Prolamované konstrukce: indické stavby chladí i bez klimatizace

Celá staletí se indická architektura vyznačuje charakteristickými, okrasnými, složitými, prolamovanými vertikálními konstrukcemi. Přestože se může zdát, že tyto prvky mají zejména estetickou funkci – a je pravda, že napomáhají k osvětlení interiéru, hře světla a tvorbě prostoru –, není to úplná pravda.

„Jaali“ (či „jali“), jak zní termín používaný pro tyto konstrukce ve střední a jižní Asii, jsou vyřezávané z mramoru nebo červeného pískovce v ornamentálních vzorech a mezi výrazné architektonické prvky se řadily zejména mezi 16. a 18. stoletím. Kromě toho, že dodávají budovám uměleckou hodnotu, tyto mřížové prvky umožňují cirkulaci vzduchu, chrání objekty před slunečním zářením a poskytují více soukromí v interiéru.

Situace v Indii

Indie, která čelí rychlé urbanizaci a prudce stoupajícímu teplu (teploty v posledních letech dosahují i 49 °C), hledá udržitelná, čistá a energeticky účinná řešení chlazení. V roce 2019 indická vláda zahájila akční plán chlazení, který nastiňuje kroky potřebné k zajištění přístupu k udržitelnému a energeticky účinnému chlazení.

Plán zdůrazňuje význam pasivních chladicích zásahů – tedy například zmíněných architektonických prvků pro chlazení – pro zvýšení odolnosti budov a měst vůči klimatu a snížení efektu městského tepelného ostrova. Alternativní přístup ke snižování teploty ve městech a budovách je důležitý zejména proto, že hrozí neustálé zvyšování poptávky po klimatizacích a s tím spojené nároky na energie a výrobní materiál.

Techniky pasivního chlazení a efektivní využití obálek budov (které pomáhají oddělit interiér budovy od vnějšího prostředí) přitom prokazatelně snižují potřebu klimatizace, což může vést k úsporám energie až 70 %.

Jaali z pohledu historie

Původ konstrukce, její předchůdci a vývoj nejsou jasné, ale z hlediska lokalizace byl široce používán na indickém subkontinentu, včetně jihoindických oblastí Kérala a Konkan. Rané jaali byly konstrukce tesané do kamene v geometrických vzorech – první doložený prvek tohoto typu byl použit v Alai Darwaza v Dillí v roce 1305.

V době Mughalské říše (16. – 19. století), kdy tyto konstrukce zažívaly rozkvět a těšily se největší popularitě, se používaly velmi jemně vyřezávané rostlinné vzory, které můžeme dodnes vidět například v Taj Mahal. Častou součástí jaal byly i tzv. „pietra dura , což je technika obložení okolí prvku pomocí dekorativních obkladů z vysoce leštěných kamenů (např. marmoru či polodrahokamů).

Jak to funguje?

Jaali je zpravidla tvořené ornamentálním vzorem vytvořeným pomocí kaligrafie, geometrie nebo inspirovaným přírodními vzory. Drobné perforování kamenné konstrukce omezuje přímé teplo vstupující do budovy tím, že rozděluje celkové metry čtvereční typického okna na několik malých otvorů. V tradičním jaali jsou otvory téměř přesně stejné velikosti jako tloušťka mramoru nebo pískovce, ze kterého je prvek vyroben. Tato tloušťka pak snižuje přímé oslnění slunečním světlem a zároveň umožňuje rozptýlené osvětlení.

Při chlazení jaali spoléhá na Venturiho efekt podobným způsobem jako klimatizační jednotka. Když vzduch prochází otvory, nabírá rychlost a proniká do vnitřku (a skrze) konstrukce – díky malým otvorům se zároveň vzduch stlačuje a po průchodu opět obnoví svůj objem. Na druhé straně konstrukce, kde vzduch svůj objem obnovuje, platí Bernoulliho princip, který uvádí, že zvýšení rychlosti (které v otvorech nastalo) vede ke snížení tlaku. To tady dohromady znamená, že při pohybu vzduch úzkými vzory nebo řezy na perforované konstrukci, se zvyšuje rychlost a snižuje tlak vzduchu – a to, v konečném výsledku, nakonec vede i ke snížení teploty vzduchu procházejícího skrz konstrukci.

Architektura a sociokulturní význam

Kromě chladicího efektu a odstínění při zachování prosvětlení prostorů jaali nabízí i nerušené pozorování exteriéru z interiéru, aniž by bylo do interiéru vidět. Jaali tedy fungovalo i jako dobová „televize“ pro ženy mughalské i rádžasthánské královské rodiny. Největší boom prvky zažívaly během 16. až 18. století v severní Indii a staly se prostředkem, jak ženám umožnit přístup k vnějšímu životu, aniž by zvědaví kolemjdoucí narušovali jejich soukromí. Mřížové zástěny se používaly jako okenní zástěny nebo předěly v místnostech pro královny, princezny a další ženy v domácnosti.

Jaali bylo také široce používáno kolem kenotafů a hrobek. Nádherné vzory jaali v hrobce Salima Chistiho ve Fatehpur Sikri a mramorové jaali uvnitř Tádž Mahalu jsou klasickými příklady islámských vzorů a motivů. Podobně se jaali objevuje také v mešitách, kde se používá nejen z uměleckých nebo estetických důvodů, ale také k výkladu islámských vzorů a kaligrafie.

V době největšího rozpuku se jaali používalo i v rámci interiérových a exteriérových designů – ať už na balkónech, plošinách, terasách nebo dokonce v rámci dekorativních zástěn. I dnes se jaali používají jako dělicí příčky, k oddělení prostor nebo jednotek, jako stěnové panely, na stropy, na nábytek a také jako ozdobné doplňky.

Lokální a světový trend

Jali zůstává jedním z nejpůsobivějších nástrojů, který vytváří jakýsi přechod či alternativu mezi striktně definovanými okenními otvory a plnými zdmi. Přestože se design a vzory liší region od regionu, podstata umění zůstává nedotčena. Důkazem toho je například centrála novin Punjab Kesari v Novém Dillí, která spojuje tradiční indickou architekturu jaali se současnými designovými prvky.

Budova, kterou navrhlo Studio Symbiosis, je zabalena do perforované bílé fasády vyztuženého betonu, která evokuje tradiční zástěnu jaali. To vše má za cíl optimalizovat přirozené osvětlení, snížit teplo a zvýšit příčnou ventilaci. Projekt použil digitální simulace ke generování různých vzorů poréznosti pro každou stěnu v závislosti na tom, jakému slunečnímu světlu je přes den vystavena. Severně orientovaná fasáda má například 81% neprůhlednost ve srovnání s 27% neprůhledností na jižní straně. Jaali také zajišťuje, že během dne není potřeba žádná umělá světla.

Další moderní budovou, která efektivně využívá jaali, je studentský ubytovací blok St. Andrew’s Institute of Technology and Management v Gurugramu v Indii, kde jsou úhly natočení každé cihly v jaali navrženy tak, aby minimalizovaly sluneční záření. Fasáda snižuje přímé sluneční oslnění o 70 %, čímž minimalizuje tepelné zisky – dle současných měření konstrukce pomohla snížit potřebu klimatizace o 35 %.

Asijskými zeměmi to ale nekončí – perforované fasády se celosvětově stávají oblíbenými mezi architekty se zaměřením na udržitelné obálky. Například v čínském Foshanu (Times I-City), Francii (hotel Nakâra v Cap d’Agde), ale i ve Španělsku (nemocnice Cordoba) byly na moderních budovách rozmístěny mřížové fasády, které modulují přirozené světlo, optimalizují spotřebu energie a poskytují pohodlí.

Jako jeden příklad za všechny lze uvést satelitní kontrolní centrum Hispasat v Madridu ve Španělsku, které bylo navrženo s cílem kontrolovat sluneční záření a zvyšovat vnitřní komfort. Použitá variace na jaal zde nabízí tři různé hustoty otvorů, které pomáhají filtrovat světlo a snižují oslnění ze Slunce.

Perforace použitého plechu se liší podle potřeby komfortního osvětlení a potřeby rozptylovat oslňující sluneční záření v průběhu dne. Mezi konstrukcí a budovou je mezera zhruba jeden metr, což vytváří jednak potřebné zastínění, ale i požadovaný ventilační efekt.

Budoucnost jaal

Díky technologickému pokroku je možné navrhovat jaali stále dynamičtěji. Takto navržené jaal mají za cíl napodobit metody tepelné adaptace nalezené v přírodě. Vizi takové budoucnosti je možné vidět například na věžích Al-Bahr, které denně odolávají intenzivnímu pouštnímu slunci v Abu Dhabi. Věže navržené společností Aedas Architects se sídlem ve Velké Británii mají „inteligentní“ fasádu, která se otevírá a zavírá v závislosti na teplotě. Design vychází z jaali a mashrabiya, obdobě jaal, obvykle vyrobené ze dřeva.

Dynamické snímače jsou umístěny dva metry od budovy a jsou naprogramovány tak, aby reagovaly na pohyb Slunce. Jak se Slunce pohybuje, pohybuje se celá fasáda s ním, aby poskytovala optimální stínění a komfort v interiéru. Design údajně přinesl 40% úsporu uhlíkových emisí.

Ačkoli tedy jaali zažívá oživení, je třeba překonat některá omezení. Pohyblivé nebo kinetické fasády často zahrnují časově náročné procesy navrhování a výroby a jsou drahé, protože zahrnují nákladné technologické investice. Používání tradičních stavebních materiálů, jako je mramor, pro moderní výstavbu však nemusí být nákladově efektivní – navíc je třeba zvážit, zda je konkrétní materiál vhodný pro konkrétní klimatické podmínky. Většina jaali je navíc dnes vyrobena ze středně hustých dřevovláknitých desek, betonu, cihel, dřeva, kamene, PVC nebo sádry.