichž jsou studenti seznamováni s normovými a optimálními požadavky na obytné i pracovní prostředí v budovách, včetně jejich zajištění stavebními konstrukcemi, obnovují si základní biologické znalosti, seznamují se se základy ekologie a její terminologií a aplikacemi od globálního prostředí po města, včetně vybrané legislativy k zajištění environmentálních přístupů ve výstavbě. Také se pochopitelně vyučuje problematika vlivů stavební činnosti na životní prostředí. Stavební činnost je pro dané místo výstavby sice časově omezená etapa, ale ve svém okolí má zpravidla větší či menší nepříznivé účinky na obyvatelstvo. Zdůrazňují se proto faktory, kterými lze tyto účinky minimalizovat. Vhodná kombinace povinných, volitelných a případně doporučených disciplin umožňuje studentům velmi dobrou orientaci v problematice aplikování ekologie i tvorby životního prostředí v objektech pozemních staveb. Zejména studiem volitelných kurzů je umožněno rozšířit si znalosti o vlivy působící na prostředí v budovách a ovlivňování lidského organismu jeho jednotlivými složkami. Na základě těchto znalostí mohou navrhovat kvalitní obytné prostředí. Speciální aplikací environmentálních principů v pozemních stavbách je tzv. ekologický dům. Rozumí se tím dům, který splňuje co nejvíce z některých následujících požadavků: • řeší způsoby využívání obnovitelných zdrojů energie, zejména sluneční, • využívá zařízení k úspoře energie (např. tepelná čerpadla, akumulační media apod.), • je příznivě řešen i pokud jde o využití pasivní solární energie, tj. že jsou například navrženy zimní zahrady, domy jsou částečně zakryty hlínou nebo se střídavě otevírají a zavírají slunečnímu osvětlení v průběhu roku, atd., • maximálně se využívá přírodních materiálů, např. dřeva, nepálené hlíny apod., ale i hygienicky nezávadných recyklovaných materiálů, • dobře se hospodaří s vodou a maximálně se využívají odpadní a dešťové vody apod., • má další prvky, jako jsou ozeleněná střecha, automatizované řízení režimu vytápění, větrání, chlazení apod.. Nejde samozřejmě o to, aby měl dům všechny tyto prvky, ale jejich vhodnou kombinaci. Příležitostí pro to, aby se student naučil využít teoretických znalostí z předchozího studia při tvorbě stavebního objektu jsou discipliny Projekt 1 a 2 ve 4.ročníku, Specializovaný projekt v 5. ročníku a diplomová práce. Přesto, že je široká paleta zadání stavebních objektů, ze kterých si student sám vybírá, mělo jich v létech 1990 - 93 asi 8 - 10 % zájem projektovat tzv. ekologický dům. Tento zájem v současnosti klesl na 1 - 2 %. Je to tím, že motivací pro studenty je dobře se ihned uplatnit v praxi. Projevil se pragmatismus studentů, kteří vědí, že ekologické domy, vyjma několika málo experimentů se nestaví, takže získané vědomosti nerutinního charakteru by nijak nevyužili. Na druhé straně mají velký zájem perfektně ovládnout počítačovou grafiku, aby se rychle uplatnili v zaměstnání, protože již většina projekčních firem je na počítačový způsob tvorby stavebních výkresů vybavena. Pochopitelně to vede k málo kreativním řešením a většinou jen aplikacím firemních nabídek stavebních materiálů, prvků a konstrukcí. Největší zájem z oblasti environmentálních aplikací je o legislativu. Jak novela stavebního zákona a k němu vydané příslušné vyhlášky, tak zákony o životním prostředí uvádějí řadu pokynů, které je třeba při veškeré výstavbě dodržet. Studenti velmi dobře chápou, že pro uplatnění v praxi je musí bezpodmínečně znát. Značné zlepšení situace přináší vyhláška č. 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu. Ponecháme-li z důvodu sledované tématiky stranou první dva požadavky zahrnující mechanickou odolnost a stabilitu a požární bezpečnost, tak zbývající čtyři se týkají:
IUAPPA 2000
353
Section: C
Kočí J.: Environmentální vzdělávání stavebních inženýrů - projektantů bytových a občanských staveb
• ochrany zdraví, zdravých životních podmínek a životního prostředí, • ochrany proti hluku, • bezpečnosti při užívání, • úspory energie a ochrany tepla. Vyhláška č. 137/1998 Sb. v těchto požadavcích mimo jiné ukládá, že stavba musí být navržena a provedena tak, aby nebylo ohroženo zdraví jejich uživatelů ani osob v jejich blízkosti zvláště těmito vlivy: uvolňováním toxických plynů, výskyt škodlivých částic nebo plynů ve vzduchu, emise nebezpečného záření, znečištění vody nebo půdy, hromadění vlhkosti ve stavebních konstrukcích a na jejich vnitřních površích, rizika úrazů, hluku, teploty interiéru atd.. Závěrem lze konstatovat, že v povinném rozsahu výuky získají absolventi magisterského studia oboru pozemní stavby potřebné environmentální vzdělání. Nad toto pak mají možnost volitelnými disciplinami je rozšířit a výběrem témat pro individuální práce konkrétní znalosti aplikovat v projektech. Avšak tak jako stavebníky, kteří nemají zájem o dražší ekologické stavby (byť po víceletém provozu úsporné), nemotivuje stát daňovou politikou nebo subvencemi k realizaci ekologických staveb, tak studenty v současnosti - kromě různých soutěží - nic nemotivuje k tomu, aby podrobně ovládli speciální tématiku, a to zejména ze zahraniční literatury. Takovými idealisty v naprosté většině nejsou, protože vědí, že by pro realizaci takových projektů nenašli stavebníky.
Reference: [1] Vitruvius, Deset knih o architektuře, Svoboda Praha, 1979 [2] Alberti, L. B., Deset knih o stavitelství, SNKLHU Praha, 1956 [3] Honzík, K., Tvorba životního slohu, Václav Petr Praha, 1946
IUAPPA 2000
354
Section: C
