Ustojí i zemětřesení. Japonští architekti ukazují, jak lze předejít tragédiím
Ničivé zemětřesení v Turecku a Sýrii ukázalo, jak důležitá je kvalitní výstavba – a dodržování schvalovacích systémů, které nám mohou připadat zdlouhavé a komplikované. V čem se můžeme inspirovat u Japonců a jak problematiku vnímají lidé z české architektonické scény?
Šestého února v časných ranních hodinách zasáhly jihovýchodní Turecko a severní Sýrii první otřesy, po kterých se bez varování začaly bortit budovy. Region zasáhla další tři velká zemětřesení spolu s více než jedenácti tisíci menšími otřesy, které vyhnaly celkový počet obětí přes hranici padesáti tisíc.
Celé ulice a městské bloky se proměnily v trosky. Katastrofa, která podle odhadů vážně poškodila nebo zničila na půl milionu bytových jednotek a připravila o střechu nad hlavou na 1,5 milionu lidí, rozvířila debatu o předcházení ničivým následkům zemětřesení skrze stavebnictví a architekturu.
Tématu se věnovaly například Financial Times, které rozebírají, jakým způsobem se v Turecku staví a proč to mělo katastrofický vliv na rozsah škod po otřesech dosahujících síly 7,8 stupně Richterovy škály. Po zemětřesení v Izmiru v roce 1999 sice země zpřísnila předpisy na výstavbu budov, ale firmy se jimi většinou stejně neřídily.
Podle tureckého ministerstva životního prostředí bylo v roce 2018 více než padesát procent všech budov v zemi, tedy téměř třináct milionů staveb, postaveno nelegálně. A jen velmi málo starších budov získalo dodatečné zesílení konstrukce, které má proti otřesům chránit.
Problematické je, když se během výstavby šetří na materiálech nebo když po jejím dokončení začnou majitelé přidávat patra nebo naopak odstraňovat sloupy a stěny v přízemí, což vede ke snížení konstrukční pevnosti přesně tam, kde je to při otřesech nejvíce potřeba.
Zemí, která se svým přístupem k architektuře a výstavbě snaží následky seismické aktivity naopak co nejvíce eliminovat i za cenu vysokých nákladů, je Japonsko. To se každoročně potýká s více než tisícovkou větších či menších zemětřesení a na odolných technologiích i architektonických řešeních pracuje už desítky let.
Přední japonští architekti jako Kengo Kuma nebo Sou Fujimoto běžně navrhují elegantní konstrukce se zvýšenou stabilitou. A hojně se v Japonsku využívá i takzvaná izolace základny, sloužící dnes ve zhruba devíti tisících budovách.
Tisíce dalších budov v zemi jsou pak vybaveny zařízeními tlumícími nárazy, které mohou výrazně snížit škody a zabránit zhroucení objektu.
Konvenční budovy se při zemětřesení otřásají spolu se zemí. A čím silnější je zemětřesení, tím více se budova v reakci pohybuje. Pokud se budova chvěje příliš, může dojít k poškození konstrukčních prvků, včetně nosníků, sloupů a stěn, a tím budova nedokáže držet pohromadě.
Izolátory základů oproti tomu fungují jako tlumiče mezi budovou a pohybem země tím, jak umožňují budově klouzat tam a zpět, tudíž může při zemětřesení vlastně zůstat ve vzpřímené poloze.
U vyšších budov zase pomáhají speciální závaží umístěná vysoko nad zemí snížit extrémní pohyby. Stejná zařízení využívají například takzvané pencil towers – extrémně štíhlé mrakodrapy na newyorské Billionaires‘ Row, které tímto řešením omezují kývání konstrukce.
Dalším japonským architektem, který se specializuje na následky zemětřesení, je Šigeru Ban. Vítěz Pritzkerovy ceny za architekturu z roku 2014 a zakladatel iniciativy Voluntary Architects‘ Network pomáhá po přírodních katastrofách budovat levné, ale kvalitní přístřešky jako dočasné bydlení pro lidi zasažené pohromami, ale i válkou.
Jeho přístřešky z recyklovatelných materiálů, jako je třeba karton, pomohly na Haiti, ve Rwandě, v Japonsku a Ban nedávno poskytl systém přístřešků z kartonových trubek i evakuačním centrům pro oběti zemětřesení v Turecku a Sýrii. Architekt už dříve navrhl jednoduché domy odolné proti zemětřesení z levných materiálů, které mohou postavit komunity bez cizí pomoci.
Japonci jdou v řešení vztahu zemětřesení a výstavby odlišnou cestou než třeba Spojené státy americké. Zatímco v Japonsku se na základě rozhodnutí vlád staví pevnější struktury, které je možné krátce po otřesech zase používat, v USA jsou požadavky na ochranu mírnější a počítá se zkrátka s tím, že bude velká část budov poškozena a na jejich místě se postaví nové.
Ovšem i v Americe vznikají stavby, které jsou technologicky proti zemětřesením perfektně vybavené: například nové ústředí společnosti Apple v Silicon Valley. Obrovská kruhová budova ve skutečnosti není spojena se zemí a využívá zmiňovanou technologii izolace základny.
Dvě patra pod zemí se nachází 692 obrovských talířů z nerezové oceli. Na nich budova stojí, a když se země otřese, může se na nich posunout libovolným směrem o více než metr. To by mělo snižovat následky otřesů až o osmdesát procent.
Jak vnímají roli architektury v kontextu zemětřesení čeští architekti? Oslovili jsme následující kapacity v oboru:
Jan Schindler, Schindler Seko Architekti
Specialisté na řešení zemětřesení jsou Japonci, kteří staví velice silné základy – desky. Mezi dům a fundamenty vloží takzvané seismické izolanty nebo absorbéry. V principu jsou to konstrukce, které jsou schopné přenést horizontální vibrace (mezi pohybem země se základovou deskou vůči horní stavbě) a přitom jsou stabilní ve vertikálním směru tak, aby budova neklesala.
U nás v Praze máme v centru obdobný problém, kdy se vibrace z okolí – tramvaje, metro, automobilová doprava v tunelech – dostávají do konstrukce domu a způsobují uvnitř takzvaný strukturální hluk. Frekvence vibrací se v konstrukci šíří a přemění na hluk. Řeší se to opět podobně: mezi spodní a horní stavbu se vloží vrstva vibroizolace, která rázy z okolí utlumí.
My jsme to takto řešili například u Rezidence Sacre Coeur2 na Smíchově nebo u hotelu Hybernská. Obecně se dá říct, že méně náchylné jsou nižší domy s kompaktním půdorysem (ideálně kruh nebo čtverec) a minimalizovanou vlastní váhou – tedy s lehkými konstrukcemi, které jsou navzájem propojené a prostorově zavětrované.
Lépe tak odolávají dynamickým seismickým silám. V tomto kontextu mě napadá, že 3D tisk z ultra-high performance concrete (UHPC) by mohl být vhodnou technologií: šetří váhu, a přitom lze vytvořit velice tuhou konstrukci. Jen je to zatím strašně drahý materiál.
Jan Bek, Bek Arch
Zemětřesení a seismická aktivita v našich zeměpisných šířkách je poměrně nezvyklá, ale ne vyloučená. Obecně platí, že cihlové a těžké tuhé stavby budou odolávat zemětřesení hůře než železobetonové nebo dřevěné. U výškových budov se redukuje seismická aktivita poměrně sofistikovaně pomocí zavěšených závaží nebo třeba bazénu na střeše objektu – voda otřesy pohltí.
U standardních již stojících rodinných nebo obytných zděných domů je několik pravidel, která by se měla dodržovat. Menší okenní otvory, dodatečné ztužující stěny, ocelová táhla, provázání pomocí železobetonových věnců, zděné stěny obložit pomocí ocel-bandáží…
Pokud by se hovořilo konkrétně o Turecku, hledal bych řešení pomocí lokálních materiálů, které budou umět reagovat na otřesy, v kombinaci s železobetonovými nebo ocelovými konstrukcemi.
Pavel Kvintus, A8000
Dopady zemětřesení v Turecku nám ukazují, že i když je český schvalovací systém zdlouhavý a komplikovaný, má své výhody. Všechny normy, týkající se statiky, hygieny, požárních opatření a dalších oblastí, přispívají k bezpečnosti lidí.
Architekti a projektanti sice těmito požadavky trpí, ale když pak přijde nějaká živelná katastrofa, u nás třeba povodeň nebo požár, tak právě tyto předpisy chrání lidské životy. Na základě dění v Turecku si troufám říct, že nemají vyspělou kulturu stavitelství a bezpečnostní pravidla spíše nedodržují.