A TDK rövidítés Tudományos Diákkört jelent. Eredete Magyarországon az 50-es évekig nyúlik vissza, ekkor formálódott mozgalommá, és ekkor hozták létre azokat a kereteket, amelyek a mai napig fórumot teremtenek az egyetemeken kutatni, tanulni, a kötelező tananyagnál többet elsajátítani kívánó hallgatók számára. A háttérben álló hallgatói és oktatói aktivitás mozgatórugói ennél sokkal régebbiek és a TDK mindössze egy hivatalos keret, többek között például a szakkollégiumi mozgalom mellett, amit a hallgató tudásvágya tölt ki, az önmagával, a tanult szakmájával szembeni igényessége és többet akarása. Mindennek a jelenléte a tehetség alapja. A tehetség szóban a tenni képesség rejtőzik, ami nem pusztán veleszületett adottság, hanem az egyén felismerése, azzal kapcsolatosan, hogy mely területen képes fejlődni és kiteljesedni, amely folyamat elengedhetetlen része az alázat, a kitartás és a szorgalom.
Karunk a klasszikus TDK rövidítés helyett a TMDK rövidítést használja, azaz Tudományos és Művészeti Diákkör, utalva ezzel is arra, hogy a műszaki területen számos szakmai képzés - építőművészet, építészet, belsőépítészet, ipari termék-és formatervező - átnyúlik a művészeti területre, és nem elképzelhető a művészeti aspektus nélkül.
A TDK mozgalom ma a magyarországi egyetemek egyik legfőbb mérőeszköze a tudományos teljesítés területén, ennek okán kiemelten fontos a Pécsi Tudományegyetem összes kara, így a Műszaki és Informatikai Kar számára is. A mozgalom országos konferenciája az OTDK, azaz Országos Tudományos Diákköri konferencia, amelyet különböző helyszíneken kétévente rendeznek meg, alkalmat teremtve a hallgatói kutatások legszélesebb körben való megismerésére, egyben összevetésére is. Az OTDK konferencián helyezést elért hallgatói munkák komoly presztízsértékkel bírnak, mind a hallgatók, mind a témavezetők, mind pedig a kibocsájtó egyetem tekintetében. A Pécsi Tudományegyetem az utóbbi években komoly erőfeszítéseket tett a tehetségtámogatás, vele a Kari Tudományos Diákkörök támogatására.
Pro Arte aranyérem: Bocz Gabriella
Mestertanár aranyérem: dr. Rétfalvi Donát
A 35. Országos Tudományos Diákköri Konferencia zárása alkalmából a Magyar Tudományos Akadémián 2021. november 24-én Prof. dr. Szendrő Péter, az OTDT elnöke Prof. dr. Freund Tamással, az MTA elnökével
közösen a kiemelkedő teljesítményt nyújtó hallgatóknak a Pro Scientia, Pro Arte és Junior Pro Scientia Aranyérmeket adta át.
A PTE Műszaki és Informatika Karáról Pro Arte aranyéremben részesült Karunk egykori hallgatója
Bocz Gabriella, aki 2020-ben diplomázott építőművész mesterszakon. Számos kiemelkedő hallgatói teljesítménye mellett a 35. Országos Tudományos Diákköri Konferencián a zsűri pályamunkáját első helyezésben részesítette. Témavezetője dr. Németh Pál, tanszékvezető egyetemi docens volt.
A felsőoktatási intézmények felterjesztése alapján ugyanezen eseményen adta át Prof. dr. Szendrő Péter, az OTDT elnöke és Prof. dr. Bódis József, az Innovációs és Technológiai Minisztérium felsőoktatásért, innovációért és szakképzésért felelős államtitkára a Mestertanár Aranyéremeket.
A PTE Műszaki és Informatika Kara újabb Mestertanár Aranyéremmel jutalmazott oktatót köszönthet soraiban, dr. Rétfalvi Donát, az Építész Szakmai Intézet Igazgatója, egyetemi docens személyében.
35. OTDK eredmények
A 35. Országos Tudományos Diákköri Konferencián első helyezést ért el Varjú Kata, jelenleg a Breuer
Marcell Doktori Iskola hallgatója. Témavezetője: dr. Rétfalvi Donát.
A 35. Országos Tudományos Diákköri Konferencián első helyezést ért el Péntek Attila
Témavezetője: dr. Maróti Péter.
A 35. Országos Tudományos Diákköri Konferencián harmadik helyezést ért el Laki Benjámin
Témavezetője: dr. Borsos Ágnes.
A 35. Országos Tudományos Diákköri Konferencián Karunk két hallgatója kapott különdíjat:
Házi Andrea, témavezetője: dr. Tamás Anna Mária
GárdonyiÁdám , témavezetője: dr. Dittrich Ernő.
A 36. Országos Tudományos Diákköri Konferencián első helyezést ért el Bányai Kitti.
Témavezetője: dr. Rák Olivér.
A 36. Országos Tudományos Diákköri Konferencián második helyezést ért el Simon Dóra Erika
Témavezetője: dr. Rák Olivér.
A 36. Országos Tudományos Diákköri Konferencián másodikhelyezést ért el OsmanMahmoud, VargaKonrád.
Témavezetője: dr. Borsos Ágnes, dr. Kisander Zsolt.
A 36. Országos Tudományos Diákköri Konferencián második helyezést ért el Vukovics Vivien.
Témavezetője: dr. Sztranyák Veronika, dr. Vörös Erika.
A 36. Országos Tudományos Diákköri Konferencián különdíjban részesült Abu-Lail Dana Maher Ayoub.
Témavezetője: dr. Zoltán Erzsébet Szeréna
A Kulturális és Innovációs Minisztérium megbízásából a Nemzeti Kulturális Támogatáskezelő a Nemzeti Tehetség Program végrehajtásának 2023-2024. évi cselekvési programja alapján pályázatot hirdetett az Országos Tudományos Diákköri Konferencián, valamint tudományos műhelyein való részvétel és a lebonyolítási feladatok ellátása támogatására, mely pályázaton a Pécsi tudományegyetem Műszaki és Informatikai Kara az őszi és tavaszi TMDK rendezvényére támogatást nyert. Jelen kiadvány ennek a pályázatnak a keretei között valósul meg hagyományteremtő szándékkal.
A PTE MIK TMDK Almanach a teljesség igénye nélkül válogatást tartalmaz a 35. és a 36. Országos Diákköri Konferencián helyezést elért hallgatói pályamunkákból.
Dr. Orbán Zoltán /Egyetemi docens, intézetigazgató/ Mérnöki és Smart Technológiák Intézet
Dr. Czoboly Olivér /Termék portfólió vezető/ Beton Technológia Centrum Kft.
3.1.2.2.
3.1.3.
3.1.3.1.
3.2. Kísérleti terv, elvégzett vizsgálatok
3.3. Első szakasz: Adalékanyag vizsgálata
3.4.1.
mérés az MSZ EN 12350-5:2019 szabvány szerint
3.4.2. Vízzáróság vizsgálata MSZ EN 12390-8:2019 szerint
3.5. Harmadik szakasz: Konzisztencia eltarthatósággal kapcsolatos
4. Eredmények és értékelések
4.1. Első szakasz adalékanyag vizsgálati eredményei: 40
4.2. Második szakasz vizsgálati eredményei: 44
4.2.1. Harmadik szakasz: Konzisztencia eltarthatósággal kapcsolatos összefüggések
5. Újrahasznosított betonból készült szerkezet karbon lábnyom számítása
5.1. Karbonegyenérték számítás részletei 59
5.2. Költségbecslés 64
6. Összefoglalás 66
1. Bevezetés és célkitűzés
„A beton tervezésében és megvalósításában az emberi kreativitásnak köszönhetően szinte végtelen formái alakultak ki napjainkra. Tudatosan állítjuk elő, és tőlünk függ, hogy mit alkotunk belőle. Amikor pedig egy betonból készített építmény végül eléri életciklusa végét, a ma elérhető korszerű technológiák segítségével már teljesegészébenújrahasznosítható…” (beton.hu - Fenntartható építés alapja kiadvány)
Fenti sorok tekinthetők gondolatébresztőnek, ugyanis ezt az elképzelést olvasva akaratlanul is felmerül a kérdés, hogy ez a körforgásos szemlélet valóban életképesen működik-e a hétköznapokban, vagy inkább tekinthető pozitív derűlátásnak.
Meggyőződésem, hogy feladatunk természeti kincseinkkel a lehető legjobban gazdálkodni, illetve, hogy egy szerkezeti anyag életciklusa a bontással nem ér véget, hanem újraindítható, amennyiben egy új szerkezetben építőanyagaként él tovább. Dolgozatom célja megmutatni egy létező projekt keretein belül, hogy egy vasbeton szerkezet bontásával kapott építőanyagból –esetemben darált betonból- olyan szerkezeti beton készíthető, amelyre nem egy gyengébben teljesítő anyagként tekintenünk, hanem úgy, mint a jövőképünkre. Továbbá legalább olyan jól funkcionálhat, mint egy hagyományos osztályozott kavicsból készült transzportbeton.
Dolgozatomban ennek körforgásnak a témakörét járom körbe, az újrahasznosított adalékanyag előkészítésén, az abból elkészített beton vizsgálatán, a gyártott beton és szerkezet környezetterhelésének (beépített karbon egyenréték-CO2et) vizsgálatán keresztül, annak költségelemzéséig.
1.1. Témaválasztás jelentősége
Az újrahasznosítás fogalma napjainkban gyakran kimerül abban, hogy az épület anyaga a bontási folyamat során egy esetleges osztályozást követően jó esetben valamilyen alsóbbrendű szerkezetbe, például ágyazati rétegként kerül beépítésre, holott az sokkal értékesebb helyre is kerülhetne, mint például egy új teherviselő szerkezetbe.
A magyarországi adottságok egyelőre kedvezőnek mondhatók, becslések szerint még 30 évre elegen-
dő adalékanyaggal. Ugyanakkor tudni kell, hogy a lelőhelyek jó része Natura 2000-res területen helyezkedik el. Elmondható továbbá, hogy a betongyártásba visszaforgatott másodlagos adalékanyagok aránya világszinten nézve is 60% alatt marad, és a felhasználási terület is az alacsony szintű és minőségű betonokra korlátozódik.
A „Betonkészítés bontási, építési és építőanyag-gyártási hulladék újrahasznosításával” című BV-MI
01:2005 (H) számú műszaki irányelv ajánlása alapján az elsődleges adalékanyag mintegy 30%-a hasznosítható másodlagos adalékanyaggal. Felmérések alapján az öt legnagyobb Uniós ország nagyjából 300 millió tonna bontott betont produkál évente. Ezen mennyiség teljes visszaforgatásával 15 millió tonna CO2-kibocsátás előzhető meg azonos időszak alatt. Tehát ez az eljárás potenciális haszonnal bír mind a leendő felhasználók, mind a környezet számára. Mindenhonnan azt halljuk, hogy a Föld erőforrásai végesek. Talán kevesen tudják, de ma már ott tartunk, hogy a „World Overshoot” (egy éven belül meghatározott dátum, amikor a Föld regenerációs képességén túl használjuk ki a természeti erőforrásokat) egyre korábbra tolódik (2022-ben július 28. volt), vagyis ezt a dátumot meghaladó időszakban a jövő generáció természeti nyersanyagait vesszük igénybe. Az elmúlt évtizedek folyamatos fejlesztéseinek köszönhetően a fenntarthatóság, a körforgásos gazdasági modell irányába ható rengeteg fejlesztés valósult meg, van folyamatban, illetve áll kísérleti fejlesztés alatt. Ennélfogva az iparág támogatása nélkül a körforgásos gazdaság megvalósítása elképzelhetetlen. A cement- és betonipar szerepe jól meghatározható a termék életciklusának körforgásos gazdasági modellben való leírásával (lásdkörforgásosmodell42.sz.melléklet).
1.2. Célkitűzés
Dolgozatom bevetésében már utaltam rá, hogy célom egy létező projekt keretein belül bontásra került vasbeton szerkezet – pontosan egy vasbeton versenymedence – saját bontott anyagát visszaforgatni a helyére épülő új medence szerkezetébe szerkezeti betonként. Egy strandfürdő fejlesztése kapcsán felmerült, hogy a meglévő 50 m-es úszómedence új szerkezettel és technológiákkal kerül megvalósításra ugyanis annak vízgépészete elavulttá vált az elmúlt 25 évben, továbbá számos tartószerkezeti probléma jelentkezett az évek alatt a medencetesten. Az elbontott medence nagy alapterületi kiterjedése miatt és a talajvízszint magassági változásait figyelmen kívül hagyó alapozása miatt a szerkezetben olyan repedések alakultak ki, amelyek a burkolat egyszerű felújításával már nem voltak orvosolhatók. Így egy új tervezési projekt kerete-
in belül a korábbi 50m-es medence helyére egy új-, korszerű hidegvizes medence készül. A 1.1. számú ábrán már az új medence építészeti terve látható. A tervezett medence 30 cm-es alaplemezzel és 30 cm-es vasbeton falakkal került megtervezésre. Az új medencének az anyagigénye durva mennyiségszámítása alapján 480 m3 beton és 44 tonna betonacél. Megemlítendő, hogy elképzelésem szerint az újrahasznosított betonba
nem hasznosítható frakciókat a medence alaplemeze alatti ágyazati rétegbe terveztem beépíteni. (1.2.ábra) Érdekesség megjegyezni, hogy a medence bontása során derült fény arra, hogy a meglévő medence majd
1 méteres alaplemezzel készült, amely nagyban megnehezítette a bontási munkákat, és megnövelte az időtartamát. A medence szerkezete közel 3 hét alatt került elbontásra és további 1 hétig darálták és válogatták szét az elbontott betonhulladékot. A medencéből geodéziai térfogatszámítás alapján közel 1500 m3 (cca. 900 tonna) zúzott beton került ki.
Dolgozatom célkitűzései a következők voltak:
1. Zúzott beton adalékanyagként történő vizsgálata, összehasonlítása
2. Különböző százalékban alkalmazott újrahasznosított adalékanyagú beton nyomószilárdsági és vízzárósági vizsgálata
3. Konzisztencia eltarthatóság vizsgálata az eltérő adagolási arányú újrahasznosított adalékanyaggal készített keverékeken
A dolgozatban és kísérleti tervben felhasznált szabványok és szakirodalmak, források, ábrák jegyzékét a „Melléklet” dokumentum tartalmazza. (46. sz. melléklet)
2.1. Újrahasznosított betonok
A dolgozatomban megfogalmazott motiváció alapján különböző hazai és külföldi szakirodalmat kutattam, hogy átfogóbb képet kapjak a „hulladék betonok” felhasználhatóságának lehetőségeiről. Igyekeztem kitekinteni a szabvány szerinti szabályozásokra és megjelent műszaki irányelvekre, melyekből kiindulva állítottam össze a kutatási tervet és a főbb célkitűzéseket.
2007-ben Balázs és Kausay 20 fős munkabizottsággal –több társulás és szövetség támogatásával és együttműködésével- dolgozta ki a fib Magyar Tagozata a Beton- és Vasbetonépítési Műszaki Irányelvet „Betonkészítés bontási, építési és építőanyag-gyártási hulladék újrahasznosításával” című BV-MI
01:2005 (H) számú műszaki irányelvet 2005. augusztusában. A műszaki irányelv az újrahasznosított adalékanyagú betonok és betontermékek gyártásának és alkalmazásának műszaki feltételeivel foglalkozik, szigorú feltételeket szabva alkalmazhatóságának. Az MSZ 4798-1:2004 még nem foglalkozott az újrahasznosítás kérdéskörével. A szabványok ugyan támogatták, de a feltételekkel a műszaki irányelv megjelenéséig nem foglalkoztak. A néhány évvel később megjelent MSZ 4798:2016 - kiegészítése az MSZ 4798:2016/2M:2018- szabvány új témakörei között helyett kapott az újrahasznosítás –mely mai napig alapjaiban szabályozza az újrahasznosított betonok használhatóságát. Az útügyi előírások bizonyos szinten megengedőbbek – gondolok itt az aszfalt és bitumen származékok jelenlétére az újrahasznosított anyagban. A 2017-ben közzétett e-UT05.02.31(ÚT2-3.7102008) útbeton betonhulladék újrahasznosításával és 2019-ben megjelent e-UT 05.01.54 a betonburkolatból visszanyert beton adalékanyagként történő újrafelhasználásával foglalkozik. A szabvány kimondja, hogy akkor beszélünk újrahasznosított betonról, ha újrahasznosított adalékanyagot vagy az adalékanyag mennyiségre vonatkoztatva több, mint 5 tömegszázalék visszanyert adalékanyagot tartalmaz. Az újrahasznosított adalékanyag, olyan anyag, amelyet építési folyamatban már előzőleg felhasznált szervetlen anyagok feldolgozásával nyernek ki. Bevezeti a „visszanyert, mosott” (Adalékanyag, amit a friss betonból mosás révén nyernek ki) és a „visszanyert, tört adalékanyag” fogalmát (Adalékanyag, amelyet építési folyamatban még fel nem használt megszilárdult beton törése révén kapnak – ez keletkezhet még be nem épített előregyártott elemekből, vagy építés közben az építéshelyen is). (MSZ 4798:2016) A betonösszetételre vonatkozó alapkövetelmények között szerepel a következő előírás: amennyiben visszanyert tört adalékanyag mennyisége az összes adalékanyag-mennyiség több, mint 5 tömegszázaléka, akkor ezt osztályozni kell, és újrahasznosított adalékanyagként kell kezelni. Továbbá a szabvány kimondja, hogy ismert eredetű, újrahasznosított és visszanyert A típusú adalékanyag használható azokban a környezeti osztályokban, amelyekre az eredeti betont tervezték, legfeljebb 30%os helyettesítéssel. (2.1. táblázat: MSZ 4798:2016: E2. táblázat) A szabvány E és F melléklete korlátozza a finom újrahasznosított és visszanyert adalékanyag felhasználását. Ez olyan finomabb frakciók megnevezése, amelyeknek a D szemnagysága legfeljebb 4 mm (MSZ EN 12620). Kutatásomban fenti előírásokat alkalmazva készítettem elő és használtam fel az adalékanyagokat. Fontos megjegyzés, hogy az e-UT 05.02.54:2019 alapján az újrahasznosított beton-adalékanyagot építési termékké kell nyilvánítani. Kausay és Somogyi 2001-ben publikált eredményei szemléltetik a törmelékek jelentős vízfelvételét. A hagyomá-
nyos értelemben vett természetes adalékanyagok tapasztalati értékeivel szemben jelentősnek tekinthető, ezért kutatásomban vizsgálattal igazoltam az alkalmazni kívánt adalékanyag vízfelvételét.
Building Contractors Society of Japan egyesülete folytatott kutatást és foglalkozott 1978-ban az újrahasznosított betonok cementkő tartalmával. (2.2. ábra) Ugyancsak Balázs és Kausay (2007) foglalkozott az újrahasznosított adalékanyagú beton tervezésének és az abból gyártott termékek minősítésének kérdéseivel, mely alapján a betonhulladék tulajdonságai folytán jobban hasonlít a zúzottkőhöz, mint a homokos kavicshoz. Figyelembe véve jelentős vízfelvételét és jellemző szemalakját. Balázs és Kausay (2007) kutatásai alapján a bontási, építési, építőanyag-gyártási hulladékból készített újrahasznosított beton és könnyűbeton rugalmassági modulusa elmarad a kavicsbeton rugalmassági modulusától. Irodalmi adatok
szerint a rugalmassági modulus csökkenésének mértékét az is befolyásolja, hogy a betonhulladék adalékanyagot mekkora nyomószilárdságú betonból állították elő. A kisebb saját nyomószilárdságú betonhulladék jobban csökkenti az újrahasznosított beton rugalmassági modulusát, mint a nagyobb saját nyomószilárdságú betonhulladék adalékanyag (Siebel- Kerkhoff, 1998) Meißner (2000) szerint a betonhulladék adalékanyagú beton rugalmassági modulusa mintegy (10-40) százalékkal kisebb, törési alakváltozása mintegy
13 százalékkal nagyobb, mint a kavicsbetoné. Az újrahasznosított beton rugalmassági modulusát indokolt a kavicsbeton rugalmassági modulusánál 20 százalékkal kisebb értékre felvenni. Zilch és Roos (2000) kísérletei szerint a referencia kavicsbeton, a 4 mm felett betonhulladék adalékanyagú beton, és a 100 százalékban betonhulladék adalékanyagú beton rugalmassági modulusa rendre 33 000 (l00 százalék), 26 800 (81 százalék), 18 200 (55 százalék) N/mm". Az MSZ EN 1992-1-1:2005 (Eurocode 2) szabvány szerint a kavicsbeton zsugorodásának végértéke Ecs,∞= 0,4 ‰. Zilch és Roos (2000) mérései szerint
7 - 50 napos kor között a kavicsbeton gyorsabban szárad, mint az újrahasznosított beton, ezért ebben az időszakban az újrahasznosított beton zsugorodása kisebb, mint a kavicsbetoné, 50 napos korban pedig vele azonos (mintegy 0,3 ‰). Ezt követően az újrahasznosított beton gyorsabban zsugorodik, és a 100 százalékban betonhulladék adalékanyagú újrahasznosított beton zsugorodása 170 napos korban a kavicsbeton zsugorodásánál (0,43‰) mintegy 58 százalékkal nagyobb(0,68 ‰).
A beton kúszása a tartós terhelés következménye, amelyet a méretezés során úgy veszünk figyelembe, hogy a kezdeti rugalmassági modulus (Eo) helyett az "ideális" rugalmassági modulussal (Ei) számolunk: Siebel és Kerkhoff (1998) mérései szerint a referencia kavicsbeton kúszásához képest 120 százalékkal
nagyobb kúszása van a 100 százalékban betonhulladék adalékanyagú betonnak. Grübl és Rühl (1998) kísérletei szerint a terhelés után 38 nappal a 100 százalékban betonhulladék adalékanyagú beton kúszási
tényezője 43 százalékkal nagyobb (0,97), a 100 százalékban téglahulladék adalékanyagú beton kúszási
tényezője 65 százalékkal nagyobb (1,12), mint a referencia kavicsbeton kúszási tényezője (0,68).
GrüblésRühl(1998) kutatásaira hivatkozva Meißner(2000) megállapítja, hogy az újrahasznosított beton nagyobb kúszása a nagyobb habarcstartalomnak, a kisebb rugalmassági modulusnak, a bontási hulladék nagyobb víztartalmának tudható be. Ezzel függ össze, hogy az újrahasznosított beton tartós szilárdsága a kavicsbetonénak csak 80 százaléka.Ismail és Ramli 2012-ben tanulmányban foglalkozott egy lehetséges eljárás kidolgozásáról, amelyben alacsony koncentrációjú savas oldatok alkalmazásával a cementkő leoldását és annak betonra gyakorolt hatásáról. Az eredményeik azt mutatják, hogy a laza habarcsszemcsék eltávolítása jelentősen javítja a újrahasznosított adalékanyag és abból készülő beton fizikai és mechanikai tulajdonságait. Ez annak tudható be, hogy a laza cementkő mennyiségének csökkentése javítja az új cementpép és adalékanyag közötti kohéziót. Delobeletal(2016) munkája alapján a cementkő jelenléte magasabb lúgtartalomhoz vezet, amely az aggregátumokban növelheti az alkáli-szilika reakció (ASR) jelenlétének kockázatát. Két fő témát vizsgáltak az ACR és ASR kockázatának megfigyelésére. A tanulmány szerint az abszorpciós víz nem elhanyagolható, mivel jelentősen megváltoztathatja az effektív víz/cement tényezőt.
Kimutatták, hogy az RCA által felvett víz, nagymértékben befolyásolja az elkészített keverékek expanzióját tágulását. Bevezették az ún. vízfelvételi együttható fogalmát. Yoda és Shintani 2014-ben foglalkozott egy Japánban történő kutatással, mely áttörést jelentett az újrahasznosított 0/4 frakciók közötti finomrész alkalmazására. Az újrahasznosított finom adalékanyag használata a felmenő szerkezeteknél csekély mértékű. Tanulmányukban ezért is kiemelkedő fontosságú a Kajima Technical Research kutatólaboratórium épületének építéséhez előállított és felhasznált újrahasznosított finomrész (homok).
Tiznobaik et al 2020-ban foglalkoztak az újrahasznosított beton nagyüzemi gyártásával és fenntartható telepi alkalmazásával két teljes körű tereptanulmány keretein belül. Ez a tanulmány arról tesz tanúbizonyságot, hogy az RCA jelentős felhasználási potenciállal rendelkezik a természetes adalékanyag helyettesítésére C20/25 és C30/37 nyomószilárdsági osztályú beton gyártásánál. Továbbá egyes tanulmányok szerint a RCA nagyobb nyomószilárdság-növekményt mutat 28 napos kor után. Kanadában ezen tanulmány volt az alapja az akkor érvényben lévő szabványok frissítéséhez. Li X. 2008-as kutatásának
témája a hulladékbeton újrahasznosítása és újrafelhasználása Kínában. Kísérleti eredményekkel igazolta az újrahasznosított betonból készült gerendák hajlítási és nyírási tulajdonságait, az oszlopok nyomószilárdsági viselkedését. Ibrahim et al 2019-es tanulmányában újrahasznosított beton adalékanyagok alkalmazhatóságát kutatta a fenntartható autópályák burkolatai kapcsán. Tanulmányuk feltárta, hogy az RCA minden burkolati rétegben alkalmazható; aljzat, burkolat, ágyazat, útalap tekintetében egyaránt. Vizsgálták az RCA fizikai és mechanikai tulajdonságait, és azt, hogy ezek hogyan befolyásolják a teljesítőképességét, majd összehasonlították a természetes aggregátumokéval (NA), ezeket a szakirodalomban elvégzett életciklus-értékelésekből összegezték. Az újrahasznosított adalékanyagot a természetes adalékanyagok jó alternatívájának tekintetik autópálya-burkolatoknál történő alkalmazhatóság tekintetében.
Guo 2013-ban acélszál erősítésű, gumi őrleménnyel készített újrahasznosított adalékanyagú betonok mechanikai viselkedését vizsgálta. A gumitartalom hatását a törési viselkedésre különböző hőmérsékleteknek kitett RSRAC-n (Recycled Aggregate Concrete which consists of crumb Rubber) elemezték. Az RSRAC-ban az acélszálat arra alkalmazták, hogy javítsa a beton repedésállóságát, a gumiőrlemény beépítése elsősorban az energiaelvezetést és a magas hőmérsékletnek való kitettség során fellépő károsodás elleni védelmét növelte. Az eredmények szerint mind a szívósság, mind a nyomószilárdság először növekszik, majd a gumitartalom növekedésével csökkennek a mért értékek. A magas hőmérsékletnek való kitettség minden vizsgált próbakeveréket lényegesen képlékenyebbé tette, azonban kevésbé ellenállóvá vált a repedések terjedésével szemben.
A Kormány Országos Hulladékgazdálkodási Tervet (2021-2027) a 1704/2021. Korm. határozattal fogadta el, mely Cselekvési és Országos Megelőzési Programjában a középtávú stratégia célkitűzése, hogy a magyar hulladékgazdálkodási ágazat a körforgásos gazdaság egyik mintaértékű modellje legyen Európában. Az építőipar a teljesítményét tekintve a 2018. évben is kiemelkedően teljesített, az ágazat termelése 2017-ben 29,7 %-os, 2018-ban 21,3 %-os bővülést ért el. A fentieken túlmenően a szabályozási oldalhoz kapcsolódóan meg kell említeni az építési termék építménybe történő betervezésének és beépítésének, ennek során a teljesítmény igazolásának részletes szabályairól szóló 275/2013. (VII. 16.) Korm. rendeletet is, mely az építési-bontási hulladék feldolgozásával előállított másodlagos építőanyagok felhasználását érinti. Az európai adalékanyag szövetség (UEPG) éves statisztikát készít 39 ország különféle eredetű adalékanyag - előállításáról. (2.1. táblázat)
A legkorszerűbb betonüzemek mindegyike rendelkezik mixermosó vagy újrahasznosító berendezésekkel, melyek segítségével szétválasztható és újra alapanyagra váltható a kavicsváz és a cementes víz. Követendő és megemlítendő példa a Holcim Hungaria Zrt. ILLEGO projektje, mely során a vállalat legyártatott öt darab, saját tervezésű zsaluzatot, melyeket egy budapesti betonüzemében helyezett el. A munkahelyekről érkező, felhasználatlan betonkeveréket közvetlenül ebbe a zsaluzatba töltik bele. (Takács S. 2011)
Fontosnak tartom megemlíteni Sika reCO2ver márkanév alatt útjára indított hatékony újrahasznosítási eljárását. Az eljárás lényege, hogy a bontott betontörmeléket fokozatosan alkotóira szedi szét, ezáltal különválasztva a cementkövet a kőzettől, mindezt granulált formában – adalékanyagként, homokként és finom porként. Az eljárás velejárója, ha a teljes ciklusra nézzük, hogy jelentős mennyiségű CO2 köthető le. (Sika reCO2ver Project (2022), Betonújság)
Powers szerint azonos, vagy csak kissé csökkenő levegőtartalom mellett hiába növekszik a testsűrűség, azt olyan körülmény okozza, hogy a szilárdság csökkenni, vagy stagnálni fog. Ennek a magyarázata, hogy a pórustartalom csökkenés nélküli testsűrűség növekedés a kisebb cementtartalom, kisebb cementpép-, cementkő-tartalom következménye, ami a szilárdság alakulására kedvezőtlenül hat. Tehát ez azt jelenti, hogy ha változatlan beton pórustartalom mellett a cementkő:adalékanyag arányt csökkentjük, akkor a beton testsűrűsége növekedni fog. (www. betonopus.hu/levegotartalom_testsuruseg, 2015) Tömeg szerinti megoszlás az egyes alkotóknak: 2 eltérő származási helyű újrahasznosított adalékanyag (A és B). (Czoboly: Beton újrahasznosítása (2016) előadás)
A beépített karbon csökkentésének nincs látványos eredménye, nehezebben mérhető, illetve kommunikálható, nem jelent közvetlen anyagi megtakarítást, így nem ösztönzi az építőipari szereplőket. Az életciklus-elemzés szabványosítása, az iparági EPD-k (környezetvédelmi terméknyilatkozatok) egyre növekvő száma, egyes országok építési szabályozási környezetének átalakulása a teljes karbon figyelembevételének irányába tereli az ipar résztvevőit. (www.dezeen.com/2021/11/04/norman-foster-cop26-embodied-carbon). (V.NagyZoltán;2022)Jelenleg a kifejlesztett eszközök/rendszerek egyike sem elfogadott széles körökben. Ennek egyik oka a fenntarthatóság fogalmának szubjektivitásával függ össze. Fontos megemlíteni, mert a legnagyobb karbon lábnyom-részesedéssel rendelkező nemzetgazdasági ágazat 2014-ben az építőipar volt, maga mögé utasítva az addig élen járó energiaellátást. (43. sz. melléklet)
Szakirodalmi kutatásaim alapján kijelenthetem, hogy évekkel ezelőtt még kiábrándítóan adat- és módszerhiányos terület volt és a mindennapi mérnöki tervezési gyakorlatba integrálása megvalósíthatatlannak látszódott. (Beleznai (2021)) Az elemzési módszerek jelentősen egyszerűsödtek, átláthatóbbá, szabványosabbá váltak. Magyarországon jobban arra van ma lehetőség, hogy az EU-s adatbázisok különböző országokban elérhető EPD-it a hazai energiamix szerint korrigálva felhasználjuk az itthoni elemzésekben. (V.
Nagy Zoltán: Karbonlábnyom-számítás épületekben; Mérnök újság 2022) Hazai gyakorlatban a tartószerkezet tervező mérnökök között abszolút egyedülállónak mondható a Lapidárium Mérnöki Kft. tulajdonosa V.
Nagy Zoltán munkássága, már az általa tervezett épületek beépített karbon lábnyomát a tervezés fázisában monitorozza. A beépített karbonlábnyom számítás, bruttó szintterületre számítódik. (GIA Gross Internal Area - A külső falainak belső határoló kontúrján belülről számítandó). A különböző szerkezetek beépített
CO2 mértékének megítélésében segít a LETI (London Energy Transformation Initiative), amely segédleteket bocsájtott ki ezzel kapcsolatban. Egy hasonlóan széleskörű és jól használható adatbázis az ICE /The Inventory of Carbon and Energy/ adatbázisa, amely tartalmazza a határokat. Az ICE adatai jól alkalmazhatóak az iparban, és értékelhető eszközt kínál a kialakuló szén- és szénlábnyom értékeléséhez. Ezt az adatbázist alkalmaztam az általam elemzett szerkezet karbonlábnyom számításához.
A legfenntarthatóbb építkezési megoldások kidolgozásában, több intézményben is, különféle rendszereket fejlesztenek ki az épületek életciklusában kialakuló fenntartható teljesítményének értékelésére.
A meglévő fenntarthatósági értékelési eszközök és rendszerek közül kiemelkedik az Building Research Establishment Environmental Assessment Method - BREEAM (BREEAM 2012), a Leadership in Energy & Environmental Design - LEED (LEED 2013) és a Sustainable Building Tool - SBTool (iiSBE 2012). Ezek a rendszerek különböző paramétereket vesznek figyelembe, amelyek értékelését egy épület teljesítménye alapján végzik, összehasonlítva a referencia épülettel. A fenntarthatóság három dimenziójának szintjén szereplő paraméterek bevonásával el lehet kerülni azt a gyakori hibát, hogy a fenntartható építést kizárólag a környezeti kérdésekkel társítják. (BSRIA GUIDE 2011)
3. Módszerek
Kutatásom fő célja, hogy a darált betonból visszanyert másodlagos adalékanyag hatását és viselkedését vizsgáljam különböző betonkeverékekben, eltérő adagolási mennyiségekkel. A laboratóriumi adalékanyag, frissbeton és megszilárdult beton vizsgálatokat három szakaszban végeztem el. (3.1. táblázat)
Kísérlet helyszíne: Beton Technológiai Centrum Kft. központi laboratóriuma (Budapest)
1. Adalékanyag: Az első szakaszban az általam beszerzett újrahasznosított adalékanyagnak szánt zúzott beton adalékanyagként történő vizsgálatait és előkészítését végeztem el, majd hasonlítottam össze más zúzalékkal.
2. Beton: újrahasznosított adalékanyag adagolási mennyiségének hatása a frissbeton és a megszilárdult beton tulajdonságokra.
A második szakaszban az újonnan tervezett vasbeton medence szilárdságát és környezeti osztály előírásainak megfelelő referencia betonkeverék (REF-1) frissbeton (konzisztencia, légtartalom, testsűrűség) és megszilárdult beton (nyomószilárdság, vízzáróság, testsűrűség) tulajdonságait igyekeztem összehasonlítani a 15%-ban és 30%-ban adagolt újrahasznosított (másodlagos) adalékanyaggal készített keverékkel. Kísérlettel igazoltam a mikroszilika por adagolásának hatását.
A vizsgálat állandó paraméterei a következők voltak:
− cement típusa: CEM II/B-S 42,5 N (DDC)
folyósító adalékszer típusa:
hagyományos adalékanyag esetén: Sika ViscoCrete 7710
A vizsgálat változó paraméterei a következők voltak: cement mennyisége adalékanyag mennyisége: 0/4, 4/8, 8/16 mm átmérőjű adalékanyagokat és 4/8, 8/16 mm átmérőjű újrahasznosított adalékanyagokat alkalmazva keverővíz mennyisége adalékszer mennyisége
Vizsgált paraméterek
1. Adalékanyag:
- hagyományos adalékanyag (osztályozott kavics)-elsődleges
- hagyományos és újrahasznosított adalékanyag tulajdonságainak vizsgálata, összehasonlítása
- 2 féle másodlagos adalékanyag adagolási mennyiség ( 15% és 30%) hatása a friss- és szilárdbeton tulajdonságokra
- 2 féle másodlagos adalékanyag adagolási mennyiség ( 15% és 30%) és a beáztatott zúzott betonnal bevitt víz hatása a friss- és szilárdbeton tulajdonságokra, adalékszer adagolásra
Célom, hogy az újrahasznosított adalékanyaggal készített betonkeverékek szilárdsága és vízzárósága elérje vagy meghaladja a referencia beton értékeit. A keverékekbe a zúzott beton 15%-os és 30%-os adagolással került hozzáadásra a durva frakciókra vonatkoztatva, illetve a vízzáróság fokozásának vizsgá-
lata érdekében szilikapor adagolású keverékeket is készítettem. Kiemelten fontosnak tartom, hogy olyan keverékeket tervezzek és készítsek, melyek a mindennapi építőiparban is használhatóak bedolgozhatóság, konzisztencia eltarthatóság szempontjából.
(3) Konzisztencia eltarthatóság: Ezért kísérleteim harmadik szakaszában a-második szakaszban készített- keverékek konzisztencia eltarthatóságát vizsgáltam a következő paraméterek figyelembevételével:
újrahasznosított adalékanyag mennyisége
− adalékszer mennyisége keverővíz mennyisége
A harmadik szakaszban az újrahasznosított adalékanyag 5 percre beáztatásra került, majd 5 percig labor levegőn száradt, ezután került a keverékbe. Megfigyeltem a 15%-os és 30%-os újrahasznosított adalékanyag adagolási mennyiségének és a beáztatott adalékanyaggal bevitt víz hatását a frissbeton (konzisztencia, testsűrűség, víztartalom) és a megszilárdult beton (nyomószilárdság, vízzáróság, testsűrűség) tulajdonságokra, kiemelten vizsgálva a beton konzisztencia eltarthatóságát az eltelt idő függvényében.
3.1. Felhasznált anyagok
Az egyes kísérleti blokkokon belül azonos szállítmányokból származó anyagokkal dolgoztam (cement, adalékanyag (hagyományos és újrahasznosított), adalékszer), hogy a változók minimalizálásával az újrahasznosított adalékanyag hatását vizsgáljam.
3.1.1. Cement
Kísérletekhez használt cement
A próbakeverések alkalmával és a próbatestek készítéséhez minden esetben a következő típusú cementet használtam. kohósalak portlandcement: CEM II/B-S 42,5 N (DDC, Vác) (MSZ EN 197-1:2011).
3.1.2. Adalékanyagok
3.1.2.1. Természetes eredetű, osztályozott homok és kavics
A természetes eredetű osztályozott homok és kavics a Duna-Dráva Cement Kft. bugyi bányájából szár-
mazott ismert anyagjellemzőkkel. A szitagörbét a BTC Kft. bocsájtotta rendelkezésemre, valamint az anyag hivatalos teljesítmény nyilatkozatát vettem irányadónak egyéb paraméterek tekintetében (pl.: vízfelvétel, aprózódással szembeni ellenállás, stb..) A beszállított anyag 3 frakcióban került felhasználásra (0/4 mm; 4/8 mm és 8/16 mm). (9.-10.-11. sz. melléklet)
3.1.2.2. Újrahasznosított beton adalékanyag
Az újrahasznosított beton adalékanyagot egy ismeretlen szilárdsági osztályú vasbeton versenymedence bontási anyagából nyertem vissza. A bontott beton pofás törőgéppel 0-150 mm frakcióra került lezúzásra. Az adalékanyag vizsgátokat a rendelkezésre álló darált beton leszitálása és átmosása előzte meg, szétválasztva 4/8 és 8/16 frakciókra. (12.-13. sz. melléklet)
3.1.3. Adalékszerek, kiegészítő anyagok
3.1.3.1. Adalékszerek
A keverékekhez minden esetben Sika ViscoCrete 7710 típusú PCE technológián alapuló nagyteljesítményű folyósító adalékszert használtam. Az újrahasznosított adalékanyaggal kevert betonok esetén SIKA
Stabilizer-900 nevű stabilizáló szert is használtam mellett a SIKA Stabilizer-900 egy Magyarországon még nem forgalomban lévő adalékszer. Az adalékszerek műszaki jellemzőit a 25.-26. számú melléklet tartalmazza. Adagolását a különböző keverékek viselkedését figyelemmel követve változtattam a kívánt folyósító hatás függvényében a gyártó előírásai alapján a cement tömegére vonatkoztatva.
3.1.3.2. Vízzáróságot fokozó anyag (mikroszilikapor)
A vízzáróság fokozására SikaFume HR/TU mikroszilika port alkalmaztam, amely egy nagy szilárdságú, puccolános szilícium-dioxid tartalmú, kloridmentes kiegészítő anyag. A frissbetonban erős belső kohéziót és jó vízmegtartó képességet idéz elő. Érdemes megjegyezni, hogy a megszilárdult betonban a látens reakcióképes szilikapor a szabad mésszel (Ca(OH)2) kémiai kötésbe lép. A szilárd hidrát termékek további kötése következtében a cementkő lényegesen tömörebb és ez szilárdulás növekedést eredményez. (Miklós (2019)) Adagolása a cement tömegegységére vonatkoztatva 5-10 %, keverékeimben egységesen 7%-os
adagolást alkalmaztam. A kiegészítő anyag vizsgálatakor az elméleti víz-cement tényező szintén 0,5 volt.
3.1.4. Víz
A keverékhez ivóvíz minőségű, vezetékes vizet használtam. A víz hőmérséklete hozzávetőlegesen 8-12
C volt, előmelegítés nélkül. Megemlíteném az irányelv alapján említett keverővíz értékének számítását illetve a rövididejű mértékadó vízfelvétel fogalmát, melyet a kísérleti munkarészben magam is használni fogok. Ezen feltételezés alapján két részletből tevődik össze: alap- és többlet keverővízből. Az adagolandó keverővíz az alap- és többlet keverővíz összege.
3.1.5. Betonösszetételek
Műszaki ajánlás szerint a betontervezés módszere szabadon választható, azonban az eredményeket laboratóriumi kísérlettel ellenőrizni, igazolni kell. Az újrahasznosított adalékanyaggal készülő betonok tervezésére nincs kidolgozott szabvány vagy módszer. (fib BV-MI 01:2005 (H)) A betontervezés elméleti víz-cement tényező minden esetben 0,5 volt, ezt az XV2 (H) környezeti osztály szabványban előírt értéke indokolta. A beton készítése során a konzisztenciát folyósító szerrel, illetve az újrahasznosított adalékanyag használata során stabilizáló szerrel oly módon állítottam be, hogy az 5 perces terülés vizsgálat eredménye 500-540 mm között legyen.
3.2.táblázat: Kísérletben alkalmazott betonkeverékek jelölése és összetétele (saját táblázat)
A dolgozatomban „osztályozott kavics adalékanyaggal készült beton”-nak definiáltam azokat a keverékeket, melyekben természetes eredetű, osztályozott homokot (0/4 frakció) és természetes eredetű osztályozott kavicsot (4/8 és 8/16 frakciók) alkalmaztam. „Újrahasznosított adalékanyaggal készült beton”-nak azokat a keverékeket nevezem, melyekben természetes eredetű osztályozott homokot, osztályozott kavi-
csot (OH 0/4, OK 4/8 és OK 8/16) és zúzott, újrahasznosított beton adalékanyagot (4/8, 8/16 frakciók) használtam. Az újrahasznosított adalékanyag a hasonló geometriai tulajdonságokkal rendelkezik, mint a zúzottkövek, ugyanis a zúzás hatására élesebb, érdesebb felületű, mint a természetes eredetű homokos kavics.
Célom, hogy a tervezett betonösszetételek, olyan teljesítőképességű beton (okat) eredményezzenek, melyek újrahasznosított adalékanyag felhasználásával igazolhatóan elérik, esetleg meghaladják szilárdsági és vízzárósági szempontból is, a megépíteni kívánt vasbeton medence előírt betonjellemzőit.
3.1.5.1. Referencia beton
A próbakeverésekhez összesen 8 különböző keveréktervet használtam. A tényleges keverékterveket az összetételi arányok és alkotók megnevezésével a 1.-8. sz. mellékletek tartalmazzák. Elsők között egy referencia keveréket kevertem (REF-1), mely megegyezik az újonnan tervezett vasbeton medence tervező által meghatározott betonminőségével: C30/37-XC3-XV2(H)-16-F4. (3.1. ábra)
A referencia keveréknél a tervezésénél 170 liter/m3 tervezési víztartalmat vettem alapul. A keverékben a cementtartalmat úgy választottam meg, hogy ezekkel a paraméterekkel tervezett betonok víz-cement tényezője megfelel a hatályos MSZ 4798:2016/2M:2018 szabvány XV2 (H) környezeti kitéti osztály követelményeinek. (MSZ4798:2016NAD2F1táblázat.) Mivel egyik feltételezésem, hogy a vízzárósági kritériumoknak is megfelelő betont készítek újrahasznosított adalékanyag felhasználásával, ezért a referencia beton mikroszilika kiegészítő anyaggal tervezett keverékét is előállítottam. (REF-2 (D)).
3.1.5.2. Újrahasznosított adalékanyagú beton
Az újrahasznosított adalékanyaggal készített keverékekből 6 féle módozatot készítettem az alábbi megfontolásokkal:
MSZ 4798:2016 E3. ajánlásának E2. táblázata alapján XC környezeti osztály esetén a természetes elsődleges adalékanyag durva frakciójának maximum 30%-a helyettesíthető újrahasznosított adalékanyaggal. XV (H) környezeti osztályra újrahasznosított beton tekintetében nincs előírás, sem ajánlás.
REC-1 (15) összetétel: az referencia keverékben az eredeti adagoláshoz képest a durva adalékanyag (4/8 és 8/16) frakciók 15%-a került helyettesítésre újrahasznosított adalékanyaggal. REC-2 (30) összetétel: fenti adagoláshoz képest a durva frakciók 30%-a került helyettesítésre az újrahasznosított adalékanyaggal. A referencia keverékekhez képest az újrahasznosított adalékanyaggal készített betonoknál az alap keveréknél alkalmazott folyósítószer mellett Sika Stabilizer-900 típusú adalékszert is használtam. Ennek oka, hogy a zúzott beton hasonlóan viselkedik a zúzottkő adalékanyagokhoz gondolva itt a nagyobb porozitásra és magasabb vízfelvevő kapacitásra. Ezt kompenzálni hivatott a stabilizáló adalékszer.
Érdemes azonban megjegyezni, hogy fenti két keverék (REC-1; REC-2) eltarthatósága messze elmaradt a referencia keverékekétől, gyakorlatilag 20 perc után a beton bedolgozhatatlanná vált. Ezen megfontolás alapján az eredeti újrahasznosított adalékanyaggal készített receptúrákon módosítani volt szükséges. A két módosított újrahasznosított beton keverék: REC-3 (15m) és REC-4 (30m) A REC-1 (15) és REC-2 (30) keverékek összetételének elsődleges problémája eltarthatóság és bedolgozhatóság szempontjából a keverővíz és az adalékanyag által felvett víz mennyiségével hozható összefüggésbe. Ezért az „m” jelű receptekben a keverővíz mennyiségét 170 l/m3-ről 180 l/m3-re emeltem (adalékanyag vízfelvétel vizsgálat eredményéből számítva). A vízzáróság megtartásához szükséges víz-cement tényező értéke a cement mennyiségének növelését vonta maga után, 350 kg/m3-ről 370 kg-ra.
3.1.5.3. Betonok mikroszilika adagolással
A vízzáróság fokozására a mikroszilika –mint másodlagos kötőanyag- adagolásával a víz-cement tényező javítható a víz mennyiségének növelése nélkül. Viszont a REC-1 és REC-2 keverékek viselkedésének
ismeretében a szilikaport jobbnak találtam a módosított keverékekhez adagolni. Hozzáadásával a péptartalom és az induló konzisztencia csekély mértékben megnőtt. MSZ 4798:2016 M melléklete 5.2.5.2.3. „A k-érték elve az MSZ EN 13263-1 szerinti I. osztályú szilikaporra” alapján: MSZ EN 197-1 szerinti cementfajtákat tartalmazó betonra a következő k-értékek megengedettek: előírt víz/cement tényező> 0,45; k=1,00, ebben az esetben víz/(cement + 1 x szilikapor).
3.2. Kísérleti terv, elvégzett vizsgálatok
A vizsgálatok elvégzéséhez laboratóriumi körülmények között próbakeverés sorozatot végeztem.
3.3. Első szakasz: Adalékanyag vizsgálata
1. Újrahasznosított adalékanyagnak szánt zúzott beton tulajdonságainak meghatározása.
Feltétel: Az újrahasznosítani kívánt tört beton-adalékanyag az MSZ 4798:2016 szabvány követelményeit elégítse ki. Zúzott betonhomok újrahasznosított betonhoz nem használható fel. A hiányzó frakciókat új adalékanyaggal kell pótolni. Az adalékanyagban jellemzően keveredett a zúzott betontörmelék a kerámia és a kohéziós anyagokkal, mint agyag vagy talaj. Ahhoz, hogy az adalékanyag megfelelően hasznosíthatóvá váljon szükséges volt a szennyezőanyagok leválasztása szitálással. (3.2.-3.3. ábra)
A laboratóriumi keretek között történő gépi szitálás előtt szükséges volt a 16 mm-es és 4 mm-es kézi szitán történő leválasztás. Újrahasznosított betonba a 4 mm alatti frakció szabvány szerint nem használható. A kúszási tényező változására a 4 mm alatti szemek jellegének van jelentős hatása. A minta erőteljesen
keverésével a finomrészek teljes szétválasztódását és szétiszapolódását lehetett érni. A mosást 3 mm átmérőjű perforált lemezen végeztem folyó víz alatt. (3.2.-3.3. ábra)
Az állandó tömegűre történő szárítás hőmérséklet-szabályozós szárítószekrényben történt 105°C hőmérsékleten minimum 12 órán át. A vizsgálat az anyag, szitasorozat segítségével történő, különböző csökkenő szemnagyságú részhalmazokra való felosztásából és szétválasztásából áll. A választott vizsgálati
eljárás mosásból és száraz szitálásból állt. (3.4. ábra) Az egyes szitákon áthullott összesített mennyiséget szemmegoszlási görbén és táblázatosan ábrázoltam. (9.-10.-11. sz. melléklet)
3.4. ábra: Szárítószekrény és gépi szita
Adalékanyag osztályba sorolása fib BV-MI 01:2005 (H) számú műszaki irányelv 1. táblázata alapján: Az
újrahasznosított adalékanyag csoport beosztása összetétele: Beton hulladék.
Újbóli felhasználáshoz, és az azt megelőző betontervezéshez fib BV-MI 01:2005 (H) műszaki irányelv szerint többek között az alábbi vizsgálatokkal szükséges meghatározni:
építőanyag-fajták szerinti összetételét, idegen anyag tartalmát – szemrevételezéssel
felhasználás előtt a rövid idejű mértékadó vízfelvételét (2.8. szakasz MSZ EN 13055-1:2003 A melléklet)
Szükség esetén az aprózódási ellenállást az MSZ EN 1097-2:2020 5. fejezete szerinti Los Angeles-aprózódással kell megadni. A Los Angeles-vizsgálat az aprózódási ellenállás meghatározásának referencia vizsgálata. A Los Angeles-aprózódást a tényleges felhasználásnak megfelelően az MSZ EN 1097-2:2020 12. táblázat megfelelő osztályai alapján kell megadni. (Árpás et al (2002)) . Esetemben közel 40 kg 4-es szitán áthullott anyagot választottam szét 10-14 mm közé eső frakcióra és ebből 5002 grammot vizsgáltam a Los-Angeles dobban. (3.5.ábra) A durva kőanyaghalmaz kopási ellenállását (Mikro-Deval- aprózódás, MDE) az MSZ EN 1097-1:2012 szerint kell meghatározni. (3.6. ábra) A tesztnek alávetett anyag az elemek egymáson, a forgó gép hengerén és a golyókon történő súrlódásával fejlődik (koptatóterhelés). Az adalékanyag vízfelvételét és testsűrűségét szintén laboratóriumi körülmények között határoztam meg az MSZ EN 1097-6:2022 8. pontja alapján piknométeres módszerrel. (3.6. ábra)
2. Beton: 15%-os és 30%-os újrahasznosított (másodlagos) adalékanyag adagolási mennyiségének hatása a frissbeton (konzisztencia, légtartalom, testsűrűség) és a megszilárdult beton (nyomószilárdság, vízzáróság, testsűrűség) tulajdonságokra. Mikroszilika por adagolásának hatása.
A vizsgálatok második szakaszában Schwelm Zyklos ZK75HE0 típusú függőleges tengelyű kényszerkeverőgépet használtam. Minden esetben a beton keverési időt 1 percre állítottam be ahhoz, hogy homogén
3.7.ábra:REC-6(30m+D)típusúkeverékterülésmérése
keveréket kapjak. A vizsgált beton jele: C30/37-XC3-XV2 (H)-16-F4 (3.7. ábra) A keverékek frissbeton tulajdonságai közül a konzisztenciát, levegőtartalmat és testsűrűség értékeit és összefüggéseit vizsgáltam az első próbakeverés alkalmával. A víztartalom meghatározását ebben a szakaszban nem végeztem el, mert a bevitt víz mennyisége ismert volt, ugyanis minden anyag légszáraz állapotban került a keverékbe.
3.4.1. Terülés mérés az MSZ EN 12350-5:2019 szabvány szerint
Ejtőasztalos terülésméréssel határoztam meg a konzisztencia osztályokat. Egy csonkakúpot, aminek alsó átmérője 200 mm, felső átmérője 130 mm, magassága 200 mm, térfogata pedig 4341 cm3, két rétegben, mind két réteget 40*40 mm keresztmetszetű farúddal csömöszölve (10-10-szer) tömörítve. Ezután lehúztam a kúpot, így a csömöszölt beton összeroskadt, majd az ejtőasztal segítségével megfelelő magasságból (4 cm) 15-szöri ejtés után mértem meg az ejtőasztal oldalélével párhuzamosan a terülést
mm-ben. Frissbeton testsűrűség MSZEN12390-6 és levegőtartalom MSZEN12390-7 szabványok szerinti meghatározása Amennyiben az edény térfogata 8 liter a készülék manométerének skáláján közvetlenül a levegőtartalom leolvasható. A frissbeton testsűrűsége a légtartalom mérő készülék üres és megtöltött állapotában mért tömege, és a készülék ismert térfogata közötti összefüggés alapján került meghatározásra. (3.8. ábra)
Nyomószilárdság vizsgálat MSZ EN 12390-3-2019 szerint: 88 db próbatesteket készítettem (minden keverékből 1-1 sorozat 7 napos, 28 napos nyomószilárdság és vízzáróság vizsgálatra) az MSZ 123902:2019 szabvány leírása alapján (3.9. ábra)
Az elkészült beton próbatesteket vegyes közegben tároltam, mely esetén a próbatestet a betonkeverés másnapján, a kizsaluzás után mészhidrát tartalmú vízbe 7 napos koráig, majd a továbbiakban 28 napos koráig szárazon, laboratóriumi hőmérsékleten (20±4°C) tároltam. (3.9. ábra) A beton osztályozásához az
MSZ EN 12390-3:2019 szerint vizsgált 150 mm élhosszúságú kockák 28 napos nyomószilárdságának karakterisztikus (jellemző) értékét (fck,cube,test) kell használni. A terhelést egyenletesen kell növelni 0,6±0,2N/mm2/s sebességgel. A törőerőt számítás után kN dimenzióban kapjuk meg, amiből a nyomószilárdságot a keresztmetszettel történő osztással számítjuk és N/mm2-ben határozzuk meg.
3.4.2. Vízzáróság vizsgálata MSZ EN 12390-8:2019 szerint
Abban az esetben, ha a betontól vízzáróságot követelünk meg, akkor a cementtartalom, a víz/cement tényező, a levegőtartalom, és a nyomószilárdsági osztály meg kell, hogy feleljen a szabvány szerinti előírásnak. (3.3. táblázat)
3.3.táblázat: MSZ 4798:2016/2M:2018 NAD 5. táblázat
A vízbehatolás megengedett legnagyobb mélysége vízzáró beton esetén MSZ 4798:2016/2M:2018
NAD 5. táblázat alapján: A beton vízzáróságát szabvány szerint legalább 28 napos korú, kizsaluzástól végig víz alatt tárolt próbatesten, 75 mm átmérőjű körfelületen 72 órán át ható 5 bar állandó víznyomáson kell vizsgálni. (3.10. ábra)
3.5. Harmadik szakasz: Konzisztencia eltarthatósággal kapcsolatos összefüggések
3. Eltarthatóság: 15%-os és 30%-os újrahasznosított (másodlagos) adalékanyag adagolási mennyiségének és a beáztatott adalékanyaggal bevitt víz hatása a frissbeton (konzisztencia, testsűrűség, víztartalom) és a megszilárdult beton (nyomószilárdság, vízzáróság, testsűrűség) tulajdonságokra, kiemelten vizsgálva a beton konzisztencia eltarthatóságát az eltelt idő függvényében.
3.12.táblázat: MSZ 4798:2016 21. és 22. táblázat részletek
A konzisztencia eltarthatóság vizsgálatához kevert betonok elkészítéséhez Beckel Eimermischer típusú 8 literes keverőgépet használtam. (3.11. ábra) Gyakorló mérnökként a napi munkám során a szerkezetépítésben lépten-nyomon találkozom frissbeton átadás-átvételével, és az ezzel kapcsolatos helyszíni építéstechnológiai hibákkal, mint például a konzisztencia munkahelyen történő beállítása víz- vagy folyósítószer helytelen adagolásával. Ezért a kutatás egyik kiemelt témájának tartottam, hogy a gyakorlatban is működő keveréktípusok kerüljenek előállításra. Érdemes ugyanitt megemlítetni a tervezett és tényleges levegőtartalmat, testsűrűséget és víz-cement tényezőt, valamint a szabvány szerint megengedett eltérésének mértékét. Ennél fogva a vizsgálatok az MSZ 4798:2016 7.7. fejezete alapján és a 21. és 22. táblázat (3.4. táblázat) szerinti értékek figyelembevételével is történtek. A második szakasz próbakeverésének tapasztalatain okulva, megállapítható, hogy a kiszárított állapotban a keverékhez adagolt zúzott beton a vízzel való érintkezést követően rövid időn belül olyan mértékben vonja el a keverővizet, hogy az nagyban befolyá-
solta a konzisztenciát. Kihasználva az adalékanyag rövid idejű mértékadó vízfelvételét, az újrahasznosított adalékanyagot keverés előtt 5 percre vízbe áztattam. Ezáltal többlet víz került be a keverékbe. (3.11. ábra)
A 8 keverék mindegyikénél ellenőriztem a konzisztenciát 5, 30, 60 és 90 perces korában is, amennyiben még mérhető volt. A tervezett induló konzisztenciát 540 mm-ben határoztam meg. Tömegállandóságig történő szárításos vizsgálati módszerrel ellenőrző mérést végeztem a frissbetonok víztartalmára vonatkozóan.
Testsűrűséget a próbatest tömegéből számítottam vissza tájékoztató jelleggel. (3.12. ábra) Nyomószilárdsági, vízzárósági vizsgálatokat az MSZ EN 12390-3:2019 és az MSZ EN 12390-8:2019 szerint.
4. Eredmények és értékelések
4.1. Első szakasz adalékanyag vizsgálati eredményei:
A zúzott adalékanyagot különböző laboratóriumi vizsgálatnak vetettem alá, melyek eredményei alapján az MSZ 4798:2016 és a „Betonkészítés bontási, építési és építőanyag-gyártási hulladék újrahasznosításával” című BV-MI 01:2005 (H) számú fib műszaki irányelve szerint is igyekeztem legpontosabb módon osztályba sorolni. A Los-Angeles együttható a vizsgálat alapján LA=(5000-m)/50 alapján 39-re adódott. (4.1. ábra) Eszerint LA40 az újrahasznosított adalékanyag aprózódási ellenállásának besorolá-
4.1. ábra: Mérési eredmény kőanyaghalmaz aprózódással szembeni ellenállása (Los Angeles) MSZ EN 1097-2:2020 szabvány 5.szakasz(sajátvizsgálat)
4.3. ábra: Mérési eredmény kőanyaghalmaz kopással szembeni ellenállása (mikro-Deval) MSZ EN 1097-1:2012 (saját vizsgálat)
4.4. ábra: Mikro-Deval vizsgálat eredménye és besorolása (MSZ EN 1097-1:2012)
sa MSZ EN 1097-2:2020 és 12620:2006 szerint. (4.2. ábra) MSZ 4798:2016 NAD E2. előíró táblázata szerint az újrahasznosított adalékanyagok és a zúzott kavicsbeton adalékanyagok frakcióira vonatkozó követelmények jóval szigorúbbak, mint az osztályozott adalékanyagra vonatkozók. Ami javarészt lekorlátozza a szabvány szerinti használhatóságot. Fenti vizsgálati érték alapján – ha a szabvány és ajánlás szerinti szigorú követelményeket veszem alapul, az általam alkalmazott szilárdsági és környezeti osztályok
szerinti beton nem állítható el. MSZ 4798:2016 NAD E2. alapján XC3 LA25 aprózódási ellenállás alatt nem készíthető, vízzáró XV2(H) kitéti osztály szabvány szerint egyáltalán nem készíthető újrahasznosított adalékanyaggal. Mikro-Deval- aprózódás (MDE) az MSZ EN 1097-1:2012 szerint kell meghatározni.
A mikro-Deval vizsgálat eredménye a következőre adódott. (17. sz. melléklet)(4.3. ábra)
4.5. ábra: MSZ 4798:2016 NAD E2. táblázat
4.6. ábra: BV-MI 01:2005 (H) műszaki irányelv 3. táblázat
Átlag MDE 27, ami a táblázat szerint MDE30-nak feleltethető meg szabvány alapján. MSZ 4798:2016 NAD E2 szerint kopásállóság alapján XC3 MDE20 alatt nem készíthető, XV2 (H)-ra nincs ajánlás. (4.3. és 4.4. ábra)(4.5. ábra) A BV-MI 01:2005 (H) műszaki irányelv 3. táblázata alapján a beton hulladékok kőzetfizikai csoportba sorolhatóak az alábbiak szerint: Az aprózódás és kopásállóság vizsgálat értékei alapján
Kfü-D1d/D kőzetfizikai csoportba sorolható. (4.6.ábra)ABV-MI01:2005(H) műszaki irányelv 3. táblázata alapján a beton hulladékok kőzetfizikai csoportba sorolhatóak az alábbiak szerint: Az aprózódás és kopásállóság vizsgálat értékei alapján Kfü-D1d/D kőzetfizikai csoportba sorolható. (4.6. ábra) A látszólagos testsűrűség (pa) és a vízfelvétel értékére a bemerítés után 24 órával (WA24) a következő eredmény adódik: (14. sz. melléklet)(4.7. ábra)
4.7.ábra:Adalékanyaglátszólagostestsűrűség(pa)ésvízfelvételének meghatározása az MSZ EN 1097-6:2013 szabvány szerint (sajátvizsgálat)
4.8. táblázat alapján Kfü-D1d/D a kutatási alapanyagként szolgáló zúzott beton nem alkalmas C 20/25nél magasabb szilárdsági osztályú betonhoz. Fenti eredmények alapján akár véget is érhetett volna ennél a pontnál a kutatásom. Azonban élve az MSZ4798:20165.3(1) pontjával, miszerint a környezeti hatásoknak ellenálló betonok összetételére vonatkozó követelményeket vagy a betonösszetétel határértékeivel és a megállapított betontulajdonságokkal adhatjuk meg vagy a követelményeket a tulajdonságokkal (teljesítménnyel) kapcsolatos módszerekből szabad levezetni. A szabvány MSZ 4798:2016 NAD E2 táblázata (4.5. ábra) megengedi az adalékanyag frakciókra vonatkozó kiegészítő követelményektől való eltérést nyomószilárdság esetében, ha a beton vizsgálatával igazolható a környezeti osztálynak való megfelelés. Erre a szabvány XV (H) osztály tekintetében nem tér ki.
Ezek alapján szándékom mind a szilárdsági, mind a környezeti osztályokhoz tartozó követelményeket a tartósságot meghatározó tulajdonságokkal (teljesítménnyel) kapcsolatos módszereket alkalmazva igazolni: Nyomószilárdság vizsgálat (7 napos és 28 napos korban) és vízzárósági vizsgálat. MSZ 4798:2016 E2. táblázata szerint a felhasznált újrahasznosított adalékanyag A típusba sorolható, ez alapján XC3 osztálynál előírás szerint a teljes mennyiségű durva adalékanyag 30%-a helyettesíthető újrahasznosított adalékanyagra a durva frakciók tömegszázalékára vonatkoztatva. XV2 (H) esetén az szabványos érték 0%. (MSZ 4798:2016 E2. táblázata)
Szitagörbe, szemmegoszlás meghatározása MSZ EN 933-1:2012 szerint
A különböző szitákon fennmaradt szemek tömegét az anyag kiindulási tömegére kell vonatkoztatni.
Az egyes szitákon áthullott összesített mennyiséget szemmegoszlási görbén és táblázatosan ábrázoltam. Összehasonlítás fontossága miatt az első képen 8/16 frakciójú természetes adalékanyag szemeloszlási görbéje, a második képen pedig 8/16 frakciójú újrahasznosított adalékanyag szemeloszlási görbéje látható. (11.-13. sz. melléklet) A szitagörbéről jól leolvasható, hogy a 4/8-as frakciók legnagyobb része 4 mm körüli, a 8/16 frakciónak 10 mm-es az átlagos szemnagysága. Ehhez mértem igyekeztem pótolni a hiányzó frak-
4.8. ábra: A bontási és építési beton hulladék, és esetleg beton/tégla vegyes hulladék adalékanyag megengedett részarányaateljesadalékanyagban(BV-MI01:2005(H)műszakiirányelv4.táblázat.)
4.9. ábra: MSZ 4798:2016 E2. táblázat: A durva adalékanyag újrahasznosított, illetve visszanyert adalékanyaggal való helyettesítéséneklegnagyobbszázalékosértékei
ciókat és választottam kavicsvázat a tervezett keverékekhez. Végeztem mérést arra vonatkozóan, hogy az osztályozatlan anyagból milyen arányban nyerhető ki a szabvány szerint is felhasználható frakció. Az alábbi táblázat és szitagörbe ennek eredményét szemlélteti.(4.10. ábra)(18. sz. melléklet)
Ebből arra a következtetésre juthatunk, hogy az általam használt adalékanyag kb. 40%-a volt hasznosítható a tömegére vetítve. Tehát túlzás nélkül kijelenthető, hogy a 32 mm-es szitán átrostált anyagból közel a fele volt hasznosítható adalékanyagként a próbakeverésekbe. A próbakeverések alkalmával cca. 250 kg újrahasznosított adalékanyag került felhasználásra. Ehhez közel 1 tonna anyagot volt szükséges megmozgatni a 32 mm-es kézi rostán. Mivel az adalékanyag állandó tömegűre szárítása előtt indokolttá vált a zúzalék átmosása, és gépi szitálása is az adalékanyag felhasználható mennyisége durván lefeleződött a folyamat során.
4.2. Második szakasz vizsgálati eredményei:
A vizsgált beton jele: C30/37-XC3-XV2 (H)-16-F4
A 3.1.5.Újrahasznosítottadalékanyagúbetonfejezetbenrészleteztem a kutatás 2. szakaszában használt keverékek betonösszetételét, és készítésük módját. A keverékek frissbeton tulajdonságai közül a konzisztenciát, levegőtartalmat és testsűrűség értékeit és összefüggéseit vizsgáltam az első próbakeverés alkalmával. A víztartalom meghatározását ebben a szakaszban nem végeztem el, mert a bevitt víz mennyisége ismert volt, ugyanis minden anyag légszáraz állapotban került a keverékbe.
Terülés mérés az MSZ EN 12350-5:2019 szabvány szerint
A REF-1 és REF-2 (+D) hagyományos osztályozott kavicsvázzal készült referencia betonok esetén a keverék teljesítette az elvárt értékeket. A konzisztencia 500/520 mm-es értékre adódott 5 perces korban, mely elfogadható induló érték F4 konzisztencia osztály esetén. Jelentősebb eltérést (4.13. ábra) a REC-3 és REC-4 receptek „m” jelű módosított változatainál állapítottam meg. Az alap újrahasznosított keverékek eltarthatósága messze elmaradt a referencia keverékekétől, gyakorlatilag 15 perc után a beton bedolgozhatatlanná vált a porózus zúzalék vízfelvétele miatt. Ezen megfontolás alapján REC-1 és REC-2 receptúrákon módosítani volt szükséges az adalékszerek konstans szinten tartása mellett.
A bevitt többlet keverővíz eredménye, hogy az induló konzisztencia értékelhetetlen lett, a kiszárított zúzott beton a keverési idő alatt nem vette fel a vizet, ami a táblázatban látható terülési értékeket eredményezte. Viszont 20 perc után a beton bedolgozhatatlanná vált, teljesen összeesett. Tehát megállapítható, hogy az eltarthatóságot az emelt keverővíz mennyisége nem javítja, amennyiben az újrahasznosított adalékanyag kiszárított állapotban kerül a keverékbe. Feltételezhető, hogy az adalékanyag az első 10-15 percben veszi fel a keverővíz nagy részét, ez eredményezi a gyors konzisztencia esést.
Frissbeton testsűrűség MSZ EN 12390-6:2019 és levegőtartalom MSZ EN 12390-7:2019 szabványok szerinti meghatározása
Alábbi 4.14. sz. diagram a levegőtartalmat hivatott szemléltetni. Kimutatható, hogy a készített frissbeton keverékek mért levegőtartalma a tervezetthez képest magasabbak, ugyanakkor a szabvány által
megengedett felső határértéket nem lépik túl. MSZ4798:2016NADF2 táblázat alapján a légbuborékképző adalékszer nélkül készített friss beton tervezett levegőtartalma F4 konzisztencia osztály és C30/37 nyomószilárdság esetén nem haladhatja meg az 1,0 V%-ot, ezért a keverékek 1,0 %-os levegővel kerültek megtervezésre. (4.16. ábra)
Ugyanakkor a 21. és 22. táblázatok alapján az átadás-átvételkor a felső határ +1,5 % - al magasabb is lehet, mely minden esetben teljesül a készített keverékek között.
Igazolhatóak a szakirodalomi tapasztalatok, miszerint a nyomószilárdság és testsűrűség összefüggése, hogy a testsűrűség növekedésének általában vonzata a nyomószilárdság növekedés, miközben a trendvonal
körüli ingadozások jelentősek. Az alábbi táblázat a különböző keverékek próbatesteinek adatai tartalmazza 7 és 28 napos korban. (4.17.-4.18.-4.19. ábra)
Megállapítható, hogy nyomószilárdság tekintetében 7 és 28 korban is szilikaporral kevert referencia beton teljesített a legjobban (REF-2 (+D)). Az újrahasznosított betonok esetén a szilikapor adagolású keverékek utószilárdulása jelentősebb. Kijelenthető, hogy a kiegészítő anyag (szilikapor) nélkül kevert referenciakeverék (REF-1) nyomószilárdsága a legalacsonyabb a 8 összetétel közül, tehát az újrahasznosított adalékanyaggal készült betonok mindkét adagolási aránnyal (15 % és 30 %) magasabb átlagszilárdságot értek el 28 napos korukra, mint a hagyományos kavicsvázzal készült keverék.
Általánosságban megállapítható, hogy a szilikapor és a minél magasabb arányban használt újrahasznosított adalékanyag magasabb nyomószilárdsági osztályú betont eredményez 28 napos korra. Ehhez hozzájárulhat a szilikapor pórusméret csökkentő hatása. A szilikapor töltőanyagként is viselkedik finomsága miatt, ugyanis a nagyobb szemcsék közötti teret tölti ki. Továbbá szakirodalmi adatok alapján ismeretes a cementpép/adalékanyag határfelületi réteg reakciói tekintetében előidézett pozitív hatása. A betonban az adalékanyag szemcsék határfelültén, a cementpépben kialakuló átmeneti zóna jelentős szerepet játszik a cement-adalékanyag közötti kötésben. Szilikapor adagolás hatására a határfelületi átmeneti zóna vastagsága– összehasonlítva a normál portlandcementet tartalmazó mintákkal – csökken, és az ebben a rétegben található kalcium-hidroxid kristályok irányítottsága is változik. Ezért nő a határfelületi kötőerő. (Cembeton útmutató (2017))
Felmerül a kérdés, hogy az adalékanyag által felvett víz mennyisége hogyan befolyásolja és ezzel megváltoztatja-e az tervezett víz-cement tényező értékét? Kutatási eredményeim alapján a porózus zúzaléknak magasabb a vízfelvétele, mint a hagyományos osztályozott kavicsnak, ezáltal a keverővízből vonja el a víz mennyiségét, ami kedvezőbb v/c értéket eredményez és ezáltal magasabb nyomószilárdsági osztályt. Kísérlettel igazoltam, hogy a próbakeverés első célkitűzése sikeresnek mondható, ugyanis a próbatestek 28 napos korukra elérték és meg is haladták a MSZ 4798:2016 szabvány szerinti C30/37-es szilárdsághoz tartozó minősítő értéket, melyet a következő alapján határoztam meg:
MSZ 4798:2016 8.2.1.3.2. Az átlageredmények feltételei fejezet (2) kezdeti gyártás A módszer (8.2b) ha a beton nyomószilárdsági osztálya <C50/60 és a próbakockákat kizsaluzás után vegyesen tárolták, akkor
A legalacsonyabb szilárdsági értékkel bíró REC-1 és REC-3 (15%-os helyettesítési arányú) keverékek is 12 % -al magasabb értéket hoztak, mint a szabvány szerinti minősítő érték. Ezek az eredmények tulajdoníthatók a szilikapor adagolásnak, továbbá az újrahasznosított betonok esetén az adalékanyag vízfelvételének, mely a hatékony víz-cement tényező értékét kedvezően befolyásolta. Érdekességképp a műszaki irányelv alapján is besoroltam szilárdsági eredményeket, mely szigorúbban szabályoz, mint maga a szabvány. Eszerint beton hulladék esetén a kőzetfizikai csoportja a betont nagyobb nyomószilárdságúra kell tervezni, mint amennyi az átlagos nyomószilárdság. Az irányelv bevezette a ζ szorzó-tényező fogalmát, melyet az újrahasznosított adalékanyagú beton nyomószilárdságának tervezési értékének számításához használ fel. Az átlagos nyomószilárdságot a mértékadó kőzetfizikai csoportja függvényét képező ζ szorzóval szorozza meg. Jelen esetben a Kfü-D1 kőzetfizikai csoport C20/25-nél magasabb szilárdsági osztályú beton készítését nem ajánlja. Feltételezve, hogy vizsgálattal igazolható a C30/37 szilárdsági osztály, így
ζ=1,2 szorzótényezővel az alábbi tervezési érték adódik: fck,cube,rec= fck,cube* ζ=37*1,2=44 N/mm2
Ebből adódó minősítő érték: 54,3 N/mm2
Ezzel az elmélettel a 15%-os alap (REC-1) és módosított (REC-3) keverékeken kívül minden összetétel teljesítette a szigorúbb feltételezést is. Az ajánlástól kísérleti eredmények alapján el lehet térni, ha a beton nagyobb nyomószilárdsági osztályúnak bizonyul, mint a tervezett nyomószilárdsági osztály. Az újrahasznosított adalékanyagú betonok közül a 30%-os adalékanyag helyettesítéssel készített betonok (REC-6; REC2) alig 5%-al maradtak alul a referencia betonhoz képest. (4.19. ábra)
Az előírt környezeti osztály teljesítéséhez vízzárósági szempontból 2 kritériumnak szükséges megfelelni:
1. Vízbehatolás mélysége: Alábbi diagramon (4.22. ábra) a keverékek vízzárósági vizsgálat során mért vízbehatolás mélységének átlag értékei szerepelnek. Kísérleti úton megállapítható, hogy a receptúrák kivétel nélkül teljesítik az előírt XV2 (H), sőt az XV3 (H) környezeti osztály előírt értékeit is. A
vizsgálatok igazolták, hogy a vízzáróságot fokozó szilikaporral készült keverékek jobb eredményeket hoztak, mint az anélkül készültek.
2. Víz-cement tényező értéke: A víz-cement tényező értékét két szemszögből közelítettem meg. Az egyik a tervezett, szabvány szerint előírt 0,5 értékű v/c. A másik a hatékony v/c tényező, melynek számított értékeit az alábbi 4.23. ábra szemléltetik. Feltételezem, hogy az adalékanyag a 15. sz. mellékletbenvizsgálattal megállapított 5,1%-ban veszi fel a keverővizet, ezzel csökkentve a tervezett v/c értékét.
4.2.1. Harmadik szakasz: Konzisztencia eltarthatósággal kapcsolatos összefüggések
A vizsgálatok a következő alapvetések alapján végeztem: 8 receptúrán végeztem ellenőrző méréseket 5, 30, 60 és 90 perces korban. irányadónak a 90 perces eltarthatóságot vagy 120 mm-es konzisztencia esést tekintettem. az adalékszer mennyiségét a keverékekben az 1. próbakeverés eredményei alapján emeltem az újrahasznosított adalékanyag mennyiségét figyelembe véve.
A mért értékek alapján interpolációt végezve ábrázoltam, hogy a 120 mm-es konzisztencia eséshez milyen időtartamok rendelhetők. A diagramról leolvasható, hogy ezek az időpontok, hogyan szórnak a 60 perces eltarthatósághoz képest. (4.24.ábra) Megállapítható, hogy az alap újrahasznosított adalékanyaggal készült keverékek nem teljesítették a 60 percet. Igazolván a korábbi kijelentést, miszerint az alap keverékterveken (REC-1 és REC-2) történő víz és cement mennyiségének módosítása szükséges, annak ellenére, hogy az adalékanyag beáztatva került a keverékbe.
Minden receptúra mozgékonyságát dokumentáltam a vizsgálat során, melyek azonos keverési idővel készültek. Szükséges megemlíteni az „m” jelű keverékek esetén, hogy az 5 perces frissbeton keverékbenvalószínűleg a többlet vízzel függ össze – a zúzott beton adalékanyag és a pép nem mozgott együtt, a pép és a „kő” határai tisztán láthatóak voltak. Valószínűsíthető, hogy a keverési idő nem volt elegendő a komplett
vízfelvételre, mely valószínűleg az 5 perces vizsgálat ideje alatt is tartott. Ezt a feltételezést alátámasztja az is, hogy a 30 perces ellenőrzésnél már homogén volt a keverék és a későbbi mérések során a bedolgozhatósága nem romlott látványosan. A szilikapor adagolású keverékeknél a nagyobb péptartalom miatt az első 30 percben alig volt mérhető konzisztencia esés, a homogenitása közel 60 perc és 20 cm-es konzisztencia csökkenés után is elfogadható lett volna.
Az általam visszaszárításos módszerrel meghatározott víztartalom értékei is ábrázolásra kerültek. (4.25. ábra) A szilárd test tömegéből számítottam vissza az 1 m3-re vonatkozó víztartalmat. Kísérleti úton igazoltam, hogy az adalékanyag által felvett víz távozik el a betonból a vizsgálat során. A grafikonon (4.25. ábra) ábrázolt víztartalom értékek a visszaszárításból származó adatok alapján kerültek kiszámításra. Ez arra hívja fel a figyelmet, hogy az újrahasznosított adalékanyagok esetén a szokványos vizsgálat félrevezethető lehet, mert nem csak a keverővizet mutatja ki, hanem az adalékanyag által felszívott víz egy részét is. Üzemi gyártás esetén fontos feltüntetni, ha az adalékanyag előnedvesített állapotban kerül bekeverésre.
A beáztatással bevitt többlet víz hatása a v/c tényezőre:
A visszaszárított víz mennyiségéből kiszámítottam a tényleges víz-cement tényezők értékeit. Megállapítható, hogy a beáztatással bevitt többlet víz habár eltolta a v/c tényezőt, az eltérések REC-4 (30m) kivételével még teljesítik a szabvány szerint megengedett (0,02) eltérést. Az értékekből arra következtetek, hogy az újrahasznosított adalékanyag keverékben történő vízfelvétele meghaladja a korábban megállapított 5,1 %-ot. Vízfelvétel vizsgálat mintájának mennyisége nem reprezentálja kellőképpen a teljes adalékanyag halmaz viselkedését. (4.27. ábra)
Az alábbi diagramon a folyósító és a stabilizáló adalékszer mennyisége és a frissbeton konzisztenciája közötti összefüggés látható. Kijelenthető, hogy a folyósítószer 0,5 m %-os adagolásáig a terülési értékek kedvezőbb irányba, felfelé mozdultak el, viszont az afölötti adagolás jelentős konzisztencia esést eredményezett. (4.28.-4.29. ábra)
Az 4.30. táblázat alapján ábrázoltam (4.31. ábra) a kapott eredményeket és tendenciát. Kísérleti eredményeim alapján megállapítható, hogy a beáztatott adalékanyaggal készült betonok nyomószilárdsága az 1-es próbakeverés vizsgálataihoz képest alulmaradást mutatnak az újrahasznosított betonok esetén. A kísérleti eredményekkel igazoltam, hogy a 30%-ban helyettesített újrahasznosított adalékanyaggal készült receptúrák nyomószilárdsága nem éri el a minősítő 46,7 N/mm2 értéket.
Ez összefüggésbe hozható a beáztatás során bevitt többlet víz mennyisége és annak hatásával a víz-cement tényezőre és a nyomószilárdság értékeire. A 15%-ban alkalmazott és a szilikaporral kevert újrahasznosított adalékanyaggal készült betonok elérték a minősítő szilárdságot. Megjegyzendő azonban, hogy
ebben a kísérleti szakaszban 1 próbatest készült a 28 napos nyomószilárdság vizsgálatára. Ahhoz, hogy pontosabb értékeket és tendenciákat állapítsak meg további mintavétel és próbakeverés lenne szükséges.
A szilikaporral készült betonok nyomószilárdsága megfelel az előírt C30/37-es nyomószilárdsági osztály minősítő értékének. A másodlagos kiegészítő anyag szilárdulás növelő hatását igazoltam a vizsgálat alkalmával, a REC-5 és REC-6 keverékek nyomószilárdsága megközelítőleg 15%-al magasabb értékeket eredményezett. Feltételezem, hogy további mérésekkel a szilárdság tartáshoz szükséges minimális beáztatási időtartam optimalizálható.
Az alábbi összefoglaló táblázatban az 1. próbakeverés eredményei mellett a 2. keverés vízbehatolási értékeit hasonlítom össze. (4.32. és 4.33.)
Kijelenthető, hogy a harmadik kísérleti szakasz során alkalmazott receptúrák és a bevitt többletvíz (beáztatás) ellenére kísérlettel igazoltan teljesítették a tervezett XV2 (H)-nál magasabb XV3 (H) vízzárósági osztályt. Megjegyzendő, hogy a v/c tényezők szabvány szerinti tűrését a „30m” jelű összetétel nem teljesítette, ez a 30%-os újrahasznosított adalékanyag keverés előtti vízfelvételének tudható be.
5. Újrahasznosított betonból készült szerkezet karbon lábnyom számítása
Gyakorló mérnökként azt gondolom, időszerű, hogy minden mérnök foglalkozzon az általa tervezett szerkezetek beépített karbonlábnyomának (embodied vagy upfront carbon CO2eq) számításával. A mérnöki tervezésben a környezettudatosság ma már nem perifériás szakértői papírgyártás, hanem a mindennapi műszaki tervezés összetevője. (V. Nagy Zoltán, 2022) Jelen elemzésben az ökológiai lábnyom egy részlábnyomának, a karbonlábnyom kiszámítását mutatom be az általam vizsgált medence szerkezetén keresztül.
5.1. Karbonegyenérték számítás részletei
Nagyon általánosan tekintve a karbonlábnyom alkalmazható a fenntarthatóság szintjének felmérésére. A kutatási munkámban megfogalmazott elmélet szerint egy meglévő vasbeton szerkezetet –esetemben vasbeton versenymedencét- a bontás helyszínén zúzzák, osztályozzák, és újra felhasználják szerkezeti beton formájában. Az említett ciklusnak - a karbon lábnyom számítás modelljei közül- a szakirodalomban „cradle-to-gate” (bölcsőtől a kapuig) néven említett megközelítéssel számítható leginkább a környezetre gyakorolt hatása a gyártás kezdetétől (újrahasznosított beton gyártása) az értékesítés pillanatáig (új szerkezet építése). (Bakosné Böröcz (2016))
A fenntartható tervezés az életciklus-elemzésen alapul, amelynek metódusa egy költségvetés készítéséhez hasonlítható. Egy ún. „leltár” összeállítása szükséges, melybe az építéssel kapcsolatos összes folyamatot és anyagot rögzítjük. Azzal a különbséggel, hogy jelen esetben nem árat és munkadíjat, hanem különböző környezeti indikátorokat rendelünk a tételekhez. A korábbiakban említett „leltár” látható a vasbeton medence szerkezetére kidolgozva. (5.1. ábra)(44. sz. melléklet)
Diplomamunkámban egy finn cég, a OneclickLCA programját használtam a medence beépített karbonlábnyomának elemzésére.
A szoftver alapvetően különböző besorolású épületek elemzésére alkalmazható, legjobb közelítésként a medencét az „egyéb” kategóriába sorolva adtam meg a szerkezet alapadatait. A beépített karbon számítás elve arról szól, hogy az építmény létrehozásával kapcsolatos környezeti terheléseket mutatjuk ki. Két fajta karbon lábnyom létezik épületek esetén, a használati karbon és a beépített karbon. Jelen projekt keretén
belül a beépített karbonnal foglalkozunk. Rögzíthető adatként az építés során felhasznált elektromos energia, víz, sőt még a gépekhez használt üzemanyag mennyisége is.
Hogyan történik az elemzés?
Első fázis: Táblázatos formában „leltárat” készítünk, a tételek kiírásával, melyek mellé mennyiséget és anyagminőséget társítunk. LCA programban a karbonelemzéshez közvetlen és frissített adatbázishoz férünk hozzá, a különböző termékek környezetvédelmi termékadatlapjához. (Gibbson (2022)) Tagolás felépítése: Alapozás, alépítmény; Függőleges tartószerkezetek; Vízszintes tartószerkezetek; más egyéb szerkezetek. Már bevitel közben számítja az adott tételhez tartozó karbonlábnyomot.
Az alépítményi munkáknál számításba vettem a beépített ágyazat (törtbeton), szerelőbeton, a lemezalapozáshoz szükséges betonacél mennyiségét és a szerkezeti betont (CEM II/B-S 42,5 N cementtel 370 kg/m3 adagolással). Figyelembe véve, hogy a betont és a betonacélt milyen távolságról szállítják a kivitelezés helyszínére.
Az épület alapterületére számított teljes beépített karbonlábnyom a következőképpen alakul: 329 t CO2e/m2 karbonegyenérték a teljes szerkezetre, mely alapján az LCA alapján „C” kategóriába sorolható. Megjegyzendő, hogy a medence vízgépészeti és elektromos oldala (gépészet üzemeltetésének energia igénye, medence világítás stb.) nincs figyelembe véve. Ha az eredményeket megnézzük, ez 329 tonna szén-dioxid kibocsájtással egyenértékű terhelést, fajlagosan 329 kg/m2 beépített karbon lábnyomot jelent. (5.2.ábra)
A minősítés (Benchmarking) jelzi azt is, hogy milyen adatbázisra támaszkodunk számítás során. (5.2.ábra)
Például egy vasbeton vázas 20 emeletes épületet közel hasonlóan a medencéhez 360 kg/m2 értékre adódik jó becslések alapján. (Mullhollandetal:ICEKnowledge–LowCarbonConcreteRoutemap(2022).)
Mit is jelentenek a számok?
Megközelítésként Magyarországon az 1 főre jutó karbon kibocsájtás értéke 2021-ben 5 tonna volt. Szemléletes módon egy ilyen vasbeton medence 66 magyar CO2 kibocsájtásának felel meg. Éves szinten az egész országra nézve nyilván ez eltörpül, mely Magyarországon 28,3 millió tonna. A 329 kg sok vagy kevés? Ennek a megítélésében segít a LETI (London Energy Transformation Initiative), amely segédleteket bocsájtott ki ezzel kapcsolatban. A számítás végeredményeként meg lehet nézni, hogy a különböző anyagok, milyen arányban veszik ki részüket a terhelésből.
Nem meglepő egy monolit vasbeton szerkezet esetén - még gondos tervezés mellett is- hogy a leginkább közreműködő anyagok: a beton: 66,7 %-ban, a betonacél: 18,8%-ban. A többi tényező az ágyazat, burkolatok, szállítási és egyebek elenyészők. (5.3.ábra) Fajlagosan látszik, hogy a szerkezet karbonlábnyomának a legnagyobb részét a transzportbeton emészti fel.
Hogyan csökkenthető ez az érték?
Ismeretes, hogy a transzportbeton előállításában, legnagyobb mértékben a cement felelős a karbonkibocsátásért. Az általam használt különböző keverékek karbon kibocsátásának értékét az ICE nevű szervezet adatbázisa alapján modelleztem és hasonlítottam össze az LCA-ben kapott értékekkel.
5.4. ábra: CEM II/B-S 42,5 N típusú cement CO2 egyenértéke (ICE Cement, mortar and concrete Model V1.1 Beta kalkulátor-saját számítás)
1. Első lépésben minden általam tervezett keverék összetételét elemeztem a kalkulátor segítségével. Az eredményeket a 20.-21.-22. számú mellékletben szemléltetem. Megállapítható, hogy alapvetően a referencia és az újrahasznosított betonok karbon-lábnyoma megközelítőleg azonos. Az „m” jelű receptúrák karbon lábnyoma az emelt cement és vegyszer mennyiségének hatására kb. 5%-al emelkedett. Megjegyzendő, hogy keverékeimben másodlagos kiegészítő anyaggal készült cementtel dolgoztam (CEM II/B-S 42,5 N).
2. Második lépésben különböző keverékeket modelleztem egyre nagyobb kiegészítő anyag százalékkal előállított cementekkel. A MIX megnevezésnél az általam használt receptúrák jelölését használtam. (5.4.-5.5. ábra)
A keverékekben szemléltetésképpen a következő típusú cementeket használtam, figyelembe véve az összetételből adódó esetleges magasabb anyagigényt.
5.5. ábra: Különböző összetételű cementekkel készült keverékek CO2 egyenértéke (ICE Cement, mortar and concrete Model V1.1
Beta kalkulátor-saját számítás)
MIX I: CEM II/B-S - kohósalak-portlandcement
MIX II: CEM III/B – kohósalak cement
MIX III: CEM I – portlandcement
A cement összetétele alapján a következőképpen számítható a CO2 egyenérték:
Számítással igazoltam, hogy minél magasabb a hagyományos portland cement tömegszázaléka az összetételben annál magasabb a CO2 egyenértéke is. Alábbi eredmények jól szemléltetik, hogy a beton fajlagos 1 m3-re eső karbon egyenértéke a magasabb kiegészítőanyag tartalmú cementek alkalmazásával csökkenthető. (pernye, kohósalak, mészkő, gipsz). Az általam is alkalmazott szilikapor, mint másodlagos kötőanyag is ide sorolható.
Egyértelműen kijelenthető, hogy a betonnak és betonacélnak együtt van meghatározó szerepe. Az anyagfelhasználás tekintetében nagy szerepet kap a szerkezeti optimalizálás. (5.7. ábra)(45. sz. melléklet) Elemzésemet a 45. sz. melléklet szemlélteti. Az építőanyagok előállítása a domináns, más életciklus elemző fázisok mértéke viszonylag kisebb, 20 % körüli.
5.2. Költségbecslés
A Danubiusbeton Szolnok Kft. ügyvezetőjével, több alkalommal volt lehetőségem egyeztetni. Iránymutatásai alapján és a vállalat költséggazdálkodásából és önköltségszámításából merítve végeztem kalkulációkat arra vonatkozóan, hogy milyen anyagi- és eszköz ráfordítási igényt jelenthet a zúzott beton adalékanyagként történő felhasználása.
Elkészítettem minden általam alkalmazott keverék költségelemzését hagyományos transzportbeton illetve újrahasznosított beton tekintetében is. Az újrahasznosított betonok esetén két módozatot vettem figyelembe a zúzott beton előállításnak technológiája függvényében: bérelt törőgéppel, építéshelyszínen történő betondarálás illetve betonüzem környezetében, fixen telepített törőgép használata esetén. A táblázatok az alapanyagok jelenlegi piaci árait, keverési és szállítási költségeit tartalmazzák 1 m3 frissbetonra vonatkoztatva helyszínre kiszállítva. Az újrahasznosított beton esetén tartalmazza az adalékanyag előkészítését (darálás, osztályozás, beszállítás betonüzem telephelyére illetve letelepített üzemi törőgép esetére is). Az elkészített költségbecslések minden esetben a szolnoki Danubiusbeton Kft.
telephelyére leszállítva kerültek kiszámításra. A REF-1 és a REC-4 (30m) típusú keverékek összehasonlításánál megállapítható, hogy az 1 m3-re vetített fajlagos költség az újrahasznosított és a hagyományos kavics beton esetén közel azonos egységárra adódott. (24.-37. sz. mellékletek) A táblázatokban számított összegek tényleges bérlési és üzemeltetési költségek felhasználásával kerültek kiszámításra, fajlagosan 1 m3-re (1 m3-be felhasználandó 335 kg-os mennyiséget gyakorlatilag percek alatt zúz le a gép). A beton
zúzásához egy nagyobb teljesítményű HARTL PC 1055 pofás törőgépet választottam, mely esetében a gép a belépőtérben előzúzza, a kiömlőtérben pedig utózúzza az adalékanyagot. Ezzel a technikával a kerek és sima kövek is könnyebben zúzhatók. Az előállított zúzalék mérete: 10-130 mm, és törési teljesítménye elérheti megfelelő előkészítés és adagolás mellett a 100 tonna/órás teljesítményt. Fenti teljesítményű gép alkalmazása esetén viszonylag gyorsan, akár 1 munkanap alatt előkészíthető a szükséges mennyiségű adalékanyag. A zúzással párhuzamosan egy gépi vibrációs nehézrostával az adalékanyag tovább osztályozható a kívánt frakciókra. Az 1 m3 szilikaporral előállított transzportbeton egységárát szemlélteti. A fajlagos költségnövekményt a szilikapor anyagára generálja.
A 30 %-os újrahasznosítás mellett az osztályozott kavics (4/8, 8/16) mennyisége ezáltal költsége is csökkent, melynek régiónként a szállítási távolságok függvényében az egységára jelentősen eltérő lehet. Esetemben a depózott törtbeton, a betonüzem és a felhasználás helye kis távolságra van (11 km) egymástól, ezért ez egy életszerű felhasználásnak tekinthető. Az előállítás költségei tovább mérsékelhetők, amennyiben nem bérgépet, hanem folyamatos üzemelés mellett telephelyre letelepített törőgépet alkalmaznak a zúzott adalékanyag előállításához. Ezzel a szállítási költségek is jelentősen lecsökkenthetőek. További költségcsökkentésként említendő meg, hogy az újrahasznosított betonba felhasznált adalékanyagon kívüli frakciókat az alaplemez alatti tömörített ágyazatba, de továbbgondolva útalapba, feltöltésként közvetlenül a helyszínen fel lehet használni. Az elkészített költségbecslés alapján az alábbi egységárak adódnak (30%-os újrahasznosított adalékanyag alkalmazása esetén):
Természetes osztályozott adalékanyag 1 tonna: 4926 Ft/tonna Újrahasznosított adalékanyag 1 tonna bérgép esetén: 4078 Ft/tonna Újrahasznosított adalékanyag 1 tonna telepített gép esetén: 2021 Ft/tonna
Vizsgálódásom alapján kijelenthető, hogy amennyiben megfelelően összeállított teljesítménnyel
rendelkező géplánc kerül felállításra az újrahasznosításra, a belőle előállított transzportbeton költsége fajlagosan nem változik számottevően. Amennyiben a törőgép telephelyre letelepített saját hatáskörben történő üzemel az előállítás költsége lefelezhető. Nyilván ebben az esetben a berendezések (törőgép, homlokrakodó, forgó-kotró) beszerzése nagy egyösszegű anyagi befektetést igényelnek. Továbbá kiemelten fontos számításba venni az adalékanyag minősítő vizsgálatok költségét, mely hozzávetőlegesen
2 és 3 millió forint közötti összeget képviselnek jelen pillanatban. Újrahasznosított adalékanyag felhasználás lehetőségének felmérésére eltérő technológiai kialakítással rendelkező üzemeket jártam be. Danubiusbeton Szolnok Kft. üzeme csillagdepó kialakítású, 1,0 m³-es keverővel szerelt burkolt-szigetelt betongyár. 5 frakciós kialakítás az adalékanyagok számára, manuális kotróval szerelve. Az 5 frakciós csillagdepónia alkalmasnak bizonyul a pontosan 5 féle adalékanyag tárolására. Viszont egy ilyen típusú keverőüzem esetében a depóniákban a támfal és az adagolónyílás között megközelítőleg nagyságrendileg 120 tonnás „holttér” alakul ki, melynek mennyiségével kalkulálni szükséges. Fenti adagolási probléma figyelembevételével egy több szektoros zárt soradagolós rendszerrel felszerelt üzemben praktikusabb módon oldható meg. Nem elfeledve, hogy ezekben az esetekben több passzív tároló kapacitása is lekötésre kerül.
6. Összefoglalás
Összegzés, kitekintés jövőbeni kutatások:
Napjaink egyre hangzatosabb kifejezési a fenntarthatóság, ökológiai lábnyom, újrahasznosítás, CO2-kibocsátás. Az építőiparban az körforgásos gazdaság, az anyagok újrafelhasználásának lehetősége egyre inkább aktuális feladat a jövő mérnökei számára. Igyekeztem az újrahasznosított adalékanyag felhasználásával készített betonok alkalmazhatóságának betontechnológiai vonatkozásait részleteiben is vizsgálni.
Feladatunk a hatékony hasznosítás érdekében a felhasználást támogató jogszabályokat alkotni; el kell készíteni az építési és bontási hulladék kezelésének részletes szabályait; meg kell oldani a másodlagos nyersanyag minőségi (felhasználhatósági) osztályba sorolását; felül kell vizsgálni az építőipari, útépítési, építési szabványokat; a műszaki irányelveket, vizsgálati, minősítési módszereket módosítani kell; az állami és önkormányzati pályázatokban előnyben kell részesíteni a hasznosítható építési hulladék felhasználását.
(CeMBeton:Körforgásosgazdaság,2020)
Dolgozatom témája, egy létező projekt kapcsán elbontott vasbeton medence zúzott anyagát visszaforgatva, olyan szerkezeti betont készíteni, mely teljesíti a helyére tervezett új szerkezet előírt betonminőségét. Célom volt az újrahasznosított adalékanyagból vízzáró betont készíteni, igazolva a mikroszilika kiegészítő anyag hatását a friss- és megszilárdult betontulajdonságokra. Vizsgálat útján meghatároztam
a zúzott beton adalékok kőzetfizikai és mechanikai tulajdonságait labor körülmények között. Ehhez közel
1000 kg zúzalékot volt szükséges feldolgozni. 16 keveréken végeztem friss- és megszilárdult beton vizsgálatokat, többek között konzisztencia, nyomószilárdság és vízzáróság tekintetében. Kísérletileg igazoltam a darált betonból visszanyert másodlagos adalékanyag hatását különböző betonkeverékekben, eltérő adagolási mennyiségekkel.
Külön figyelmet fordítottam az eltérő összetételek konzisztencia eltarthatóságának vizsgálatára. Megállapításokat tettem a többlet víz hatására a bedolgozhatóság, a nyomószilárdság, illetve vízzáróság értékeire nézve. Összefüggést állapítottam meg a zúzott beton által felvett víz mennyisége és a tervezett víz/cement tényező, illetve a nyomószilárdság kapcsolata között. Eredményeim alapján igyekszem rávilágítani az újrahasznosított betonból készült szerkezet beépített karbonlábnyomának mértékére, előállításának költségeire és technológiai hátterére.
Dolgozatom célkitűzései 1. fejezet (6. oldal) alapján: Kutatásom eredményeit, azokból levont következtetéseket és értékelésüket az alábbiakban foglalom össze (6.1. táblázat és 23. sz. melléklet)
A zúzott adalékanyagot különböző laboratóriumi vizsgálatnak vetettem alá, melyek eredményei alapján igazoltam az újrahasznosított adalékanyagokkal készült betonok környezeti és nyomószilárdsági osztálynak való megfelelését, annak ellenére, hogy maga az újrahasznosított adalékanyag a szabvány követelményeit nem teljesítette.
2. Különböző százalékban alkalmazott újrahasznosított adalékanyagú beton nyomószilárdsági és vízzárósági vizsgálata
Kísérleti eredmények alapján megállapítottam, hogy az újrahasznosított adalékanyaggal készült
betonok mindkét adagolási aránnyal (15 % és 30 %) magasabb átlag nyomószilárdságot értek el 28 napos korukra, mint a hagyományos kavicsvázzal készült keverék. Ezt azzal magyarázom, hogy
a szárazon adagolt zúzaléknak magasabb a vízfelvétele, mint a hagyományos osztályozott adalékanyagnak, ezáltal a keverővízből vonja el a víz mennyiségét, ami alacsonyabb hatékony v/c értéket és ezáltal magasabb nyomószilárdságot eredményez.
3. Konzisztencia eltarthatóság vizsgálata az eltérő adagolási arányú újrahasznosított adalékanyaggal
készített keverékeken
Kísérletekkel igazoltam, hogy a konzisztencia eltarthatóságot az emelt keverővíz mennyisége nem javítja, amennyiben az újrahasznosított adalékanyag kiszárított állapotban kerül a keverékbe.
A kísérleti eredményekkel igazoltam, hogy beáztatott adalékanyag kedvezően befolyásolja a betonkeverék konzisztenciájának eltarthatóságát. Kísérleti úton megállapítottam, hogy az újrahasznosított adalékanyag keverékben történő vízfelvétele meghaladhatja a vízfelvétel vizsgálat eredményét, amennyiben a minta nem reprezentálja kellőképpen a teljes adalékanyag halmaz viselkedését. A zúzott adalékanyag változó összetétele befolyásolhatja a keverővíz, az adalékszer hatékonyságát.
4. Vízzáróság fokozásának vizsgálata
Vizsgálati eredményeim alapján megállapítottam, az általam alkalmazott összes keverék teljesítette az MSZ 4798:2016/2M szerinti XV2 (H) környezeti osztályra vonatkozó maximális vízbehatolást, annak ellenére, hogy a vonatkozó szabvány nem javasolja újrahasznosított adalékanyag alkalmazását vízzáró szerkezeteken. Ezek alapján érdemes lehet további vizsgálatokat végezni, s szükség szerint a szabályozást felülvizsgálni. A beáztatott adalékanyag által bevitt többletvíz mennyisége miatt a keverék tényleges v/c tényezője meghaladta az MSZ 4798:2016 E2-es táblázat szerint megengedett maximális (0,50) v/c tényező értékét. Viszont nem lépte túl a szabvány frissbeton átadás-átvételénél megengedett 0,02-os maximális eltérést. A szilikapor II.-es típusú kötőanyagként k-tényezővel beszámítható a víz/kötőanyag tényezőbe, segítve a beáztatott adalékanyaggal bevitt többletvíz miatt megengedett v/c tényező határértéken belül maradásában.
Számításokkal megállapítottam, hogy az újrahasznosított adalékanyaggal készült betonok előállítása nem befolyásolja kedvezőtlenül a beton karbon-lábnyomát és az előállítás költségét, mint egy hagyományos értelemben vett természetes adalékanyaggal készített beton. Azonban ezen jellemzők jelentősen függenek az újrahasznosítás módjától és felhasználási helytől mért távolságtól.
Paraméter érzékenység: Az általam készített receptúrákat vizsgálva az ICE kalkulátorral, az újrahasznosított adalékanyag mennyiségének függvényében igazoltam, hogy a cement, illetve a keverővíz és a vegyszer mennyiségének változtatása befolyásolja a beépített karbon értékét. További kutatási terület, hogy a cementek kiegészítőanyag tartalmának növelésével, hogyan érhető el a szilárdságtartás és ezzel párhuzamosan a cement mennyiségét milyen módon lehet optimalizálni.
Fontosnak tartom a jövőben megvizsgálni további betonösszetételek (több különböző forrásból származó újrahasznosított adalékanyag, speciális adalékszerek használata egy azonos összetételen) esetén bekövetkező lehetséges károsodásokat és a károsodások mértékét, újrahasznosított betonok tartósságát, kúszásra gyakorolt hatását. Elősegítve ezzel az iparban való használhatóságát és az arra való ösztönzést. Fontosnak tartom megemlíteni, hogy jelenleg jelentős többletköltséget eredményeznek az előzetes vizsgálatok, melyek a felhasználhatóság feltételei. Mindemellett fontosnak tartom megvizsgálni, hogy az újrahasznosított adalékanyagos betonok zsugorodása, rugalmassági modulusa, kúszása miként fokozható például szálak, másodlagos kiegészítő adalékanyagok adagolásával. Van-e esetleg lehetőség a természetes adalékanyagú betonokéval közel azonos jellemzők, illetve költségeit tekintve ennek gazdasági szempontból van-e realitása?
Párhuzamos univerzumok, avagy az építészeti kreativitás lehetőségei
Pécsi Tudományegyetem
Műszaki és Informatikai Kar
Párhuzamos
univerzumok, avagy az építészeti kreativitás lehetőségei
BOCZ GABRIELLA
Építőművész MA, 1 évfolyam
Konzulens:
Dr. Németh Pál /Egyetemi docens/ Vizuális Ismeretek Tanszék
2.2.
2.3.
3.
3.2.3.
3.3.
1. Prológus „Minden, amit egy ember el tud képzelni, azt más emberek valóra válthatják!” 1
− Hangzik a mondat Verne Gyulától. Ha egy mondatban kellene megfogalmaznom végsősoron miért érdemes építészként a meg nem valósuló építészettel foglalkozni, nem találnék szebb okot.
Párhuzamos univerzumok márpedig léteznek… de ha mégsem, akkor sem tagadható le az emberi kreativitásnak az a szándéka, hogy megteremtse őket. A kutatás témája azon utópikus építészeti megoldások vizsgálata, amelyek kapcsán jelen írás megkísérli értelmezi az építészeti tervezés szabadságát, az alkotói gondolatiság végtelenségét. A kutatás témája a gondolat határait keresi az építészeti utópiák univerzumában. Az írás egyrészt a képzeletbeli építészet világában barangolva jelenünk problémaira keres válaszokat, így a téma aktualitását vizsgálja, másrészt célja a műfajra jellemző határtalan kreativitás megismerése és elsajátítása. A kutatás alapját adja egy saját alkotás létrehozásának, amely világunk aktuális problémáira reagál.
Elöljáróban kiemelendő annak lényegisége, hogy az építészeti utópia fogalomköre nem egyenlő a valóságtól történő teljes elrugaszkodással. A fogalom első látásra könnyen félreértelmezhető. Amennyiben építészeti utópiáról beszélünk lényeges belátni, hogy a földöntúli ötletek és tervek alapja nem más, mint a jelen földi valóság. Mindezt szem előtt tartva, ez a fajta drasztikus és globális gondolkozásmód különös aktualitást képez a 21. században, amit a klímakatasztrófa századaként is azonosítanak. A globális méretű problémák globális léptékű megoldást igényelnek, ez a fajta radikális gondolkozás egyértelműen megmutatkozik az építészeti utópiákban.
1. Verne Gyula (Jules Verne). (1875): Utazás a Föld körül nyolcvan nap alatt, Le tour du monde en quatre-vingts jours, Budapest, Franklin Könyvkiadó.
Bevezetés
Az utópia, mint jelenség, egy jobb jövő után való vágyódás lényegében egyidős az emberiséggel. A filozófusokat és írókat a kezdetektől izgatta a tökéletes világ lehetősége. Platón Állam című munkájában egy szigetre helyezte idealizált városát. Arisztophanész A madarak 2 című művében a tökéletes város képét a felhőkakukkvárral azonosította, ahol Piszthetairosz és Eulepidész új várost építenek a levegőben, ami meggátolja, hogy a Földön bemutatott áldozat füstje eljusson az Istenekig.
Az emberi természet tökéletes teremtésre tett kísérletének elementáris ereje mára sem csitult. A történelmi korok változása és a fejlődés léptékétöl függetlenül az emberi lét alapvető eleme a jobb élet reményébe vetett hit és a tökéletes iránti vágy. Ezzel párhuzamosan az utópikus gondolatok az emberi lét kísérő jelenségei. Ennek értelmében a kutatásnak nem lehet célja az összes utópikus gondolat, és a műfaj gyakorlati ágát jelentő: építészeti utópia összegyűjtése. Sokkal inkább cél a jelenség mögött rejlő építészeti habitus értelmezése, és az utópia és jelen párhuzamának vizsgálata.
2.1. Utópia és az építészeti utópia fogalomköre
/utópia- eutópia - eszkatológia- utópizmus- építészeti utópia- disztópia/
Az építészeti utópiák értelmezése okán, érdemes kitérni a kifejezés eredetére. Sir Thomas More 1516ban írta meg De optimo Reipublicae statu deque Nova Insila Utopia / Nem kevésbé üdvös, mint elmés arany könyvecske a legjobb államformáról és Utópia szigetéről/ 3korszakalkotó könyvét. Írásában Platónhoz hasonlóan leírja a tökéletes állam képét, részletekig vizsgálja az elképzelt világ rendszerét, amelyben a szabadság és igazságosság eszménye valósul meg.
"Utopia, vagyis Seholsincs szigetének közepe, legterjedelmesebb része, kétszázezer lépés. A sziget legnagyobbrészt ilyen széles, csak a két végén keskenyedik el. Cirkalommal mérve, kerülete ötszázezer
lépés. Növekvő hold formáját mutatja, melynek szarvai közt behatol a tenger. Ez mintegy tizenegyezer lépésnyi öblöt alkot, melyet egész nagy kiterjedésében szárazföld vesz körül, megvédvén a szelektől, úgyhogy nem háborog, sőt inkább csendes tóhoz hasonló. … Csak a lakosok ismerik a bejáratát; nem is fordul elő, hogy idegen merészkednék be rajta, hacsak nem utopiai kalauzolásával…”
Sir Thomas More nem csak az utópia szó megalkotója, de művének megjelenésétől datáljuk a kifejezés tiszta értelmében az új paradigmákon alapuló gondolkozást és politikai attitűdöt. Az írás eszméje a kritikai mű, a létező, a nem megfelelő világ tagadásán alapszik. Reflektálásként azt mondja, hogy most, de nem itt, egy másik helyen, sehol.
Az utópia görög eredetű szó, jelentése sehol hely, vagy sehol se. A szó az ’ou’ és ’toposz’ kifejezések együtteséből és ragozásából tevődik össze. Az első szó az ’ou’- a nemet, a ’toposz’ a helyet jelöli. 4
Jelentése az angol nyelvterületen kettős jelentéstartalommal bír. A kifejezés először itt került használatba, és gyorsan továbbfejlődött majd azonosult a szintén görög eredetű ’eutópia’ szóval, ami ’jó helyet’ jelöl. Az angol értelmezése jól mutatja a szó kettőségét. Egyrészt társadalmi és erkölcsi iránymutatást jelöl, egy megvalósíthatatlan társadalmi idea képét írja le. Más tekintetben jövőképet mutat, a jövő városára és berendezésére ad mintát. Az utópia egy jövőbeli idealizált társadalmi rendszer, vagy azt a társadalmi berendezést jellemző irodalmi mű.
Az utópia klasszikus párja az eszkatológia5, amely a teológiában az emberiség végső sorsát tárgyalja, és azt mondja, hogy itt, de nem most, hanem egy nagyon távoli jövőben.
A XVIII. századra végbement nagy földrajzi felfedezések következtében a misztikus ismeretlen, a sehol hely egyre inkább kezdte elveszteni rejtélyét. A Föld egyre teljesebb megismerésével már kevésbé bizonyult izgalmas kérdésnek a sehol helyek csoportja, hiszen minden sehol valahol lett. A XIX. századra a két fogalmi jelentés az utópia és eszkatológia5 eggyé vált. Majd irányultsága a helyek ismerté válása következtében az ismeretlen jövő felé fordult.
Az utópia értelmezése az idő múlásával tovább gazdagodott, és a kritika alapformájává vált. Az aktuális társadalmi berendezés problémáira reagál, egy jobb modell formájában. Az ideák aktualitására tett kísérletek társadalmi folyamatok eredményei, amelyeket az állandóan változó gondolkozásmód és a társadalom állította igények határoznak meg. Így az egy másik világot felvázoló utópia túllép a valóságon, szükségszerűen elvont, és bizonyos értelemben tagadja a jelen valóságot. Ugyanakkor a műfaj paradoxona, hogy alapjait mindig az aktuális valóság adja. A folyamat tehát oda vissza értelmezendő, és egyik sem működik a másik nélkül.
2.ábra:Sajátábraafogalomértelmezésecéljából
Az utópizmus, mint gyűjtőfogalom körébe, az utópiának három fő csoportja tartozik, így beszélhetünk elméleti, irodalmi és gyakorlati utópiáról. Ezek a kategóriák több tudományos diszciplínát is magukban rejtenek. Az építészeti utópiák is társtudományként értelmezhetőek ebből a szempontból.
Az építészeti utópia a műfaj gyakorlott területét jelenti. Az utópiát leíró folyamatok jellemzik, végbe megy a reakció az emberkép és a felállított vágy, az elérendő cél között. Ezen elemek együttese jövőképet alkot, egy modell formájában, ami téri kompozíciót ölt. Mindeközben az építész nem engedi, hogy az aktuális lehetőségek korlátozzák tervezését. A tudomány fejlődésében bízva gyakran technológiailag még nem alkalmazott megoldásokra szervezi elképzelését. Az utópia az építészet viszonyában mindig kísérleti helyzetet alkot. Az építészeti utópia nem más, mint az erőteljes mindent átívelő gondolatiság formába öntése, ami függetlenségét és határait nem korlátozza az adott kor technológiai korlátaival.
2.2. A 20. század radikális várostervei
A 19. század iparosodásának következtében robbanásszerű városiasodás ment végbe, ahol az ember élettéri igényeire új színterek és új megoldások váltak szükségszerűvé. Megjelentek azok a szociálutópiák, amelynek középpontjában a városiasodott munkásosztály, mint a jövő társadalma állt. A 20. századi várostervezés kiemelkedő előképe, Sir Ebenezer Howard idealizált városterve, a Garden city. 6 Erre az időszakra tehető Charles Fourier falasztere 7, vagy Robert Owen idealizált ipari faluja. 8
Az első világháború után az 1960-70-es évekig bezárólag számos városterv születik a modernista gondolatok képviseletében. 1924-ben készül el Le Courbusier Ville Radieuse 6 terve, amelynek alapelvei
3. ábra: Sir Ebenezer Howard: Garden city; 4. ábra: Charles Fourier: Falanszter; 5. ábra: Robert Owen idealizált ipari falu perspektivikusképe
6.lásdmég:LewisMumford.(1979):Urbanisztika:Válogatotttanulmányok:/EbenezerHoward;pp.88-100.-4.,/Broadacre-Frank Lloyd Wright; pp. 116-129. - 7., /A várostervező, az építészek fejedelme: Le Corbusier; pp. 130-149. - 8., /Az "Athéni Charta"; pp. 150-161.-9./,Budapest:Gondolat
A radikális városépítészeti elképzelések közül a világ két talán leghíresebb tervezett városa a valóságban is megépült. Le Courbusier az 50-es években Indiában tervezett új fővárost, Chardigarh-t. (6. ábra)
Oscar Niemeyer és Lucio Costa 1960-ban Brazília város repülő madár szerkezetét tervezték meg. (7 ábra)
A modernista gondolkozás és a fejlődésbe vetett hit, az építészeti gondolkozást a jövő felé orientálta.
A hősi múltat a jövő misztikuma váltotta fel. A 20. század globális változása, technológiai fejlődése az építészeti utópiák gazdag táptalaja lett. Egyre több vízió született az ideális jövő elvének megalkotására, amelyek a 19.századi társadalom koncepcióktól távolodva az építészeti fejlődésnek kívántak irányt adni, annak érdekében, hogy az építészeti innováció az ipar és az infrastruktúra területén végbement fejlődéssel lépést tartson. A modernizmus eszmei alapját jelentette, hogy a megfelelő környezet maga után vonja a társadalmi tökéletesedés folyamatát is. Tudjuk, hogy ez az elképzelés nem valósult meg, a későbbiekben az utópisták már csak az üres formaiságot látták a modern eszményében, amely oda vezetett, hogy több csoport kifejezetten a modern tagadásából építkezett tovább.
2.3. Az építészeti utópia típusai:
A huszadik századra az építészeti utópiáknak lényegében három fő típusa rajzoldódott ki. 9 Az első típus az építészeti formát, szerkezeti struktúrát városi léptékre nagyítva megastruktúrát hoz létre. Ezek a hatalmas méretű szerkezetek lényegében a jövő városképét jelentik, amelyek behálózzák a már meglévő városi struktúrát, összekötik őket, vagy éppen föléjük magasodnak. A megastruktúra elnevezés Fuhimiko Maki-tól 10 ered. Először 1964-ben került nyomtatásba a kifejezés. Reyner Banham 11 1976-ban írt megastruktúrákról szóló könyvében - Megastructure: Urban Future of the recent past - a megastruktúrákat városi léptékű tartószerkezetekként definiálja, amelybe lakóegységek illeszthetők.
Az építészeti utópiák második fő jellemzője, a folyamatos változáson alapuló gondolatmenet, amely szorosan párhuzamba hozható a japán metabolista csoport anyagcsere elvű gondolkodásával (lásd.:25.old.), valamint Yona Friedman mobil építészetről szóló nézetivel is. (lásd:10.old.) A változás fontoságának gondolatiságának csírája jellemzően megjelenik a 60-70-es évek utópiáiban. Az idea a nagyfokú városiasodásból és az ennek kapcsán megváltozott lakhatási igényekből ered. A lakók új igényeket fogalmaznak meg, amelyek gyakran gyorsabban változnak mintsem, hogy a hagyományos építészet lekövetheti azokat. A harmadik csoport a statikus utópiák csoportja, amelyeknek nem az építészeti formálása az elsődleges volumene. Ez az irányzat lényegében azt firtatja, hogy a jövőben mi lehet. -Például: Doxiadis Ökomenopolisza. 12
Az építészeti utópiák három fő iránya gyakran átfedésben áll egymással, így nehezen elkülöníthetők, ennek ellenére megállapítható, hogy ezek a motívumok visszatérő elemei az építészeti utópiáknak. A fentemlített három vonulaton túl beszélhetünk még az úgynevezett regresszív utópiákról, amelyek a múltba nyúlnak vissza és ott keresik a megoldást a világ nagy kérdéseire.
Érdemes kiemelni az építészeti disztópiák csoportját is, ahol jellemzően valamilyen negatív jövőképben az emberiség tragikus sorsát ábrázolja a művész. Ezeknek a munkáknak a jelenre nézve mindig erős figyelemfelhívó hatása van.
3. A 60-70-es évek építészeti utópiái
Ahogy azt korábban megállapítottuk az utópia természete mélyen az emberiség hajnaláig nyúlik vissza. Ha ebből a folyamatból egy korszakot szeretnénk kiemelni, akkor a 60-70-es évek radikális építészete az az időszak, amelyben a tendencia virágkorát éli.
3.1. Történelmi háttér
Miért a 60-70-es évek? Minek köszönhető az építészeti gondolkozás ezen léptéke? A 60- 70-es évek mozgalmai jelentős helyet foglalnak el az emberiség kultúrtörténetében. Olyan fontos események köthetők az időszakhoz, mint az első holdraszállás, Woodstock és a hippi mozgalmak, a női felszabadításért vívott akciók, a széleskörű háborúellenes tevékenységek, és az első környezetvédelmi megnyilvánulások.
A korszak szellemisége egy olyan kulturális forradalmat jelent, amelyben szinte minden kérdőjelet kap, és minden újragondolásra kerül. A társadalmi igazságtalanságok kimondása, a tabuk feszegetése, a szabad gondolkodás, a művészet határainak kitolása és elmosása egyaránt radikalizmussal történik, ami alól nem lesz kivétel az építészet sem.
A modernisták álmodta nagy látomásokat hamarosan a 60-70-es évek ’építészetellenes’, vagy radikális design, ’anti-architecture’ csoportok és individuumok utópikus kísérletei váltották fel. Az építészet egyszerre politikai, társadalmi és kritikai eszközként szolgált, felállítva merész manifesztumokat és terveket, kísérletezett kollázs, zene, élőadóművészet, bútorok, grafikai tervezés műfajával. A korszak számos egyéni radikális művészt adott, mint Hans Hollein, Yona Friedman, Cedric Price. Mellettük több csoportosulás is létrejött, ők azok az építészek, akik lázadásukkal megkérdőjelezték mindazt, amit az építészetről egykor vélni mertek. Munkásságuk újradefiniálta és kibővítette az építészet jelentéskörét. Jelentős csoportosulás volt az Ant-farm, (3. ábra) az Archigram, Gruppo Ufo, Superstudio (2. ábra), Florence, Cavart, Archizoom Associati, Gruppo 9999, Gruppo Stum, Haus- Rucker- Co (1.ábra) és még sokan mások.
Ma úgy tűnik, a fejlődést kevésbé tekintjük az emberi problémák lehetséges megoldásának, mint a természettel való konfliktusnak. 60 évvel ezelőtt még más volt a felfogás. A korlátlan, kibővíthető fogyasztói társadalmat egyre jobban kiszolgáló szerkezetek feleltek meg a tömegesen bővülő társadalmi igényeknek. Mindeközben a környezettudatosság még csak gyerekcipőben járt, és maga mögé taszította a fogyasztói társadalom eszménye. Természetesen volt pár előrelátó gondolkodó, akik észrevették a rendszer hosszútávú problematikáját, a túlfogyasztást az energiák végességét. A következő három példában: - Yona Friedman – Mobil építészet, Buchminster Fuller- geodéziai gömb, Archigram-Plug in City - jövőbelátó koncepcióját vizsgálom és vetem össze a jelennel.
3.2.1. Yona Friedman és a Mobil építészet Yona Friedman magyar születésű francia építész, urbanista és designer. A második világháborúban elhagyni kényszerült hazáját, ekkor disszidált először Haifa-ba, (India), ahol egy évtizedet töltött, ezt követően Párizsban telepedett le. Az építészet és városépítészeti gondolkodás meghatározó szellemisége.
Határtalan fantáziával vetette papírra metropoliszok, folyók fölött lebegő városok és kontinenseket átkötő hidak terveit. 1961-ben Európa összekapcsolását javasolta egy gyorsvasút segítségével, vízvezetékekből tervezett lakónegyedet, túlélési stratégiákat alkotott a nehéz sorsúak számra, mindezt magas képzőművészeti szinten publikálta. Gondolatai túllépnek azon a hatókörön, amit hagyományos értelemben építészetként definiálunk. Mindvégig kiáll a változás fontossága mellett, a mobilitás, a fenntarthatóság és a túlépítés ellenesség határozza meg életútját. A túlépítést a túltervezéshez és a túlzott mezőgazdasági műveléshez hasonlítva elutasítja, és a katasztrófa teremtő eszközének véli, amelyet az építészet félreértelmezéseként eredeztet. Munkássága értelmezhető egyfajta ’anti építészetként’.
Yona Friedman 2011 október 29. és 2012 február 5. között tartott kiállítást a budapesti Ludwig Múzeumban. A nemépítés gyakorlata- Architecture without building című kiállításanyaghoz készült el az 1958-ban írt majd átdolgozott szöveg magyar fordítása, amelyben építészelméletei elveit írja le, valamint kiegészítésekkel látja el az 1957-ben alapított GEAM /Groupe d’Etudes Architecture Mobile kutatócsoport/ szemléletét, amelyben a született kényszeres kompromisszumokat elhagyva, saját meggyőződését fejti ki. 13
„… hogy ha elfogadjuk a változások alapvető fontosságát és jelentőségét, a mobilitás elméletének gyakorlati alkalmazása szükségszerűvé válik „ 14
Az említett kiadványban többszörösen kitér a változás fontosságára, ennek lényegiségét és mozgatórugóját, az emberi természeten és a társadalmi szerveződéseken, valamint a hozzájuk kapcsolódó jogrendszeren keresztül vetíti ki az építészeti tér valóságára. A mobil építészet kifejezés tehát nem az épületek mozdíthatóságára utal, hanem arra, hogy az építészet miként képes lépést tartani a folyamatosan fejlődő társadalom követelményeivel. A változás emberi létünk elhanyagolhatatlan eleme. A változás szükségszerűségének értelmében a folyamatos áramlásnak minden statikus nézet, tárgy és olyan épület gátat szab,
13.lásdmég:YonaFriedman.(2012):Mobilépítészetprogrammagyarnyelvűfordítása,Budapest:LudwigMúzeum,Kortársművészeti múzeum
amely nem képes lekövetni a technológiai vívmányok és az emberi igények követelte rugalmasságot. Az építészeti cél a ténylegesen megváltoztatható változások felismerése és olyan struktúra alkotása, amely képes alkalmazkodni és reakcióba lépni az aktuálissal.
Yona Friedman értelmezésében a városépítészet örök érvényű épületei olyan tehetetlen tömegek, amelyek gátolják a változás követésének lehetőségét, gátat szabnak a rugalmasságnak. Elemek, amelyek sokkal hosszabb időt töltenek be, mint az, hogy eleget tegyenek az adott társadalmi korszellemnek. Ez a nézőpont különösen érvényes a lakóterek tekintetében, ahol a falak közé zárt generációk igényei folyamatos átalakuláson esnek át. A fix kimozdíthatatlan tömegek a kortárs szellem képviselte látásmód váltásaival nem képesek felvenni az ütemet. Nem tudják követni a lakó igényeinek fejlődését. Yona Friedman a szűk lakóterek közegén túl a lakosság életviteli kérdéseit boncolgatja, amely igények már a város szerkezeti beavatkozására is kihatással vannak. Itt az elsődleges célja szintén a lakóközösség igényeinek megfelelő kialakítás. A lakhatás legfőbb igénye a védelem. A védelem mellett az embernek különös szükséglete van a sétára, melyhez a szabad tereket használjuk. Így a szabad tér egyenértékűen fontos a fedett térrel.
Az épületek röghöz kötöttsége mellett a szövet legmeghatározóbb elemei az utak és a közlekedés felületei, ezek biztosítják az élelmiszerellátást, a szállítást. Ugyanakkor méreteik okán a legnagyobb zárványokat jelentik a városi szövetben.
A mobil városrendezés program szerint az egyéni igények kiszolgálására szolgáló terek a legkisebb felületen érintkeznek a talajjal, könnyedén lebonthatók és áthelyezhetők, a lakók szükségleteinek megfelelően formálhatók. A középületek, közhasznú terek szintén egyszerűen átszervezhetők. A város a gyalogosoké, a város belsőjében csupán tömegközlekedés működik, a magánhasználatú gépjárművek nem hajthatnak be.
A hálózat elektromos, vízvezeték és csatorna pontjai olyan messze vannak a központtól amennyire az adott technológia azt lehetővé teszi.
A szerkezet lényegében cölöpökön álló, hídszerű térrács. A gerendák és pillérek határolta 5 méterszer 5 méteres raszterbe helyezhetők el az épületek és azok egységei. Az első szint a felszíntől 12 méter magasságban kezdődik, így az alatta lévő földterület hasznosítható parkosításra közlekedésre, parkolásra. Fontos, hogy a térrács csupán 50-60%-ban beépítendő, így a felszínt nem fedi el a napfénytől. Valamint
mindenképp figyelembe veendő a benapozás vagy az esetleges meglévőségekhez történő igazodás. Ezzel a megoldással a természettől kisajátított földfelületek léptéke csökken, ezzel egyidejűleg a rácsszerkezet szilárdsága akár földrengés esetén is megfelelő biztonságot adhat.
13-14.ábra:YonaFriedmanrajzokaMobilépítészetről
Agglomération Spatiales, a térbeli agglomerációk.
A térbeli rács kiteljesedése, amely városnegyed méretű nagyságot ölt, és magába foglalja a fő közlekedési vonalakat, a mezőgazdasági termelésre szánt földterületeket, köztereket. Természetesen hasonlóan az eddigiekhez ezek az elemek is felcserélhetők, átalakíthatók. A mezőgazdasági területek beemelése a város szerkezetébe közigazgatási szempontból is előre mutatónak tűnik. Hiszen, ha a megvásárolandó nyersanyag már abban a közegben van, ahol arra szükséglet adatik, akkor nem kell bajlódni az exportálással, és frissebb árut feltételez az azonnali hozzáférhetőség.
Yona Friedman megoldása a mobil város = térbeli város. Térbeli rétegződés előnye, a felületek sokszorosíthatósága, a városépítészeti koncepció három síkon értelmezendő, hosszúsági szélességi és magassági értelemben. Ezt a módszert alkalmazva a már meglévő műemlékek ipartelepek fölé, könnyedén kerülhetnek funkciók.
A térbeli városszerkezetre több terv is elkészült, amelyek konkrétan egy-egy városon hajtják végre a programot. Tunisz: Friedman- Aujame, Abidjan: Friedman – Aujame, és Párizs városának terve a Paris Spatial, amit Friedman, Herbé és Preveral alkotott meg.
Párizs 60 -as évekbeli nehézségei az európai városokhoz hasonlóan alakultak. - Érdekes megjegyezni, hogy bár 60 év eltelt, ezek a nehézségek nem, hogy javultak volna, sokkal inkább erősödtek. - A terv a lakóterületek háromszoros bővítését adja, emellett a jelenlegi városszerkezetbe nem nyúl bele. Az új egységek a meglévő város fölé szerveződnek, így a beavatkozás nem jár rombolással, tehát Párizs arculata megmarad. A beavatkozás a történeti városrészt egyáltalán nem érinti.
Yona Friedman városépítészeti tervének létezett még egy sarkalatos kérdése, amely a hőszabályozott város, a Ville Climatseé kérdéskörével foglalkozott. Yona Friedman 60-as évekbeli írásában kijelenti:
„Az akkori technológia készen áll a hőszabályozás megoldására. …Az egész város hőszabályozásához eleve háromszor – négyszer több energia szükséges, mint a város összes lakóterének fűtéséhez vagy hűtéséhez; ellenben a város egy adott hőfokon való tartása az egész városban háromszor-négyszer kisebb energiabefektetést igényel, mint ha ugyanezt külön-külön végezzük el a város minden egyes lakásában. A jelenség azzal magyarázható, hogy ha kisebb felületet kell szabályozni, kisebb a hőveszteség. Ehhez egy olyan burok vagy szerkezet szükséges, ami képes bent tartani a városban szabályozott légtömeget.” 15
A projekthez kapcsolódva a hőszabályzásra több kollégája is választ adott, például Buchminster Fuller.
A mobil építészet koncepció számos párhuzamot mutat fel jelenünkre nézve. Yona Friedman téri koncepciója jelen vizsgálatában alapvetését tekintve aktuális és tanulságos. Olyan problémákra hívja fel a figyelmet, amelyek mára még kiélezettebbé váltak. Ilyen probléma: a folyamatos urbanizáció, a falusi kivándorlás és a városiasodás, ami annyira erős, hogy felbillenti az egyensúlyt a Föld felületén, és nem városokat, hanem metropoliszokat hoz létre. A falvak és a települések ezzel szemben egyre kisebb lélekszámmal
rendelkeznek, a vidék elnéptelenedik, és ez a tendencia hatalmas diszharmóniát eredményez a bolygó területiségében. Emellett többek közt magával vonzza a lakhatási problémákat, a közlekedési túlterheltséget, a környezet kizsigerelését. A program tanulságértéke jelenünkre nézve a Föld területiségéhez való viszony. A program minél kisebb felületet akar elvenni a termőtalajból, a Föld felszíni kérgét kevésbé sérti, így több természetes terület marad az élővilág számára. Kérdéses ugyanakkor, hogy mennyire egészséges ekkora néptömeget egy helyen tartani, még akkor is, ha lényegében a levegőbe száműzzük őket. Ma mindenki városlakó akar lenni, ez érthető. A város ma nem csak a szórakozás lehetőségét, de a kényelmesebb élet lehetőségét is biztosítja az emberek számára. A városlakók szinte minden igénye kielégíthető a különböző szolgáltatók és termékforgalmazók által. Ugyanakkor ennek a folyamatnak a kontraszelektív hozománya, hogy az új generációk a legalapvetőbb képességeket, mint az önellátást nem birtokolják. A városiasodás szükségletének támogatása ma ugyanolyan kérdéses, mint a módja. Felmerül egyáltalán kell-e? Természetesen ez a feltételezés kétségbe vonja a városiasodás folyamatát magát. A mutatók ugyanakkor azt jelzik, hogy az iparosodástól napjainkig a városi lét továbbra is egyre népszerűbb, és igény van rá. Ez a folyamat mesterséges módon nem leállítható, így marad annak a lehetősége, hogy minél kedvezőbb alternatívát biztosítsunk rá olyan programot, ami egyszerre elégíti ki az emberi szükségleteket és kompromisszumos megoldást ad a bolygó felé. Ebben a tekintetben Yona Friedman mobil építészet koncepciója egy nagyon előremutató kompromisszum. A szerkezeti kiterjedéssel párhuzamban, olyan tisztelettel nyúl a Föld területéhez, ami a 60-as években különösen előremutató hozzáállást takart. Ez a szemlélet ma alapvető, vagy legalábbis az kellene, hogy legyen napjainkban is.
3.2.2. Buckminster Fuller, geodéziai gömb
Richard Buckminster Fuller egyesült államokbeli építész és tervező. A „több kevesebbért” tervezési filozófiáját számos projektben alkalmazta, autó, ház, csónak, játékok tervezésétől a talán leghíresebb tervezéséig: a geodéziai kupoláig. A geodéziai kupolák olyan szerkezetek, amelyek a legkevesebb anyagi befektetéssel a legnagyobb térbeli kiterjedést képesek biztosítani. A gömb már régóta izgatta az építészetet, de a technológiai fejletlenség miatt a gömb szerkezete, mint álló test sokáig elképzelhetetlennek bizonyult, csupán tervek szintjén valósult meg. Gondoljunk csak a Newton kenotáfiumra, Étiere – Louis Boullé (1784)
16 , (16.ábra) A rá következő évben Antoine Laurent Thomas Vaudoyer ötös tagozatú gömb lakóházat tervezett17 , (17.ábra) majd Claude Nicolas Ledoux középületet. 18 (18.ábra) A francia felvilágosodás alakjai a tiszta ideális formába vetett hitük tükrében vetették papírra terveiket, elhagyva a megvalósíthatóság kérdését.
A forma ideája már korábbra is visszavezethető, már Platón is kijelentette, hogy a gömb a legtökéletesebb forma mind közül. A gömb a tökéletesség és a harmónia szimbóluma, az utópia jellegzetes megjelenítője.
Buchminster Fuller által tervezett gömbfelület a háromszögű elemek bontásával könnyen és olcsón előregyártható, bővíthető. További előnye az önmerevítő szerkezetként való működése. Szerkezeteit többször
és több helyen is elkészítette, első gömbfelülete 4,3 méter átmérőjű volt, amelyet diákjai segítségével valósított meg. Az USA különböző iskoláiban tanított, például az észak-karolinai Black Mountain College-ban. A főiskola ideális hely volt nyitott és kreatív világnézete számára. Ideális helyszíne volt a kísérletezésnek, nem véletlenül itt épült meg az első geodéziai kupolája. Később több gömb is elkészült. Magyarországon, például a Balatonbogláron álló gömbkilátó is.
Ugyanezen elvek mentén egy óriás gömbkupolát képzelt el Manhattan belvárosa fölé. (21. ábra, 22. ábra,23.ábra) A kupola célja az időjárás szabályozása és a légszennyezés csökkentése volt. Yona Friedman hőszabályozott város víziójához hasonlóan a projekt hosszútávú megtérülésben bízott. A külön-külön lakásonkénti klimatizálás helyett az egységes klimatizálás költséghatékonyságát támogatta.
Buchminter Fuller az elsők közt volt, akik felismerték a természeti erőforrások végességét. A technológiába vetett hitében abban bízott, hogy a fejlődés megoldást kínál majd az erőforrások megújítására.
A földűrhajó 19 kifejezést hangoztatva hívta fel a figyelmet a bolygó véges és kifogyóban lévő energiaiforrásaira. Ezen elvek irányították a gömb geometriájához. Formától függetlenül a’ több kevesebbért’ elv ma sarkalatos kérdés. A Föld kimerülő energiakészlete és az abból való gazdálkodás a ma ökologikus építészetnek nevezett program alapjául szolgál. 60-as évekbeli elképzelései, azok gondolatisága napjainkban még relevánsabb. A fosszilis energiák kifogyóban vannak, ahogy a Föld felülete is egyre inkább kizsigerelt.
Buchminster Fuller nézetei a környezettudatos elképzelések kezdeteit jelentik. Ezek a nézetek ma már elkerülhetetlennek minősülnek az építészet tekintetében.
"Ez volt az 1960-as évek eleje (…), a nagy társadalmi és kulturális változások ideje.
Aggódtunk a városok fejlődésének módjáról az Egyesült Királyságban. London (és az Egyesült Királyság délkeleti részén) lakosságát előre jelezték, óriási ütemben bővül, különféle okok miatt " 20
Az Archigram név és az utópia kifejezés elválaszthatatlan fogalmak. A csoport 1960-as években alapult. Technológiai alapokon nyugvó terveik új valóságot teremtettek hipotetikus projektek formájában. A csoport
tagjai: Peter Cook, Warren Chalk, Ron Herron, Dennis Crompton, Michael Webb és David Greene voltak. Az
Archigram a csúcstechnológiák mellett a könnyű infraszerkezeti álláspontot és a túlélési technológiákat vizsgálta. Ezzel egyidőben bár a fenntarthatóság kérdésköre is foglalkoztatta a csoportot mégsem az anyagi végességet képviselő szemléletmód jellemezte munkásságukat, sokkal inkább a társadalmi irányú megközelítés. A csoport tervezései során az elhasználhatatlan forrásokra támaszkodott, és nem foglalkozott azok végességével. A hangsúlyt a mobilitás és a változtathatóság köré szervezte. Vizióikban megkérdőjelezték a Vitriviusi gondolatot, az építészet statikus természetét.
A fenntarthatóság és a lépéstartás lehetőségét dinamikus a változásra mindig készen álló modellek képében látták. Koncipiálásuk erőssége vitathatatlan ezt jól bizonyítja, hogy 2002-ben a csoport értékes gondolataik elismeréseként elnyerte a RIBA aranyérmet.
”A fenntartható fejlődés olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen generációk szükségleteit, anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő generációk szükségleteinek kielégítését. „21
A Brundtland jelentés értelmében a fenntarthatóság fogalma tehát egy bizonyos sebesség, ami képes felvenni a ritmust az igények változásával. Ebben látja a csoport az igazi építészeti kihívást. Az Archigram megkísérelte megtervezni a jövőt a Plug-in City képében, amely először 1964-ben a 4. számú magazin kiadványában került publikálásra.
A Plug-in-City egy olyan megaszerkezet, amely képes adaptálódni az emberi igényekhez, és a folyamatos technológiai cserével is felveszi a tempót. Ez a városi rendszer jelentős különbséget mutat a hagyományos értelmű városokkal szemben. Először is inkább lineáris mintsem kör alakú. Ez eredményezi, hogy a perifériára került építmények, mint hétvégi nyaralók és falvak, a városi növekedés következtében is gyorsan megközelíthetők. A Plug-in City, mint összekötőelem az apró épületeket összefogva a vidék fejlődését is elősegíti. A változásokra tervezett számítógépes vezérlésű város nagyméretű megastruktúra, cserélhető elemekkel. Nem épület, sokkal inkább egy hatalmas keret, amelybe cellák vagy szabványos alkatrészek formájában kialakított lakások illeszthetők. A Plug-in City valójában nem egy város, hanem egy folyamatosan fejlődő megastruktúra, amely magában foglalja a lakóhelyeket, a szállítást és más alapvető szolgáltatásokat - mindezt óriási darukkal mozgatva.
Elméleti impulzusának középpontjában a modernizmus tartós precedensei és aggodalmai állnak, amelyek nem korlátozódnak a kollektív élet koncepciójára, a közlekedés integrálására és a városi környezetben bekövetkező gyors változások alkalmazására. Az ezzel való elégedetlenség arra késztette a kísérleti építészeti együttest, hogy álmodjon olyan alternatív városi forgatókönyvekről, amelyek a korszak brit modernizmusának felületes formalizmusával és unalmas külvárosi tendenciájával kerül szembe. A program szerint minden elem könnyen felépíthető és cserélhető. Erre szolgál a rácsszerkezet tétjén futó sín. A sínrendszer azon kívül, hogy az utasokat szállítja, mint daru működik, ami kön ynyedén mozgatja a rácsszerkezet vízszintes és függőleges elemeit. A koncepció annak lehetőségével is számol, hogy az autók majd ’kihalnak’. Ha ez bekövetkezik, akkor egyszerűen kihúzzák a meglévő utakat és parkolókat, így elegendő hely terem majd az új típusú közlekedési rendszer számára. A programban megfogalmazott gondolat, nem egyszerűen a technológiai változás fontosságát veszi észre, hanem abban hierarchikus rendet talál. E szerint, azok az elemek, amik gyorsan és jobban reagálnak a
változásra a város tetején helyezkednek el. A stabilabb, hosszabb kiterjedésű elemek, mint az utak a szerkezet alsó részében. 22
Nyilvánvalóan a tömegtermelés is ösztönzően hatott a Plug-in City koncepció megalkotására. Ekkor ez egészségesnek, pozitívnak és produktív iránynak minősült. Ma már tudjuk, hogy a tömegtermelésnek súlyos negatív effektusai vannak. A rendszer elfogadja a kidobott architektúrát, ez a nézet ma már nehezen összeegyeztethető a környezettudatosággal. A terv mindent fogyasztói eszköznek tekint, ez által minden elem rendelkezik lejárati idővel, ami folyamatos cserét gerjeszt. Tisztán látszik, hogy a Plug-in City végtelen erőforrásokra támaszkodik. Ez a hozzáállás nem alkalmazkodik megfelelően az említett fenntarthatóság fogalmához azon értelmezésében, hogy a véges elhasznált fosszilis energia a jövő nemzedékének igénykielégítését veszélyezteti.
Ezen felül a város hosszú lineáris közlekedési rendszere, legyen az a jövőben bármiféle közlekedési mód, infrastrukturálisan nem biztosít elegendő helyet a gyalogos közlekedésre. A motorizált transzport magasabb CO2 kibocsátást eredményez. Fontos megjegyezni, hogy a 60-as években a Plug-in City megfogalmazásakor a környezettudatosság még csecsemőkorban járt, ennek ellenére számos projektben előremutató gondolatok jelentek meg a vele kapcsolatban (lásd: Buchminster Fuller, Yona Friedman korábban bemutatott projektjeit). Bár a program a környezet nézőpontjából vitatható, azonban érdekes megközelítést ad a társadalmi fenntarthatóság szempontjából, így végsősoron környezettudatossággal is él.
A társadalmi fenttarthatóság az a fajta megközelítés, ahol az ideálisan fenntartható életmód nem a vagyoni növekedéssel egyenértékű, hanem egyfajta fordított fogyasztói nézet megy végbe. A Plug-in City programja az emberi szükségleteket a minimumra redukálja. Minden ember fülkékben, egyenlő életszínvonalon él, így lényegében megszűnik a vagyoni alapú hierarchia, a szükségletek nem lépik túl az alapvető javakat. Egyforma kapszulaszerű otthonok a szállodai szobákhoz hasonlíthatók. – Felmerül persze a személytelenség kérdése és az egyén érzete. - Ugyanakkor a teljesen általánosított lakóstruktúra praktikus, és jól alkalmazkodik a tömegtermelés tulajdonságaihoz – (ismétlés, szabályosság). A cserélhetőség függ-
vénye ezen elemek variálhatósága. A program egyszerre akarja kielégíteni a szükségleteket, de mindezt úgy, hogy koordinálja azokat. Ebben az értelemben az egyén kívánalmai csökkennek, ez magával vonzza a kisebb energiafelhasználást, hiszen valljuk be, az átlag jómódú ember szükségletként beállított igény és ezen elven alapuló fogyasztás jóval túllépi a valódi szükség határait.
Továbbá ez a típusú lakhatás jól idomulhat a 21. század emberéhez, aki lényegében nomád életvitelt folytat. Korunkban az ember már ritkán éli le egy helyen az életét, gyakran vált otthont, országot akár kontinenst. Képzeljük csak el, mennyire egyszerű lenne csak kimozdítani otthonunkat a helyéről és egy másik helyre áthelyezni.
3.3. A képzelet és a valóság találkozása
A 60-as évek utópiáinak aktualitás jellegű boncolgatásán túl, lényeges a határtalan gondolatiság attitűdjének elsajátítása. A kreativitás, a nyitott világnézet és a ’jövőbelátás’ képessége várhatóan nem véletlenül jelentkeznek együtt. Az utópikus építészet vitatható felületét jelenti a valósággal való összeférhetőség vizsgálata. Ez az aspektus különösen akkor válik kérdésessé, mikor a kiváltó problémát vizsgáljuk. Korábban esett szó a jelenség paradox jellegéről. Arról, hogy bár létrehozásának szükségszerűsége a valóságtól történő teljes elrugaszkodás, ugyanakkor a víziót kiváltó ok mindig a jelen valóság és annak problémaköre. Ezen a gondolatmeneten tovább haladva, és a már vizsgált példák ismeretében kijelenthető, hogy a valódi probléma, mint kiindulás ott van az utópikus koncepcióban. Ennek kapcsán persze előjön egy lényegi momentum, miszerint a valós problémák valós megoldásokat igényelnek. A valós probléma mellett, az utópia anyagi megjelenésére korábbiakban bemutatott projektekben már láthatunk példákat –Buchminster Fuller: geodéziai gömb vagy az említett radikális városépítészeti megoldás, - (Chardigarh és Brazília város). Az építészeti utópiák értelmezésekor mégsem kihagyható szempont a megvalósíthatóság kérdésének vizsgálata, hiszen az anyagi formába emelt utópiákon túl, még több víziót találunk, amelyek csupán terv szintjén készültek el.
A megvalósíthatóság kérdéskörében, a lehetetlen és a lehetséges párhuzamának kapcsán hajlamosak vagyunk megfeledkezni egy lényegi elemről, az idő függvényéről. A következőkben erre vonatkozólag két építészeti példát hozok, amelyek mentén az utópikus gondolat és a valóság kapcsolatát vizsgálom.
3.3.1. Archigram, Ron Herron, The Walking City
Az Archigram csoport projektjei közül Ron Herron, Walking City című munkája tisztán ellentmond az építészet statikus jellegének. A Walking City plakátját látva fordult meg fejemben először a gondolat, hogy érdemes lehet az építészeti utópiák világában mélyebbre ásni. A plakátot 2017 nyarán, New Yorkban a MET
Breuerben láttam, aznap rengeteg plakátot néztem végig, erre a mai napig tisztán emlékszem. A tervet látva, nem voltam benne biztos, hogy építészetet látok, grafikát, scifit vagy csak valami örült álmot. Úgy
éreztem, bármi is ez, izgalmas, unikális és érdemes arra, hogy az ember megpróbálja megérteni. Most már tudom, hogy nem egyszerűen a plakát volt magával ragadó, hanem az a fajta határtalan gondolatiság, amit az építész egy papíron keresztül közvetíteni tudott.
Az építészeti utópia tipizálási lehetőségei közt esett szó a disztópiákról. (szerk.: lásd: előző oldalak)
A Walking City koncepciója ebben a csoportban értelmezhető. A disztópia negatív jövőkép. A kritikai attitűd kifejezési lehetősége, amely egy az aktuálisnál rosszabb sorsra fordult társadalom vízióját vetíti elénk. Ron Herron első mozgó városának helyszíne a posztapokalipszist átélt, jövőbeli New York. A nukleáris háború utáni földi lét újradefiniálódik, a határok megszűnnek és az emberi faj visszatér a nomád élethez. Az óriásrobotok a Hudson vizében lépkednek, és odaviszik az infrastrukturális erőforrásokat, ahol arra igény van. Fém hüvelyekből álló csápjaikon keresztül képesek egymással kapcsolódni, központokat alkotni, illetve a már meglévő áru és nyersanyag lelőhelyekhez is hozzáférnek. Ron Herron víziója formai értelemben a rovarok és a forradalmi gépek kombinációja. A sétáló város ideáját, hasonlóan a Plug-in City generátorához, az alkalmazkodás készsége váltotta ki. Azonban itt a változás nem egyszerű elemi cserelehetőségen alapszik, hanem helybeli rugalmasságon. Az idea egy olyan város, ami krízis esetén a világ bármely pontján képes megjelenni.
A robotoknak egész tág funkcióskálán mozgó családjuk van, irodákat, kórházakat, akár egész katasztrófavédelmi rendszereket foglalnak magukba. 23
A vízió tisztán fikciónak tűnhet, Ron Herron részletes rajzait vizsgálva azonban mégsem az. A rajzokon szinte érezhető, ahogy az óriásrobotok kapcsolódási pontjai megmozdulnak, mintha a tervező valóságnak élné meg a fikciót.
Ennek a gondolatnak kapcsán térnék ki a ’megvalósíthatatlan’ utópiák és a lehetséges kapcsolatára. -Idézem az előszóban leírt Verner Gyula idézetet: „Mindent, amit egy ember el tud képzelni, azt más emberek valóra válthatják!” 1 - Az építészeti utópiák támadható felülete a racionalitást képviselők számára az, hogy ezek a tervek gyakran nem tűnnek megvalósíthatónak. Alapvetően kérdésesnek gondolom azt a felvetést, hogy az építészeti terv csak akkor válhat értékessé, ha fizikálisan is előállítható.
A gondolat erejét gyakran hajlamosak vagyunk alábecsülni egy az anyagi megnyilvánulásban kiteljesedő művészetben. De mit ér az anyag, ha hiányzik a gondolat, ami formálja? Az építészeti koncepció éppoly összetett, mint a szakma maga. Az anyaggal való bánásmód nem más, mint absztrakció, ami az anyagon keresztül kapcsolatba lép a valósággal. Az anyag mindig az adott technológia függvényben határolt, de a mögötte megbúvó gondolat nem lehet korlátolt. A gondolati szabadság elsajátítása éppoly lényeges, mint a matéria ismerete. Egy építész fantáziáját nem dughatja zárt falak mögé, mert megfosztja saját magát és a világot attól, hogy a lehetetlenből, egyszer valami nagyszerű születhessen. A gondolat absztrakciójára való készség tanulandó, ezért is tartom érdemesnek, hogy foglalkozzunk, a koncepciót ennyire szabadon és nagy ívűen kezelő építészeti lehetőségekkel, az utópiákkal.
23. Archigram, The walking city, lásd még: Reyner Banham. (1994): The visions of Ron Herron, (Architectural Monographs No 38), St. Martin's Press - US Macmillan 1. Verne Gyula (Jules Verne). (1875): Utazás a Föld körül nyolcvan nap alatt, Le tour du monde en quatre-vingts jours, Budapest, Franklin Könyvkiadó.
A határtalan gondolat másrészről mindig lehet inspiráció. Nagyszerűen példázza ezt Ron Herron víziója és a Halley kutatóállomás 24 különös hasonlósága. Az állomás 2013-ban készült el és 2014-ben hozták működésbe. A projekt hihetetlenül hasonlít Ron Herron 1964-es Walking City projektjére, és a leírásának szellemisége is párhuzamot alkot az Archigram gondolatiságával. Az állomás az innovatív hidraulikus működésű, sítalp szerű lábainak köszönhetően áthelyezhető, könnyen mozgatható. A bázist öt, egymással összeköttetésben lévő kék modul alkotja. A modulok funkciói: a hálótér, a laboratórium, az iroda és az energiaüzem szegmensekben merül ki, amely részekhez egy központi kétszintes piros modul kapcsolható, amely egy tágas szociális teret tartalmaz. A központ extrém körülmények közt, -56 Celsius fokon ad élhető közeget a legénységnek. A mozdíthatóság lehetősége megelőlegezi a mozgás lehetőségét, egy jégen járó várost.
34. ábra: Halley kutatóállomás az Antarktiszon
3.3.2. Metabolizmus, Nakagin kapszulaház
A metabolizmus nem egyenlő az utópizmussal, azonban, ha a 60-as évek utópikus gondolatai közt barangolunk a metabolisták csoportja mégsem elhanyagolható.
A japán metabolista csoport 25 létrejötte: Kiyonori Kikutake (1928-2011), Kisho Kurokawa (19342007), Fuhimiko Maki (1928- ) Kiyoshi Awazu építészek, Kenji Ekuan (1929-2015), Masato Ohtaka (19232010) grafikusok, és Noboru Kawazoe (1926-2015) építészkritikus nevéhez kötődik. A metabolisták nagy alakja Kenzo Tange(1913-2005), akit a metabolizmus atyjaként is szokás emlegetni, de ide sorolható Arata Isozaki (1931-) munkássága is. A japán építészet egy erős és dinamikus csoportját alkotják a metabolista képviselők, akik a mester-tanítvány kapcsolat révén vitték tovább és bővítették az eszmét. A csoport
25. Japán metabolizmusról lásd még: Ross Michael Franklin. (1978), Beyond Metabolism: The New Japanese Architecture, Architectural Record Books/McGraw- Hill
1960-ban alakult, majd ugyanebben az évben megrendezett Tokiói világkonferencián mutatták be a ’Metabolizmus: Javaslatok egy újfajta urbanizációra’ című kiadványukat 26 melynek fő szerzője Noboru Kawazoe.
Tőle eredeztethető a metabolizmus alapgondolata is, ami az anyagcsere folyamatához hasonlítható, változáson és cserélhetőségen alapuló építészeti gondolatmenet. A mozgalom kialakulásának hátterében több
ok is fellelhető, például a CIAM felbomlása majd a TeamX 27hatalomátvétele, ezeken felül pedig a legfőbb
ok a világháború utáni újjáépítés igénye volt, ami az 50-es években bekövetkezett demográfiai robbanással társult. A háború után Japánban súlyos és nagyléptékű problémák vártak megoldásra. A korábbiakban
bemutatott példák is jól prezentálják, hogy a városi léptékű problémák, hasonló léptékű megoldásokat és ötleteket generálnak, nem volt ez másként Japánban sem. A várostervezők hagyományos koncepciói képtelenek voltak lépést tartani a rohamos urbanizációval, új megoldásokra volt szükség. A metabolisták új és unikális építészeti koncepciót alkottak, ami az építészet morfológiai rendszerével foglalkozott. Gondolatiságuk a megastruktúrák rendszerében teljesedett ki. A jövő városképe koncepciójuk szerint az élő szervezet működéséhez hasonló struktúrában működik. A változtathatóságon alapuló építészeti koncepció nem véletlenül kerül Yona Friedman vagy az Archigram képviselte projektek mellé.
A projektek határai hasonló mezsgyén járnak, gondoljunk csak Kiyori Kikutake ’Tengeri városára’ (35. ábra,36.ábra) vagy Kisho Kurokawa ’Floating Cityére’ (37.ábra,38.ábra) A tervek volumene egyértelműen utópisztikus léptékű.
26. kiadvány: Noboru Kawazoe. (1960): Metabolism: the proposals for new urbanism (Metabolizmus: Javaslatok egy újfajta urbanizációra), Tokió, Mori Bijutsukan
27. CIAM és TEAMx kritikája, lásd még: Kenneth Frampton. (2009), A modern építészet kritikai története, 2. bővített kiadás, Budapest: Terc KFT
A metabolista munkák közül, a Kisho Kurokwa tervezte Nakagin kapszulatorony28, - (1972- Tokió) - az utópia és a valóság kapcsolatát erősítő tervek közé sorolható, a jövő lakhatására tett kísérlet. Az épület fő szerkezete két egymáshoz kapcsolódó vasbeton torony, amikhez kapcsolódik a 140 darab önálló 2,5*4*2,5 m-es kapszula. A kapszulák jellemzően lakófunkciót töltenek be, de ma már több irodaként vagy raktárként működik. Az épület tervezését a cserélhetőség elve vezérelte. A koncepcióban számoltak a bővíthetőség lehetőségével, ami a kapszulák összenyitásával lehetséges, illetve elhasználódásuk esetén a teljes kapszula cserélhető. A kapszulaház a metabolista gondolatiság fizikai lenyomata. A kapszulák variálhatósága a korábbiakban tárgyalt Plug-in City-vel, de akár Yona Friedman térrácsába építhető lakódobozaival is rokonítható. Működését vizsgálva a kapcsolat könnyen felfedezhető a korábbiakban bemutatott megastruktúrákkal. A kapszulaház az előregyártásnak köszönhetően mindössze 30 nap alatt épült. A Nakagin kapszulaház az utópia valóságának az a piciny lenyomata, amire ha ránézünk talán annyira nem is érezzük lehetetlennek a megaszerkezetek megépítését.
A 60-as évek radikális városépítészete a 2008-as Berlini kiállítás során már szembekerült a 2000es évek szükségleteivel. A programsorozat kérdésköre az utópia újraértelmezése, a kiállítás egy állomása volt, amelyben több workshop és publikáció is helyet kapott. A program 2006-ban indult, Sabrina van der Ley és Markus Richter kurátorok vezetésével. A koncepció a kutatáshoz hasonlóan az akkori jelennel vetette párhuzamba a 60-as évek vizionárius építészetét, a résztvevő művészeket új utópiák létrehozására inspirálva. A hangsúlyt a térbeli struktúrák és a képzőművészet közé állította, miközben azt vizsgálta, hogy a megastruktúrák megvalósítható megközelítést kínálnak-e a gyorsan növekvő megavárosokban. A korsza-
kot megidézve kortárs alkotók utópikus gondolatokat hívtak életre. A program résztvevő művészei: Jose Davila, Simon Dybbroe Moller, Ryan Gander, Erik Göngrich, Franka Hörnschemeyer, Gordon Matta-Clark, Tobias Putrich, Tomás Saraceno, Katrin Sigurdardottir. 29
A Megastructure reloaded kapcsán Tomás Saraceno Cloud city 30 nevű projektjét emelem ki, projektje
több fázisban is megjelent a 2000-es évek során. A munka egy lehetséges alternatív jövőt vetít elénk, ahol az emberiség megszűnteti negatív hatásait a bolygóra, felhagy a fosszilis energiahasználattal. Tomás Saraceno felhővárosok jövőképe a levegőben van. A Stillnes in Motion elnevezés is az állapotot jelöli, a levegőben való mozgás jellegére utal. A 2017-es projektjével felveszi azt a radikális vizionárius építészeti fonalat, ami a fenntarthatóság jegyében zajlik. Gondolataival egy nagyon is mai és aktuális problémára reagál. A vízió a tudomány, a tündérmese, a realitás és a fikció közt lebeg, ahogy elképzelt buborékjai is a Föld és a levegő közt. A lebegő városok szálló organizmusok, amelyek a nap és szélenergiát használva definiálják pozíciójukat. Ez az entitás az aerogél-nek köszönhetően jöhet létre. A légi kolonizációval a Föld
kizsákmányolása és kiszipolyozása csökken, a gazdaság konzekvens redukálásával a negatív klimatikus hatások megjelenése redukálódik. A lebegő városok folyamatosan épülhetnek és áthelyeződhetnek, mint a felhők, így alkotva új nomád vándorló társadalmat.
Tomás Saraceno Cloud City-s koncepciója többek közt 2012-ben, Berlinben a képeken látható installáció formájában került bemutatásra. Koncepciójában egyszerre képviseli az utópikus építészet szabad gondolatiságát és reagál az emberiség talán legalapvetőbb problémájára a fenntarthatóságra. A különböző magasságú téri elemek: a tér, a jövő és a gravitáció fogalmát vizsgálják. A néző szintén, mint téri elem jelenik meg és közvetlen kontaktusba kerül az installációval. Saraceno munkájának célja, hogy kifejezze, hogy az emberek miként képesek együtt élni a környezettel, így a nézőt fizikálisan is a vízióba helyezi. A CloudCity-s projekt azt az irányt képviseli, amiben az utópia jelenünkre nézve különösen releváns és kifejezetten aktuális. A 21. század kulcsfontosságú kérdésévé vált az ember és a bolygó kölcsönhatása, együttélése.
5. Konklúzó:
Az embernek mindig igénye volt arra, hogy elképzelje a valahol-másutt-másként gondolat mibenlétét, a távoli jövőbe vetített rémképek vagy vágyálmok formációit. Az építészeti utópiák és disztópiák gazdag korszakaként tekintettünk a 60-as évek vízióira. A kiemelt munkák a műfaj szűk keresztmetszetét jelentik. Beszélhetnénk még rengeteg projektről vagy képviselőről, a firenzei csoportosulásokról, az Archizoom, a Superstudio, az UFO és a Zzigurat együtteseiről. USA székhelyű Ant-Farm-ról, vagy a Gruppo Ufo, Gruppo 9999 csoportokról. Munkásságuk semmivel sem kevesebb a bemutatott projekteknél. Sőt, ezen felül még rengeteg terv létezik, ami éppen most készül egy jobb jövő reményében. A kutatás lényege azonban, mint a bevezetőben már elhangzott, nem az építészeti utópiák hiánytalan összegyűjtése. Jelen kutatás célja sokkal
inkább a műfaj működési elvének és motorjának megértése és a szellemiségének elsajátítása. Az írás során vizsgált építészeti utópiák a már vitatott nézetek alapján kétségtelenül ma is példaértékűek, szemléletük aktuális. Annak a felfedezése, hogy az alkotó, építész miként és miért hoz létre utópia szintű koncepciót, ennek megértéséhez nélkülözhetetlen elemét jelentette a konkrét tervek vizsgálata.
A vizsgált projektek, olyan gondolatébresztő víziók, amelyek tanulmányozása továbbá alkalmas a gondolati nyitottság képességének elsajátítására. Az építészeti utópiák megértéséhez el kell vonatkoztatni az aktuális probléma tárgyától. A 60-70-es évek fő problémáit az urbanizáció a városiasodás, és a lakóigények szükségleteinek kielégítése jelentette A probléma mindig a generátor, amire reakcióként működésbe lép az építészeti vízió. A válasz egy rendszer képében érkezik, ami nem rendeli alá magát a valóságnak, nem próbál illeszkedni ahhoz, mert az olyan jellegű kompromisszumokat vonna magával, ami a terv radikális működéséből logikájából venne vissza. A komplex megoldás alkotásának szükségszerű eleme a radikális gondolat, a komplexitás. Ezen felül a beemelt projektek kiválasztásakor cél volt az utópia közelebb hozása a valósághoz, a lehetségeshez. Felidézném A képzelet és valóság találkozása című fejezetben leírt megállapítást, miszerint a lehetséges és lehetetlen viszonya nem más, mint egy időbeni függvény.
Jelen zárógondolat szükségszerűsége lesz a megvalósíthatóság lehetősége. Hiszen, mint az elhangzott a valós problémák valós megoldásokat követelnek, ahogy a globális szintű problémák radikális megoldásokat. Az elrugaszkodott tervnek mégis egyetlen célja van a valóságot jobbá tenni, valahol egy jobb jelent, vagy jövőt létrehozni. A cél érdekében a koncepciót létrehozó egyén nem adhatja fel a terv megvalósíthatóságának lehetőségét, főként a 21. században, a Földet érintő globális problémák tekintetében. Ugyanakkor el kell szakadnia mindazon kor adta határoktól, amelyek gátolják a koncepciót. Ezen értelemben továbbra is meghatározó elem a vizsgált paradox jelleg. Bár az alkotó nem adja fel a terv valóságba emelését, a gondolati léptékkel vállalja annak kockázatát, hogy vízió csupán vízió marad. Mint arra korábban kitértem, az építészeti gondolat, nem lehet csekélyebb érték a formába öntött matériával szemben. A gondolat azonban nem vész el, egyfajta ajándék lehet a jövő generáció számára.
6. Utópikus gondolatok a jelenünkre nézve
A kérdés értelemszerűen következik: miért most? Miért és hogyan lép kapcsolatba az utópia és a jelenkor? Mi az emberiség jövője, és ehhez kapcsolódva a legsúlyosabb kérdés: miféle utópiák születhetnek egy jövőjét féltő társadalomban?
Már a 20. századot a világválság kifejezés pecsételte meg és a 21. század egyre globálisabb válságokkal néz szembe. A világ tanúja volt a pénzügyi erők és a piacgazdaság összeomlásának. Az ember legnagyobb adósságát a Föld felé teremtette meg, mikor az emberiség ökológiai lábnyoma meghaladta a Föld kapacitását, ez már az 1980-as években bekövetkezett. (46. ábra)
Az emberiség és a Föld sorsára nézve a mérések nem túl kedvezők: az átlag tengerszint magasság 1 métert fog emelkedni 2100-ra és a szén-dioxid kibocsátás tovább gyarapszik. 100 éve a lakosság 10%-a élt városokban, ez a 20. század végére 50%-ra emelkedett. A becslések szerint, ez a mutató 2025-re tovább gyarapszik, és 7,9 milliárd összenépességből, 4,6 milliárd városban fog élni. 31 Mindez tovább gerjeszti a városi problémák kérdéskörét, amelyek egyre intenzívebben egészülnek ki a klímaváltozás problémáival. Az emberiség jövőjét firtató és megkérdőjelező statisztikák és adatok ma a mindennapi életünk részeseivé váltak. Az interneten és a különböző szociális felületeken végigfutva szinte biztosan találkozunk ebben a témában írt valamely bejegyzéssel. Amennyiben komolyan vesszük a korábban megfogalmazott meglátásokat, akkor kijelenthető, hogy a jelen fiatal generációjának a látásmódját és jövőképét ezek a problémák határozzák meg. Ezt a tételt látszik erősíteni az a kutatás, amelyet témavezetőm Dr. Németh Pál, a Pécsi Tudományegyetem Műszaki és Informatikai Karán több éve folytat. Ez a prog -
31. A népességnövekedés és a városiasodás statisztikai adatai: https://www.ksh.hu/docs/hun/xftp/stattukor/nepesedesi18.pdf, kelt.:2018.07.11.,utolsómegtekintésdátuma:(2019.11.11)
ram kezdetben a hallgatói, tervezői kreativitást bővítő lehetőségek vizsgálatára koncentrált. A kurzusán résztvevő hallgatók évről évre visszatérő projekt résztevevői. A feladat során a hallgató feladata, hogy egy képzelt ’országot’ fogalmazzon meg, mindenféle kötöttség nélkül. Az imaginárius országok láncolata párhuzamos univerzumot épít fel hallgatói utópiákból, vagy disztópiákból. A kutatás során
lehetőséget kaptam arra, hogy több évfolyam munkásságba betekintést nyerjek, és konzultálhassak külföldi és hazai hallgatótársaimmal. Önmagában varázslatos azt megtapasztalni, hogy mennyi féle kreatív gondolat születhet, mikor az alkotó teljes szabadsággal él. A beszélgetések során ezen felül
lehetőségem nyílt generációm által képzett víziók megismerésére.
Jelen kutatás témájához és vizsgálatához a konzultáción tapasztalt élmények is megerősítést adnak.
Fontos megjegyezni azt, hogy Dr. Németh Pál által kiadott feladatnak nem része az, hogy a vízió kapcsolódjon jelenünk globális problémáihoz, ennek ellenére számos projekt visszatérő motívuma a klímaválság, a pusztuló bolygó és a megkérdőjelezett jövő. Ehhez a témakörhöz köthető munkákban két fő típus figyelhető meg. Az egyik irány egy olyan világot vetít elénk, amely során az emberiség a bolygó megmentésén munkálkodik, és békét köt a természettel. Az elképzelt világok másik csoportjában a Földön már súlyosan sérült, disztópikus állapotok uralkodnak. Az egyik legszebb és egyben legkísértetiesebb gondolat, ami két projektben is előkerül, az utolsó fa és az utolsó csipkebokor, amit az ember, mint féltve őrzött kincset őriz.
A konzultációk tapasztalata is azt erősíti, hogy tudatosan vagy sem, de a jelen generáció felismeri korunk problémáit és azok súlyosságát. Az utópia éppúgy aktualitást képez a 21.században, mint bármikor előtte. Nostradamus végítélet jóslatait a jelenkor hasonló gondolataitól ez utóbbi tudományos megalapozottsága választja el. Bármely utópia gondolati léptéke ebben a korban kerül legközelebb ahhoz, hogy a globális problémával szinkronba kerüljön. Azt az időszakot éljük, amikor szükség lehet világmegváltó ötletekre, igazi jövőlátókra. Így kerül párhuzamba jelenünk az utópiákkal, nem kisebb célért, mint a jövőnkért. Az utópiát és a 21. századot összekötő nyelv a globalitás.
7. Saját projekt bemutatása
Magam is naivan hiszek a Föld és az emberiség menthetőségében. 25 éves fiatalként, ha nem hinnék benne akkor a saját magam jövőjében sem hinnék, erre képtelen vagyok. Így utópiák ihlette záró ötletemet nem egy másik univerzumban vagy a világegyetem távoli pontján helyezem el, hanem nagyon is közel a Földön, a saját világomban.
Kutatásom egy olyan koncepcióval zárom, amely a probléma tekintetében globális jellegű, dokumentálása szempontjából viszont lokális értelmezést is ad. Ennek fontosságát azért tartom érdekesnek, mert a globális szintű gondolkodás gyakran azért nem képes eljutni az egyénig, mert nincs meg a kontaktus a mindent átfogó hely és az egyén között. Gyakran, amit nem látunk, az nem létezőnek tűnik. Ettől függetlenül a tervezés bár kiemelt létező helyszínre reagál lényeges velejárója, hogy a választott hely, a terület jellege mégis univerzálisan értelmezhető, tehát globális. A koncepció helyszíne, ami párhuzamban áll az utópia ’sehol’ helyével az a ’sebhely’.
A ’sebhely’ jelen vizsgálat értelmezésében a Föld azon tájsebeit jelöli, amik valamilyen súlyos emberi beavatkozás hatására atrocitást szenvedtek, kizsigerelt földterületekké váltak. Értelmezésesemben ezek
a kiemelt helyek a külszíni fejtések. Ilyen jellegű tájsebet közvetlen környezetünkben is találunk. Ez a pécsi Karolina külszíni fejtés, ami jól mutatja, hogy milyen drasztikus beavatkozást, ’kiharapást’ okozott az
energiáért vívó ember. A Karolina külfejtés területe másfélszer akkora, mint Pécs belvárosa. A Föld fosszilis
kizsákmányolásáért véghez vitt bányászati tevékenység rengeteg ilyen sebhelyet hagyott maga után, jóval nagyobb tájsebek lenyomatában.
A bányászatnak több káros tényezője is jelentős környezetünkre nézve, amelyek szoros összefüggésben állnak egymással. A külszíni tevékenység csökkenti a biodiverzitást, egész egyszerűen elveszi az értékes élőhelyeket, és a talajt meddővé téve kizsigereli azt. Kongóban például a bányászati tevékenység következtében nem maradt elég élőhely a gorillák számára, így a faj egyre inkább a kihalás felé sodródik. Ezen felül a bányászati hulladék vegyi anyagokkal van tele, ami az ásatások következtében mélyvízi közegbe jut, és súlyosan károsítja az ivóvíz minőségét. Másrészről a bányászat alapvetően egy nagyon vízigényes művelet.
Hiszen a Föld egyéb anyagjai közül mosásos eljárással képesek kiszűrni a fémet és ásványi anyagokat. A fejlett kultúrákban, a víz egyelőre alapvető és egy könnyed kézmozdulattal elérhető. Ez nem mindenhol ennyire egyszerű, a tiszta ivóvíz a világ nagy részén igenis luxuscikk. Súlyos probléma továbbá a magára maradt külszíni fejtések későbbi helyzete. Ennek problémája főként abban gyökerezik, hogy az egykori bányatelepülés lakossága nagyon is közel él ezekhez a területekhez, ahol mind a zavaró por, mind az ott maradt vegyi szennyeződés negatív hatást fejt ki az ott élőkre.
Továbbá a szén bányászata és tüzelése egyaránt súlyos mértékben károsítja a környezetet, mind a fosszilis energia kitermelése, mind az égési folyamat szén-dioxidot termel, amely levegőben való túlzott jelenléte tovább növeli az üvegházhatást. - „A többlet szén-dioxid kibocsátásának elsődleges oka a fosszilis tüzelőanyagok egyre nagyobb mértékű felhasználása” 21– áll a Kiotói jegyzőkönyvben. A bolygó védelme céljából drasztikusan csökkenteni szükséges a levegőbe jutó üvegházhatásért felelős gázokat: - (metán, ózon, dinitrogén-oxid, szén-dioxid). Mára a szén-dioxid mennyiség a levegőben annyira nagy mértékű, hogy a növényzet önmagában nem képes elegendő mennyiségben megszűrni a levegőt és szén-dioxidot értékes oxigénné alakítani. A levegő szén-dioxid szűrésére a világon több kutatócsoport is indított kísérleteket, a
technológiai megoldás már születőben van. A szén-dioxid kinyerésére és annak más anyaggá alakítására több lehetőség is van, például bioüzemanyag előállítására alkalmazzák. Az ausztráliai Melbourne-ben egy csoport kifejezetten a szén-dioxid széné történő átalakítást vizsgálja. (33) Ez utóbbi születendő technológiából inspirálódva kapcsoltam össze a szén-dioxid szénné alakítását a bányászati tevékenység okozta atrocitásokkal. A fentiekben leírt problémafelvetés tükrében jól látszik a kapcsolat e két jelenség közt.
Ennek a kapcsolatnak a víziója egy olyan szerkezetben teljesedik ki, ami az új technológiát alkalmazva átalakítja a szén-dioxidot szénné, és a szilárd anyagot az eredeti helyére helyezve visszaadja a Földtől korábban elvett anyagot.
A vízió valós technológiai alapokból inspirálódva valódi problémára adhat megoldást, egyszerű szimbolikája mégis fontosabb. A terv egy olyan jövőben játszódik, ahol az emberiség felismeri, hogy a fosszilis energiák felhasználása nem járható út, áttér a megújuló energiák alkalmazására. Békét köt a bolygóval és rekultiválni kezdi a sérüléseit, annak érdekében, hogy az ember és a környezet ismét harmóniában élhessen egymással. Ez a rekultiváció hosszú folyamat, valamikor a jövőben zajlik, mindenütt a Földön. A vízió jelképes erőjű, főszereplője egy olyan mesterséges intelligenciával ellátott kubus, ami hatalmas csápjaival a Föld sebhelyei fölé magaslik és megszűri a levegő szén-dioxid tartalmát. A kinyert anyagot visszaredukálja szénné, ami a kubusból lehull a fosszilisan kizsákmányolt területekbe, így ’begyógyítja’ a Föld sebhelyeit.
Ha végzett egy sebbel a csápjain egyszerűen tovább sétál és újra gyógyítani kezd a világ egy másik pontján.
Ez megoldás egyszerre képes javítani a levegő minőségét, és tesz az üvegházhatás ellen, miközben begyógyítja az ember okozta hatalmas krátereket, amik megfelelő gondosággal egyszer majd ismét termékeny területekké válhatnak.
51. ábra: A terv működését bemutató GIF részletei
A kubus működését tekintve válhat az utópia és a disztópia példájává is. A választás lehetősége abban rejlik, hogy az ember milyen szerepet vállal a rekultiváció folyamatában. Egy negatív jövőképben a kubus
működtetője egy mesterséges intelligencia. A mesterséges, gépi intelligencia azért fontos, mert a szélsőséges emberi természet nem lehet elég biztos alap. Annak érdekében, hogy a kubus soha ne válhasson a pusztítás eszközévé, a létrehozását követően az ember már nem vesz részt a működésében. Emellett van egy másik lényegesaspektus, miszerint: ha az emberiség végleg elpusztítja magát, akkor maradjon egy ’lény’, aki továbbra is a bolygó megmentésén dolgozik az újbóli élet reményében. Ezen vízió során felmerül az ember felé vetett legsúlyosabb kritika, ami elővetíti az emberiség halálát.
Az imént leírt végkifejlett ugyanakkor nem csupán az emberi faj jövőjét kérdőjelezné meg, de az utópia jelenségét is, hiszen az utópia alkotója nem más, mint maga az ember. A disztópiával egyidőben felvetem a működés egy másik alternatíváját, megtartva a választás lehetőségét. Ebben a vízióban az ember nem csupán létrehozza a kubust, hanem később is segíti működését, úgy, hogy a részévé válik. Ennek feltétele, hogy megtanul úrrá lenni a gonosz, és kapzsi természetén. Több szerkezet is létrejön, amelyekben egy belső mag, egy szűrő végzi a legfőbb feladatot szén-dioxid kinyerését és átalakítását, innen hull vissza az anyag felszínre. Az emberek e mag körül szinteken élnek, egészen addig elhagyják a földfelszínt míg végbe nem megy a teljes rekultiváció és a bolygó újra egészségessé nem válik. A kubusok, mint mozgó városok vándorolnak a felszínen és gyógyítják azt. A lakók dolga a rekultiváció zökkenőmentes menetének és a szerkezet működtetésének biztosítása, és az emberi jóság fenntartása, ugyanis ez a hajtóanyag.
Az építészeti szerepvállalás a klímakatasztrófa tekintetében nem kérdés, ahogy az egyéni szerepvállalás sem az. Az egyén azonban önmagában nem lehet elegendő globális problémák megoldására, ahogy a határolt gondolatiság sem. Talán csak úgy láthatjuk a jövőt, ha képesek vagyunk túllépni jelenünk határain. Hiszen a lehetséges és lehetetlen kérdése időbeli függvény. Ami ma lehetetlen holnap egy embernek vagy egy csoportnak, vagy a jövő generációjának köszönhetően lehetségessé válhat. Amennyiben képesek vagyunk elengedni jelenünk korlátait, a gondolatiság eléri a végtelent. Itt léphetünk kapcsolatba az utópikus építészettel, amelynek megalkotója az az egyén, aki határokat hátrahagyva fogalmaz meg víziót, ami mindig is mindenkor a jó és a jobb érdekében születik. Ezzel talán lehetővé téve azt, hogy egyszer valahol, valamikor egy majdnem tökéletes világban az ember tovább álmodozhasson egy utópia nevű helyről.
1. Superstudio hivatalos oldala, URL: http://arch122superstudio.blogspot.com/, utolsó megtekintés dátuma: (2019.11.16.)
2. Archigram hivatalos honlapja, https://www.archigram.net, utolsó megtekintés dátuma: (2019.11.16.)
3. Detail írása a 60-70-es évek építészeti utópiáiról, megjl.:2018/6,URL:https://www.detail-online. com/article/architecture-as-political-vision-the-utopias-of-the-1960s-and-1970s-32242/ utolsó megtekintés dátuma: (2019.11.16.),
5. The Buchminster Fuller Institute, URL: https://www.bfi.org/, utolsó megtekintés dátuma: (2019.11.16.)
6. Tomás Saraceno hivatalos oldala, megjelenés.: (2008), URL: https://studiotomassaraceno.org/, utolsó megtekintés dátuma: (2019.11.16.)
7. BME Urbanisztikai Tanszék. (2012): Budapest 2050, a belvárosi tömbök fennmaradásának esélyei, A BME urbanisztikai tanszékének monográfiája Terc Kereskedelmi és Szoláltató KFT, Budapest, Pillangó park 9.
8. Yona Friedman. (2012): Mobil építészet, Yona Friedman, Budapest: Ludwig Múzeum, Kortárs Művészeti Múzeum Budapest
9. Sabrina Van Der Ley & Markus Richter (2008): Megastructure reloaded, Visionary architecture and urban design of the sixties reflected by contemporary artist, European art projects, Hatje cantz
10. Fenntartható Fejlődés Bizottság (Tárcaközi Állandó Bizottság), FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS BIZOTTSÁG TITKÁRSÁGA (1998): Az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése: Kiotói jegyzőkönyv az ENSZ éghajlatváltozási keretegyezményéhez és a hazai feladatok, Környezetvédelmi és Területfejlesztési Minisztérium, 1011 Budapest, Fő utca 44-50.
11. Sir Thomas More (2002): Utópia, Kardos Tibor fordítása, sorozat: Szent István könyvek 1585-6186 7.), Budapest; Szt. István és Tár
12. Platón (1968): Az állam: részletek / Platón; vál., bev. és jegyz. Sándor Pál, sorozat, Gondolkodók, gondolat, Budapest
13. Czigányik Zsolt, sorozat: Modern filológiai füzetek, 0076-9967; 61., (2011): A szabadsághiány anatómiái: az emberi szabadság XX. századi angol ellenutópiákban / Budapest: Akad. K.
14. Marc Kushner. (2015): A jövő építészete, 100 különleges épület, HVG Kiadó Zrt, Budapest
15. Weininger Andor, Bjakai Éva. (2006): Az utópia bűvöletében/ under the spell of Utopia, Pannónia könyvek, Pécs
3D nyomtatott PLA és ABS kompozitok hőtani és elektromosságtani vizsgálata
Pécsi Tudományegyetem
Műszaki és Informatikai Kar
3D
nyomtatott PLA és ABS kompozitok
hőtani és elektromosságtani vizsgálata
PÉNTEK ATTILA
Informatika MA, 2 évfolyam
Konzulens:
Dr. Maróti Péter /Adjunktus/ Műszaki Informatikai Tanszék
1.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
1. Bevezetés és célkitűzések
1.1. Bevezetés
A 3D nyomtatás dinamikusan fejlődő tudományága hatalmas üzleti és tudományos potenciállal rendelkezik. A korai additív gyártástechnológiai alapanyagok és berendezések fejlesztése az 1980-as években kezdődött meg az Egyesült Államokban és jelenleg is dinamikus fejlődés alatt áll, ennek megfelelően felhasználási köre is egyre inkább bővül. A kezdetekben UV fénnyel szilárdították meg a fotopolimereket, melyet sztereolitográfiás (SLA) eljárásnak neveztek. Pár évvel később megjelent egy újabb technológia, mely poliamid por megolvasztásán alapult és a Selective Laser Sintering (SLS) néven vált széles körben ismertté. Az SLA és SLS technológiák a költséges üzemeltetés miatt eleinte elsősorban az iparban terjedtekel. A későbbiek során több új technológia is kifejlődött, de mindegyikben közös maradt, hogy a létrehozandó objektumokat, modelleket a 3D nyomatott rétegről rétegre hozzák létre. Napjainkban sokféle additív eljárásból választhatunk a piacon, a fő különbség közöttük az, ahogyan az egyes rétegeket lefektetik és az, hogy milyen alapanyagból készülnek ezek a rétegek.
Az általunk kiválasztott technológia a Fused Deposition Modelling (FDM), vagy más néven FFF (Fused Filament Fabrication). Azért vált ennyire népszerűvé az otthoni felhasználók körében és az iparban is, mert nagyon költséghatékony prototípuskészítést biztosít és minimális az üzemeltetési költségekkel jár, továbbá nem igényel különleges infrastrukturális igényeket. Az FFF technológia nyílt forráskódja miatt nagyon sokan használják a mindennapi életben és további, egyedi fejlesztéseket készítenek hozzá, mely terveket megosztják online fórumokon keresztül. Az eljárás lényege, hogy egy hőre lágyuló polimer szálat (filamentet) tekercselnek le egy csévéről, és bevezetik egy extrudáló fúvókába, mely rétegről rétegre haladva felépíti a megmodellezett tárgyat. A fúvókát tartalmazó felépítő fej a rétegek lerakásához számítógéppel vezérelt mozgást végez és így építi fel rétegenként a megtervezett modellt. Ezen nyomtatók bekerülési és üzemeltetési költsége rohamosan csökkenni kezdett az elmúlt évek során, ahogyaz általuk felhasznált alapanyagok ára is.
Mindegyik nyomtatási technológiának megvannak a maga előnyei és hátrányai. Az FDM (Fused Filament Fabrication) technológia költséghatékony megoldásnak tekinthető, mert az alapanyag hozzá alacsony
áron elérhető. A legtöbbet használt és leginkább költséghatékony ABS vagy PLA polimerből 1 kilogrammos kiszerelés 10000 Ft alatt beszerezhető, míg más nyomtatási technológiánál ugyanezeknek a polimereknek a kilogrammja több tízezer forintba is kerülhetnek. Az SLS (Selective Laser Sintering) a tárgyakat csak teljes kitöltéssel képes kinyomtatni és a test kinyomtatáshoz szükséges támaszanyagot újra feltudja használni. A szálhúzásos technológiánál fordítva van, mert a testeknek több kitöltést is be tudunk állítani.
A kinyomtatott eszközök anyagtani tulajdonságait a készítési eljáráson túl a nyomtatási alapanyagok is nagy mértékben befolyásolják, mely állítás kifejezetten igaz a kompozitok esetében. A piacon található számos alapanyag közül a PLA (polylactic acid), politejsav és ABS (acrylonitrile butadiene styrene), akrilnitril-butadién-sztirol vált elterjedté. leginkább az alacsony áruk és könnyű kezelhetőségük miatt. Ezen polimerekből nyomtatott eszközök anyagtani tulajdonságait egyre több kutatócsoport vizsgálja. A PLA és ABS polimerekből, mint bázisanyagból speciális kompozitokat készítenek, melyek egyedi anyagtani tulajdonságokat, sőt, bizonyos esetekben funkcionalitást biztosítanak a kinyomtatott modelleknek 1. A polimerhez adagolt karbon adalék elektromosan vezető filamentet eredményez 2, 3 és az így készíthető komplex modellek jelentős mértékben könnyíthetik meg a prototípusgyártást és ennek eredményeképpen végül a sorozatgyártást is 4. A piacon megtalálható különböző potenciális alapanyagok és kompozitjaik számossága miatt a lehető legjobb alapanyag és nyomtatási orientáció kiválasztását tartottuk szem előtt. Korábban lehetőségünk nyílt arra, hogy a pásztázó elektronmikroszkóppal felvételeket készítsünk több 3D nyomtatásnál használt polimerből kinyomtatott próbatesteken és törési felszínéről 5. A mechanikai mérések során eltört próbatestek törési felszíne megmutatta, hogy a kompozitok rétegvastagságonként más ellenállású a
1. Varga P., Lorinczy D., Toth L., Pentek A., Nyitrai M., Maroti P. (2019), Novel PLA-CaCO3 composites in additive manufacturing of upperlimbcastsandorthotics—Afeasibilitystudy.pp.6:045317,MaterResExpress.
3. Leigh SJ., Bradley RJ., Purssell CP., Billson DR., Hutchins DA. (2012), A simple, low-cost conductive composite material for 3D printingofelectronicsensors.pp.7:e49365.PLoSOne
5. Pentek A., Nyitrai M., Schiffer A., Abraham H., Bene M., Molnar E., et al. (2020), The Effect of Printing Parameters on Electrical Conductivity and Mechanical Properties of PLA and ABS Based Carbon Composites in Additive Manufacturing of Upper Limb Prosthetics.pp.10:398,Crystals.
modellekben. A nyomtatási alapanyagok szerkezete és az FFF technológia gyártása során lép fel és a különböző nyomtatási orientációk más mechanikai behatásoknak, illetve áramvezetéshez köthető. A különbféle
nyomtatási orientációk és paraméterek hatására az anyagok mechanikai és áramvezetési tulajdonsága gyengülhet és a mélyfelszíni képeken jól elkülönül a kompozitok közötti különbség
Vizsgálatunk tárgya két speciális, egyedi gyártású kompozit alapanyag PLA-karbon (ESD-PLA) a Filamania KFT-től (Magyarország, 3527, Miskolc, József Attila utca 57) és ABS-karbon (ESD-ABS) a HobbyKing®-től (Lucky Stuff Limited, 18 Elmsett Airfield, Elmsett, IP7 6LN, Ipswich Suffolk, UK). Két kompozit áramvezetési tulajdonságait vizsgálták, melyben kitértek a különbféle FFF 3D nyomtatás paraméterekre (Rétegvastagság, belső kitöltési százalék) és ezen beállítások változtatása során fellépő ellenállásváltozásokra a kinyomtatott modellekben 5. A nyomtatási orientáció nagy mértékben befolyásolja az elkészült modellek elektromos és mechanikai tulajdonságait is.
A nyomtatási orientációk mechanikai tulajdonságainak ismeretében meghatározható, hogy a komplex modellek elkészítése során a kompozitokat alkotó bázisanyagok (PLA, ABS) milyen mértékben ellenállóak és mekkora mértékű eltérés tapasztalható a karbon adalék hozzáadását követően után a kompozitnál. Az áramvezető kompozitok DSC-TGA mérési vizsgálatokon estek át6. A vizsgálat során meghatározásra került az adalékban található széntartalom, mely ~10–20% (m/m), illetve az adalékanyagot nem tartalmazó ABS és PLA műanyagok átalakulási fázisa egyaránt vizsgálatra került. További kutatásunk során vizsgálatonként eltérő hőmérsékleten fűtési és hűtési ciklusokkal meghatároztuk az elektromos vezetés tulajdonságait és a kinyomtatott modellek hiszterézisét. A kompozitok alkalmasnak bizonyultak szenzorok készítésére és komplex modellek dual-extruderrel történő 3D nyomtatásra egyaránt. A mért eredmények alapján előre meghatározhatóak a kinyomtatott test tulajdonságai is a tervezés során.
A szélesebb körű felhasználhatóság szempontjából tanulmányoztuk az egyedi szenzorkészítés lehetőségeit és az elektronika területén rejlő potenciált egyaránt. A kinyomtatott alkatrészekbe már nyomtatáskor bele lehet nyomtatni majd a vezető szálat, akkor a prototípus készítésekor is költséghatékonyabban és
6.UjfalusiZ.,PentekA.,ToldR.,SchifferA.,NyitraiM.,MarotiP.(2020),DetailedThermalCharacterizationofAcrylonitrileButadiene Styrene and Polylactic Acid Based Carbon Composites Used in Additive Manufacturing. pp. 12. doi:10.3390/polym12122960, Polymers,
gyorsabban készíthetjük el a tesztelni kívánt alkatrészt, de akár végleges eszközgyártásnál is felhasználható lehet az eljárás. Speciális kompozitokat felhasználva integrált szenzorok is létrehozhatóak lesznek, ami stabilabbá és kompaktabbá teheti a kinyomtatott modellt és egyedi lehetőségeket biztosít a mérnököknek a prototípusok megtervezése és elkészítése során. 7, 8, 9
A 3D nyomtatás bizonyította, hogy mennyire nélkülözhetetlen az ipari felhasználások területén, vagy épp az orvostechnológiai eszközgyártás során. Az egészségügyben az egyedi csipeszek, fogászati fúrósablonok elkészítésén felül, szimulációs oktatási eszközök készítésénél is jelen van és sok esetben nélkülözhetetlen. Különböző polimerek és kompozitok segítségével például törés rögzítőt, ortézist is készítettek korábban, melyek nagyban segítik a pácienseket abban, hogy felépüljenek egy adott betegségből 7. A 3D nyomtatás egyre inkább elterjed a felsővégtagi protézisek létrehozásában is, mert személyre szabott, gyors és költséghatékony gyártási folyamatot biztosít. A nyomtatási kitöltés és a könnyű polimerek használatával alacsony tömeggel rendelkező elektromos protézisek jöttek létre. Az egyedi gyártási lehetőséggel a piacon elérhető protézisekhez különbféle tokokat és mintákat készítenek.
1.2. Célkitűzések
Kutatómunkánk célkitűzése az ESD-PLA és ESD-ABS kompozitok hőmérsékletre adott ellenállásváltozásának meghatározása volt standard körülmények között és a felhasználási lehetőségek feltérképezése. A vékony és kevés rétegvastagsággal elkészített próbatestek könnyen hajlíthatóak, deformálhatóak, így az anyagok elektromos vezetőképessége is megváltozhat, melyet pontosabban meg kellett ismernünk a hatékony adaptáció érdekében. A speciális polimerek vezető tulajdonságai, amennyiben megfelelőek az adott felhasználási környezethez mérten, akkor leválthatják a manapság használatban lévő más vezetőképes alapanyagokat, mivel egyedileg gyártható, unikális tulajdonságokkal rendelkező szenzorok készítését teszik lehetővé a 3D nyomtatott gyártás során. A mérnöki munka során a mérési eredményekből meg lehet
8. Mei J., Lovell MR., Mickle MH. (2005), Formulation and processing of novel conductive solution inks in continuous inkjet printing of3-Delectriccircuits.pp.28:265–273.,IEEETransElectronPackagManuf
9. Muth JT., Vogt DM., Truby RL., Mengüç Y., Kolesky DB., Wood RJ., et al. (2014) Embedded 3D printing of strain sensors within highlystretchableelastomers.pp.26:6307–6312.,AdvMater
határozni, hogy milyen áramvezetési és mechanikai tulajdonságokkal fog rendelkezni a megtervezni kívánt szenzor vagy eszköz. Többek között a modern motoros eszközökben elhelyezett hőkioldó biztosítékként is alkalmas lehet akár motorok vagy akkumulátorok közelében elhelyezve a nagyobb iparágak részéről. Az orvosi felhasználás során pontosabb hőmérsékleti adatok kiolvasását is lehetővé teszi.
A kutatócsoportunkkal el szeretnénk érni, hogy a kompozitok tulajdonságait felhasználva elkészüljön egy hőmérő szenzor, mely egy 3D nyomtatott protézis ujjhegyének a belsejébe nyomtatódik a külső PLA burokkal együtt. További célunk, hogy az elkészült prototípus legyen képes megvizsgálni a hőmérsékleti változásokat és amennyiben szükséges, biztosítson visszajelzést a felhasználó részére.
2. Módszerek
2.1. Próbatestek
A speciális vizsgálatokat csak a mérésnek megfelelő kinyomtatott modellek alapján lehet elvégezni, de felmerül a kérdés, hogy milyen modelleket nyomtassunk és milyen fő tulajdonságokat vizsgáljunk meg a nyomtató beállításai közül. Az ellenállás (R) méréséhez figyelembe kell venni a két végpont között lévő hosszúságot, rétegvastagságot, rétegek számát, érintkezési felületeket és kitöltöttséget is 10, 11 .
Két típusú próbatest került kinyomtatásra ESD-PLA és ESD-ABS filamentekből. Az első próbatesteket az ESD-PLA polimerből nyomtattuk ki. A későbbiek folyamán „Vékony” 50 mm x 5 mm x 0,4 mm nagyságú téglatest, mely 200 µm-es rétegvastagsággal készült paralel belső kitöltéssel 2 rétegvastagsággal. A nyomtató tálcáján egyszerre 10 db próbatest készült (1. ábra). Erre azért volt szükség, hogy a nyomtatás következtében keletkezett hő ellenére (fej- és tálcafűtés miatt) legyen ideje kihűlni, hogy a megolvasztott filament megszilárdulhasson a kinyomtatott formában. A testeket a tálcán elszórva helyeztük el, hogy ezzel is elősegítsük a hűtést.
10. Postiglione G., Natale G., Griffini G., Levi M., Turri S. (2015), Conductive 3D microstructures by direct 3D printing of polymer/ carbonnanotubenanocompositesvialiquiddepositionmodeling.pp.76:110–114.,ComposPartAApplSciManuf
A későbbiek folyamán „Vastag” próbatest 50 mm x 5 mm x 0,8 mm méretű téglatest, mely 200 µm-es rétegvastagsággal készült paralel belső kitöltéssel 2 rétegvastagsággal nyomtatódott (2. ábra). A nyomtató extruderébe 0,4 mm-es átmérőjű fúvóka (nozzle) került, így a nyomtatás általi felülnézetből 0,4 mm-es falvastagsággal nyomtatódtak ki a rétegek. A nyomtatási sebesség 60 mm/sec sebességgel volt a 2. rétegtől felfelé. Az első réteg lerakásánál viszont ez az érték 40 mm/sec volt. Az emelkedési magasságot 0,2 mm-re állítottuk, hogy a nyomtatás közben a fej az egyik testről a másik testre átmenve emelkedjen fel, hogy ne sértse meg a korábban kinyomtatott réteget.
Az eddig leírt nyomtatási beállítások teljes mértékben megegyeznek mind a kettő speciális kompozitnál. Azonban a bázisanyag a két áramot vezető szálnál eltérő és ezért más hőfokon kell nyomtatni őket.
A ESD-PLA-t 215 C°-os extruderrel és 60 C°-os tálcafűtéssel, míg az ESD-ABS-nél már az extruder 250 C°-os és a tálca pedig 110 C°-ra lett beállítva szobahőmérsékleten (23 °C).
A 2. ábrán bemutatott próbatesteket elektronikai és mechanikai tesztek elvégzéséhez használtuk. Az ábrán látható próbatestek ESD-PLA-ból 210 C°-os extruderrel és 50 C°-os tálcafűtéssel, míg az ESD-ABSnél már az extruder 240 C°-os és a tálca pedig 100 C°-ra lett beállítva szobahőmérsékleten.
Az áramvezető anyagok elektromos vizsgálata érdekében különböző nyomtatási paraméterekkel nyomtattunk próbatesteket. Az első fontos szempont a rétegmagasság változtatásával okozott ellenállásváltozás megismerése volt. Az ehhez tervezett minták a 2. ábra (a) próbatestei voltak, melyek 20 mm x 2 mm x 2 mm méretűek és 100 µm, 200 µm, 300 µm, 400 µm rétegvastagságúak voltak „X” és „Z” orientációban
egyaránt elkészítve. A belső kitöltés minden esetben 100% volt. Erre a próbatestre a továbbiakban „A” jelzéssel hivatkozunk. A belső kitöltés változtatásához a 2. ábra (b) próbatesteit készítettük el 50 mm × 8 mm × 5 mm méretekkel. A rétegvastagsága 100 µm, 200 µm, 300 µm, 400 µm volt „X” és „Z” orientációban. A belső kitöltést 20 %, 50 %, 100 %-on vizsgáltuk, annak érdekben, hogy megismerjük a kitöltések változtatása során fellépő áramvezetési tulajdonságok változását. Továbbiakban „B” jelzéssel hivatkozva.
Az elektromos protézisek legtöbbször EMG jelátvitellel irányíthatóak és az adatátviteli közeg helyettesítésére készült egy próbatest, ami 100 mm x 5 mm x 1 mm méretű. A rétegvastagsága 100 µm, 200 µm, 300 µm, 400 µm volt „X” orientációban. A gerjesztett szinuszjeleket X irányban továbbítottuk a próbatest legtávolabbi végpontjai között különböző frekvenciákkal fe = 100 Hz és 500 kHz között. Az amplitudó értéke Ue = 7.36 V-ra lett állítva.
Az elektronikai mérések értékei, statisztikai számításai és az eredmények ábrázolásai Origin Pro 2018 (OriginLab Corporation, One Roundhouse Plaza, Suite 303, Northampton, MA, Amerikai Egyesült Államok) szoftver segítségével lettek feldolgozva. A vizsgálati módszereknél kapott eredmények elemzése során kétmintás t-próbát alkalmaztunk, p = 0,05 szignifikanciaszint mellett. Minden grafikonon ábrázolásra kerültek a szórás értékei 5 .
2.2. Mérési elrendezés
A standard mérési elrendezésnél az elektromos ellenállás mérését egy multiméterrel végeztük és egy egyedi tervezésű központosító befogóba kerültek a próbatestek. Ezen központosító biztosította, hogy mindig ugyan azon a ponton csatlakozzon a próbatest két végpontjához a multiméter mérőtűje a „B” próbatest esetén. Két végpontjának a négy sarkára 1 mm x 1 mm-es négyzetű területet ezüstfestékkel festettük be és ezzel vizsgáltuk a két végpont sarkai között mérhető ellenálláskülönbségeket, mely nem tért el szignifikánsan egymástól. Az „A” testek esetén a próbatest két végpontját ezüstfestékkel vontuk be, melyhez egy vékony rézszálat rögzítettünk és ezen keresztül ismételtük meg a méréseket. A mérések során felhasznált multiméter (TEPCEL DMM-8062, UNI-T UT 33) e = ±0.5%-os pontossággal rendelkezett ellenállásmérés során.
A méréseket szobahőmérsékleten 27 °C-on és 3 °C-on is elvégeztük minden próbatest esetében,
vizsgálva az anyagok áramvezetésének hőmérsékeltfüggését. A temperálási idők az „A” és „B” próbatestek esetében is 5 óra volt. Minden próbatestet 5 alkalommal mértük újra és minden ciklus között 30 perc telt el az ismétlések között.
2.3. Fűtés során változó ellenállás
Célkitűzésünk egy standard mérési folyamat összeállítása volt, annak érdekében, hogy megismerjük a hőmérsékletre adott ellenállásváltozásokat szabályozott környezetben és az adatokat felhasználva egyedi szenzorok 3D nyomtatását tegyük lehetővé. Minden próbatest esetén szükséges volt, hogy az egész test egyszerre melegedjen fel és folyamatosan megfigyelhető legyen az ellenállás változása lineáris hőmérsékletváltozás során. A próbatestek hőmérsékletre adott ellenállásváltozását egy Arduino Uno segítségével mértük. A mikrovezérlő egyszerre mért ellenállást és hőmérsékleti értéket 10 Hz-es mintavételezési sebességgel. A hőmérséklet méréséhez egy 100 Ω-os (NTC 3950) szenzort használtunk. Az ellenállás értékét, egy saját készítésű feszültségosztóval mértük. A próbatestek egy CraftBot 3D nyomtató tálcájára ragasztva lettek felmelegítve szobahőmérsékletről (24 °C) 80 °C-ra (3. ábra). A felfűtést követően 1 órán át tartott a hűlési folyamat.
A próbatestet szigetelt koax kábelekkel csatlakoztattuk és közös földelést alakítottunk ki a mérőeszközök között. A próbatest felszínére került középen elhelyezésre a hőmérő szenzor, melyet kapton szalaggal rögzítettünk a próbatestre és a fűthető tálca felszínére.
Az átlagos ellenállás és az átlagos hőmérséklet kapcsolatának meghatározásához exponenciális függvényt illesztettünk az adatokra (y= A_1 e^(-x⁄t_1 )+y_0).
2.4.
Ciklikus
vizsgálat
Kutatócsoportunk célja az ESD-PLA és ESD-ABS kompozitok ellenállásának meghatározása volt több fűtési és hűtési ciklus során. Amérés során a 3. ábra mérési elrendezését felhasználva melegítettük a Vastag próbatesteket, kiegészítve egy hűtőberendezéssel, ami a 3D nyomtató belső terét hűtötte szobahőmérsékletűre. Az 1. ábra jobb oldalán látható Vastag próbatesteket készítettük el, majd legalább 4 órán át környezeti hőmérsékleten kondicionáltuk az ISO 291 szabvány szerint 6 .
A hőmérsékletváltozás során bekövetkező ellenállás emelkedését az ESD-PLA és ESD-ABS kompozitokból nyomtatott hőmérővel mértük. A tervezés során figyelembe kellett vennünk, hogy ugyan azokat a főbb 3D nyomtatási paramétereket tartsuk meg, mint a korábban leírt és elkészített próbatestek esetén. Célkitűzésünk volt továbbá , hogy egy komplex prototípusban tesztelhessük az áramvezető kompozitokat szenzorként és ezen teszthez egy 3D nyomtatott protézis lett felhasználva. A szenzorokat külső tényezők (fémekkel való érintkezés) zavarhatják. A zavarok miatt a mérések bizonytalanok lehetnek, ezért PLA szigetelőrétegekkel vettük körbe a tervezett hőmérőt. A hőmérőt a hétköznapok során legtöbbször használt 3D nyomtatott protézis ujjhegyébe terveztük. A hőmérő az ujj felszíne alá 2 rétegvastagsággal (400 µm) nyomtatódott.
A mérés elvégzése során ismét egy Arduino Uno-t használtunk, melyre feszültségosztót készítettünk és az egyedi tervezésű hőmérő két végpontjához csatlakoztattuk, ezáltal pontosan meghatározhattuk az aktuális ellenállás értékét 6 . Az Arduino Uno-ra egy piros fényű LED-es visszajelzést kötöttünk, mely az előre meghatározott ellenállásérték elérésekor vizuális visszajelzést biztosított a protézis felhasználójának.
(11.ábra) A hétköznapi felhasználás során a protézist használó nem tudja megmondani, hogy milyen hőmérsékletű tárgyat tart a protézisben és a magas hőmérséklet hatására a protézis alapanyaga deformálódhat.
A pontos visszajelzés miatt a deformálódás és protézismeghibásodás bekövetkezte előtt elengedheti, vagy biztonságos hőmérsékletre helyezheti a felhasználó az eszközt.
2.5. Felszíni vizsgálat
Kutatócsoportunk Pásztázó elektronmikroszkóp segítségével megvizsgálta az anyagok törési és nyomtatott felszínét is. A vizsgálathoz mechanikai tesztek során eltört próbatesteket használtunk fel. A mintákat pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM - JSM-6300, Jeol Japan), 200X, 1700X nagyítással vizsgáltuk.
Aranybevonattal láttuk el a vizsgálni kívánt felszínt.
3. ábra: Az ellenállás és a hőmérséklet mérésének beállítása az adatgyűjtő egységgel. A próbatestek Kaptonszalaggalragasztottukatálcára.
3. Eredmények
3.1. Ellenállás és hőmérséklet változása
Az elektromos mérések eredményei azt mutatják, hogy a két kompozit jelentősen eltérő elektromos jellemzőkkel rendelkezik. A fűthető tálca egyenletes melegedésének köszönhetően jól kivehető, hogy az ESD-ABS alacsonyabb ellenállásértékekkel rendelkezik szobahőmérsékleten, mint a PLA alapú kompozit mindkét vastagságú próbatest esetén. A melegítés során az ESD-ABS sokkal magasabb ellenállásértéket vett fel vékony és vastag próbatestek esetén is. Az átlagos ellenállás és az átlagos hőmérséklet közötti összefüggés az 4. ábrán látható.
A vékony és vastag próbatestek átlagos ellenállása 30 °C-on és 75 °C-on (1.táblázat). Alacsony hőmérsékleten az ellenállás számított illesztés (y0 paramétere) is látható a táblázat utolsó oszlopában. A vékony próbatestek ellenállásának szórása szignifikánsan nagyobb, mint a vastag próbatestek értékei. A Vékony
ESD-ABS próbatesteinél megfigyelhető, hogy 30 °C-ról 75 °C-ra szignifikánsan növekvő ellenállásérték-
változás történt. 41.84 ± 8.27 kΩ-ról felemelkedett 193.81 ± 35.28 kΩ-ra, mely szignifikáns eltérést
jelent és a PLA alapú kompozit 68.27 ± 8.26 kΩ-ról 130.49 ± 14.99 kΩ-ra növekedett. Ez kisebb mértékű
változást jelent, de ez is szignifikánsan eltérő a kiindulási hőmérsékleten mért eredményekhez képest. A
Vékony próbatestek ellenállásának a szórása 75 °C-on elérte a 25.28 kΩ-os értéket a kezdeti 30 °C-on
tapasztalt 8.27 kΩ-ról. A vastag próbatesteknél hasonló szórásemelkedés figyelhető meg minden esetben.
3.2. Nyomtatási paraméterek hatásai
A 2. ábrán feltűntetett „A” próbatestek elektronikai méréseinek eredményei azt mutatják, hogy az ESDPLA és az ESD-ABS egymástól jelentősen eltérő elektromos jellemzőkkel rendelkezik. Ezt jól prezentálja a nyomtatási orientációk, rétegvastagságok és belső kitöltés megváltoztatása. A nyomtatási beállítások szoros összefüggésben vannak a kinyomtatott próbatestek elektromos tulajdonságaival. 5 (5. ábra)
A kompozitok 3 °C-os hőmérsékleten alacsonyabb ellenállásértékeket mutattak. Ez a tulajdonság fémes vezetőképességre utal. A PLA alapú kompozitok minden ellenállási értéke nagyobb volt minden nyomtatási ellenállás esetén, mint az ESD-ABS. A „Z” orientációban készült próbatesteknél a rétegvastagság növekedése nem befolyásolta jelentősen az ellenállási értékeket. „X” orientációnál az ESD-PLA ellenállása a rétegvastagság növekedésével emelkedett. 100 µm rétegvastagság esetén 0.22 kΩ volt, míg 400 µmnél 25.93 ± 5.04 kΩ. Az ESD-PLA 5 kΩ-os ellenállásértékeket mutatott minden nyomtatási felbontásnál X orientációnál. 5
Az egyik legfontosabb nyomtatási paraméter a belső kitöltési sűrűség. A 100 %-os kitöltéssel nyomtatott próbatestek alacsonyabb ellenállással rendelkeztek, minden esetben az alacsonyabb kitöltésű próbatestekhez képest. (6. ábra) A „Z” nyomtatási orientációban készült próbatestek szignifikánsan magasabb ellenállásértékeket mutattak, mint az „X” orientációban készült testek.
A legmagasabb ellenállásértéket az ESD-PLA-val volt mérhető 200 µm rétegvastagsággal és 20 %-os belső kitöltéssel nyomtatva, ami 946.66 ±184.78 kΩ volt. Ugyanezekkel a nyomtatási paraméterekkel elkészített ESD-ABS próbatestek átlagos értéke 49.12 ± 1.86 kΩ volt. Meglepő módon az ugyanolyan nyomtatási paraméterekkel készült ESD-PLA próbatestek 50 %-os kitöltésnél magasabb ellenállásérté-
keket mutatnak, mint a 20 %-os kitöltéssel rendelkezők. Az ESD-ABS alacsonyabb ellenállási értékekkel rendelkezik, mint az azonos beállításokkal nyomtatott ESD-PLA próbatestek. 5
3.3.
Jelátvitel
Jelek továbbítása során a csillapítás eredményeit Bode diagrammon szemléltettük. (7. ábra) A korábbi mérési eredmények során, amiket az „A” és „B” próbatesteken végeztünk, kiválasztottuk a legkisebb elektromos ellenállással rendelkező próbatestek nyomtatási beállításait, melynek 400 µm-os rétegvastagsága és 100%-os kitöltése volt. ESD-PLA esetén a csillapítás -2 dB alatt maradt 15 kHz-es frekvencia eléréséig. A jelátvitelt lehetőségét szinusz hullámokkal mértük.
1. táblázat: Vékony és Vastag ESD-PLA és ESD-ABS alapanyagainak ellenállásértékének változása a hőmérsékletiértékekfüggvényébenésazy_0értékei
A méréseket 100 Hz-es frekvencián, vágási frekvencián 66,4 kHz és 500 kHz-en hajtottuk végre. Az eredmények alapján kijelenthető, hogy az anyagok aluláteresztő szűrőként működnek. Ez ígéretes ered-
5. ábra: A rétegvastagság és a hőmérsékleti érték változtatása során mért ellenállásértékek láthatóak az oszlopdiagrammokon a statisztika alapján ábrázolt szórásértékekkel. A bal oldalon (a) a „Z” nyomtatási orientáció, a jobb oldalon (b) pedig az „X” orientáció eredményei láthatók. 5
mény az EMG jelátvitel és adatfeldolgozás szempontjából. Ezen lehetőség további kutatása rendkívül hasznos lehet a myoelektromos protéziskészítések szempontjából. 5
3.4. Ciklikus hőmérsékletváltozások
A megismételt fűtési és hűtési tesztek során öt ESD-PLA és öt ESD-ABS próbatestet vizsgálata történt. Az 1. számú ESD-ABS próbatesten mért hőmérséklet és ellenállás görbéi a 8. ábra prezentálja. A fűtés-hűtés görbéi 20 °C – 84 °C-os hőmérsékleti tartományban vannak. A görbék csúcsai °C-ban megadva: 83.68, 83.99, 84.32, 83.05, és 82.43. Az ellenállási görbék fűtési-hűtési aszimmetriája jelentősebb, mint a hőmérsékleti görbék aszimmetriája. Ezek az eltérések hiszterézis tulajdonságot okoznak, amely a 9. ábrán látható. Az első fordulópont a környezeti hőmérsékleten mérhető, ami 20 °C és itt minden hurok azonos. A maximális hőmérsékletet elérve a fordulópontok hűtési görbéi eltérőek. Az R(T) hőmérsékletfüggés viszonylag korlátozott R=20 kΩ körül, de szignifikáns R=90 kΩ-nál (Tfűtés=78.24 °C, Thűtés=80.16 °C) az első hurok során. 6
3.5. Mélyfelszíni vizsgálat
6. ábra: A rétegvastagság és a belső kitöltési sűrűség változtatása során mért ellenállásértékek láthatóak az oszlopdiagrammokon a statisztika alapján ábrázolt szórásértékekkel. A bal oldalon (a) a „Z” nyomtatási orientáció, a jobb oldalon (b) pedig az „X” orientáció eredményei láthatók. 5
7. ábra: Bode diagrammon ábrázolt csillapítási értékek figyelhetőek meg. A próbatestek hossza 100 mm volt és 400. 5
Kutatócsoportunk Pásztázó elektronmikroszkóp segítségével megvizsgálta az anyagok törési és nyomtatott felszínét is. A 400 µm rétegvastagságú próbatesteket 200X és 1700X nagyítással is megvizsgáltuk. A szálak iránya megegyezik a nyomtató által lerakott vékony szál irányával és nem szétszórt az elrendezésük. 12,13
12. Wang X., Jiang M., Zhou Z., Gou J., Hui D. (2017), 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. pp. 110: 442–458.,CompositesPartB
13. Griffini G., Invernizzi M., Levi M., Natale G., Postiglione G., Turri S. (2016), 3D-printable CFR polymer composites with dual-cure sequentialIPNs.pp.91:174–179.,Polymer
Kutatásunkat lezárva fontos összefüggéseket fedeztünk fel a nyomtatási paraméterek és az elektromos és hőmérsékleti jellemzők között a speciális PLA és ABS kompozitok esetében. Ezek az eredmények fontos szerepet játszanak a komplex modellek létrehozása során. 5 Az eredmények alapján kiderült, hogy az ESD-PLA és az ESD-ABS kompozitok elektromos alkatrészek, vezetékek, szenzorok nyomtatása során felhasználhatóak és ezzel elősegítve a mérnökök, kutatók munkáját abban, hogy komplex prototípusokat előre megtervezett beállításokkal elkészíthessenek.
Mind a két alapanyagnál megfigyelhető, hogy fémes jellegű vezetéssel rendelkeznek, tehát alacsonyabb hőmérsékleten jobb vezetőnek bizonyulnak, hiszen alacsonyabb ellenállás értékekkel rendelkeztek. A két kompozittal kinyomtatott próbatestek törési felszínét és nyomtatási felszínét is megvizsgáltuk pásztázó elektronmikroszkóp segítségével. A 3D nyomtató 250 °C-on olvasztja meg az ESD-ABS-t és a tálcát pedig 110 °C-ra fűti fel. Ehhez képest a ESD-PLA csak 50 °C-os tálcával és 215 °C-os olvasztással nyomtatódik. A 10. ábra bal oldali képén fehér szaggatott karikával bejelölt területen jól kivehetőek ezek a szénszálacskák és a szálakat körbevevő PLA kompozit. Teljesen bevonja a kinyomtatott szálat. Hasonlít egy egyszerű szigetelt rézkábelhez. Jól látható még a 10. ábrán a nyomtatás során keletkező rétegek között kialakuló üres rés, mely megnehezíti az elektronok haladását a kinyomtatott modellben (fehér nyíl mutatja).
Az eredmények azt mutatták, hogy mindegyik kompozit ellenállása különböző mértékben változik a környezeti hőmérsékletének függvényétől. A vastag próbatestek sokkal megbízhatóbb eredményeket adtak, mint a vékony próbatestek. Az FDM nyomtatás során szükséges egy minimális rétegszám (2db), 8. ábra: Hőmérsékleti és ellenállási görbék az 1. számú ESD-ABS próbatest mérései alapján. A növekvő és csökkenő ellenállási görbékaszimmetriájaahiszterézistulajdonságaitésazellenállásigörbékfordulópontjainakazakkomodációstulajdonságait mutatja. 6
9. ábra: Hőmérsékleti és ellenállási görbék az 1. számú ESD-ABS próbatest mérései alapján. A növekvő és csökkenő ellenállási görbékaszimmetriájaahiszterézistulajdonságaitésazellenállásigörbékfordulópontjainakazakkomodációstulajdonságait mutatja. 6
hogy pontosabb szenzort kaphassunk. Az ESD-ABS magasabb hőmérsékleten kisebb szórással rendelkezik vékony és vastag próbatestek esetén is (5). A 9. ábrán látható hiszterikus hurkok vizsgálata során akkomodáció figyelhető meg. Az első és az utolsó ellenállási görbe különbözik. Az akkomodáció tulajdonsága megmutatja, hogy hány fűtési-hűtési ciklus után áll be a kompozit a véglegesnek mondható ellenállási görbére. 6
A megismert információk tudatában csökkenthető a prototípusgyártás idő- és költségigénye. Az „A” és „B” próbatestek részletes elemzése során kiderült, hogy az ellenállás értéke nagy mértékben függ a rétegvastagságtól és a kitöltési sűrűségtől. A „Z” orientációnak minden beállításnál lényegesen magasabb volt az ellenállása, mert a nyomtató fejének a mozgása megakadályozta az rétegekben található szénszálak összekapcsolását.
Az ESD-ABS vezetőképessége jobbnak bizonyult, mert a karbon adalék homogén eloszlást mutattak, ezáltal az ellenállás értéke alacsonyabb értékeket jelzett, mint a másik kompozit esetében. Továbbá megfigyelhető volt, hogy a kis próbatestek esetén a rétegvastagság növekedése nem okozott nagy ellenállásváltozást, mert a nagy hőmérséklet következtében jobban összeolvadtak az „A” modellek. Amikor a nyomtatott tárgy nagyobb térfogattal rendelkezik, mint a „B” próbatestek esetén, akkor megfigyelhető, hogy a rétegvastagság és a belső kitöltés hatással van az áramvezetési tulajdonságokra. Ezt az is mutatja meg jól, hogy a nagyobb testek esetén a nyomtató fejegysége által megolvasztott rétegnek van ideje kihülni, mire az új réteg kerülne a felszínére és ezzel újra felmelegítené. Egy kivételt tapasztaltunk, ami az 50 %-os belső kitöltésű „X” orientációban nyomtatott ESD-PLA volt. Ennél a beállításnál a kompozitban található szénszálak
nem kapcsolódtak egymással megfelelően össze ezen a kitöltési sűrűségen. 5
A komplex modell elkészítése során a nagyobb próbatest rétegvastagsága lett figyelembe véve a megbízhatóbb mérések érdekében. A protézis ujjába nyomtatott ESD-ABS magasabb ellenállásváltozást mutatott, mint az ESD-PLA, tehát a nagyobb érzékenységnek köszönhetően célszerűbb hőmérséklet mérés céljából és pontosabban meghatározható egy aktuális hőmérséklet értéke is az ellenállása alapján. A PLAból készült protézis 60 °C feletti hőmérsékleten könnyen deformálódhat. Ezt a hőmérsékletet egy protézist használó személy a mindennapok során sokszor megközelítheti különféle tárgyak megfogása esetén.
A jelenlegi protézisek nem képesek visszajelzést biztosítani a magasabb, esetleg veszélyes tartományban lévő hőmérsékletekről, ezért könnyen kárt tehet a felhasználó az általa használt protézisben vagy önmagában. Ennek a visszajelzésnek a hiányát ESD-ABS-ből nyomtatott hőmérő segítségével mérjük és a protézisben elhelyezett piros LED lámpa visszajelzést szolgáltat a túl forró tárgyak megfogásakor. A 11. ábra (a) képén fekete színnel látható az ESD-ABS-ből kinyomtatott szenzor és a szenzort körülvevő PLA váz és a (b) képén a 3D nyomtatott protézis, melyben megtalálható az ESD-ABS alapú hőmérő, illetve a (c) képen pedig az 50 °C-os kávéscsésze, amelyre rámarkol a protézis, majd a LED-es visszajelzés jelez a felszökött hőmérsékleti érték miatt. 6
Bebizonyosodott, hogy az előre meghatározható áramvezetési tulajdonságok miatt, egyedi vezetékek (vezető komponensek) is készíthetőek dual-extruderes nyomtatók segítségével. A nyomtatott szenzor az
aktuális feladatra optimalizálható. Ezen felül a vizsgált kompozitok aluláteresztő szűrőként is felhasználhatóak, ezért EMG jelek továbbítására is alkalmas . 5
5. Következtetés
3D nyomtatással elkészített próbatesteken végzett méréseknek köszönhetően sok adatot tudtunk gyűjteni az ESD-PLA és ESD-ABS speciális kompozitok anyagtani tulajdonságairól. A kapott eredmények azt mutatták, hogy mind a két anyag potenciálisan alkalmas egyedi szenzorok, akár hőmérők készítésére is. A felhasználáshoz szükséges ismerni a nyomtatási paraméterek által eredményezett elektromosságtani tulajdonságokat. Komplex modellek elkészítésére is felhasználható legalább 4 réteggel nyomtatott tárgyak esetén, így megkönnyítve a mérnökök munkáját. A tervezés során bele lehet tervezni a megfelelő keresztmetszetű és hosszúságú vezető szál modelljét a prototípusunkba, amit kinyomtathatunk a későbbiek során egy dual-extruderes nyomtató segítségével. Amennyiben a nyomtatási körülmények megegyeznek a vizsgálat során alkalmazottakkal, egyedi szenzorok elkészítésére alkalmas és az adatokra illesztett egyenlet segítségével meghatározható a szenzorhoz szükséges beállítás. Az hőmérsékletérzékelő szenzorral kinyomtatott protézis is a dolgozatban leírt beállításokkal készült és jól prezentálja a szenzor működését a mindennapi felhasználás során.
AZ ESD-ABS kompozitnak nagyságrendekkel alacsonyabb az ellenállása az ESD-PLA-hoz képest, viszont a hőmérséklet emelkedésével sokkal nagyobb ellenállásváltozás lép fel. Ezt a nagy ellenállás változást és azt, hogy a kompozit ABS alapanyaga révén magasabb hőmérsékletet képes elviselni, hőkioldó biztosítékként is alkalmazható, de az elektronikus protézisek motorjainak a hőmérsékletvizsgálatára is alkalmas. Pásztázó elektronmikroszkópos képeket készítettünk és ezeket tanulmányozva pontos információkat kaptunk a kinyomtatott testek mélyszerkezeti struktúrájáról és a kompozitok sajátos tulajdonságairól.
Az ajánlott környezeti hőmérsékleti intervallum ESD-ABS esetén 45 °C – 85 °C, ESD-PLA esetén pedig
40 °C – 70 °C között van.
Felhasznált irodalom
7. Varga P., Lorinczy D., Toth L., Pentek A., Nyitrai M., Maroti P. (2019), Novel PLA-CaCO3 composites in additive manufacturing of upper limb casts and orthotics—A feasibility study. pp. 6: 045317, Mater Res Express
8. Macdonald E., Salas R., Espalin D., Perez M., Aguilera E., Muse D., et al. (2014), 3D Printing for the Rapid Prototyping of Structural Electronics. pp. 2: 234–242, IEEE Access
9. Leigh SJ., Bradley RJ., Purssell CP., Billson DR., Hutchins DA. (2017), A simple, low-cost conductive composite material for 3D printing of electronic sensors. pp. 7: e49365, PLoS One
10. Gross BC., Erkal JL., Lockwood SY., Chen C., Spence DM. (2014), Evaluation of 3D printing and its potential impact on biotechnology and the chemical sciences. pp. 86: 3240–3253, Anal Chem
11. Pentek A., Nyitrai M., Schiffer A., Abraham H., Bene M., Molnar E., et al. (2020), The Effect of Printing Parameters on Electrical Conductivity and Mechanical Properties of PLA and ABS Based Carbon Composites in Additive Manufacturing of Upper Limb Prosthetics. pp. 10: 398, Crystals
12. Ujfalusi Z., Pentek A., Told R., Schiffer A., Nyitrai M., Maroti P. (2020), Detailed Thermal Characterization of Acrylonitrile Butadiene Styrene and Polylactic Acid Based Carbon Composites Used in Additive Manufacturing. pp. 12. doi:10.3390/polym12122960, Polymers
13. Toth L., Schiffer A., Nyitrai M., Pentek A., Told R., Maroti P. (2020), Developing an anti-spastic orthosis for daily home-use of stroke patients using smart memory alloys and 3D printing technologies. pp. 195: 109029, Mater Des
14. Mei J., Lovell MR., Mickle MH. (2005), Formulation and processing of novel conductive solution inks in continuous inkjet printing of 3-D electric circuits. pp. 28: 265–273, IEEE Trans Electron Packag Manuf
15. Muth JT., Vogt DM., Truby RL., Mengüç Y., Kolesky DB., Wood RJ., et al. (2014), Embedded 3D printing of strain sensors within highly stretchable elastomers. pp. 26: 6307–6312, Adv Mater
16. Postiglione G., Natale G., Griffini G., Levi M., Turri S. (2015), Conductive 3D microstructures by direct 3D printing of polymer/carbon nanotube nanocomposites via liquid deposition modeling. pp. 76: 110–114, Compos Part A Appl Sci Manuf
17. Czyżewski J., Burzyński P., Gaweł K., Meisner J. (2009), Rapid prototyping of electrically conductive
components using 3D printing technology. pp. 209: 5281–5285, J Mater Process Technol
18. Wang X., Jiang M., Zhou Z., Gou J., Hui D. (2017), 3D printing of polymer matrix composites: A review and prospective. pp. 110: 442–458, Composites Part B
19. Griffini G., Invernizzi M., Levi M., Natale G., Postiglione G., Turri S. (2016), 3D-printable CFR polymer composites with dual-cure sequential IPNs. pp. 91: 174–179, Polymer
Dr. Rák Olivér /Adjunktus/ Mérnöki Ismeretek Tanszék
2. A kutatási témához kapcsolódó irodalmi és technológiai áttekintés
2.1. A kutatási téma áttekintése
2.2. VR-Virtuális valóság fejlődésének főbb mérföldkövei
2.3. A kutatásban használt VR eszközök
2.4. Mivel kínál többet a VR technológiával támogatott organizáció tervezés és biztonsági oktatás?
2.5. Milyen egyéb területeken használják napjainkban a VR-t oktatási eszközként?
3.1. Tervezett kutatás leírása:
3.2. Tervezett mérések és az ehhez használt, fejlesztett megoldások
3.3. A kutatáshoz kifejlesztett mozgáskövető alkalmazás
3.4.
3.5. A létrehozott, egyszerűsített organizációs
3.6. A létrehozott virtuális tér
3.7. A kutatásban részt vevő egyetemi polgárok
3.8. A kutatás elemzése
3.8.1. Huawei Watch 3 Pro eszközzel gyűjtött adatok
3.8.2. Koncentráció vizsgálása a „Muse 2” fejpánttal
3.8.3. A lejárt útvonal vizsgálata mozgást követő és dokumentáló alkalmazással
3.8.4. A veszélyzónákba való belépés mérése
3.8.5. A feladatok pontos elvégzése
A kutatás eredménye
A kutatás értékelése és a levont következtetések
„A digitális számítógéphez csatlakoztatott kijelző lehetőséget ad arra, hogy megismerjük a fizikai világban nem megvalósítható fogalmakat. Egy matematikai csoda országba tekintő üveg.”1
A munka világában általánosan elmondható, hogy a munkahelyi biztonság, az egyén védelme prioritást élvez, bármilyen iparágról, tevékenységről is legyen szó. Ennek érdekében számos törvény, határozat, szabály született a különböző munkafolyamatokra specifikálva, amelyek jellemzően egyre szigorúbbak lesznek, ahogy a munkafolyamatok, az eszközök fejlődésével párhuzamosan, egyre komplikáltabbá válnak. Bár ezek a szabályozások országonként eltérhetnek, mindnek egy közös célja van: az emberi élet védelme.
Ezen szabályozások azonban gyakran nem bizonyulnak elegendőnek a mindennapokban. A dolgozók sok esetben nem értik, vagy nem látják szükségesnek a szabályok betartását, nem tartják fontosnak a védőfelszerelések használatát, ezért azok nélkülözése mellett döntenek. Ezen döntések gyakran vezetnek enyhe, rövid időn belül gyógyuló, vagy akár hosszú távú, maradandó egészségkárosodáshoz (pl.: a zajszűrő fülvédő nélkülözése, kiemelten zajos környezetben halláskárosodáshoz vezethet), de szélsőséges esetben akár halálos kimenetelű balesethez is vezethetnek.
A munkahelyi balesetek között számos ok-okozati kapcsolatot fedezhetünk fel. Statisztikák szerint a balesetek leggyakoribb oka a figyelmetlenség, a védőfelszerelés hiánya vagy a megfelelő szakértelem hiánya. 2 Ezek a tényezők bármelyik iparágra igaznak bizonyulhatnak, azonban az építőiparra kiemelten jellemzőek. Mi sem bizonyítja jobban ezt a tényt, mint az építési területeken állandó jelleggel kötelezett munkavédelmi viselet. Az építőipar esetén számos veszélyforrással kell számolni. Nagy számban fordulnak elő előre látható és tervezhető különleges eljárást igénylő szituációk (pl.: daruk anyagmozgatási területén való tartózkodás, bontási területen a lehulló törmelék okozta balesetveszélyes zónák, gépkezelési veszélyek). Ugyanakkor egy építési területen kialakulhatnak előre nem látható baleseti szituációk (pl.: meghibásodott
1. Szerk.: Ivan Shuterland
2. Bakai Nándor, Máder Patrik Márk, Horkai András, Etlinger József, Rák Olivér, Cebei Márk Dániel, Zagorácz Márk Balázs, (2021; 3-4), Az építőipari munkabalesetek megelőzésére és csökkentésére irányuló beavatkozási területek - statisztikai adatelemzéssel történő–meghatározása.pp.90-99.,10p,MagyarÉpítőipar
eszközök, hibásan felmért talajok beomlása). Ezek kezeléséhez megfelelő szaktudásra, tapasztalatra, döntéshozatali képességre és gyors reakcióidőre van szükség.
Az építési területen szükséges tapasztalat megszerzése azonban csak minimális mértékben lehetséges, valós építési munkafolyamatokban való részvétel nélkül. A munkáltatók elsősorban csak az aktuális szakági feladatok ellátására készítik fel a dolgozókat, illetve a legalapvetőbb és törvényben is előírt 3 baleset megelőzési oktatást tartanak az új munkavállalók részére. Így egy új alkalmazottnak, egy relatíve veszélyes, számára ismeretlen területen kell, hibázás nélkül bizonyosságot adnia szakmai rátermettségéről.
Egy gyártói szituációban, a betanuló munkás akár több hibás darabot is készíthet, legrosszabb esetben levonják az adott hibás termék árát a fizetéséből, vagy elbocsájtják. Egy gyártó üzem területén adottak és változatlanok a veszélyzónák, (pl.: rakodó zónák, kohók stb.), a munkát megelőzően a balesetvédelmi oktatás egyszerűen elvégezhető, például egy személyes bejárás és biztonságtechnikai bemutató keretein belül.
Ezzel szemben az építőipar folyamatokban kevés lehetőség van a munkafázisok közötti balesetvédelmi oktatás során helyszíni bejárásra. Ezért egy új munkavállalónak is épp olyan magabiztos tudással kell rendelkeznie a munkájáról, és az azzal járó veszélyekről, mint egy több éves tapasztalattal rendelkező építőipari dolgozónak.
A problémához hozzátartozik, hogy az új munkavállalóknak nem tudnak széleskörű balesetvédelmi oktatást biztosítani a munkáltatók. Legtöbbször ez abból adódik, hogy nincs olyan szakember, aki átlátná az organizációs tervek minden szakaszát és veszélyét, az elvégzendő munkafolyamatokat, valamint ezen felül még ideje is lenne a betanítással foglalkozni. Éppen ezért az új munkavállalók leggyakrabban 1-7 napos, csoportos felkészítést kapnak, tantermi keretek között, vagy pedig ráhagyják a tapasztalt dolgozókra a betanítást. Ez utóbbi szituáció és ennek akár szélsőségesebb változatai nem csak Magyarországra jellemzőek, hanem számos környező országra is. Erre a helyzetre jelenthet megoldást a virtuális valóságban folytatott munkavédelmi, baleset megelőzési oktatás.
3. 1993. évi XCIII. törvény a munkavédelemről
A VR (virtuális valóság) sajátos eszközei révén megadhatja azt a tapasztalat alapú tudást, amelyre bármely munkavállalónak szüksége lehet, mielőtt ismeretlen építési területre lép. A technológia segítségével balesetmentes környezetben gyakorolhatók a speciális veszélyhelyzetek esetén szükséges teendők, melyek eredményességéről azonnali visszacsatolást kaphatunk.
1.1. Célkitűzések
A fentiek alapján kutatásom célkitűzése, hogy egy komplex kutatás (1. ábra) segítségével bizonyítsam a virtuális valóság alapú balesetvédelmi oktatás implementálásának előnyeit és bemutassam a technológia által elérhető lehetőségeket az építőipar organizációs feladataival kapcsolatban.
1. ábra: A kutatás tervezett folyamata
Előzetes kutatásaim során, több hasonló témájú nemzetközi tudományos publikációt és projektek ismertem meg, illetve néhány magyar kutató eredményeit is megvizsgáltam. Az irodalom jelentős része az építőipar egy-egy kiemelten veszélyes területére fókuszál, például zuhanásbiztonság, daru kezelés, tűz és robbanás veszélyes anyagok környezetében végzendő munkák. Jelen kutatás azt hivatott megvizsgálni, hogy miként segítheti a technológia alkalmazása a baleset megelőzést, illetve hogy a mindennapi munka során, az építőiparban tevékenykedő munkavállalók VR alapú oktatása hatékonyabb eszköznek bizonyul-e a hagyományos eljárásokkal szemben.
Ezek alapján a kutatásom célja az volt, hogy tanulmányozzam, a különböző oktatási formák hatásosságát az építőipar vonatkozásában. Ennek részeként feltételeztem, hogy a VR alkalmazása segítheti a mun-
kavállalók építési területen való mozgását, a veszélyzónák vizuális 3D élmény alapú megjelenítése és bemutatása pontosabb munkavégzést eredményezhet az élmény/tapasztalás útján átadott információ révén.
2. A kutatási témához kapcsolódó irodalmi és technológiai áttekintés
2.1. A kutatási téma áttekintése
Az iparágak az elmúlt években rohamos ütemben automatizálódnak, a felmerülő feladatok és ebből kifolyólag a helyszíni organizációk tervezése, a munkaterv betartása, és a biztonsággal kapcsolatos kihívások napról napra összetettebbé válnak. Az építőipar magas baleseti kockázatú iparágnak minősül. Egy kutatás szerint, amely az elmúlt 20 év munkabaleseteinek statisztikáit elemezte, a magyarországi munkabelesetek (az összes nemzetgazdasági ágazatot figyelembe véve) több mint 5 %-a az építőiparban történik. 2 Ez a szám azonban valójában magasabb is lehet, a nem regisztrált munkabalesetekből adódóan. A tény, hogy semelyik másik iparág nem rendelkezik ilyen magas százalékkal önmagában is bizonyítja a biztonság és a baleset megelőzési óvintézkedések szükségességét az építkezéseken. Ezen felül egy másik adat is kiemelkedő a statisztikák közül. Az építőipari munkabelesetek közel 3%-a halálos kimenetelű, amely a többi ágazat adataihoz képest megközelítőleg hatszoros arányt mutat. 1
A másik jelentős tényező balesetvédelmi oktatás minősége. Egy általános összefoglaló oktatás, melynek célja, hogy egy átfogó tudást gyorsan és hatékonyan adjon át a munkavállalónak, nem feltétlen lehet elegendő bizonyos munkakörök esetén. Egy hétköznapi helyzetben, tényeken alapuló és megtervezett szituációk alapján tartott tradicionális oktatás nehezen tartja fent a hallgatóság figyelmét, különösen, ha az oktatás egy nap alatt zajlik le, és az egyénnek akár 8 órán keresztül fókuszáltan figyelnie kell. Ez egyértelműen problémát jelent, de egy olyan szituációban, amely életek védelmét hivatott elősegíteni, különösen kiemelkedő problémának számít.
A munkavállalók tudatlansága, koncentrációjuk hiánya, valamint az iparosodás nyomán keletkezett nem megfelelő képzettség és tapasztalatlanság, jelentősen megnövekedett rizikó faktort eredményezett az építőiparban. Napjainkban a munkáltatók biztosítanak helyszíni és helyszínen kívüli biztonsági oktatást is, hogy csökkentsék a magas kockázatú lehetséges balesetek számát. Azonban az oktatási forma miatt,
ez a képzés gyakran nem elegendő. Ennek fő oka a meglévő képzési módszerekben rejlik, hiszen azok nem képesek elősegíteni a kognitív tanulás mélyebb formáit, valamint a tudás megőrzését.
Ezt a jelenséget számos pedagógiai kutatásban bebizonyították már. Az egyik legismertebb összefoglaló ábrát, Edgar Dale készítette. Edgar Dale – Tanulás piramisa szerint (2. ábra), két hétre levetítve, az elmondottaknak csupán 20 %-ára emlékszünk, míg a megtapasztalt, szimulált tevékenységeknek 90%ára. A két érték közti különbség nagymértékben befolyásolhatja a munkahelyen az organizációból eredő balesetek számát.4
2.ábra:EdgarDaletanuláspiramisa2
Napjainkban, az építőipari munkások biztonsági oktatása elsősorban a szükséges védőeszközök, felszerelések alkalmazására terjed ki, míg az organizációból, azok megértésből és betartásából adódó problémákra kevés figyelmet fordítanak. A kétdimenziós organizációs tervek sokak számára nehezen érthetők és értelmezhetők, így a terveken szereplő információk a munkások számára nagyrészt ismeretlenek. Amenynyiben ismertetik az organizációból származó veszélyeket, azok hallás utáni megjegyzése és alkalmazása a mindennapi munkavégzés során kevésbé hatékony.
Az építéshelyszíni biztonsági oktatásnak épp úgy szükséges a digitalizáció felé haladnia, mint az ipar többi részének. Egy interaktív felület elkészítésével támogathatók a folyamatok, amelyen keresztül a munkavállalók, a tervezők és a munkáltatók is felismerhetik a különféle veszélyhelyzeteket, azokra megelőzési stratégiát dolgozhatnak ki, illetve gyakorolhatják a döntéshozatal folyamatát.
4. Lee, S. J., & Reeves, T. C. Edgar Dale. (2007), A significant contributor to the field of educational technology. pp. 47(6), 56., EducationalTechnology
Az építőipari előzetes oktatások hátránya egyéb ipari ágazatokkal szemben, hogy a helyszíni gyakorlati oktatás nem lehetséges, vagy csak korlátozott mértékben kivitelezhető, hiszen az építési területre az építés megkezdése előtt többségében nem lehet bemenni, amikor pedig az építmények építése folyamatban van, a valós veszély már fent áll. Így az oktatás a legtöbb esetben meghiúsul, hiszen nem lehet a balesetvédelmi oktatással veszélybe sodorni a munkavállalókat.
Ezeket figyelembe véve a leghatékonyabb információátadási formaként, újfajta tanulásra, bemutatásra, tervezésre nyújthat megoldást a VR technológia. Jelenleg a VR technológiát két területen alkalmazzák az építőiparban: az épületek/létesítmények tervezés támogatása során, vizualizációra, áttekintésre, marketingre, valamint az építéshelyi összeszerelési folyamatok oktatása esetén. Ezeken a területeken a tudományos publikációk nagy számossága (4; 5; 6; 7; 8) is megfigyelhető az utóbbi években, míg a munkahelyi baleset megelőzés kevésbé kutatott tématerület.
2.2. VR-Virtuális valóság fejlődésének főbb mérföldkövei
A virtuális valóság, egy olyan háromdimenziós kép vagy környezet, számítógéppel generált szimulációja, amellyel egy személy látszólag valós vagy fizikai módon interakcióba léphet speciális elektronikus berendezéssel, például egy headset segítségével, amelynek belsejében egy képernyő van vagy érzékelőkkel ellátott kesztyűvel5. A virtuális valóság, mint fogalom nem a 21. században született, azonban nem is lehet, egy kifejezett évszámot megnevezni a feltalálás éveként. A VR és annak formái, a kiterjesztett valóság, az immerzív virtuális valóság és kevert virtuális valóság létrejötte sokkal inkább egy hosszas, évtizedeken átívelő fejlődési folyamat.
A virtuális valóság fogalma először a katonaság oktatási nehézségei miatt kezdett kialakulni. Az első világháború után a légi erők jelentős figyelmet kaptak a nagyhatalmak hadi repertoárjában. Azonban ez nem jelentette azt, hogy akárkit felküldhettek egy repülővel gyakorlatozni. A légi erő tesztjein csak a legjobb juthattak át, a kiképzés pedig nehéz és hosszadalmas volt, azonban nem tudták szimulálni azt a stressz-
helyzetet, amit több ezer méter magasan egy gépet irányítva élhet át az ember. Izom memóriával igyekezték az oktatást színesíteni, ezáltal még magas stresszhelyzetben is jelentősen csökkenhetett a reakció idő. Ezért olyan szerkezeteket kezdtek el építeni, ami szimulálja a repülőben való létet. Egy lábazaton álló mozgó szerezettet építettek, ami szinte megegyezett a repülő belső kialakításával. Bár ez egy jelentős esemény volt, hiszen itt fogalmazódott meg először valamely tevékenységnek a szimulálása oktatási célokból, még sem ezeket az eseményeket szokták a virtuális valóság fejlődési folyamatának tekinteni.
3.ábra:KezdetlegesHMDrendszer
A leggyakrabban elfogadott mérföldkövek a következőek:
− 1962: a legtöbb tanulmány a tényleges fejlődési folyamat kezdő pontjaként definiálja, amikor is Morton Heilig szabadalmaztatta Sensorama berendezését, ami a motorozás élményét volt képes szimulálni egy speciális szemüveg és sztereó hangzású hangszórók segítségével, valamint annak érdekében, hogy mind az 5 érzékszervre hassanak illatanyagokat szórtak a felhasználó orra elé.
− 1967: a következő mérföldkő, amikor Ivan Sutherland első fej mozgás követő, Head Mounted Display (HMD) rendszerének bemutatása megvalósult (3.ábra). Ezt az eszközt a még a korban is abnormálisan hatalmasnak, élhetetlennek minősítették. Mérete és súlya miatt a plafonról kellett lelógatni, és az alacsony grafikai minőség miatt többen rosszul lettek használata közben. Az eszköz játékos csúfnevet is kapott ép ezért: „Damocles kardja”-ként emlegették a kor kutatói. Ennek ellenére a találmány jelentős volt, elindította a folyamatot. Sutherlandot gyakran nevezik a számítógépes grafika atyjának is, ő fejlesztette ki többet között a fény ceruza és scketchpad-ot.
1975: ekkor mutatta be Myron Krueger az általa Mesterséges Valóságnak (Artificial Reality) nevezett rendszerét. Ebben, a már mondhatni alkalmazásban, egy videós képfelismerő rendszert hozott létre Krueger, amelyben egy projektorral megjelenítve, a használó egy sziluettszerű alakkal képes volt a digitális objektumokkal interakcióba lépni.
1989: Jaron Lanier a „virtuális valóság”-ot mint fogalom használja egy interjú során. Ezek után sok
éven keresztül az összes hasonló technológiára is azt mondják, hogy virtuális valóság. Bizonyos publikációkban a mai internet elődjére is, virtuális valóságként hivatkoztak. 6
2.3. A kutatásban használt VR eszközök
A digitális eszközök terén az elmúlt két évtizedben rohamos fejlődésnek lehettünk tanúi. Ennek a fejlődésnek előnyei és hátrányai is vannak. Előnye, hogy a készülékek az évek során egyre olcsóbbak és a nagyközönség számára elérhetőbbé váltak. Viszont hátránya, hogy az újabb és újabb eszközök által elérhető
lehetőségekkel nehéz lépést tartani az oktatás és egyéb felhasználások téren is.
A VR szemüvegek esetén kijelenthető, hogy a szoftverek átjárhatósága problémás. Majdnem minden eszköz más-más operációs rendszerrel működik, vagy pedig külső szoftveres támogatásra van szüksége a működéshez. Elérhetők olyan VR szemüvegek, amelyek képesek önmagukban működni anélkül, hogy számítógép kellene hozzájuk, ilyen például az Oculus Quest 2 eszköz. Azonban vannak olyan eszközök is, amelyek kizárólag számítógépen futott programok segítségével működnek, ilyen például a Vive VR szemüveg is. Mindkettőnek meg van a maga előnye és hátránya is, ezért mind a két említett VR eszközzel dolgoztam a kutatás során.
A fejlesztési szakaszban egy Oculus Quest 2 (4.Ábra)eszközzel dolgoztam. A fejlesztés során, előnyösebb volt ez az eszköz számomra, mivel nem rendelkezik külön telepítendő szenzorokkal, így az otthoni munkára tesztelésre sokkal hatékonyabbnak bizonyult. A tervezett oktatási programot Unity szoftverben készítettem, így a teszteket is Unity környezetből indítva végeztem el, ehhez pedig az Oculus szemüveget összekötöttem a számítógéppel, így a háttér számításokat a gép végezte el, nem pedig a szemüveg.
4. ábra: Oculus Quest 2 eszköz
6. Cipresso Pietro, Giglioli Irene Alice Chicchi, Raya Mariano Alcañiz, Riva Giuseppe (2018) The Past, Present, and Future of Virtual and Augmented Reality Research: A Network and Cluster Analysis of the Literature In: Frontiers in Psychology DOI:10.3389/ fpsyg.2018.02086
Ez azért is volt fontos, mert az oktatáshoz felhasznált BIM modellek rendkívül nagy részletességűek.
Ezzel a tesztek közben problémák merültek fel, először csak az vált világossá, hogy nem engedte a VR szemüveg saját tárhelyről indítani a programot és még a gépről futtatva is néha akadozott a program.
Ezért a végső teszteket és az oktatást egy HTC VIVE (5. ábra)
szemüveg segítségével végeztem, amihez az alapvető kontrollereken túl, kettő darab VIVE tracker-rel is kiegészítettem az érzékelőket, ezáltal a VR térben a lábak a mozgását is nyomon követhette a felhasználó.
2.4. Mivel kínál többet a VR technológiával támogatott organizáció tervezés és biztonsági oktatás?
A VR technológia új dimenziókat tár a felhasználók elé. Lehetőséget kínál a tervezés során készített
BIM modellek valós idejű ellenőrzésére interaktív módon, valamit a hatékonyabb vizsgálatokhoz a vizualizáció révén lehetővé válik a balesetek ok-okozati összefüggéseinek felfedezése.
Az oktatás területén az immerzív tulajdonsága miatt képes gyorsítani a tanulási folyamatokat, ösztönözni a felhasználót az aktív gondolkodásra, problémamegoldásra. Lehetőséget kínál a döntéshozatali folyamatok tesztelésére, melyek során az előnytelen kimenetelű döntések és azok következményeinek megtapasztalására is van lehetőség, mindeközben pedig a felhasználó egy kockázatmentes környezetben van. 7, 8, 9
Az építészeti oktatásban a VR egy olyan háttérmodellből fejlesztett szimulációba szervezett digitális környezetet jelent, amely a szimuláción keresztül kapcsolatot teremthet a felhasználó és a 3D BIM modell
7. Baranyainé Kóczy Judit; Komlósi László Imre. (2018) A tanulás, mint interaktív cselekvés: paradigma váltás a VR – technológia segítségével,4.számJEL-KÉP,kommunikáció,közvélemény,média,DOI:10.20520/JEL-KEP.2018.4.109
8. Kuttner, Ádám. (2022), AR és VR technológia oktatási felhasználási lehetőségei a kiállítási kommunikációban. Iskolakultúra, 32 (2),pp.83–94.
9. Leder Johannes, Horlitz Tina, Puschmann Patrick, Wittstock Volker, Schütz Astrid (2018), Comparing Immersive Virtual Reality and PowerPoint as Methods for Delivering Safety Training : Impacts on Risk Perception, Learning, and Decision Making in: Safety Sciencepp.56
5. ábra: HTC VIVE – VR szett
között. Interakciók alakíthatók ki, ezáltal mélyebb és hosszabban tartó ismereteket szerezhet a felhasználó, amelyek az eszköz immerzív jellegéből adódóan, valós tapasztalatot jelent a felhasználó számára. Megtapasztalhatja virtuális környezetben (Virtual Environment - VE) a számára átadni kívánt térbeli és szöveges információkat egyaránt, néhány ember-számítógép interfész berendezésen keresztül. Egy ilyen szimulátor mindennapi alkalmazása segíthet az építőipari munkások naprakész képzését, ezáltal minimalizálva az emberi hibák lehetőségét és javíthatja a folyamatbiztonságot is. 10, 11, 12
2.5. Milyen egyéb területeken használják napjainkban a VR-t oktatási eszközként?
Bár hazánkban nem jellemző a VR alapú oktatás, több országban jelentős sikereket és áttöréseket értek el például a tűzbiztonság, gyalogosbiztonság, bányabiztonság, illetve a balesetek kivizsgálása során különböző iparágakban. Továbbá immerzív VR-alapú biztonsági és irányítási képzést javasolnak a szakemberek az építőiparban a toronydaruk működésének, balesetvédelmi- oktatásának, és az esetleges balesetek megfelelőbb kezeléséhez. A feldolgozó iparban segített a VR-technológia alkalmazása a kezelők készség fejlesztésében, a terméktervezésben, a hatékony összeszerelési képzésben, folyamatminőség javításában, valamint a marketingben is. 13, 14, 15, 16
10. Fan Yang, Yang Miang Goh (2022), VR and MR technology for safety management education: An authentic learning approach, Volume148,SafetyScience,https://doi.org/10.1016/j.ssci.2021.105645
11. Checa, D., Bustillo, A. (2020), A review of immersive virtual reality serious games to enhance learning and training. Multimed ToolsAppl79,5501–5527https://doi.org/10.1007/s11042-019-08348
12. Dong Zhao & Jason Lucas (2015), Virtual reality simulation for construction safety promotion, International Journal of Injury ControlandSafetyPromotion,22:1,57-67,https://doi.org/10.1080/17457300.2013.861853
13. Xiao Li, Wen Yi, Hung-Lin Chi, Xiangyu Wang, Albert P.C. Chan, (2018), A critical review of virtual and augmented reality (VR/ AR) applications in construction safety, Pages 150-162, Volume 86, Automation in Construction, https://doi.org/10.1016/j. autcon.2017.11.003.
14. Pooya Adami, Patrick B. Rodrigues, Peter J. Woods, Burcin Becerik-Gerber, Lucio Soibelman, Yasemin Copur-Gencturk, Gale Lucas,(2021), Effectiveness of VR-based training on improving construction workers’ knowledge, skills, and safety behavior in roboticteleoperation,AdvancedEngineeringInformatics,Volume50,https://doi.org/10.1016/j.aei.2021.101431
15. Krantiraditya Dhalmahapatra, J. Maiti, O.B. Krishna, (2021), Assessment of virtual reality based safety training simulator for electricoverheadcraneoperations,Volume139,SafetyScience,https://doi.org/10.1016/j.ssci.2021.105241
16. Hui Zhang, Xueqiu He, Hani Mitri, (2019), Fuzzy comprehensive evaluation of virtual reality mine safety training system, Volume 120,SafetyScience,https://doi.org/10.1016/j.ssci.2019.07.009
Egy kutatás szerint még az irodai-otthoni munkát is jelentős mértékben előre lendíthetné egy virtuális valóság alapú találkozási tér. Ez azért is számított áttörő témának, mert a cikk még a Covid korlátozások előtt jelent meg. A cikk az otthonról történő munkavégzés fejlesztését kutatta. A kutatás tézise szerint a tér egy olyan rendszerré alakítja a különböző információ halmazokat, amelyre képtelen egy 2D-s felület, ezáltal az emberi agy jobban tudja kezelni és értelmezni az adott információt. 17
A 3D térben szervezetten elhelyezett információk ember általi értelmezési, felismerési sebessége és hatékonysága magasabb fokú, mint általános esetben. A térbeli elrendezés lehetővé teszi, hogy a digitális tartalmak minden formája hatékonyabban elérhetővé, kezelhetővé és áttekinthetővé váljon, ami a munkafolyamatok sikerességének lényeges eleme.
Egy tanulmány szerint 50%-al hatásosabb az információk feldolgozásának menete, ha egy olyan virtuális térben van megosztva, amelyhez minden dolgozó hozzáfér, és amelyben az adatok egy irodai helyzet szerinti pozícióban lennének, például az asztalon a dokumentumok, a falon a képek, a telefon mellett a címek. Ezt a kutatást támasztotta alá Lampert kutatása is, aki egy átfogó munkahelyi teljesítményen alapuló összehasonlítást végzett el. Ebben a kutatásban azt is megállapították, hogy kollaborációs munkát is, közel 30%-al végzik el gyorsabban a tesztalanyok a virtuális térben. 18
Jelen kutatás arra kereste a választ, hogy vajon érdemileg mérhető különbséget jelenthet-e a VR alapú balesetvédelmi oktatás, a hétköznapi tantermi oktatással szemben. (6. Ábra) A tézis bizonyításához egy átfogó, interaktív tesztet dolgoztam ki, amellyel a következőkben leírt eseteket kívántam összehasonlítani.
A tesztalanyokat három csoportra osztottam. Mindegyik csoport ugyanazt az oktatást kapta, egy egyszerű építéshelyszíni szituációról. Az oktatások során ugyanazok az információk hangzanak el, más-más oktatási formában.
6. ábra: Kutatásmódszertant bemutató folyamatábra
1. csoport hagyományos 2D terv alapú oktatás, tantermi oktatás formájában
2. csoport egy VR szemüvegen keresztül tekintett meg egy 360°-os videót, amely a kész VR környezetben készült
3. csoport VR környezetben végezte el az oktatást, teljesen interaktív módon
Az oktatásban két jelentős információ csoport került átadásra a résztvevők számára: az egyik a veszélyzónák helyzete, a másik pedig néhány egyszerű feladat volt - 3db szemétgyűjtő pontról kellett a szemetet egy konténerbe elhelyezni figyelve a targoncára, ami mozgó veszély zónát jelentett. Ezen felül az újonnan megérkezett alapanyagot el kellett helyezni a végső elhelyezési ponton.
Az oktatások után két héttel a tényleges területen, a korábban tanultak alapján kellett elvégeznie a tesztalanyoknak a rövid feladatokat. A teszt lényege, hogy a lehető legegyszerűbb körülmények között vizsgálhassuk meg, emlékszik-e később az oktatásokon elhangzottakra / megtapasztaltakra a tesztalany, különös tekintettel a veszélyzónák helyzetére. Az összehasonlíthatóság érdekében, a valós teszt során a
környezet ingerszegény módon került kialakításra és a tesztalanyok kis csoportokban érkeztek a tesztterületre. Ezzel biztosítva, hogy valóban azt mutassák be, amire emlékeznek, nem pedig azt, amit következtetés
útján a környezeti elemekből vontak le, illetve a társaik tesztje során figyeltek meg. A tesztek dokumentálása különféle módokon történt, amelyek a következő fejezetekben kerülnek kifejtésre.
3.2. Tervezett mérések és az ehhez használt, fejlesztett megoldások
A tervezett mérésekhez az eszközbeszerzésben támogatott a Huawei Technologies Hungary Kft, amelyek az eredeti tervek szerint a következő eszközökkel, tevékenységekkel történt:
Az oktatások során, a résztvevők között véletlenszerű kiválasztás alapján, minden oktatási csoportból legalább öt embernek az agyi tevékenységét, agyhullámait kívántam vizsgálni egy Muse 2 headband (7.Ábra) segítségével, ezzel figyelve, mennyire köti le az alanyokat az adott oktatási típus, mennyire koncentrálnak egy adott tevékenység során. Az adatok kiértékeléséhez: muse gyártójának a saját alkalmazását használtam fel, amely az adatokat grafikusan rögzíti, így azok könnyedén feldolgozható adatokká válnak.
Huawei watch 3 pro (8. Ábra) , okos óra segítségével a GPS koordinátákat illetve a huawei health által rögzített és lementhető életjeleket pl. Pulzus szám mérés, stressz szint, bőrhőmérséklet kívántam rögzíteni. Az életjelek megfigyelése sikeres volt, ami alapján sikerült következtetéseket levonnom.
A kutatásom egyik legfontosabb adata a tesztalanyok által lejárt útvonal összehasonlítása volt. Ezzel figyeltem elsősorban mennyire emlékeznek az oktatásokon elhangzottakra, emlékeznek-e a veszélyzónák pozícióira. Mivel ezt nem tudtam az okos órával lemérni, ezért ennek a rögzítéséhez egy saját, mozgáskövető alkalmazást hoztam létre, amelynek működését alább részletezem.
7. ábra: Muse 2 heaband
3.3. A kutatáshoz kifejlesztett mozgáskövető alkalmazás
A tanulmányhoz az összehasonlítás egyszerűbb és pontosabb kiértékeléséhez egy már létező mozgáskövető alkalmazás alapján19, a jelen kutatáshoz egyedileg specifikálva, informatikus segítségével fejlesztettem egy mozgáskövető és dokumentáló programot.
Az alkalmazás egy C#.net core 3.1 alkalmazás, mely winforms technológiával készült. (8.Ábra)A programot az AForge ingyenes C# library 19 felhasználásával került létrehozásra. A program lényege, hogy futtatása közben felismeri a számítógéphez kapcsolt kamerákat, legyen ez a gép saját belső web kamerája, vagy USB-n csatlakoztatott egyéb kamera. A felismert kamera video feed-jét dolgozza fel képenként. A program a kép bal felső sarkát veszi origo pontként. Innen kiindulva, egy adott színű pixel halmazt próbál keresni. Minden képkockán végrehajt egy euklidean szín különbözet számítást20, majd deszaturálja a kapott eredményeket. A deszaturálás után megkeresi a legnagyobb egybefüggő, nem fekete pixelhalmazt, mely köré egy befoglaló négyzetet rajzol az adott képkockára. Ezzel a technikával a program a kamera élő képén követi az objektumot és a befoglaló négyzet mediánja által rajzolt útvonalat dokumentálja is. (9.Ábra)
A felmérés ezen részéhez készült egy neon-narancssárga színű munkavédelmi sisak, amit minden tesztalanynak fel kellett vennie a mérés megkezdése előtt. A program ezt a sisakot követte a tesztek során.
A szín felismeréséhez a program számára meg kellett határozni milyen színt, keresünk. Ez úgy történik, hogy az élő kamera kép közepén megjelenik egy + jel és az annak a középpontjába kerülő színt veszi fel követendő színként, miután a képernyőre kattintunk. A színkeresésben, követésben két finomhangolási lehetőségünk van, melyek közül az egyik a szín szintküszöbének állíthatósága. Ezáltal könnyedén lehet finomítani a programot ahhoz, hogy az időjárás, és a különböző fényviszonyok ne befolyásolják nagymértékben a méréseket. A második finomhangolási lehetőség, a színfolt nagyságának beállítási lehetősége. Ez annyit jelent, hogy egy csúszkás menüben lehet állítani, hogy mennyi az a minimum képkocka-folt, amit a program elkezd követni.
Ennek a két beállításnak köszönhetően, könnyedén lehetett hangolni a színfelismerést, így például képes volt a program kiszűrni, ha valaki hasonló színű pulóverben volt. A program továbbá figyelte a veszélyzónákba való belépést is. A veszélyzóna határokat, egy külső PNG állományból olvassa be a program.
A követett objektum befoglaló négyzetének sarokpontjainak koordinátáit veti egybe a zónahatárok képével, és ebből állapítja, meg hogy a képen lévő objektum sérti-e valamelyik zónát. Az esetleges zónasértéseket stopperezi, illetve a befoglaló négyzet mediánja által rajzolt útvonalat menti a program későbbi elemzés céljából. A feldolgozás során az ilyen módon kapott útvonal térképeket egymásra helyezve kívántam összehasonlítani.
A program két kimentési módja:
1. A színfolt követésével rögzítette a tesztalany térbeli pályáját és egy háttérnélküli PNG képként ki is menti azt.
2. Időben figyelte a tesztalany mennyi időt töltött el a tesztpályán összesen és mennyi időt töltött el
az egyes előre meghatározott veszélyzónákban. A program automatikusan menti az adatokat egy Excel táblázatba.
3.4. A létrehozott BIM modell
A kutatáshoz szükséges modelleket, terveket a Graphisoft – AcrhiCAD 25. szoftver diák verziójában készítettem. A kutatáshoz szükségem volt egy magas minőségű BIM modellre is az építési területről és annak közvetlen környezetéről. Ebben a segítségemre volt a BIM SKILLS LAB kutatócsoport. Előzetes felméréseikkel és egy előzetes felmérési modellel tudták segíteni a munkámat, ami alapján könnyebben el tudtam készíteni a saját kutatásra specifikált modellemet. A kutatómunka során két modellt is készítettem. Erre azért volt szükség, mert a BIM modellt használtam fel a VR tér kialakításához, azonban a saját számítógépemnek illetve a fejlesztéshez használt „Occulus quest 2” eszköznek az eredeti modell túl nagynak bizonyult a problémamentes működéshez.
Így a kutatáshoz elkészült az első eredeti modell (10. Ábra) , amely részletesen tartalmazza a fiktív építési terület közvetlen környezetét, valamint a környező épületek belső falait, ajtóit, ablakait és az ahhoz tartozó árnyékolókat. Abból adódóan, hogy az eredeti modellben szerepelt a PTE MIK oktatási és a Boszorkány Kollégium teljes épülete, egy olyan magas poligonszámú modell jött létre, amihez a saját laptopom teljesítménye nem volt elegendő, ezzel akadályozva az otthoni fejlesztést. Ennek következményeképp az
10. ábra: Teljes ArchiCAD Modell
eredeti modell alapján létrehoztam egy letisztított változatot is. Erre a lépésre egy valódi projekt során nem lenne szükség, hiszen a tervezőirodák és szakemberek jellemzően nagy teljesítményű számítógépekkel rendelkeznek.
Az egyszerűsített modellben (11. Ábra) , az építési terület közvetlen környezetében, megtartottam az eredeti részletességet, így az később a VR térben hasonló élményt generált. Azonban a belső tereket, környező épületeket jelentősen letisztítottam. Ebben már belső falak, ajtók nem szerepelnek, illetve a környező épületeknek is csak a külső falaik látszanak, valamint az építési terület 50 méteres környezetén túli ablakokat, kicseréltem egyszerű falnyílásokra, ezzel jelentősen csökkentve a modell poligonszámát.
Az eredeti BIM modellből kinyertem a fiktív építkezési terület alaprajzait, helyszínrajzát, metszeteit, valamint természetesen a 3D geometriát. Később ezeket tovább dolgozva készítettem el az organizációs terveket, amelyek a kutatás alap pilléreit adták.
3.5. A létrehozott, egyszerűsített organizációs tervek
Kutatásomban szerettem volna bebizonyítani, hogy egy használható VR oktatási tér kialakításához nincs szükség jelentős anyagi beruházásokra. Elegendő a már korábban létrehozott terveket, BIM modelleket felhasználni és kismértékű (egy gyakorlott VR fejlesztő esetében egyszerű) fejlesztéssel a VR térben
elhelyezni. 21, 22, 23, 24 Annak érdekében, hogy ezt bizonyítani tudjam, készítettem egy részletes organizációs terv részletet. (12.Ábra)
A kutatáshoz választott valós tér, amelynek részlete a terven is látható, a Pécsi Tudományegyetem Műszaki és Informatika kar területén található, az A épület földszintjéhez kapcsolódó garázs előtti parkoló rész.
A tervek egy bontási-felújítási munkát szimulálnak. A terven egy munkafolyamatot ábrázoltam, ahol a „dolgozónak” (tesztalany) a jelölt veszélyzónákra való kiemelt figyelemmel, meg kell tisztítania az építési területet, három hulladékgyűjtő pontról kellett összegyűjtenie a hulladékot egy konténerbe. Ezt követően
12.ábra:Fiktív,részletesorganizációstervrészlet
21.Afzal,Muneeb,andMuhammadTariqShafiq.(2021),Evaluating4D-BIMandVRforEffectiveSafetyCommunicationandTraining: A Case Study of Multilingual Construction Job-Site Crew Buildings 11, no. 8: 319. https://doi.org/10.3390/buildings11080319 DOI: 10.20378/irbo-52667
22. Ghanem S Y (2022), Implementing virtual reality - building information modeling in the construction management curriculum, ITconVol.27,pg.48-69,https://doi.org/10.36680/j.itcon.2022.003
23. Rafael Sacks, Amotz Perlman & Ronen Barak (2013), Construction safety training using immersive virtual reality, Construction ManagementandEconomics,31:9,1005-1017,DOI:10.1080/01446193.2013.828844
24. Ritter, K.A., Chambers, T.L. (2022), Three-dimensional modeled environments versus 360 degree panoramas for mobile virtual realitytraining.VirtualReality26,571–581https://doi.org/10.1007/s10055-021-00502-
megérkezik egy szállítmány az építőanyagokkal, amiket egy targonca pakol le a kamionról. A rakodás megkezdése előtt, amíg tart a rakodás, a „dolgozónak” a lépcső előtt megjelölt biztonsági zónában kell tartózkodnia. A targonca távozása után, a tesztalany visszatérhet az építési területre, ahol az utolsó feladata az, hogy a szállítmányt a végső tároló helyén helyezze el.
A tervek elkészítésekor már segítségemre volt a VR tér. A már meglévő BIM modell behelyezésével, valamint a léptékarányos egyéb tárgyak (például: állványzat, konténer, hulladék ledobó csúszda) behelyezésével, a VR térben könnyedén meg tudtam tervezni és el tudtam helyezni az elemeket.
3.6. A létrehozott virtuális tér
A meglévő tervek és a BIM modellek segítségével megalkottam egy rövid szimulációt a Unity alkalmazásban. Az interakciókat ennek megfelelően a programon belül hoztam létre C# scriptekkel. Az ehhez szükséges tudást önfejlesztő módon szereztem meg, főként Youtube videókon keresztül.
A létrehozott virtuális térben nem a teljesen élethű megjelenítés volt a célom, így a textúrák és az egyéb környezeti tényezők, pusztán „high quality” minősítésűek az élethűbb rendereléshez szükséges „ultra high quality” beállítással szemben.
Az általam fejlesztett VR tér elsődleges célja a veszélyzónákra való figyelemfelkeltés, illetve azok térbeli érzékelése és pozíciójuk hosszabb távú memorizálása volt. A térérzékelés támogatta a veszélyzónák helyzetének jobb memorizálását, valamint ezáltal figyelemfelkeltő módon, izgalmas körülmények között végezhették a tesztalanyok az oktatást.
A VR térben a feladatok kiadásához, elvégzéshez, értelmezéséhez, és a felhasználó tevékenységének irányításához szöveges feliratok állnak rendelkezésre. Ezek „pop up” módon vannak elhelyezve így nem válnak zavaró tényezővé.
A virtuális valóságban megalkotott építési helyszínen, az elvégzendő feladatok megegyeznek az organizációs tervnél leírtakkal. Az interaktív elemekkel teszi izgalmassá az oktatást a VR, például az építési helyszínre való bejutáshoz a felhasználónak fel kell vennie egy munkavédelmi sisakot, ehhez a valóságban is olyan mozdulatot kell tennie a kontrollerrel mintha egy sisakot venne fel.
A feladatok elvégzést a szöveges információk (13.Ábra) , valamint az interaktív objektumokra mutató nyilak is segítik. A területen több veszélyzóna is van, ezekbe tilos belépni. Amennyiben a teszt közben a felhasználó véletlenül mégis belép a veszélyzónába a képernyőn egy piros háttéren megjelenik egy figyelmeztető felirat, miszerint a veszélyzónát el kell hagyni.
13. ábra: Virtuális valóság tér – szöveges információ, az építési helyszínre valóbejutáshozszükségesvédőfelszereléshasználatáról
Az első feladat (terület megtisztítása) elvégzése után, ahogy az organizációs terv leírásánál is említésre került, el kell hagyni az építkezési területet és a biztonsági zónában kell várakozni a szállítmány lerakodásáig. Ezzel kapcsolatban a VR térben kialakításra került egy targonca szimuláció a lerakodásról. Amennyiben a targonca érkezésekor a felhasználó a területen tartózkodik és hozzáér véletlenül a targonca mozgó veszélyzónájához, úgy a szimuláció azonnali végét jelenti, amit szövegesen megjelenít a felhasználó számára a program
A veszélyzónák (14.Ábra) két féle módon vannak jelölve a VR térben. A közvetlen veszély zónák, ahol életveszélyes lehet a tartózkodás, ott egy átlátszó piros „falat” lát a felhasználó, ami egyértelműen jelzi a tiltott zónát, míg a közvetlen veszély zóna körülötti, korlátozottan veszélyes zónák a földön végig futó sárga csíkkal vannak jelölve. A teszt elején erről szöveges információt is kap a felhasználó.
14.ábra:Virtuálisvalóságtér–veszélyzónaaVR-ban
3.7. A kutatásban részt vevő egyetemi polgárok
A kutatásban szám szerint 64 személy vett részt, amelyből 51-en jelentek meg a terep felméréshez.
A tesztalanyok kivétel nélkül, mindannyian egyetemi polgárok voltak, 18-40 év közötti korosztályból. Az egyetemi polgárok között vegyes megoszlás volt a következők tekintetében. (15.Ábra)
− Nemzetközi és magyar anyanyelv
Az egyetemen végzett tevékenység (hallgató, egyéb tevékenységet folytat)
− Építészeti előélettel tapasztal rendelkezik-e
Nemi megoszlás szerint
15.ábra:Akutatásbanrésztvevőegyetemipolgárok
3.8. A kutatás elemzése
A kutatás során az alábbiakban megfogalmazott kritériumok és tényezők kerültek mérésre:
Az egyének koncentrációja az oktatás alatt
Az egyének életjelei (pl.: pulzusa) a tesztek során
A tényleges építéshelyi teszteken a tesztalanyok
által lejárt útvonal oncentráció mértéke a feladat pontos elvégzése a teljes idő mialatt befejezte a pályát
az időtartam, amit veszély zónákban töltött a veszélyzónákra való emlékezés emlékeztek-e a mozgó veszély zóna kikerülésére
3.8.1. Huawei Watch 3 Pro eszközzel gyűjtött adatok
A Huwaei Watch 3 Pro eszközzel, oktatásonként 5-5 személy életjeleit rögzítettem, amiket a Huawei health alkalmazáson belül tudtam kimenteni.
A kapott eredmények közel azonosak voltak a vizsgált tesztalanyoknál, kiugró értéket csak egy harmincöt évnél idősebb Úrnál tapasztaltam. Mivel a tesztek nagyon rövidek voltak (0 p 40 mp – 1 p 50 mp) illetve a környezet maga, ingerszegény környezet volt, így a kapott eredmények többségében egyhangúak a szívritmus végig 68-79 bpm között volt, míg a bőrhőmérséklet 35,6 és 36 között mozgott. (16. ábra) A bemutatott eredményekből messzemenő következtetés levonására nem volt lehetőség.
Ezeken kívül, eredetileg a Huawei watch 3 pro okos órának a beépített GPS –ből kinyert adatok (17. ábra), alapján szerettem volna, a tesztek során a bejárt útvonalat rögzíteni, majd később összehasonlítani. Sajnos ezt nem tudtam megvalósítani, mivel nem tudtam az összehasonlításhoz szükséges pontosságú adatot kinyerni.
17. ábra: A Huawei Watch által kinyert útvonal azegyetemterületén
3.8.2. Koncentráció vizsgálása a „Muse 2” fejpánttal
A Muse 2 headband egy olyan agyhullámokat figyelő eszköz, amely az eszköz hordása közben, méri az agyhullámokat és ez alapján visszajelzést tud adni az agyi tevékenységről.
Az eszköz eredetileg meditációs célokra lett kifejlesztve. Az applikáción keresztül, az irányított meditáció közben méri a felhasználó agyi aktivitását, a testmozgását, és a pulzus számot.
A kutatás során minden oktatási kontroll csoportból 5-5 emberen mértem az agyi aktivitás szintjét az oktatás közben. Felhasznált adatként az 5 adathalmazból a középértéket használtam fel, mind a három oktatás esetében.(18-20.Ábra)
Mivel az eszköz eredetileg a meditáció mélységét segíti értékelni, így az értékeket a kutatás felhasználáshoz fordítva kell értelmeznem, minél többet van az agyi aktivitás a semleges vagy az aktív zónában, annál valószínűbb, hogy az eszközt viselő teszt alany figyelt az oktatáson.
Ezt a teóriát az eredmények is alátámasztják. A legfőbb következtetéseket a „Mind” – agyi aktivitás jelző ábrákból vontam le. A tantermi oktatáson részt vett tanuló eredményein (18.ábra) látszik, hogy a teszt kezdetén az agyi aktivitása a semleges zónában volt, majd hirtelen lezuhant a nyugodt zónába, ezután folya-
18. ábra: Muse 2-Agyi tevékenység mérés a tantermi oktatás közben
matosan fel-fel ugrált a semleges zónába. Az ábra alapján arra a következtetésre jutottam, hogy a hallgató próbált figyelni a tervek bemutatására, azonban mindig gyorsan eltévedt a figyelme.
A VR-ban 360°videót megtekintő személy (19. ábra), valamint az interaktív VR-ban lezajló oktatáson résztvevő alany (20. ábra) eredményei nagyon hasonlítanak, csupán pár százalékkal lett konzisztensebb az interaktív VR-os teszt alanyok eredménye. Mind a két ábrán az látható, hogy a felhasználók agyi tevékenysége többségében a neutrális zónában volt, és kis időintervallumokra még az aktív zónába is átnyúltak. Ez arra enged következtetni, hogy a hallgatók figyelmét a VR-os oktatás, mind a két formája le tudta kötni, ezáltal hatásosabban tudták az információt feldolgozni és emlékezetükbe vésni.
19. ábra: Muse 2-Agyi tevékenység mérés VR-os 360 fokosvideómegtekintéseközben
20. ábra: Muse 2-Agyi tevékenység mérés VR-os interaktívképzésközben
3.8.3. A lejárt útvonal vizsgálata mozgást követő és dokumentáló alkalmazással
Kifejezetten jelen kutatás, elvégzéséhez, informatikus segítségével, készítettem egy mozgás követő alkalmazást is, melynek részleteit a 2.3. számú fejezetben részleteztem.
A 21. ábrán a három különböző oktatásból lett véletlenszerűen kiválasztva 1-1-1 útvonal a szemléltetés céljából. Ezek egymásra helyezésével, illetve az organizációs tervre való rá helyezésével szerettem
volna megvizsgálni, hogy az átlagos útvonalak mennyire térnek el, vagy hasonlítanak a másikhoz képest. Az eredmények azt mutatják, hogy míg a kétfajta VR-os képzésen részt vett alanyok nagyjából ugyanazt az útvonalat követték, addig a tantermi oktatáson résztvevők teljesen más irányba indultak el. Az ábrán látható nyilak irányából következtetve, az alany elhelyezte a depóba az első objektumot, majd a bemutatott fésűs mozgás helyett körbe ment és a szállítmány felvételi pontjára helyezte el a „szemét” objektumokat.
21. ábra: 1-1-1 véletlenszerűen választott résztvevő útvonala, egymásra helyezve, összehasonlítási célból
A következő ábrákon azt vizsgáltam, hogy a különféle oktatásokon mennyire egységes tudást szereztek a hallgatók, emlékeznek-e a veszélyzónák helyzetére, a feladatokra, illetve arra, hogy a hulladék kezelési feladat, és szállítmány elhelyezési feladat között a fiktív targonca megérkezése és rakodás miatt el kell hagyni az építési területet
Ezzel kapcsolatban annyi változás történt az eredeti tervekhez képest, hogy a „biztonsági zóna” átkerült a kék körrel jelölt területre. Erre azért volt szükség, mert a helyszíni teszt lebonyolításakor, a lépcső előtti területen egy autó parkolt, így nem tudtam azt a helyszínt használni „biztonsági zónaként”.
A 22. ábrán a tantermi oktatáson részt vett személyek útvonalai közül, véletlenszerűen kiválasztottam tizenkét darabot és azokat összefésültem. A megjelenítendő adatok szűkítésére azért volt szükség, mert a rengeteg útvonal összefésülve már teljesen értelmezhetetlen vonalhalmazt alkotott.
A tantermi oktatás összefűzött ábrája alapján az a következtetés vonható le, hogy sokan elfelejtették az oktatásokon elhangzott információkat, például, mindössze egyetlen ember állt félre a targonca miatt a két feladatrész között.
22. ábra: A tantermi oktatáson részt vettek eredményei közül véletlenszerűen választott 12 útvonal összefésülve
Azonban maga a kép is egy kaotikus összképet mutat, számos komoly veszélyzónába lépéssel, amely arra engedett következtetni, hogy egyáltalán nem emlékeztek a tesztalanyok a zóna helyzetére, létezésére.
A 23. ábrán egy sokkal egységesebb, tömörebb útvonalképet láthatunk. Még ezen az ábrán is vannak szélsőséges kilengések 1-1 útvonal erejéig, de többségében majdnem ugyanazon az úton haladtak végig az alanyok. Két gyakori különbség van, az egyik a fésűs mozgás betartása, a másik pedig az egymáshoz közel lévő objektumok azonnali elvitele miatt a középső vonal nem lett olyan jól definiált, mint a többi, ellenben a körvonalak jelentősen megerősödtek a többi vonalhalmazhoz képest.
A másik jelentős eltérés jelen esetben a biztonsági zónába való kiállás volt. Jelen kontrolcsoportból, a 15-ből 6 fő, hagyta el az építési terület, a targonca szimulált megérkezése és rakodása miatt.
23. ábra: A 360° videó VR oktatáson részt vettek eredményei közül véletlenszerűen választott 12 útvonal összefésülve
A 24. ábrán az interaktív VR- képzésen részt vettek útvonalait vizsgálom. Ez az ábra már egységes képet mutat, tisztán látszik a tesztalanyok haladási iránya, illetve az is, hogy a többség a biztonsági zónába is kiment a két feladat között.
24. ábra: Az interaktív VR oktatáson részt vettek eredményei közül véletlenszerűen választott 12 útvonal összefésülve
3.8.4. A veszélyzónákba való belépés mérése
A mozgáskövető programom, mint azt feljebb is taglaltam az útvonalakon kívül az alanyok tesztelésének az idejét is mérte, valamint azt, hogy összesen menyi időt töltöttek el az egyének a veszélyzónákban összesen.
A 25, 26 és 27-es ábrákon lehet látni az összes idő és a veszélyzónákban töltött idő egymáshoz való arányosságát. Az eredmények jól szemléltethetők a három diagram összehasonlításával. A tantermi oktatás diagramja nagyon kaotikus, tükrözi az útvonal képét is. Vannak nagyon hosszú és nagyon gyors idővel rendelkezők is. Az viszont egyértelműnek látszik, hogy a teljes idő és a veszélyzónában töltött idő aránya messze meghaladja másik két oktatás arányának a mértékét.
A VR alapú oktatások értékei ebben az esetben kicsit jobban szétválnak. Az interaktív VR oktatáson résztvevők esetén többségében nagyon jó a teljes idő-veszélyzónában töltött ideje, illetve a másik két oktatáshoz képest, a teljes idő is sokkal egységesebb.
25. ábra: A tantermi oktatáson mért teljes idő és a veszélyzónában töltött idő aránya
26. ábra: A 360 fokos VR videós oktatáson mért teljes idő és a veszélyzónában töltött idő aránya
Az oktatás nem csak a veszélyzónák pozíciójára hívja fel a figyelmet. A VR alapú oktatás a feladatok pontos elvégzésében is jelentős javulást jelenthet (jelen esetben azt tekintettem pontosnak, aki a terven lévő pozícióba tudta elhelyezni az árut, amit a mozgáskövető applikáció segítségével mértem), és ezt a teszteredmények is bizonyítják. Bár nem volt kutatási cél, mégis felmerül az oktatás során tanult eljárások hatékonyságnövelésére vonatkozó előnye is, melyet későbbi kutatások során érdemes vizsgálni.
Az oktatás során 3 feladatot kellett elvégezniük a tesztalanyoknak. (28.ábra) A szemetes zsákok, konténerbe való helyezése volt az első feladat, ez hangzott el minden oktatáson a legkorábban, erre majdnem az összes tesztalany emlékezett és gyorsan el is végezték a feladatot.
A két munkafolyamat közötti áru szállítmány érkezése és lerakodás során a tervek és az oktatás szerint is a „dolgozónak” el kell hagynia az építési területet és a biztonsági zónába kimenni. Erre kevés alany emlékezett. A tantermi képzést kapott kontroll csoportból összesen hárman emlékeztek erre a feladatra.
A 360 fokos VR videót megtekintő csoportból 6, míg az interaktív VR csoportból 10 fő emlékezett erre a mozgó veszély zónára. A „szállítmány” elhelyezését mindenki elkezdte, de voltak, akik nem emlékeztek a pontos helyre. Az interaktív VR csoportból mindenki helyesen végezte el a feladatot, míg a 360°VR videós oktatáson résztvevők közül csak egy ember nem tudta a szállítmány pontos elraktározási helyét. A tantermi oktatáson részvevők közül azonban, közel a tesztalanyok fele nem emlékezett a pontos helyre, sokan például a „konténerbe” helyezték a szállítmány dobozt is. Ezekből az eredményekből is következtethetünk a VR oktatás hatásosságára.
A kutatás során, előzetes terveimnek megfelelően megalkottam egy saját virtuális valóságbeli, építéshelyszíni szimulációt, amely baleset és munkavédelmi oktatási térként funkcionál. A kutatásban arra kerestem a választ, hogy egy VR alapú oktatásnak milyen, előnyei, hátrányai lehetnének, amennyiben az építőipari folyamatok során nagyobb mértékben alkalmazásra kerülne. Magasabb szintű aktivitással, odafigyeléssel vennének-e részt az ilyen oktatáson az emberek, mint a hagyományos tantermi oktatásokon?
Az elvégzett tesztek alapján, a kérdés egyszerre egyértelmű és még is komplikált. Egyértelműnek kellene lennie, hiszen az elvégzett tesztek és mérések alapján, mind a két féle VR alapú oktatásban részt vett kontroll csoport eredménye mesze felülmúlta a tantermi oktatáson részt vett kontroll csoport eredményeit.
A leglátványosabb eredményeket a mozgáskövetéses vonaltérképekkel, az elvégzett tesztek során rögzített, teljes idő és veszély zónában töltött idő, valamint a muse headband segítségével tudtam kimutatni.
A vonaltérkép összesítései egyértelmű következtetéseknek adott teret. A különbség a VR alapú oktatáson résztvevők útvonalai és a tantermi oktatáson résztvevők útvonali között mindenképpen szembetűnő.
A teszt alapján, a tantermi oktatás tesztalanyainak a többsége nem tudta felidézni az oktatáson elhangzott instrukciókat, illetve a 2D rajzon bemutatott ajánlott útvonalat sem. Többen felesleges plusz köröket, hatalmas kitérőket tettek, az eredeti tervekhez képest, ezzel negatívan hatva a „teljes idő-veszélyzónában töltött idő” eredményükre is.
Ezzel szemben a VR alapú oktatások egységes, letisztult képet adtak. A két fajta VR oktatási csoport közel hasonló eredményeket mutatott. Jelentősen többen végezték el mind a három feladatot, mint az első kontrol csoport tagjai, valamint a vizsgált útvonal mintázatuk is sokkal egységesebb, mint a tantermi oktatáson résztvevő alanyok esetén.
Az interaktív VR oktatáson részt vett tesztalanyok, egy feladat során tűntek ki igazán a 360°-os videót megtekintő csoporttal szemben. Ebben a csoportban majdnem mindenki emlékezett arra, hogy a két feladat között a targonca rakodási ideje alatt el kell hagyni az építési helyszínt. Ez nagy valószínűséggel, abból is következhet, hogy a képzésben, a targonca útvonalával történő találkozás esetén véget ér a szimuláció.
Ez többekkel is megtörtént a VR tesztelése során, így ezek az alanyok, erre nagy valószínűséggel jobban
emlékeztek. Ez is azt bizonyítja, hogy a VR térben megélt események valós tapasztalatokat adnak, amelyből az ember épp úgy tanul, mint a valóságban elkövetett hibáiból.
A 360° videót megtekintő kontroll csoport, bár hasonló eredményeket produkált, mint az interaktív VR csoport, külön érdekesnek minősül a következő miatt: a tesztalanyok közül többen is jelezték, hogy az oktatás során elszédültek, be kellett csukniuk a szemüket. Azok közül, akik rosszul lettek, többen is hasonló problémát fogalmaztak meg: a VR valósághű tulajdonsága miatt, ténylegesen a szimulált térben érezték magukat és az élmény, hogy egyhelyben ülnek vagy állnak, eközben pedig a VR miatt úgy érzik mozogniuk kellene, nagyon összezavarta őket, szédülést idézett elő. Ezek alapján kijelenthető, hogy a VR valóban egy nagyon kiemelkedő és hosszútávon jól alkalmazható oktatási eszköz lehet, amely számtalan életet menthetne meg, amennyiben lehetőségeit ki tudnánk használni az építőiparban. Ezzel együtt az is kijelenthető, hogy bár a 360°-os videó is egy remek oktatási lehetőséget ad, de vannak korlátai az interaktív VR lehetőségeivel szemben, nem képes olyan átfogó, aktív tapasztalati élmény nyújtani, mint az interaktív VR, ezáltal kevésbé hatásos oktatási eszköz.
Egy hallgatói vélemény: „Amennyiben nekem, mint munkás kellene a VR-os oktatáson részt vennem, az oktatás előtt biztos hangoztatnám, hogy felesleges az ilyesmi, csak időpocsékolás. Ennek ellenére az oktatást biztosan élvezném, hiába munkáról szól akkor is élmény az ilyen, és szerintem az első alkalommal, amikor belépnék az új építési területre, egyből megérteném miért volt szükséges a képzés, hiszen még soha nem jártam ott, de a veszélyeivel együtt ismerném a területet.”
5. A kutatás értékelése és a levont következtetések
Jelen kutatás során, azt vizsgáltam, hogy a virtuális valóságban lebonyolított balesetvédelmi oktatással lehet-e jelentős mértékben javítani a dolgozók tudatos, pontos munkavégzésén.
Az elmúlt években megjelent publikációk, vagy csak specifikus balesetvédelmi oktatásról adtak tanúbizonyságot, vagy elvetették az általános építéshelyszíni VR oktatás lehetőségét, mint kevésbé hasznos téma. Ennek következtében az irodalomkutatás után szkeptikus voltam, mit fedezhetek fel a kutatásaim során.
Az első tesztelés utáni eredmények azonnal eloszlatták a kétségeket a kutatás életképességével kapcsolatban. A teszteken, mint azt korábban részleteztem, egyértelműen látszott ki melyik oktatásban ré-
szesült. A videó alapú VR oktatást, valamint az interaktív VR oktatást kapottak eredményei között, csak minimális eltérés mutatkozott. Ezzel ellentétben a 2D terv alapú tantermi oktatást kapottak eredményei jelentős mértékben eltérnek a másik két kontrol csoport eredményeitől. Az alanyok teszt közbeni viselkedése, magabiztossága is jelentősen eltért a VR oktatás kontroll csoportjaitól. Több alany is elismerte, hogy két héttel az oktatás után nem igazán emlékszik, még a feladatokra sem.
A fentebb részletezett eredmények alapján kijelenthető, hogy a kutatás tézise helyes volt, valóban jelentős, mérhető eltérés van a tesztalanyok teljesítményeiben, főként aszerint, milyen fajta oktatást kaptak a tényleges tesztet megelőzően.
Azonban a képzés hátrányaként ki kell emelni, az idő problémáját. Míg egy osztálytermi oktatás 4-5 percet vett igénybe 25 fő számára, addig a VR alapú oktatás fejenként 5 percig tartott. Ezen felül a VR szemüveg fel és leadásához szükséges egy alkalmazott is. Az idő problémája azonban véleményem szerint kezelhető, és egy a VR-t kezelő munkatárs, pár napi munka bére mit sem jelent, a megelőzött balesetek tekintetében.
6. Összefoglalás
Kutatásom során egy olyan virtuális valóságbeli oktatási teret és kapcsolódó módszertani leírásokat terveztem létrehozni, melynek felhasználásával hosszútávon biztonságosabbá lehetne tenni az építési helyszíneket.
A VR technológia alkalmazása az utóbbi években egyre jobban terjed. Azonban hazánkban a VR megrekedt a szórakoztatóipar legújabb játékszereként és a mai napig nem tudott ebből a körből kitörni. Ennek számos oka van, melyeket dolgozatomban, részletesebben kifejtettem. Ezzel szemben számos külföldi kiadvány, tudományos cikk a VR különféle felhasználási módjairól számol be, amelyek bevezetését vagy tervezik a közel jövőben, vagy már meg is valósították. A leggyakrabban oktatási célú felhasználást jelöltek meg a szakirodalomban, azonban több kutatás is érdeklődik robotok, valamint közlekedési eszközök távirányítási lehetősége iránt.
Az átnézett szakirodalom egyértelműen alátámasztotta dolgozatom tézisét, miszerint a virtuális valósággal támogatott oktatás, a felhasználók teljesítményében jelentős pozitív különbséget mutat a tradicionális oktatáson résztvevőkhöz képest. Ezt számos kísérlettel, és kutatással bizonyították.
Dolgozatomban a fő kérdés az volt, hogy vajon a baleset megelőzési, munkavédelmi oktatások terén is alkalmazható-e ez a technológia, kimondottan az építőiparra levetítve. Ez egy kiemelt kutatási pont volt, hiszen jelen kutatásban, nem specifikus, definíció jellegű tudás megszerzésének elősegítéséről szerettem volna tanulmányt végezni. Kutatásomban a tudatos viselkedés oktatást, és annak formáit szerettem volna megvizsgálni, további kutatásokat végezni.
Jelen esetben, arra voltam kíváncsi, vajon egy ismeretlen tér megismeréséhez, és a kapcsolódó veszélyek hosszútávon való felismeréséhez (emlékezéséhez) hozzá segítheti-e a dolgozókat egy interaktív
VR környezet, vagy egy 360°-os videófelvétel megtekintése VR szemüvegen keresztül. Ennek céljából kutatásom során számos módszertani lépésen keresztül felépítettem egy oktatási VR környezetet, majd a megszerzett tudást később a tényleges helyszínen teszteltem és eredményességét mértem is a képzésen résztvevő tesztalanyok segítségével.
A VR tér elkészítéséhez kiválasztottam egy könnyen elérhető területet, amely jelen kutatás során a MIK parkolójában a mélyföldszinti garázs előtti beálló tér volt. A helyszín tudatosan került kiválasztásra, mivel ez egy jól lekerített szűk környezet, amelyet kamerák segítségével könnyen le tudtam fedni a felette húzódó kinti folyosónak köszönhetően.
Ezután szükségem volt az épület felmérési modelljére, amit előzetes felmérések alapján, az ArchiCad modellező program diák verziójában készítettem el. A modellre azért volt szükségem, mert így a VR térben a főbb geometriák rendelkezésre álltak. Az alkalmazott módszerekkel azt is szerettem volna bizonyítani, hogy a VR oktatás létrehozásához elegendő azokat az elemeket felhasználni a VR térben, amit napjainkban már egyébként is létrehoznak, ilyenek például a BIM modellek, melyeknek így egy újabb felhasználási módját tudtam tesztelni.
A létrehozott VR környezet számos egyéb tervezési folyamat megfelelő kiegészítő eszköze lehetne, például a homlokzattervezés, kerttervezés, valamint a kivitelezés területén az organizációs tervek elkészítése során nyújthat segítséget. Ez utóbbinak külön kiemelném a hatásosságát. A 3D vizualizáció segítheti a veszélyzónák és baleseti szituációk korai, még a tervezési szakaszban történő felismerését.
Jelen kutatásban, a szükséges organizációs terv részletet, a VR tér felhasználásával dolgoztam ki.
Abban jelöltem az elsődleges veszélyzónákat, és az elvégzendő feladatokat, így a későbbiekben, csak az interakciókat működtető scriptekkel kellett kiegészítenem az objektumokat.
Jelen VR térben egy egyszerű és rövid időtartamú építéshelyszíni szituációt kellett begyakorolniuk a tesztalanyoknak, akik a feladatban a dolgozók szerepét töltötték be. A szimuláció egy bontási-felújítási munkafolyamat részletét szimulálja. A cél az volt, hogy a VR technológia segítségével, egy térbeli szituációban, ismerhessék meg a veszélyzónák helyzetét és az elvégzendő feladatokat a tesztalanyok. Ezáltal egy sokkal átfogóbb tudást szerezzenek, mintha csak 2D-ben látták volna.
Ezen kívül létrehoztam egy 360°-os videót, amelyen a VR térben végrehajtott feladat látható. Ennek több előnyét és hátrányát fedeztem fel. Előnye, hogy sokkal gyorsabb, fix képzési időt biztosít emberenként, hátránya azonban, hogy a VR teret ugyan úgy létre kellet hozzam a videó megalkotásához, hiszen a már létrehozott interakciókról készült a felvétel, ezáltal nem jelent kevesebb energia befektetést a videós megoldás. További hátrányként említhető, hogy a tesztalanyok sokkal könnyebben lesznek rosszul egy ilyen oktatás során.
Az eredmények validálása és a tézis bizonyítása céljából egy összehasonlító tesztet végeztem el. Három kontroll csoportot állítottam össze, akiknek három féle oktatást tartottam. Az első csoportnak egy 2D organizációs terven alapuló tantermi oktatást, a második csoport egy 360°-os oktató videót tekintett meg VR szemüvegben, míg az utolsó csoport a fent leírt interaktív VR alapú oktatást tapasztalhatta meg. Az oktatások után 2 héttel, a valós helyszínen kellett megmutatniuk a tesztalanyoknak, hogy mire emlékeznek az oktatásokon elhangzottakból. A teszteket különféle módokon (pl.: mozgáskövetés, kérdőíves visszajelzés, időmérés, életjelek mérése stb.) dokumentáltam, a kapott eredményeket pedig kiértékeltem.
Az adatok azt mutatták, hogy két VR oktatást kapott csoport nagyon hasonlóan teljesített, az interaktív VR oktatáson résztvevő emberek eredményei csak kis mértékben voltak jobbak, mint a 360°-os videót megtekintő személyek. Ezzel szemben a tantermi kontroll csoport messze alul teljesített a másik két csoporttal szemben, annak ellenére, hogy jelen esetben a lehető legegyszerűbb formára volt redukálva az építés helyszíni szituáció.
A kutatás eredményeként kijelenthető, hogy az általános építéshelyszíni veszélyek helyzetének és az azokkal kapcsolatos baleset megelőzési oktatás VR technológiával történő támogatása pozitívan befolyásolja a „dolgozók” teljesítményét és valószínűsíthetően csökkenti az építéshelyi balesetek kockázatát.
Ezek alapján érdemes lehet bevonni a VR technológián alapuló oktatásokat az építőipar munkafolyamatokba, hiszen alkalmazásával akár életeket is lehetne menteni.
29. ábra: A létrehozott BIM modell látványa, a tesztelési területhez
7. Felhasznált irodalom
1. Szerk.: Ivan Shuterland
2. Bakai Nándor, Máder Patrik Márk, Horkai András, Etlinger József, Rák Olivér, Cebei Márk Dániel, Zagorácz Márk Balázs, (2021; 3-4), Az építőipari munkabalesetek megelőzésére és csökkentésére irányuló beavatkozási területek - statisztikai adatelemzéssel történő – meghatározása. pp. 90-99., 10 p, Magyar Építőipar
3. 1993. évi XCIII. törvény a munkavédelemről
4. Lee, S. J., & Reeves, T. C. Edgar Dale. (2007), A significant contributor to the field of educational technology. pp. 47(6), 56., Educational Technology
5. Kanade S.G., Duffy V.G. (2022). Use of Virtual Reality for Safety Training: A Systematic Review. In: Duffy, V.G. (eds) Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management. Health, Operations Management, and Design. HCII 2022. Lecture Notes in Computer Science, vol 13320. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-06018-
6. Cipresso Pietro, Giglioli Irene Alice Chicchi, Raya Mariano Alcañiz, Riva Giuseppe (2018) The Past, Present, and Future of Virtual and Augmented Reality Research: A Network and Cluster Analysis of the Literature In: Frontiers in Psychology DOI:10.3389/fpsyg.2018.02086
7. Baranyainé Kóczy Judit; Komlósi László Imre. (2018) A tanulás, mint interaktív cselekvés: paradigma váltás a VR – technológia segítségével, 4. szám JEL-KÉP, kommunikáció, közvélemény, média, DOI :10.20520/JEL-KEP.2018.4.109
8. Kuttner, Ádám. (2022), AR és VR technológia oktatási felhasználási lehetőségei a kiállítási kommunikációban. Iskolakultúra, 32 (2), pp. 83–94.
9. Leder Johannes, Horlitz Tina, Puschmann Patrick, Wittstock Volker, Schütz Astrid (2018), Comparing Immersive Virtual Reality and PowerPoint as Methods for Delivering Safety Training : Impacts on Risk Perception, Learning, and Decision Making in: Safety Science pp. 56
10. Fan Yang, Yang Miang Goh (2022), VR and MR technology for safety management education: An authentic learning approach, Volume 148, Safety Science, https://doi.org/10.1016/j. ssci.2021.105645
11. Checa, D., Bustillo, A. (2020), A review of immersive virtual reality serious games to enhance learning
12. Dong Zhao & Jason Lucas (2015), Virtual reality simulation for construction safety promotion, International Journal of Injury Control and Safety Promotion, 22:1, 57-67, https://doi.org/10.1080 /17457300.2013.861853
13. Xiao Li, Wen Yi, Hung-Lin Chi, Xiangyu Wang, Albert P.C. Chan, (2018), A critical review of virtual and augmented reality (VR/AR) applications in construction safety, Pages 150-162, Volume 86, Automation in Construction, https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.11.003.
14. Pooya Adami, Patrick B. Rodrigues, Peter J. Woods, Burcin Becerik-Gerber, Lucio Soibelman, Yasemin Copur-Gencturk, Gale Lucas,(2021), Effectiveness of VR-based training on improving construction workers’ knowledge, skills, and safety behavior in robotic teleoperation, Advanced Engineering Informatics, Volume 50, https://doi.org/10.1016/j.aei.2021.101431
15. Krantiraditya Dhalmahapatra, J. Maiti, O.B. Krishna, (2021), Assessment of virtual reality based safety training simulator for electric overhead crane operations, Volume 139, Safety Science, https://doi.org/10.1016/j.ssci.2021.105241
21. Afzal, Muneeb, and Muhammad Tariq Shafiq. (2021), Evaluating 4D-BIM and VR for Effective Safety Communication and Training: A Case Study of Multilingual Construction Job-Site Crew Buildings 11, no. 8: 319. https://doi.org/10.3390/buildings11080319 DOI: 10.20378/irbo-52667
189 and training. Multimed Tools Appl 79, 5501–5527 https://doi.org/10.1007/s11042-019-08348
22. Ghanem S Y (2022), Implementing virtual reality - building information modeling in the construction management curriculum, ITcon Vol. 27, pg. 48-69, https://doi.org/10.36680/j.itcon.2022.003
23. Rafael Sacks, Amotz Perlman & Ronen Barak (2013), Construction safety training using immersive virtual reality, Construction Management and Economics, 31:9, 1005-1017, DOI: 10.1080/01446193.2013.828844
24. Ritter, K.A., Chambers, T.L. (2022), Three-dimensional modeled environments versus 360 degree panoramas for mobile virtual reality training. Virtual Reality 26, 571–581 https://doi.org/10.1007/ s10055-021-00502-
25. K. G. Ahmed, "Integrating VR-Enabled BIM in Building Design Studios, Architectural Engineering Program, UAEU: A Pilot Study," 2020 Advances in Science and Engineering Technology International Conferences (ASET), 2020, pp. 1-6, DOI: 10.1109/ASET48392.2020.9118308.
26. Jialu Song, Sijia Huang (2018) Virtual Reality (VR) Technology and Landscape Architecture MATEC Web Conf. 227 02005 DOI:10.1051/matecconf/201822702005
27. A. Racz and G. Zilizi, (2018), "VR Aided Architecture and Interior Design," 2018 International Conference on Advances in Computing and Communication Engineering (ICACCE), pp. 11-16, DOI: 10.1109/ICACCE.2018.8441714.
28. Smit, F. A. and van Liere, R. and Fr\"{o}hlich, B.(2008) An Image-Warping VR-Architecture: Design, Implementation and Applications pg.115–122 Proceedings of the 2008 ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology DOI:10.1145/1450579.1450605
29. OxfordLanguages – The definition of virtual reality, https://languages.oup.com/google-dictionary-en/
A szegregátum közösségi építészetének tervezési módszerei - Gilvánfa –
Pécsi Tudományegyetem
Műszaki és Informatikai Kar
A szegregátum közösségi építészetének tervezési módszerei - Gilvánfa –
VARJÚ KATA
Építőművész MA, 1. évfolyam
Konzulens: Dr. Rétfalvi Donát /Egyetemi docens/ Belsőépítészeti Alkalmazott és Kreatív Design Tanszék
3. Szegregációs folyamatok és az erodált társadalom létrejötte az Ormánságban
3.1. Gilvánfa, mint fókuszpont
3.2. Az elmúlt századok politikai döntéseinek hatása
3.3. A cigányság térségi jelenléte
3.4. Településhálózat és infrastruktúra
3.5. A térségre jellemző általános munkanélküliség
4. Gilvánfa a lakók szemszögéből
4.1. A lakhatás kérdésköre
4.2. 8
4.3. A településre vonatkozó lakossági vélemények
4.4. Az aktív
5.2.
5.3.
5.4. 39571
5.5.
5.6.
5.7.
5.7.1. Bőköz Fesztivál – 2018, 2019
5.7.2. Space Poetry építőtábor Énlakán – 2019
5.8. Konklúziók
5.9. Általános tervezői összefüggések
6. A lokális metodika komponensei
6.1. Funkcióséma és programterv
6.2. A hiányfunkciók rendszerbe foglalása
6.3. Közösségi kohézió
6.4. Környezettudatosság fenntarthatóság
6.5. Energiahatékonyság
6.6. Helyi-, időtálló, vagy helyi forrásból pótolható anyagok
A szegregáció fogalmát a hazai szakirodalom leggyakrabban a területi elhelyezkedéssel, lakhatással és az ebből következő intézményi - Magyarországon jellemzően az oktatás területén jelentkező - elkülönüléssel/elkülönítéssel kapcsolatban használja. Szegregációnak nevezzük azt a jelenséget, amikor egy-egy településen belül a különböző társadalmi rétegek, vagy etnikai csoportok lakóhelye erősen elkülönül egymástól.
A szegregáció együtt jár a jövedelmi viszonyok és a települési infrastruktúra lényeges egyenlőtlenségeivel.1
Hazánkban a jelenség megmutatkozik térségi szinten is 2, azaz nem egy-egy, a településen belüli szegregált településrész található, hanem a szegregáció kiterjed a térség egészére, magába foglalva számos apró falvat. Ez az unikális szituáció az észak-magyarországi Encsi-, és a dél-magyarországi Ormánság kistérséget jellemzi leginkább. Ugyan a szegregációt általánosan meghatározhatjuk, mélységeiben minden terület más és más hiányosságokkal és értékekkel rendelkezik, így az egy területen végzett kutatási eredmények nem vetíthetők ki egészében más, hasonló problémákkal küzdő területekre.
Jelen dolgozat az Ormánság mikroközösségeinek társadalmi integrációjának építészeti vetületeivel foglalkozik. A térséget, mint egységet vizsgálva a ,,status quo" miértjeinek felkutatását követően egy adott település problémái, értékei, statisztikai adatai kerülnek bemutatásra, így szűkítve a területet addig, míg a reális problémák, azok gyökerei és a lehetséges-, az épített környezethez köthető megoldásai kerülnek meghatározásra. A területet, mint fókuszt a személyes tapasztalatok határozták meg.
Az Ormánság atmoszférája magába foglalja a költői „magyar vidéket”. Ez az atmoszféra pillanatok alatt átszellemülésre készteti az oda látogatókat. A tipikus magyar táj és az ott élők mély szegénységének ambivalenciája gerjeszt egyfajta feszültséget, melyben a természeti és építészeti értékek kerülnek szembe a drámai nincstelenséggel.
A szükségben élők veszteségei abból a szempontból tragikusak, hogy a generációk előrehaladtával „vele születetten” kerülnek a közösség tagjai ebbe az élethelyzetbe, éppen ezért a dolgozat kiemelt célcsoportként kezeli az ormánsági gyermekek helyzetét.
A falvak közül a leghátrányosabb statisztikai indexszel rendelkező 3 Gilvánfa, és az ott fentálló helyzet szülte problémák összessége lehetőséget ad arra, hogy a válaszként megszülető módszerek és a létrejövő programterv átültethető legyen a környező településekre, hiszen a kevésbé hátrányos helyzetű falvakban a minimális modifikáció és redukció hasonló, remélhetően pozitív változásokhoz vezethet.
2. Célkitűzés
Fontos leszögezni, hogy az építészet nem oldhatja meg ezen térségek társadalmi problémáinak öszszességét, viszont infrastruktúrát adhat, mely kiszolgálhatja azokat a programterveket, amik elősegítik a leszakadó közösségek integrációját. Az építészet lehet egy folyamat része, de a produktumot megelőzi a mélyreható szociológiai, demográfiai, gazdasági, történelmi, földrajzi és kulturális elemzés.
A szegregáció jelensége nem csak hazánkban, hanem globálisan is tapasztalható. Regeneratív építészet, közösségteremtő építészet, szolidáris építészet, szociálisan érzékeny építészet, humanitárius építészet: olyan kifejezések, melyek az építészeti alkotó tevékenység és látásmód egy formáját jellemzik, gyökerük azonos, céljuk minden esetben a kiszolgáltatottak segítése építészeti eszközökkel. A szakirodalomban
számos kísérleti projekt és esettanulmány foglalkozik az épített környezet társadalmi fejlődésre gyakorolt hatásaival, így megvalósult példákon keresztül ismerhetünk meg bizonyos tervezési metodikákat, melyek egy-egy közösség problémáira reflektálnak. Ezen módszerek, elvek és gondolatok egyben válaszok is. A kérdés azonban, hogy az ormánsági falvak és közösségek problémáira milyen módosításokkal alkalmazhatók ezek a már bevált módszerek, hogyan erősíthetik az adott közösség kohézióját. Jelen kutatás célja ezen kérdések megválaszolása.
3. Szegregációs folyamatok és az erodált társadalom létrejötte az Ormánságban
3.1. Gilvánfa, mint fókuszpont
A Dráva dél-magyarországi szakasza a folyó szabályozásáig lápos, termékeny terület volt. A Dél-Baranyához tartozó Ormánság területe erre a térségre lokalizálható. A név napjainkban összeforrott a peremhelyzetben lévő, gettósodó, hátrányos helyzetű aprófalvak képével (Kiss 1937 9-12). A pontos földrajzi meghatározás nehézkes, ugyanis eltérnek a vélemények az Ormánság pontos határait illetően. Mindenesetre elmondható, hogy Baranya megye déli részén a Dráva-sík területe és falvai alkotják a földrajzi értelemben vett Ormánságot. A domborzat néhány méteres szintkülönbséget mutat az egész vidéken, így nem
meglepő, hogy a Dráva árteréből kimagasló „ormákon” létrejött falvakból ered a tájegység neve. 4
Az Ormánságban fennálló, a társadalom általános jóllétét érintő problémák különböző mértékben jelentkeznek a falvakban.5 Gazdasági, demográfiai, oktatási, infrastrukturális negatív tendenciák összessége koncentrálódik Gilvánfa településén. Mivel az Ormánság egészéhez képest is hátrányos a település helyzete, a lehetséges megoldókulcsok remélhetően válasszal szolgálhatnak a többi település redukáltabb problémahalmazára.
Gilvánfa község Pécs városától megközelítőleg 35 km távolságban található. Lakóinak száma alig haladja meg a 400 főt.6 A településen található épületek állapota a legtöbb esetben felújításra szorul vagy lakhatatlan.7
A település két részre oszlik: Gilvánfa központjára és Vargatelepre. A két egységet beépítetlen, kivilágítatlan mező közi össze egy aszfaltozott úttal. Ezt a területet szeli át a Bükkösdi-árapasztó. A községet kihasználatlan, vagy nem önkormányzati tulajdonban lévő mezőgazdasági szántók övezik. Ezek a területek mégsem adják az elhanyagoltság érzetét, a környező növényzet kellemes atmoszférát, természetközeli hangulatot teremt. Az egykor értékes lakóépületek állagbéli problémáit általában hulladékokkal, helyben talált gazdátlan anyagokkal orvosolják, ugyanezekkel az anyagokkal bővítik lakótereiket, így az épületek összképe láttatja az egykori pompát, de az aktuális nincstelenséget is, mely ambivalens érzetekkel telíti a külső szemlélőt. Gilvánfán összesen négy középület található: polgármesteri hivatal, óvoda, leányanya otthon és tanoda. A közintézmények állapotán szintén a lakóépületek esetében említett hatás érzékelhető.
3.2. Az elmúlt századok politikai döntéseinek hatása
A szegregációs folyamatok megértéséhez a dolgozat különböző szociológiai tanulmányokat, analitikus történelmi kutatómunkákat vett alapul. A leírtakból kiemelhetjük, hogy az Ormánság sosem tartozott Magyarország centrumterületei közé, továbbá az országra általánosan jellemző fejlődési tendenciák csak
megkésve érték el. A trianoni határváltozást követően földrajzi értelemben is az ország peremterületei közé került. A vasúti és közúti infrastruktúra hiánya, továbbá a lápos vidék vízszabályozási munkáinak megkésettsége egy elzárt periférikus területet eredményezett.
Az Ormánság meghatározó mezőgazdasági ágazata a 20. század elejéig az extenzív állattartás volt, mely technológiája az imént említett okok miatt kevésbé dinamikusan fejlődött az ország többi régiójához képest. A földterületek döntő része nagybirtokosok kezébe került, míg a parasztság 70 százalékának csupán 1-10 holdas terület jutott, mely egy nagyobb család fenntartására már nem volt elegendő. Mivel az amúgy is apró földtulajdonokat a családok nem szerették volna tovább aprózni, így az Ormánságban népszerűvé vált az úgynevezett „egykézés”, mely a drasztikus népességcsökkenés első lépése volt.
A népességcsökkenés mélypontja a második világháború után következett be, ugyanis a határ mentén 20-30 km széles terület határsávként működött, ahova csak külön engedéllyel lehetett bejutni. A kollektivizálás után a fiatalok a jobb megélhetés reményében a térség ipari városaiban, Pécsett és Komlón helyezkedtek el.
A szocialista vezetés idején az aprófalvas térszerkezetet nem támogatták, így az 1960-as és 70-es években a kitelepülő lakosság üresen hagyott házaiba politikai támogatással az addig telepeken élő cigányságot telepítették be. Napjainkban az Ormánsági falvak között több olyat is találni, melynek lakossága 100 százalékban roma származású.
Magyarország népessége az 1980-as évek óta folyamatosan csökken, miközben a lakosság összetételében egyre magasabb az idősek aránya. Ezzel szemben a falusi lakosság száma 1994 óta stagnál, vagy eseteként növekszik. Ezen mutatók megértéséhez demográfiai értelemben két féle falutípust definiálhatunk. Az első esetben a városok környező falvaiba kiköltöző, nyugodtabb mindennapokra vágyó módosabb polgárok demográfiai vándorlásáról beszélhetünk, míg a másik esetben a lakosság körében is
leértékelődő falvakból történő értelmiség elvándorlása következtében betelepülő szegényebb és népesebb családok a meghatározók.
Az Ormánság falvai az utóbb említett falutípusba tartoznak, hiszen kedvezőtlen elhelyezkedésük és a kiépítettlen infrastruktúra nem teszi vonzó lakhellyé a módosabb, városból a perifériára települő lakosság körében.
Általánosan megfigyelhető jelenség, hogy a cigány lakosság többségbe kerülése után fokozatosan természetes etnikai homogenizálódás zajlik le a településeken. 8, 9 (4. ábra)
Az önkormányzatok által szolgáltatott becsült adatok alapján a cigányság aránya a régión belül 30% körüli. (3.1. ábra) Néhány településen azonban 100 százalékos roma lakosságról beszélhetünk, ilyen települések Alsószentmárton és Gilvánfa. (A gilvánfai lakossági kérdőívekből kiderült, hogy ezt a tényt a falu erősségei közé sorolják a helyi lakosok,) A települések több, mint felében arányuk meghaladja a 30%-ot, a települések 28%-ában pedig a lakosság felét. A cigányság térség szintű jelenléte tehát meghatározó.
Jelenlétükkel a roma kultúra egyes elemei és hagyományai tradícióikban és mindennapjaikban is tapasztalható, mely jelentős térségi kulturális értéket képvisel. (5. ábra)
Városhiányos térségnek nevezhetjük a dél-baranyai régiót. Az Ormánság legnagyobb települése Sellye (3000 fő), ezen a városon kívül csupán három település lakossága haladja meg az 1000 főt. (Vajszló-1800, Felsőszentmárton-1094, Alsószentmárton-1100), míg a többi, nagyjából 40 település, (mely a települések 88%-a) lakosságszáma 500 alatti. 10
Az alacsony lakosságszám következtében a közösségek szükséges szolgáltatásai csak veszteségesen építhetők ki mind a humán, mind a műszaki infrastruktúra ágazatait tekintve. Humán példaként: az Ormánság területén még csak másodrendű főútvonal sem halad át, a megyeszékhely viszonylagos távolsága és a tömegközlekedési hálózat hiányosságai miatt a nagyobb városokba való eljutás másfél órát vesz igénybe.
Az ingázást vállalók körében ez napi szinten 3 óra utazást jelentene, amivel a potenciális munkavállalók együtt tudnának élni a jobb megélhetés reményében, viszont az alacsony lakosságszám következtében az utasok száma sem számottevő, így például Gilvánfáról naponta 2 távolsági buszjárat áll rendelkezésre. A műszaki infrastruktúra fejletlenségét mutatja, hogy az Ormánságban nincs kiépítve vezetékes gázhálózat, továbbá lemaradások tapasztalhatók a szennyvízhálózat kiépítettségében is. 11
10. Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005) pp.18-20., Gondolat kiadó. Budapest
3.5. A térségre jellemző általános munkanélküliség
A cigányság munkaerő-piaci helyzetének, alacsony integrációjának elsődleges okozója az alacsony iskolázottság. Nem lenne reális kijelentés, hogy kizárólagosan az alacsony végzettség felelős az alacsony életszínvonalért, hiszen a diplomával rendelkező lakosság számára sem kedvezők a munkavállalási és megélhetési feltételek. Ez az oka annak, hogy a diplomával rendelkező lakosság tanulmányaik befejeztével elhagyja a régiót a jobb megélhetés és munkavállalás reményében, így az átlagos iskolázottsági mutatók nem javulnak. Az általános iskolai lemorzsolódás és a szakképesítéssel rendelkezők alacsony száma (országos viszonylathoz képest), annak a lehetőségét is elveszi, hogy a potenciális szakképzett munkavállaló pozitív példaként jelenjen meg szűk környezetében. Sajnos elmondható, hogy a rossz anyagi helyzetben élő közösségekben egy-egy sikeres munkavállaló kirekesztődik a közösség egészéből. Gilvánfa esetében a 203 főt érintett lakossági felmérésből kiderül, hogy a megkérdezettek közel fele 8 általánost végzett, vagy kevesebbet (6. ábra), ez a lakosság egészére nézve 404 főből 242-re igaz, azaz a lakosság több, mint felére. Az érettségizettek száma 16 fő, további 120 fő rendelkezik szakmunkás bizonyítvánnyal, vagy OKJ-s bizonyítvánnyal. 12
A települések többségében a relatív munkanélküliségi mutató kétszerese annak, amelyet 2003 óta munkanélküliség szempontjából a hátrányos helyzet határértékeként definiáltak. Ehhez hozzájárul, hogy összesen hét darab 50 főnél többet foglalkoztató gazdasági egység működik az Ormánságban.
A munkalehetőség biztosítása a gondok megoldásának egyik legfontosabb feltétele lenne, de önmagában nem megoldás, hiszen a munkaképes férfi roma lakosság fele, a nők 1/5 része vállalna munkát szándékai szerint. Az emberek nagyobb részének már 10-15 éve nincs, vagy nem is volt soha munkahelye. A roma lakosság nagy arányban vesz részt közmunkaprogramokban, de gyakorinak számít a munkanélküliséget igazoló regisztrálás elmaradása is. A megélhetési források közül még mindig a legelterjedtebb a segélyekre és szociális ellátásokra való támaszkodás. Több településen is előfordul, hogy a szociális juttatásokból befolyó összeg magasabb, mint a „munkával szerzett” éves belföldi jövedelem értéke. 13 (7. ábra)
4. Gilvánfa a lakók szemszögéből
A továbbiakban a 2016-os Humán Innovációs szemle a Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei kerülnek összegzésre annak érdekében, hogy a térség egészére vonatkozó általános statisztikai adatokon túl mélyebb, személyesebb és még inkább valós információk birtokába juthassunk.
„A gilvánfaiak túlnyomó többsége mélyszegénységben él, kirekesztettségüket a tartós munkanélküliség, a jövedelemhiány, az alacsony iskolai végzettség egyaránt jellemzi. A szegénység és a körülötte kialakult sajátos kultúra generációról generációra öröklődik. A rendszerváltást követően az önkormányzatnak munkahelyteremtésre, vállalkozásra alkalmas ingatlanjai nem maradtak, a falut körülvevő földek, erdők, legelők ugyancsak idegen tulajdonba kerültek.” Gilvánfa lakossága ettől a ponttól képtelen volt az önfenntartásra és kereskedelemre. 14
13.Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005) pp.24-25., Gondolat kiadó. Budapest
A szeparált földrajzi helyzet okán a munkavállalás nehézségei évről évre súlyosabb helyzetet öltenek, így a lakosságról általánosan elmondható, hogy tartósan vagy véglegesen mélyszegénységbe kerültek. A helyzet további negatív tényezője, hogy a szegénység stagnál, általában generációról generációra öröklődik. A munkavállalási problémákon túl a lakhatás problémái is számos kérdést vetettek fel az utóbbi évtizedben. Az egykor jó állapotú megüresedett parasztházakba érkező cigány lakosság képtelen volt ezen értékes épületek fenntartására, ezért azok állapota leromlott.
A 2016-ban végzett felmérésből kiderül, hogy a legkisebb ingatlanok 16-, a legnagyobbak 140 m2 alapterületűek. Az épületekben legkevesebb 3-, míg legtöbb 11 lakó él életvitelszerűen. Az ingatlanok 98 százaléka rendelkezik konyhával, 60 százaléka mosdóval, 58 százaléka fürdőszobával. A legkorábban épült ingatlanok félkomfortos, vagy komfort nélküli lakóházak, melyek eleve nem rendelkeznek vizes helységekkel. Az utóbbi évtizedekben épült lakóházakban ugyan megtalálhatók ezek a higiéniai helységek, ám az épületek állapota az elhanyagoltság érzetét keltik (8. ábra), állapotuk folyamatosan romlik. A gazdasági épületek többsége általában a
lakóingatlanok állapotával megegyezőek, vagy rosszabbak, többségük használhatatlan. A gazdasági épületek fenntartására nincs igényük a helyieknek, ugyanis az állattartáshoz szükséges takarmány és eszközök megvásárlását nem engedhetik meg maguknak. Ezzel indokolható, hogy a háztartások mindössze 20 százaléka tart valamilyen haszonállatot. Az ingatlanok átlagos kora 44 év, melyek közül a legrégibb 1886-ban épült. A lakosok saját véleményük alapján sorolták be a következő kategóriákba ingatlanjaikat:
1. megfelelő állapotú, azonban felújítandó - 37,7%
2. megfelelő állapotú - 34%
3. nem megfelelő állapotú, de felújítható - 20,8%
4. nem megfelelő állapotú, nem felújítható - 7,5%
A vizsgált, felújításra érdemesnek talált ingatlanok problémái között a nyílászárók elavult állapota, a hőszigetelés állapota, esetleg hiánya, fűtéskorszerűsítés és burkolatok cseréje szerepelt. Mivel a háztartások átlagos bevétele 22500 Ft, így megfelelő segítség hiányában a lakhatási problémáikon változtatni nem tudnak. 15
15. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálateredményei.pp.32-33..
A lakhatási problémák megoldása érdekében pályázati forrásból önkormányzati szociális bérházak épültek több szakaszban. (9. ábra) A megvalósult lakóházak jól tükrözik, milyen fontos szerepe van a tervezőnek a társadalmi felelősségvállalásban, szociális problémák megoldásában. Az épületek megvalósításához helyben vetett vályogtéglákat használtak, melyeket a későbbi lakókkal együtt készítették el, így egyrészről a tulajdonérzet növelésével felelősségteljesebb hozzáállást tanúsítottak az építők már az építési szakaszban, másrészt gyakorlati alapokon szakmát tanultak, mely megadta a lehetőséget a későbbi integrációra a munkaerőpiacon, harmadrészt az ormánsági cigányság egy kihalóban lévő iparága került felélesztésre, mely helyi anyagokkal dolgozik, így válik környezettudatos, fenntartható és a lehető legolcsóbb építési megoldássá. A minimális alapterületű életterek komfortosak, hálószobával, fürdőszobával, wc-vel, konyhával és nappali élettérrel rendelkeznek. Az építésben résztvevő lakók elmondása alapján örülnek, hogy megtanulhatták a vályogvetést és egyéb kőművesmunkákat, és reményeik szerint a későbbiekben akár a munkaerőpiacon akár a falu háztartásaiban kamatoztatni tudják tudásukat. 16
2019 nyarán indult el az újabb szociális projekt, melyben Varga-telepre közösségi mosodát, szolgáltató
központot és további 5 bérházat építtetek pályázati forrásból. 17
4.3. A településre vonatkozó lakossági vélemények
A felmérésben résztvevő lakosság összességében a közepesnél valamivel rosszabbként ítélte meg a Gilvánfán élők helyzetét. A falu erősségeit tekintve 7 válaszadó szerint egyáltalán nem lehet beazonosítani ilyen tényezőt. A legtöbbet említett erősségek a következők voltak: A tanoda, az önkormányzat, a közmunkaprogram, a helyiek segítőkészsége, kertészeti program, és hogy a faluban nincs magyar.
A legjelentősebb problémák között a munkavállalással kapcsolatos tényezők említése a leggyakoribb, azaz a kevés munkalehetőség és a munkanélküliség. Említést kapott továbbá az előítéletes gondolkozás, azaz, hogy gilvánfai lakosként sokszor a lakhelyük miatt utasítják el őket állásinterjúkon.
A további említett problémák:
1. nem összetartó a közösség
2. rossz a közbiztonság
3. túl sok kóbor kutya a közterületeken
4. negatív diszkrimináció
5. kevés program, szórakozási lehetőség (10. ábra)
Az elmúlt évek legjelentősebb fejlesztéseként a válaszadók jelentős része a Vargatelepi szociális bérházfejlesztést említette. A legfontosabb fejlesztések sorában a Tanoda és Közösségi ház fejlesztését és óvoda felújítását emelték ki a kertészet mellett. (A Gilvánfán működő közösségi kertészet terményeit a falu lakosai között osztják szét. A kert művelését helyi asszonyok végzik a közmunkaprogram részeként.)
A közelmúltban az önkormányzat által létrehozott szociális szövetkezet egyik célkitűzése, hogy javítsa az önkéntes részvételen alapuló közösségi aktivitást a településen. A tanoda szolgáltatásaira vonatkozó igényt jól mutatja, hogy a megkérdezettek 68 százaléka vette igénybe a közösségi ház valamely szolgáltatását. (11. ábra) A tanoda megítélése igen pozitív. Kiemelték a tanulásban való segítségnyújtást, a hozzáértést, a segítőkészséget, a közösségi programok gyakoriságát és az iskolákkal és családokkal való kapcsolattartás minőségét.
10.ábra:Aközösségproblémái; készítette: Varjú Kata
11. ábra: Legfontosabb fejlesztések,szolgáltatások igénybevétele; készítette: Varjú Kata
12.ábra:Felnőttképzésrevalóigény203főrevetítve; készítette: Varjú Kata
Hiányérzet mutatkozik azonban a közösségi programok gyakoriságára, sokszínűségére, továbbá arra, hogy nincs lehetőség ezeket a programokat hol megtartani. A helyiek szívesen vennének részt vetélkedőkön, oktatáson, elsősegélytanfolyamon, varró- és hímzőtanfolyamon. 18
18. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálateredményei-MolnárDániel,DzózsaZsófia,JuhászGábor.pp.38-39..
A kérdezettek kicsivel több, mint fele elégedett jelenlegi képzettségi szintjével, a maradék 48% viszont viszonylag sokszínű szakterületeket jelölt meg, mint vágyott szakma. (12. ábra) Gilvánfán rendszeresen indítanak felnőttképzést, ám iskolaépület hiányában a foglalkozásokat a tanoda épületében tartják meg. Fontos hangsúlyozni, hogy Gilvánfán nem csak bolt, kocsma, posta nincs, hanem egészségügyi ellátás sem igényelhető, hiszen ehhez egy steril, vizsgálatokra és esetleges kezelésekre alkalmas helység szükséges. A helyiek kiemelten fontosnak tartják a tüdőszűrő-, nőgyógyászati-, rákszűrő-, látás-, hallás-, és fogászati vizsgálatokat, melyek elérését a fizikai távolság, az utazás költségeit fedező anyagi tőke hiánya, és a kiépítettelen tömegközlekedési hálózat akadályoztatja. 19
4.4. Az aktív segítségnyújtás napjainkban Gilvánfán
A Számá dă Noj - Vigyázz Reánk Egyesület munkássága röviden
A tanoda, mint intézménytípus
A tanoda nem kormányzati szervezet által működtetett, helyi sajátosságokra, a gyermekek, fiatalok önkéntes részvételére és egyéni szükségleteire építő, független infrastruktúrával rendelkező közösségi színtér. A személyiségfejlődés egészét szem előtt tartó komplex szolgáltatást nyújt, melyet az oktatási rendszerben nem megfelelően elismert, a társadalmi perifériára szoruló gyermekek és fiatalok nem érhetnek el.
A gilvánfai tanodaprogram erőssége, hogy a helyi sajátosságokra épül. Ez azért fontos, mert fennáll a szülők (az alacsony iskolázottságból fakadó) bizalmatlansága az oktatási intézmények felé. A gyermekek segítésén túl egyfajta közvetítőszerepet vállal az iskola és a szülők között.
Az önkéntes részvételt motiválja az a tény, hogy a falun kívüli programokra azon gyermekek jelentkezését fogadják el, akik aktív résztvevői az általános mindennapi foglalkozásoknak. 20
Az oktatáson túl…
19. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálateredményei-MolnárDániel,DzózsaZsófia, JuhászGábor.pp.44-45.
Az évek tapasztalata és gyakorlata során kialakult egy állandó projektkínálat, mely a tanoda szolgáltatásainak alapját képezi. Ennek az intézménytípusnak a hátránya, hogy oktatási idő után történik, így a gyermekek figyelmét sokkal nehezebb lekötni. Ilyenkor vonzó és érdekfeszítő programokat kell kínálni, amelyek ,,önkéntes részvételen és tanár-diák együttműködésén alapuló gyakorlati, közösségi produktummal járó komplex tanulási folyamatok."
Az utóbbi évekig az általános oktatási felfogás szerint a gyermekek az általánosiskola befejeztével családot alapítottak, majd alkalmi munkákból tartották fenn magukat. A tanodaprogram hatása pár év alatt pozitívvá formálta ezt a negatív tendenciát: A fiatalok rendszeresen járnak középiskolába, ahol érettségit, vagy szakmát szereznek. A középiskolások számára a tanoda a legfőbb közösségi térré vált, ahová már nem csak a tanulás, hanem a találkozás és beszélgetés miatt járnak. 21
5. Közösségi problémákra reagáló tervezői attitűdök vizsgálata
5.1. Közösségeket sújtó katasztrófák
A katasztrófa görög eredetű szó, fordulat, megsemmisülés, csapás, megrázó hirtelen esemény, az emberi élet, az anyagi javak, természeti értékek pusztulása.
A katasztrófavédelmi törvény megfogalmazásában a katasztrófa: ,,olyan állapot vagy helyzet, amely emberek életét egészségét, anyagi értékeit, a lakosság alapvető ellátását, a természeti környezetet, a természeti értékeket oly módon vagy mértékben veszélyezteti, károsítja, hogy a kár megelőzése, elhárítása vagy a következmények felszámolása meghaladja az erre rendelt szervezetek védekezési lehetőségeit, és különleges intézkedések bevezetését, valamint az önkormányzatok és az állami szervek folyamatos és szigorúan összehangolt együttműködését, illetve nemzetközi segítség igénybevételét igényli.”
Ez alapján a katasztrófákat két csoportra oszthatjuk eredetük vagy jellegük szerint:
1. Természeti katasztrófák: A természeti katasztrófákkal szemben az ember kiszolgáltatott, kialakulását, bekövetkezését nem, vagy csak ritkán tudja befolyásolni, megakadályozni.
2. Civilizációs katasztrófák: Alapvető jellemzője, hogy emberi tevékenységgel függenek össze, melyek helytelen emberi beavatkozás, mulasztás, szándékosság, vagy technikai hibák hatására következik be. 22
Mind természeti, mind civilizációs katasztrófákat egyaránt szenvedhetnek el közösségek. Lehetnek ezek az általánosan ismert természeti csapások, fegyveres támadások, háborúk. Mind olyan befolyásoló tényezők, melyek változtatásra, nélkülözésre késztethetik az adott közösséget rövid, vagy hosszútávon.
22. A katasztrófa fogalma: <http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:ZULFXaNA140J:dunaujvaros.hu/sites/all/ files/dokumentumok/polg_vedelem/katasztrofak_csoportositasa.doc+&cd=1&hl=hu&ct=clnk&gl=hu> Elérhető az interneten. 2019.09.11.
Azonban a katasztrófák csoportkörébe tartoznak azok a hosszú idő alatt bekövetkező negatív változások is, melyek ugyanezen hatásokat érik el.
„A társadalmi sebezhetőség legfontosabb indikátorainak bizonyultak az egészség, az iskolázottság, a megtakarítások, a kölcsönkérési képesség, a közösség tagjaiba és az intézményekbe vetett hit és a társadalmi kapcsolatok (…). Feltűnő, hogy az indikátorok többsége kapcsolatban áll a humán és a társadalmi tőkével.” 23
A fogalmak meghatározásával körvonalazódik, hogy az Ormánságban lezajló évszázados politikai döntések sorozata volt az egyik fő indikátora a mai halmozottan hátrányos fennálló helyzetnek. Hazánkon túl számos olyan közösség lelhető fel (14. ábra), ahol nem sújtott természeti katasztrófa, hanem a földrajzi és gazdasági adottságok, esetleg szintén politikai döntések sorozata vezetett a közösségek szegregációjához, elidegenedéséhez. A továbbiakban a világban bekövetkezett társadalmi és civilizációs katasztrófahelyzetekre reagáló építészeti produktumok kerülnek bemutatásra, vizsgálva az építészeti magatartást, és a tervezési koncepció sajátosságait. Vizsgálandó, hogy a felmerülő problémák mutatnak-e egyezést a gilvánfai problémákkal, így következtetés vonható le, hogy a már megvalósult sikeres projektek, mint válaszok, miként adaptálhatóak az ormánsági település kontextusába.
A vizsgálat több szinten zajlik az alábbi szempontok alapján:
Az ENSZ támogatásával megvalósuló projekt a nigériai népességrobbanás következtében létrejövő Makoko nyomornegyedre fókuszált. Az NLÉ Architects célja az volt, hogy az ott élő népesség társadalmi és fizikai szükségleteit figyelembe véve alternatívát mutasson egy ökologikus, fenntartható építményre, amely megfelel a már kialakult vízi kultúrának. Az úszó iskola egyszerre ikonikus és gyakorlatias megoldás, ami felhívja a világ figyelmét az oktatás fontosságára is. A viszonylag nagy népesség ellenére Makokoban ez a projekt hozta létre az első angol nyelvű iskolát és egyben közösségi teret is biztosított a használók számára. Az úszó építmény helyi mesterek bevonásával készült szinte kizárólag helyi, valamint újrahasznosított anyagokból. A pavilon jellegű építmény alapját fa keretekbe rögzített újrahasznosított műanyag hordók adják. (16. ábra)
A megjelenő háromszög keresztmetszetű hasáb adja a jellegzetes formát, mely egyben a szerkezet formáját is követi, mindamellett, hogy megadja a kellő stabilitást a lebegő épületnek az ideális súlyeloszlás megteremtése érdekében.
A ferde síkokon napelemek helyezkednek el, így tisztán megújuló energia felhasználásával megoldható az épület teljes kivilágítása. 24, 25
A pavilon a 2016-os Velencei Építészeti Biennálén is megjelent, ahol Ezüst-oroszlán díjjal jutalmazta a szakmai zsűri. A biennálé kurátora a humanitárius építészet szintén meghatározó alakja Alejandro Aravena volt. 26
Véleményem szerint a projekt erőssége az adaptációs lehetőség, mely lehetővé teszi, hogy az egyszerű szerkezeti rendszer és az ez által létrejött tér több funkciónak adhasson otthont. A helyi emberekkel való építés megteremthet egyfajta tulajdonérzetet, így növekszik a felelősségérzet is, ami előirányozhatja, hogy az épületet megfelelőlen karbantartsák használói. A környezettudatosság napjaink egyik legfontosabb kérdése, így az újrahasznosított és helyi anyagok párhuzamos használata csökkenti az ökológiai lábnyom mértékét. A közösségi tér fontossága a katasztrófát átélt közösségek életében hangsúlyozandó. Szükséges egy hely, ahol a hasonlóan tragikus sorsú emberek találkozhatnak, így az átélt traumákat rövidebb idő alatt és könnyebben tudják feldolgozni. (Ezt a pszichológiai meglátást Shigeru Ban is felismerte, a humanitárius építészet egyik meghatározó alakja, aki földrengés sújtotta katasztrófaövezetben nem csak a lakhatás problémáit oldotta meg papírépületeivel, hanem egy ideiglenes kápolnát is létrehozott. A helyiek az élettereik revitalizációja után is ragaszkodtak az épülethez.) Ahhoz tehát, hogy egy közösség saját magát pozitívan tudja formálni, szükséges egy minőségi közösségi tér.
Ha az ormánsági helyzettel párhuzamba állítva vizsgáljuk a projektet, azt a tanulságot vonhatjuk le, hogy az oktatás terein túl megteremthető az a felület is, ahol a családok és gyermekeik együtt lehetnek, találkozhatnak a gyermekekkel foglalkozó szakemberekkel. Az épület így nem csak az oktatási órákban válik kihasználhatóvá. A projekt szerint a gyermekek ideális körülményeinek megterem -
24. Elmélet helyett cselekvés - konkrét megoldás Nigériából. Elérhető az interneten: http://epiteszforum.hu/elmelet-helyettcselekves-konkret-megoldas-nigeriabol,2019.08.29.
26. Makoko Floating School/NLÉ. eEérhető az interneten: https://www.archdaily.com/344047/makoko-floating-school-nlearchitects, 2019.09.29.
téséhez a szülői közösség megteremtése is fontos. Ehhez szükséges egy hely, ahol lehetőség van többek között a találkozásra, szabadidős tevékenységekre, közös ünneplésre és kulturált szórakozásra.
5.3.
Butterfly Houses
- Gyermekek és traumák
Az éveken át tartó burmai konfliktus következményeképp számos menekült árva telítette meg Tájföld északi részeit. 2008-ban a TYIN Tegnestue építészeti iroda csatlakozott a térségben dolgozókhoz, hogy asszisztálhasson a menekült árvák lakhatási problémájának leküzdésében. „Egy hely építése segített nekik az egyéniségük fejlődésében, a helyhez való kötődés kialakulásában”. A megvalósuló kunyhók eltérnek a klasszikus értelemben vett árvaháztól. A gyermekek 6 fős menedékekben laknak, mely teret ad a testvérek szoros együttélésére, mégis meghitt környezetet eredményez. Az építmények egyben a vidámságot,
játszást is szolgálják. Ennek pszichológiai oka, hogy a gyermekeknek szükségük van arra, hogy „kijátsszák” magukból az átélt traumákat. 27 A létrák, rámpák és födémek alkotta tér így egyben egy játszótér is, amihez külső oldalán egy hinta is csatlakozik. A norvég építész team kizárólag helyi építési technológiát és anyagokat alkalmazott, így az épületek környezetükbe illeszkednek, fenntarthatók és költséghatékonyak.
A telepítés szintén a biztonságérzetet hivatott erősíteni. Egymás mellé sorolás helyett a kunyhók körben helyezkednek el, (17. ábra) így létrehozva egy belső zárt kertet, ahová a külvilág negatív ingerei már nem érnek el. A kis kunyhókon kívül kialakításra került egy nagyobb közösségi tér is, ahol a társadalomba való re-integráció folyamata zajlik. 28
Az ormánsági, így a gilvánfai roma származású gyermekek is életkortól függően eltérő, de konstans traumákat élnek át születésüktől a gyerekkoron át, a munkavállalás időszakáig. A traumák okozója többek közt az előítéletek, nincstelenség és nélkülözés. Az árva gyermekek, mint szegregált csoport traumái így párhuzamba állíthatóak a gilvánfai gyermekek traumáival. A projekt tanulsága tehát, hogy az oktatási infrastruktúra megteremtése mellett olyan helyet szükséges alkotni, mely szabad teret ad a gyermekek kreativitásának, ösztönözze őket az interakcióra és játékra, ezzel is segítve a mindennapok nehézségeinek feldolgozását.
5.4. 39571 Project
- A szociális inkubátor –
A Katrina Hurrikánt követően az első megvalósult közösségért végzett projektek közé tartozik a szociális inkubátor projekt. A hurrikán következtében az államban megszűnt az áramellátás, a károk sokáig felbecsülhetetlen mértékűek voltak. A DeLisle városában megvalósult projekt a rövid- és hosszútávú hatásokkal egyaránt foglalkozott. A vészhelyzet orvoslásására létrejött épület későbbiekben a hosszútávú igényeit elégítette ki a közösségnek. A SHoP építésziroda felajánlotta segítségét karöltve a New yorki Parsons Design School-lal.
27. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 80-83. Abrams, New York.
28. Soe Ker Tie House / TYIN Tegnestue. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/25748/soe-ker-tie-house-tyintegnestue,2019.10.20.
„Olyan volt, mintha ledobtak volna minket a kőkorszakba, nem volt lehetőség a kommunikációra. A telefonvonalak halottak voltak, a közvetítőtornyok tönkrementek, a posta helyreállítása közel egy évig tartott” /Martha Murphy/
A csapat 4 nappal a hurrikán feloszlása után érkezett. Az első felépítendő szerkezet egy sátor volt, ahol az érkező adományok, élelem és elsősegély nyújtására alkalmas szerek raktározhatók. DeLisle összes nyilvános épülete megsemmisült, a lakóépületek 80%-a vált lakhatatlanná. Egy természeti katasztrófával sújtott közösség felépüléséhez szükséges megteremteni egy olyan platformot, ami védett és biztonságos, ahol az emberek együtt lehetnek és dolgozhatják fel közösen az átélt traumákat. 29
A végső állandó funkciók két épületben kerültek elhelyezésre. A közösségi központ helyet adott irodáknak, ahol a helyi vállalkozások újjáéledhettek, tárgyalótermeknek, és egy étkezdének kávézóval. A belső udvar felé forduló funkciók egy biztonságos mag felé nyitnak, így a szubjektív biztonságérzetet is növelik. A belső udvarba egy fedett átmeneti térből juthatunk közvetlenül, vagy a belső terekből közvetetten. Az épü-
29.DesignLikeYouGiveaDamn-BuildingChangefromtheGroundUp-EditedbyArchitectureforHumanity.pp.116-117.Abrams, New York
let egyfajta üzleti inkubátorházként működött, ma a közösség legkedveltebb találkozóhelyeinek egyike. 30
A második épület az aktuális higiéniai szükségletekre reflektált. Egy hely, ami a nap 24 órájában nyitva van. Alkalmat ad a mosásra, tisztálkodásra. (18. ábra)
Az építőanyag hiánycikknek számított, így abból kellett építeni, ami rendelkezésre állt. A két épület teljes belsőépítészeti mobíliáit New Yorkban egy workshop keretein belül készítették el hallgatók, majd azokat kész állapotban szállították a helyszínre.
Ebben az esetben a vállalkozások újjáélesztése érdekében gazdasági inkubátorházként funkcionált a későbbi közösségi ház. A Gilvánfán tapasztalható hiányfunkciók inkább egyfajta szociális inkubátorházat definiálnak, mely az integrációhoz szükséges igényeket elégíti ki.
5.5. Centre Pour Le Bien Être Des Femmes
A 2007-ben létrehozott központ a női jogok védelméért áll ki. A tradíciókra épülő közösségben a nők elnyomottsága a mai napig aktuális probléma. Erre a problémára alkotott a FAREstudio egy olyan funkcióegyüttest, mely reflektál a Burkina Fasoban élő nők-, és egyben a közösség problémáira. Az ő szemszögükből fontos volt, hogy jogi védelmet, oktatást, orvosi- és pszichológiai szolgáltatást kapjanak. A tradícióknak megfelelően a házasságok kizárólagosan a szokásoknak megfelelően zajlottak, emiatt az esetleges válás következtében a nők jogilag kirekesztett helyzetben maradtak gyermektartás és feleségtartási díjak nélkülözésében. A központ lehetőséget ad arra, hogy hivatalos házasságot köthessenek az ott élők, a házas élethez és gyermekvállaláshoz szükséges szolgáltatások igénybevétele mellett. Továbbá infrastruktúrát kínál rendezvények szervezésére, egészségügyi oktatásra, szűrővizsgálatokra, védőnői szolgáltatások igénybevételére, esküvők tartására, jogi segély igénylésére.
„I have rights” olvasható hat különböző nyelven a homlokzaton. A tervezők szerint számos eszköz áll rendelkezésre, hogy kommunikáljunk egy épülettel, Burkina Faso-ban mégis ezt a közvetlen kommunikációt választották. Az indok, hogy a tradíciókból fakadó női elnyomás következtében a nők az épület segítségével hallathatják hangjukat. A többnyelvűség is azt közvetíti, hogy a világ egészére igaz a kijelentés, miszerint minden élő ember ugyanazon jogokkal rendelkezik.
30. Info Wash / The Design Workshop. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/32754/infowash-the-design-workshop, 2019.11.02.
Az építészeti koncepció alkotása során a fenntarthatóság is fontos hangsúlyt kapott: A passzív épületüzemeltetés érdekében egy robosztus tető fogja össze az apróbb tömbszerű tömegeket, egyben az árnyékolásért is felelős, megelőzve az épület túlzott felmelegedését. A tetőn elhelyezett PV panelek biztosítják az energiaellátást. Az orvosi szobák levegőjének sterilen és frissen tartása érdekében zárt szellőztetőrendszer került elhelyezésre. Az épületet kiemelték a terepszintből, hogy a szálló portól és talaji hatásoktól védjék, így alkotva egy hosszútávon költséghatékonyan fenntartható épületet.
A projekt megvalósulása szándékosan állami pénzektől mentesen, adományokból valósult meg annak érdekében, hogy a megfelelő funkciók elhelyezésében és programban ne adódjon időközben változás. A siker azonban ösztönözte a környező területek vezetőségét, így 2010-ben létrejött egy szülészeti központ, további intézmények létesültek, melyek fenntartásáért is felelősséget vállaltak. 31,32
31. Design Like You Give a Damn - Building Change from the GroundUp-EditedbyArchitectureforHumanity.pp.184-185. Abrams, New York
32. Womens Health Care. Elérhető az interneten: https:// www.archdaily.com/8319/womens-health-centre-fare, 2019.07.13.
19. ábra: Centre Pour Le Bien Étre Des Femmes, FARE studio, Burkina Faso, 2007
A kapcsolódási pont Burkina Faso és Gilvánfa között, hogy mindkét településen szervezetten foglalkoznak a kiszolgáltatottak jogi segélyével. Gilvánfán a tisztázatlan ingatlan tulajdonviszonyok, rendőrségi ügyek, fizetési felszólítások és egyéb hivatalos ügyek rendezése gyakran a kezdetekkor akadályba ütközik: bizonyos esetekben az értő olvasás hiányában szakemberre van szükség, a jogi eljárások ismeretének hiányában segítségre szorulnak az ott lakók. Másrészről az orvosi ellátást fontos megemlíteni: Gilvánfán nincs orvosi szolgáltatás, igényelni akkor lehetne, ha az orvosi ellátáshoz szükséges steril infrastruktúra rendelkezésre állna. Ez annyit jelent, hogy szükséges egy tiszta, megfelelő szellőzésű, sterilen tarható hely, ahol heti rendszerességgel fogadhatja egy orvos a helyieket, beadhatja a kötelező-, vagy szükséges védőoltásokat, fogászati- és szemészeti szűrést tarthat.
A funkció-program tanulságán túl fontos az építészeti koncepció megemlítése, mely szem előtt tatja a fenntarthatóságot, melyet passzív épület-üzemeltetéssel és aktív gépészeti rendszerekkel ér el. Az innovatív technológiák optimalizált alkalmazása esetenként elengedhetetlen.
5.6. Bridge School
- oktatás és közösség, a híd motívum
A „híd iskola” egyszerre oktatási intézmény és kapcsolat az időben és térben egyaránt, annak érdekében, hogy összekapcsolja a folyóval átszelt település szeparált kulturális és lakhatási formáit. A folyó egyik partján találhatjuk a közösség tradícióit őrző városrészt, mely megmutatkozik egyszerű lakhatásukban és az épített környezetben is. A másik partra szintén kihat a kultúra, ám épített környezetében a jövő közösségét hivatott képviselni. A tervező felismerte, hogy a híd motívum jelképesen átívelhet a múlt és a jelen közti szakadékon amellett, hogy a fizikális áthaladást is lehetővé teszi. Formailag nem volt fontos, hogy az újhoz, esetleg a régihez igazodjon, hiszen mint egy installáció jelenik meg, jelként funkcionál. Cél, hogy az iskolahíd egy olyan hely legyen, ahol találkozhatnak mindkét oldal lakói, így elősegítve egy ökológiai folyosóval kettészelt közösség kohézióját. 33
Az időtálló acél szerkezet elszállítása a területre okozott kihívásokat, ám a koncepció szerint egy fenntartható és tartós épületszerkezetre volt szükség. A vázon túl azonban fellelhető a tradíciókat tiszteletben
tartó anyaghasználat: transzparens terek, melyeket különböző textúrájú, minőségű és vastagságú fa határol a funkciók igényeinek megfelelően.
Az oktatási funkció nem töltené ki időben a teljes napot, így további funkcióknak is teret ad az épület. Az oktatási időn túl színházi előadások, filmvetítések helyszíne is egyben (ábra_5.6.1.), mely közösségteremtő programok elérhetők bármilyen életkorban, bármelyik partról. A gyermekek további szükségleteinek kielégítésére egyfajta „játszó szerkezetként” definiálták az épületet. A tervező szerint a legfontosabb barátságok gyermekkorban kötődnek, ekkor tanulja meg a gyermek a társadalmi kapcsolatok építésének fontosságát, így elengedhetetlen, hogy a szeparált közösség gyermekeinek a legtöbb felületen biztosítsák a találkozás lehetőségét.
Annak érdekében, hogy az oktatás zavartalanul történhessen, egy kiegészítő alternatív útvonal is segíti az áthaladást oktatási időben. A híd szerkezetről befüggesztett gyalogos híd így a nap bármely szakaszában használható. 34
Az időtálló-, és tradicionális anyagok koherens használata eredményezhet egy, a környezetével harmonizáló koncepciót, mégis állékony és fenntartható épületet.
Az épület hasznosítása szintén figyelemre méltó: nem csak az oktatás, de egyúttal a kulturált szórakozás színterét is megteremtették. A kapcsolatok kiépítése, lehetősség a találkozásra elengedhetetlen a megfelelő integrációhoz, mely az Ormánság esetében társadalmi integráció, míg a xianshi projekt esetében a kettészakadt közösség integrációja.
5.7. Személyes tapasztalatok
- Építészeti mikrobeavatkozások szegregált közösségek élettereiben –
A metodikai vizsgálatokból és esettanulmányokból levont következtetések bővítése érdekében a kutatómunka további integrált részét képezte a saját tapasztalat szerzése. A munkafolyamatot kiegészítette a személyes szerepvállalás, mely jellemzően a dolgozat tematikájához szorosan köthető projektekben és szakmai rendezvényeken valósult meg.
34.DesignLikeYouGiveaDamn-BuildingChangefromtheGroundUp-EditedbyArchitectureforHumanity.pp.200-201.Abrams, New York
5.7.1. Bőköz Fesztivál – 2018, 2019
A Pécsi Tudományegyetem Műszaki és Informatikai Kara egymást követő két évben szerepelt a Bőköz Fesztiválon. A fesztivál az Ormánság eltűnőben lévő kulturális értékeit tartja szem előtt, hangsúlyozza a hagyományőrzés fontosságát. Ezen koncepciót követve mindkét évben a kulturális örökségnek számító vesszőfonás és modern formavilág ötvözése által jöttek létre az installációk, melyek felhívták a figyelmet arra, hogy a tradicionális mesterségek technológiáinak alkalmazásával a 21. század társadalma számára is kielégítő, esztétikus, funkcionális, a múltat mégis tiszteletben tartó produktum jöhet létre. (21. ábra)
A projektek sikereként könyvelhető el, hogy a 2018-as installáció kiállítására sor került a Műcsarnokban 2019-ben, továbbá a helyiek és a fesztivált látogató résztvevők kiemelt figyelemmel kísérték az építési folyamatot.
A kivitelezés egy hallgatói workshop keretein belül zajlott, mely során a helyi szakember segítségével ismerkedtek meg a résztvevők a vesszőfonás tradicionális technikájával a fesztivál helyszínén. 35, 36, 37
Az évente nyáron ismétlődő program kettős jelentőséggel bír. Célkitűzése egyrészről felmérni és dokumentálni az erdélyi település vernakuláris épített örökségét képező parasztházakat, dokumentálni az állapotukat, másrészt közösséget szervező építészeti beavatkozások által segíteni egy új jövőkép kialakulását.
A "landart" jellegű projektek a település értékeire reflektálnak, így épült meg az ókori castellum föld alatt lévő romjainál a Mihály pihenő vagy "Küklopsz", az egykori iskola udvarán játszótér (22. ábra), és a faluba vezető hármas elágazásnál a "Székely Iránytű"
A 2019-es építőtábor programja során 5 porta felmérési dokumentációja készült el, továbbá az eddigi installációk renoválására került sor.38, 39,
A közösség mindig az a koncepcióalkotó mag, ami a legnagyobb támpontot adhatja a kérdésekre, miszerint: mire, hogyan és miért van a legnagyobb szükség? - A helyi problémákat kimondják az ott lakók. A participáció az építész részéről a közösségi problémák épített környezetre vonatkozó vetületeinek meghatározásában, a helyiek részvétele pedig a tervezés előkészítésében és megvalósításában keresendő.
2. Adaptáció
Az egyes közösségek társadalmi tendenciái statisztikai értelemben könnyen mutathatnak hasonló eredményeket. A statisztikai adatokon túl olyan organikusan létrejött sajátosságok jellemezhetik az adott közösséget/ települést, mely predesztinálja, hogy egy megoldási képletként meghatározott tervezői metodika nem adaptálható sikeresen. Ezen veszélyeztetett közösségek esetében nélkülözhetetlen a jól bevált tervezői módszertanok kritikus felülvizsgálata és modifikációja.
3. Lépték
A tervezési folyamatot megelőzőleg szükséges meghatározni és rangsorolni/ priorizálni az összes felmerülő, a társadalmi problémákból eredő és épített környezethez köthető vetület. Ezen komprehenzív tényezők és az anyagi források együttes figyelembevételével a fejlesztés léptéke önmagát határozza meg.
4. A koncepció, mint gazdasági eszköz
A hátrányos helyzetű közösségek egyik sajátossága a saját tőke hiánya. Egy potenciális fejlesztés során a programalkotás részét kell képezze a beruházás gazdasági megtérülési lehetőségeinek vizsgálata. Direkt esetben a fejlesztés infrastruktúrát teremt gazdasági tevékenységek folytatására, munkahelyek létrehozására. Indirekt esetben a fejlesztés olyan funkcióegyüttest foglal magába, mely közvetlenül nem termel fiskális hasznot. Ebben az esetben a beruházás legszéleskörűbb társadalmi kihasználtsága növelheti a beruházás értékét és közösségre gyakorolt hatását.
5. Identitás
A közösség kulturális sajátosságaiból eredő értékeinek integrációja határozhatja meg a fejlesztés identitását, mely megalapozhatja a társadalmi elfogadottság, így a fejlesztés sikerességét.
6. Innováció
A korlátozott anyagi lehetőségek kontextusában elengedhetetlen a fejlesztéshez tartozó épület(ek) üzemeltetési és fenntartási költségeinek minimalizálása. Ennek elérése érdekében a lehető legtöbb költségoptimalizált innovatív megoldás megfontolása, integrálása szükséges.
7. Hosszútávú hatásmechanizmus
A bemutatott esettanulmányokban a programalkotás szerves részét képezi a fejlesztés a közösség fejlődésére való reagálás, azaz a változó közösségi sajátosságokra való adaptálódás képessége. A fejlesztés hosszútávú sikerességének egyik kulcsfontosságú tényezője a flexibilitás lehetőségének megteremtése.
5.9. Általános tervezői összefüggések
Az általános stratégiai térkép konklúzió is egyben. A fejlesztéshez köthető potenciális tényezők időbelisége és összefüggései kerülnek relációba. A kiindulópont a közösség és tervező egyenrangúsága. A létrejövő párbeszéd eredményeképpen meghatározhatóak a közösséget érintő társadalmi problémák, melyek
által a tervező definiálja azok épített környezetre vonatkozó vetületeit. Az építészeti koncepció megalkotását megelőzi a közösség jelenének megértése, melyet egyrészt az adott közösség, másrészt a történelmi események definiálnak. Az ok-okozati viszonyok felkutatásával párhuzamosan a helyi szervezetekkel való kapcsolatfelvétel és a statisztikai adatok elemzése adhat komplexebb képet a fennálló helyzetről. A koncepcióalkotás része az anyagi lehetőségek figyelembevétele, mely a helyiek által megfogalmazott hiányfunkciókkal együttesen határozzák meg a fejlesztés léptékét. A meghatározott program alapján definiálható a fejlesztési koncepció, mely figyelembe veszi a gazdaságosságot, fenntarthatóságot, illeszkedést, kulturális értékeket és minden egyéb jelentős helyi sajátosságot.
A közösségi funkció jelen esetben Gilvánfán a közösség valamilyen szempontból vizsgált jólétét szolgáló szervezeti egység. Az önkormányzat és a településen tevékenykedő alapítvány által, pályázatokon nyert támogatási összegekből az alábbi jóléti szolgáltatások jöttek létre:
Közösségi kert
Az önkormányzat tulajdonában álló fólia sátrak (24.ábra), melyek megműveléséért a közmunkaprogramban résztvevők a felelősek. A terményeket előre meghirdetett helyen és időben szétosztják a lakosság között.
A kapott zöldség mennyisége és a család mérete között egyenes arányosság áll fent. 40 A fólia sátrak kapacitása ugyan nem elégíti ki a teljes zöldség igényét a településnek, viszont a rendszer megfelelő támogatásokkal és átszervezéssel bővíthető. Egyrészt a további fólia sátrak telepítéséhez anyagi forrás szükséges, másrészt a zöldségeket művelő közmunkát vállaló személyek bérének előteremtése bizonytalan. (A megfelelő méretű bővítés által a képesítéssel nem rendelkező lakosság egy részének bevétele biztosított lenne a program keretein belül, bérüket a túltermelésből eladható zöldségmennyiség után származtatott bevétel fedezhetné.)
A ,,csillagpontnak" keresztelt jóléti szolgáltatás lehetőséget biztosít a családoknak arra, hogy ingyen moshassák és vasalhassák ruháikat. Gilvánfán jelenleg egy mosodapont üzemel (25. ábra) a faluközpontban, 41 Vargatelepen pedig kivitelezés alatt áll az épület. A tapasztalat sajnos az, hogy a szolgáltatást nem szívesen veszik igénybe a helyiek, ami felvet további kérdéseket a funkció megvalósításával és működésével kapcsolatban.
Babaház
A "babaház" (26. ábra) egy a falu jóléti szolgáltatásai közül. Hátrányos helyzetű anyák a terhesség hatodik hónapjától költözhetnek be a házba, ahol megtanítják őket arra, hogyan neveljék- és lássák el szakszerűen újszülött gyermeküket. 42
Tanoda
A tanodaprogram hasznossága vitathatatlan. Fontos eredmény, hogy az évek során a falu lakossága is úgy véli, a leghasznosabb szolgáltatások egyike. Az oktatás és továbbtanulás a kitörési lehetőséggel
egyenlő a mintapéldákban is. Ezt a célt hivatott a tanodaprogram is támogatni. A program komplex, a segítségnyújtás időben állandó. 43, 44 A tanoda minden hétköznap elérhető a délutáni órákban. A szolgáltatást hivatalosan az általános és középiskolai tanulmányos utolsó két-két évében vehetik igénybe a diákok. Ez összesen 4 évet fed le a 12 évnyi oktatási palettán. Ennek oka a forráshiány, a templom csekély mérete, továbbá az önkéntesek alkalmazásának nehézségei. A leghatékonyabb működés és legeredményesebb program akkor lenne megvalósítható, ha a gyermekek kisiskolás koruktól egészen a tanulmányaik befejezéséig az intézmény aktív tagjai lennének.
Hiányfunkciók
Egy esetleges épület funkciójának meghatározása tulajdonképpen summázása a tanulmánynak. A statisztikák, lakossági vélemények és nemzetközi példák által egyértelműen meghatározhatjuk, hogy a közösség- és oktatásfejlesztés milyen hiányokkal rendelkezik. Fontos szempont volt a kutatómunka során, hogy több szemszögből vizsgáljam a problémát, így az imént említett három támpont az alábbiakat eredményezte:
Megfelelő oktatási infrastruktúra
A minőségi oktatáshoz minőségi tér szükséges. A traumákat átélt gyermek számára olyan tér megalkotása lehet az ideális, mely kreativitásra, kapcsolatépítésre ösztönzi őket, egy biztonságos tér, melyben ,,kijátszhatják" magukból ezen traumáikat.
A lakossági igények és a több éves tapasztalat azt bizonyítja, hogy a képzetlen szakma- és munkanélküli fiatal felnőttek realizálták az oktatás fontosságát. A lakossági felmérésből tudhatjuk, hogy szakmák-, a jogosítvány-, a nyelvvizsga- és az érettségi vizsga letételére is tömeges az igény. A tanodaprogram és az önkormányzat jelenleg is biztosít effajta felnőttképzést, melynek a templom egyik szűkös tere ad otthont.
A közösség tere
Mind a lakossági vélemények, mind az elemzett példák azt a következtetést hozzák, hogy a közösségnek szüksége van olyan minőségi terekre, ahol találkozhatnak, kapcsolataikat építhetik, kiszakadhatnak
44. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálateredményei,MolnárDániel,DózsaZsófia,JuhászGábor.
otthonaik problémákkal telített kontextusából, hogy tapasztalataikat és traumáikat együtt élhessék meg, így segítve egy koherens közösség létrejöttét. A gyermekeknek a délelőtti oktatás és délutáni tanoda után
egy nyugodt és kiegyensúlyozott otthonba kell érkezniük. A mindennapi nehézségek és stressz által a meghitt otthoni légkör nem valósulhat meg, ha nincs lehetőség arra, hogy a feszültséget feloldják a szülők.
A helyiek fontosnak tartják, hogy lehetőség legyen a minőségi kikapcsolódásra, egy térre, ahol a családok
találkozhatnak, ugyanis lakóépületeik csekély mérete erre nem ad lehetőséget. Családi ünnepségek, disznóvágás a téli időszakban, közösségi mozi: mind olyan tevékenységekre példák, melyek az otthonukban nem elérhetőek, viszont közösségéptő, erősítő programok, melyeknek jelenleg nincs megfelelő minőségű helyszíne. 45
Az alapvető szolgáltatások infrastruktúrája
A hiányszolgáltatásokat Gilvánfán két csoportba rendszerezhetjük. Az első csoportba tartoznak azok a hiányosságok, melyek megvalósulásához és fenntartásához vállalkozási tevékenységre lenne szükség. Ilyen befektetés lenne egy élelmiszerbolt vagy vendéglátó-ipari egység létrehozása, üzemeltetése és fenntartása. Az infrastruktúra koncepcionális tervezésében szerepet játszhat az építész, amennyiben elindul egy vállalkozás. Vállalkozók híján azonban effajta beruházás jelenleg nem releváns Gilvánfán.
A második csoportba a hivatalos ügyek és orvosi ellátás infrastruktúráját sorolhatjuk. Az alapítvány programjában feltűntetett jogi segély szolgáltatás elengedhetetlen a helyieknek. A tisztázatlan ingatlan jogviszonyok és hivatalos ügyek rendezéséhez a közösségnek szüksége van az effajta szolgáltatásra. Ez a szolgáltatás évek óta működik, melynek ugyancsak az egykori templom terei adnak otthont. A másik és igen fontos szolgáltatás az orvosi ellátás. Gilvánfán jelenleg nincs igénybe vehető orvosi szolgáltatás, így a környező települések szolgáltatásait veszik igénybe a helyiek. Ideális állapot lenne, ha a 400 fős lakosság rendelkezne egy orvossal, ám ez nem bizonyulna fenntarthatónak. Az orvosi ellátás igénylésének feltétele egy steril helyiség, melynek megléte lehetőséget ad heti rendszerességű háziorvosi ellátás igénylésére, időszakos szűrővizsgálatok szervezésére, kötelező oltások beadására, fogászati szűrésekre. 46
A két kategóriában közös, hogy a szolgáltatás létrejöttéhez épített infrastruktúrára van szükség. A különbség adja a megvalósíthatóság és fenntarthatóság alapjait: A szolgáltatás igényléséhez és fenntartásához szükséges az épített infrastruktúra, de magán személy gazdasági beruházása nélkül valósul meg.
6.2. A hiányfunkciók rendszerbe foglalása
A megfogalmazott funkciók és szolgáltatások közvetlenül, vagy közvetetten a gyermekek fejlődésének segítéséből álltak össze. A közvetlen funkciók az oktatás és egészségügy létesítményei, a közvetett pedig a gyermekekhez tartozó közvetlen környezet harmonikus egységét hivatott létrehozni és kiszolgálni. Ezen funkciók sokasága igényli azt, hogy egy átlátható rendszerbe foglaljuk őket.
A jogosultsági zónák
A jogosultság meghatározásával egy biztonságos és átlátható rendszer jöhet létre. (28.ábra) A biztonság a gyermekek szempontjából elengedhetetlen. A funkciók egymáshoz való viszonya alapján létrehozhatunk három csoportot: A publikus funkciók bármely napszakban elérhetőek a helyi lakosság számára.
A fél-publikus helyszínek képeznek átmenetet a publikus és privát zóna között. Ez az egység bármely lakos számára elérhető, azonban felügyelt a használat. Ez annyit tesz, hogy használatát előre be kell jelenteni a használók részéről, vagy szervezett programot meghirdetni az önkormányzat, vagy tanoda részéről.
A privát tér az oktatás tere. Egy nyugodt hely, ahol a gyermekek és nevelők biztonságban tölthetik az iskola utáni időt, melyet egyrészről a tanulás, másrészről a játék tölt ki. 47
A meghatározott hiányfunkciók közül az egészségügyi szolgáltatás igényléséhez szükséges steril terem, a jogi segély szolgáltatáshoz szükséges felületek, a felnőttképzéshez szükséges tanterem kap helyet. A település rendezvényeinek megtartására is alkalmas zárt, flexibilis használatot lehetővé tevő tér.
Fél-privát/fél-publikus
Családi, közösségi találkozók, kültéri rendezvények biztonságos helyszíne. A funkció minimális infrastrukturális igénnyel jellemezhető, mely jellemzően a közösség kulturális sajátosságaiból eredeztethető (tűzrakóhely, kemence, bográcsmosó, fedett-nyitott tér, ülőfelületek stb.)
Privát terek
A tanoda megfelelő méretű és kialakítású oktatási tere, ahol megvalósíthatók az oktatási programokon túli rendezvények is. Az elemzett példákból megtanulhattuk, hogy a gyermekek fejlődéséhez elengedhetetlen, hogy kiszakadjanak az otthoni nélkülözés és nincstelenség érzetéből. Egy kreativitásra és tanulásra ösztönző játékos tér létrehozása szükséges, melyben a dolgozók és gyermekek zavartalanul tölthetik idejüket. A privát zónához való jogosultság csupán a gyermekeknek és foglalkoztató tanároknak alanyi joga. Bizonyos rendezvények alkalmával (tájékoztató, bemutatók, programok, szülői értekezlet esetén) a megfelelő csoportok ideiglenes jogosultságot szerezhetnek az ott tartózkodásra. Fontos a szülők időszakos betekintésének biztosítása, viszont a mindennapokban történő zártabb működés elengedhetetlen a nyugodt környezet és kiegyensúlyozott légkör megteremtéséhez és fenntartáshoz.
6.3. Közösségi kohézió
A bemutatott példák egyik tanulsága, hogy a helyiek akkor érezhetik sajátjuknak a megvalósuló épületet, ha az a közösség bevonásával jön létre. A helyiekkel való építés kialakít egyfajta kötődést már a projekt befejezése előtt. Erre kiváló hazai példa a Gilvánfán megvalósult 8 szociális bérház projekt, mely során a jövőbeli lakókkal közösen épültek fel a házak. A folyamat során az építők felértékelték az épülő otthonukat, továbbá szakmákat sajátítottak el, melyeket később hasznosíthattak. 48
Fontos megemlíteni Alejandro Aravena Quinta Monroy lakónegyedében 49 (29. ábra) is alkalmazott ,,befejezetlen tervezés" elvét, miszerint a tervező a tervezési folyamat egy pontján egy lépéssel hátrébb áll és teret ad a későbbi használóinak arra, hogy úgy alakítsák ki végleges tereiket, hogy azok lakóik számára a legideálisabbak legyenek. A Quinta Monroy kapcsán ez a flexibilis belső terekben, a beépítetlen külső teraszegységben mutatkozott meg. Minden lakó egyenlően egyforma épületet kapott a beköltözéskor, mégis
bizonyos idő elteltével különböző identitást nyertek az otthonok, melyeket a benne lakók mindennapjai alakítottak organikus módon. A tervezői párbeszéd ebben az esetben a későbbi használók igényeire érzékeny.
A projekt sikeressége előirányozhatja hasonló elv alkalmazását. Azonban vizsgálandó a kérdés, miszerint vajon középület esetén ugyanezt az organikusan befejezett állapotot érnénk-e el?
A természeti értékekkel körülölelt település, a természet közeli életvitel elvárja a tervezési folyamat közben ezen értékek tiszteletben tartását. A környezetvédelem, a környezettudatos építés mind fontos és népszerű kérdések napjainkban, mind a vidéki, mind a városi települések fejlesztésekor. Az alábbiakban meghatározható pár irányelv, ami segítheti a későbbi fenntarthatóságra épülő koncepcióalkotást.
6.5. Energiahatékonyság
A passzív épületüzemeltetésre való törekvés a koncepció fontos részét képezheti. Ezen gondolkodásmód a Burkina Faso-ban megvalósult női jogokért kiálló épület koncepciójában követendő példaként valósul meg. (passzív hűtés árnyékolással, átszellőztethetőség, talajtól való elemelés) (62) A passzív hűtés és fűtés logikus megtervezése redukálhatja egyrészt a fenntartási költségeket, másrészt környezettudatosabbá teheti az épület energiamérlegét.
6.6. Helyi-, időtálló, vagy helyi forrásból pótolható anyagok
Az anyagok helyben történő kitermelése vagy előállítása költséghatékony megoldásnak bizonyul. A felhasznált anyaghoz olcsóbban, vagy akár ingyen juthatunk hozzá, a megmunkálás és előkészítés költségei redukálódnak a helyiek önkéntes munkaerejének hozzájárulásával.
Amennyiben az anyag helyben kerül kitermelésre, feldolgozásra majd felhasználásra, úgy a szállítás következtében szükségszerűen keletkező CO2 terheléstől megkíméljük a környezetet, mely nem csak lokális, hanem globális fontosságú kérdés.
A Gilvánfán és környezetében fellelhető építőanyagok közé tartozik a fa, az árterület révén a jó minőségű vályog és a kézműves tradíciókból származó fűz-
favessző. Ezen anyagok építészeti felhasználása a településképektől sem idegen, hiszen a múltban szintén ezek az anyagok álltak rendelkezésre.
A fent említett elvek megfelelő alkalmazásával egy fenntartható és környezetbarát, mégis a napjaink igényeit kielégítő koncepció jöhet létre. A tradicionális építési módokból levont megfelelő következtetések, a helyi és fenntartható anyagok, a közös építés és újrahasznosított anyagok használata környezettudatos koncepciót eredményezhet.
6.7. A szövet
A településen áthaladó út a településközpontnál megtörik. A Varga-telep nevű út ebben a pontban Újsor névre vált. A településen való áthaladás szempontjából elsőre logikus következtetésnek tűnik, hogy ez az út egyben a falu fő tengelye is, azonban a helyi működés az ellenkezőjéről tesz tanúbizonyságot: a Fő utca kettészeli az áthaladó utat. A település közösségi funkciói ezen úton helyezkednek el, így mondhatjuk, hogy a település valódi tengelye, a közösség élettere a Fő utca.
A Fő utcán található lakó-, és középületek viszonya izgalmas rendszert alkot. Az utcára merőleges rendben sorakozó épületek a lakóépületek, míg az utcával párhuzamos orientációjú épületek közösségi funkcióval bírnak. Így egy új közösségi funkció telepítésekor követhető a valószínűleg organikusan kialakult, de egyértelmű rendszer. Csupán a polgármesteri hivatal beforduló épülettömege zárja a közösségi funkciók sorát.
30. ábra: Gilvánfa - a szövet; forrás: Varjú Kata
7. Fejlesztési víziók
Jelen víziók a településfejlesztés építészeti és városépítészeti szükségleteit egyesítik, melyek az 5. és
6. fejezet konklúzióin és a korábbi fejezetekben tárgyalt közösségi szükségleteken alapulnak.
31. ábra: Szerk.: Fejlesztési víziók; ábra: Varjú Kata
Felhasznált irodalom
1. Andorka Rudolf - Bevezetés a szociológiába, (1997), pp. 194., Osiris kiadó
2. Baranyi Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és Dél-baranyai kistérségben, (2005) pp 7-17, pp. 27., Gondolat kiadó
3. Humán innovációs szemle 2016/1.- A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat ereményei, elérhető az interneten, pp. 29. 2019.07.26.
4. Gyenizse Péter, Ronczky Levente - Az ormánsági természeti környezet átalakítása és annak hatása a települések életére, (2011)
5. Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005)
Gondolat kiadó, Budapest,
6. Gilvánfa népessége. Elérhető az interneten: http://nepesseg.com/baranya/gilvanfa, utolsó megtekintés dátuma: 2018.10.12.
7. Humán Innovációs Szemle 2016/1. - A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei, Molnár Dániel, Dózsa Zsófia, Juhász
Gábor. Elérhető az interneten: pp.32.
8. . A munka nélkül maradt falu" - Vázlat Gilvánfa község társadalmának és gazdaságának a rendszerváltásig tartó történetéhez - Pörös Béla - (2012-2013) pp. 5-7.
9. Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005) pp.31-34., Gondolat kiadó. Budapest
10. Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005) pp.18-20., Gondolat kiadó. Budapest
11. Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005) pp. 49., Gondolat kiadó. Budapest
12. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei - Molnár Dániel, Dzózsa Zsófia, Juhász Gábor. pp.37.
13. Baranyai Béla - Roma szegregációs folyamatok a cserháti és dél-baranyai kistérségben, (2005) pp. 24-25., Gondolat kiadó. Budapest
14. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei - Molnár Dániel, Dzózsa Zsófia, Juhász Gábor. pp.29.
15. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei. pp.32-33.
16. dr. Zilahi Péter - Társadalom és építészet peremén - A szociális építészet tervezési aspektusai, (2015) Elérhető az interneten: https://pea.lib.pte.hu/bitstream/handle/pea/10601/zilahi%20 p%C3%A9ter_dla%20mestermunka.pdf?sequence=1, 2019.01.25.
17. Spontán személyes interjú - Barna Bernadett - a gilvánfai tanoda vezetője, a varga-telepi projekt vezetője, (2019)
18. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei - Molnár Dániel, Dzózsa Zsófia, Juhász Gábor. pp.38-39.
19. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei - Molnár Dániel, Dzózsa Zsófia, Juhász Gábor. pp. 44-45.
20. A Világ közepén - Gilvánfa - A Számá Dă Noj Egyesület tevékenységeinek tükrében, Számá Dă NojVigyázz Reánk Egyesület. pp. 30-32.
21. A Világ közepén - Gilvánfa - A Számá Dă Noj Egyesület tevékenységeinek tükrében, Számá Dă NojVigyázz Reánk Egyesület. pp. 33-39.
22. A katasztrófa fogalma :<http://webcache.googleusercontent.com/ search?q=cache:ZULFXaNA140J:dunaujvaros.hu/sites/all/files/dokumentumok/polg_vedelem/ katasztrofak_csoportositasa.doc+&cd=1&hl=hu&ct=clnk&gl=hu> Elérhető az interneten, 2019.09.11.
23. Ferencz Zoltán. A katasztrófák társadalmi hatásainak értékelése - a honvédség szerepének megítélése. (2018) pp. 127.
24. Elmélet helyett cselekvés - konkrét megoldás Nigériából. Elérhető az interneten: http://epiteszforum. hu/elmelet-helyett-cselekves-konkret-megoldas-nigeriabol, 2019.08.29.
25. Makoko Floating School, elérhető az interneten: http://www.nleworks.com/case/makoko-floatingschool/, 2019.08.29.
26. Makoko Floating School/NLÉ. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/344047/makokofloating-school-nle-architects, 2019.09.29.
27. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 80-83. Abrams, New York
28. Soe Ker Tie House / TYIN Tegnestue. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/25748/ soe-ker-tie-house-tyin-tegnestue, 2019.10.20.
29. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 116-117. Abrams, New York
30. Info Wash / The Design Workshop. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/32754/ infowash-the-design-workshop, 2019.11.02.
31. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 184-185. Abrams, New York
32. Womens Health Care. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/8319/womens-healthcentre-fare, 2019.07.13.
33. The Bridge School. Elérhető az interneten: http://www.lixiaodong.net/item3.html, 2019.09.17.
34. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 200-201. Abrams, New York
35. http://bokozfeszt.hu/ Utolsó megtekintés dátuma: 2019.11.03.
36. http://thebasket.mik.pte.hu/ Utolsó megtekintés dátuma: 2019.11.03.
37. https://mik.pte.hu/hirek/the-basket-goes-to-budapest-, Utolsó megtekintés dátuma: 2019.11.03.
40. Barna Bernafett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
41. Barna Bernafett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
42. Barna Bernafett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
43. Barna Bernafett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
44. Humán Innovációs Szemle 2016/1. A Gilvánfán lakók körében végzett, szükséglet- és helyzetfeltárásra irányuló kérdőíves vizsgálat eredményei, Molnár Dániel, Dózsa Zsófia, Juhász Gábor.
45. Barna Bernadett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
46. Barna Bernadett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
47. Barna Bernadett a gilvánfai tanoda vezetője, spontán interjú, 2019 ősz
48. Quinta Monroy / ELEMENTAL. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/10775/quintamonroy-elemental, 2019.11.02.
49. Quinta Monroy / ELEMENTAL. Elérhető az interneten: https://www.archdaily.com/10775/quintamonroy-elemental, 2019.11.02.
Egyéb hivatkozások
1. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 12-13. Abrams, New York.
2. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 20-21. Abrams, New York.
3. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 38-39. Abrams, New York.
4. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 40-41. Abrams, New York.
5. Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 42-43. Abrams, New York
6. (50) Design Like You Give a Damn - Building Change from the Ground Up - Edited by Architecture for Humanity. pp. 44-45. Abrams, New York
7. A Világ Közepén - Gilvánfa - A számá Da Noj-Vigyázz Reánk Egyesület tevékenységeinek tükrében. pp. 12.
8. Kara László - Bűnmegelőzés építészeti eszközökkel. (2017) pp.32-33. Lechner Nonprofit kft
Térérzékelés és térérzetek (építészeti) eszközei
Pécsi Tudományegyetem
Műszaki és Informatikai Kar
Térérzékelés és térérzetek (építészeti) eszközei
VUKOVICS VIVIEN
Építész MSc, 2. évfolyam
Konzulensek:
Dr. Sztranyák Veronika /Adjunktus/ Építészeti és Várostervezési Tanszék
Dr. Vörös Erika /Adjunktus/ Vizuális Ismeretek Tanszék
1.
2.1. A terek közötti átmenetek és fajtáik
2.2. A terek fajtái
2.3. A térszervező erők
3. Pszichológiai
3.1.
4. Térérzékelése
4.1.
5.
6. Interdiszciplináris példa a nagyvilágból
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
Az „építészet” kifejezése szűkebben értelmezve azt a társadalmi tevékenységet jelöli, amely az olyan terek, tér együttesek létrehozására irányul, amelynek az épületek az eredményei. 1 Egy tervezett környezet esetén mindenféleképpen elhanyagolhatatlan az építészeti pszichológiai környezet megismerése és végig gondolása. A különböző hatások megismerésével lehet impulzust gyakorolni az emberekre.
E szerteágazó témán belül kutatásomban, azt boncolgatom, milyen hatásokat lehet elérni az építészet eszközeivel, hogyan lehet úgy formálni, alakítani a tereket, hogy azok bejárása közben az emberek nem csupán fizikailag tegyenek meg egy utat, hanem az út valamilyen szellemi élmény is legyen.
A pszichológia mellett, fontos szerepet tölt be az anyaghasználat, a térszervezés és ezeknek az egymásra való hatása. Dolgozatomban ezek különböző kombinációiból létrejövő építészeti terek térhatásait vizsgálom. Végül kísérletet teszek egy olyan térsor létrehozására, mely a bejáró számára különböző élmények, benyomások sorozatát hívja elő.
Úgy gondolom, hogy dolgozatom tanulságai az
építészeti tervezési folyamatot kiegészítik, annak fontos kiinduló pontjai.
2. A tér
1.ábra:Sajátgrafika,2022
A tér, mint fogalom, elég tág és szerte ágazó magyarázattal és rengeteg jelentéssel bír. Ez a fogalom egyfajta gyűjtőszóként is lehet értelmezni, melynek pontos meghatározásához több jelző és kifejtés szükséges. Lehet a tér akár fizikai és lehet elméleti is. A tér rengeteg mindent jelenthet, dimenziót, egy helyet, helyzetet és maga az építészetben is egy kulcsszónak számít, ami nagyon sok kontextusban előfordul a szakmában.
Egy tér alkotása az építészetben, egyfajta művészetet jelent, és annak a tökéletes megkomponálását. 2
A tér építészeti értékeinek megteremtése közben figyelembe kell venni, az élhetőséget, a használhatóságot és a funkcionalitást. Érdekes hatást tud kifejezni, ha az adott térben tagolások jönnek létre, ez hasznos tud lenni mikor különböző funkciókat akarunk egymás mellett működtetni, elkülönítést szeretnénk alkalmazni, de mégse akarjuk merően elválasztani őket egymástól.3
„….az épület nem csak falak, oszlopok, oszlopok, mennyezetek, boltozatok és tetők kézzel fogható és kézzel csinált együttese, hanem foglalata a kézzel nem foghatónak, a térnek, amely nem puszta okozata azoknak, de indoka is, és általa a stílusváltozatok
szinte jobban értelmezhetők, mint a köntössel, amely átöleli.” 4
2.ábra:Szerk.:sajátgrafika,2022
Ha viszont azokról a terekről beszélünk, amik egy zárt épületen belül vannak, ahol saját külön világba vezet el, az épületben ezek a terek lehatároltak, és meghatározott részig terjednek. Ebben a „világban” a
2. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 36., Kecskemét
3. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 38., Kecskemét
külvilágtól, valamilyen formában a nyílt résztől és határtalanságoktól való elszakadást tapasztalhatjuk.5
Építészként a tereink és tárgyaink nem csak a gondolkodás módunkat jelenítik meg, hanem hogy hogyan viszonyulunk egy adott problémához és szituációhoz. 6 Rengeteg dolgot kell mérlegelni és átgondolni, hogy az adott helyszínre tervezendő épületünk mire lesz használva, azt milyen eszközökkel tudjuk megvalósítani, milyen hely igénye van, mi a megfelelő léptéke és persze a megrendelőt igényeit sem szabad elfelejteni. 7
2.1. A terek közötti átmenetek és fajtáik
A tér elemzése nem egyszerű és nem könnyen megfogható, emiatt definiálni kell a főbb tulajdonságait, határait, helyzetét, struktúráját és dimenzióját is. Ezek az elemek lehetnek, mint térbeliek, mint fizikaiak is. 8 Ezenfelül a funkcióját is szem előtt kell tartani, hogy mire lesz használva és célját is megkell határozni, ami miatt ugye a tervezés elindult.
A terek között rengeteg átmenet lehet, ami két tér vagy egy adott tér helyzetét és szerepét tudja meghatározni. Az átmenetek tudják képzeni és megszabni egy adott helyzet határait. Ez a határ lehet egy küszöb akár, vagy szobor, vagy egy burkolat váltás, rengeteg féle módon lehet jelezni, hogy valaminek vége van és változás kezdődik.
Az épített környezetben számos elemmel lehet jelezni vagy értelmezni a határokat. Az adott határokat, amiket ilyen metódussal lehet létrehozni, több szerepük van: terek elválasztása egymástól, különböző karakterek tulajdonságainak elkülönítése.
5. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. A település terének elemzéséhez használható tér fogalom. pp. 91., Kecskemét
6. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 37., Kecskemét
7. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 32., Kecskemét
1. Központosított, ami azt jelenti, hogy van egy fő pontja, ami vonzza az embereket, egy fajta erővel bír, ezt el lehet gondolni városi szövetben is. A város centruma bevonza az embereket, ezzel pedig egy központi szerepet tud betölteni. Ez a központi tömeg nagyon sok féle meghatározás szerint definiálható, hogy mi miatt lesz a társadalom számára egy csalogató pont. A központosított tereknek a határai többnyire nyitottak ez amiatt is van így, hogy ne legyen egy nagy törés, mikor haladunk át egyik helyről a másik helyre.
2. Külső és belső terek viszonya és kapcsolata. Számtalan példa van, hogy két tér, két helység, hogy tud egymásba fonódni és kapcsolódni. Nagyon meghatározó tud lenni, hogy milyen kontextusba vannak egymás mellett elhelyezve. Lehet olyan amiknek nincs kifejezett kapcsolata, csak egymás mellé vannak helyezve, lehet olyan is, amik egymásba folynak és együtt alkotnak egy egészet, de mégis külön is tudnak működni.
3. Ilyen helyzetek eléggé hangsúlyosak tudnak lenni, hogy egy külső és belső tér közötti kapcsolat, hogyan tud létrejönni és megfelelően működni. Hogyan tud a belső és külső összehangolódni, amivel érezhetővé válik az, hogy egymáshoz tartoznak, vagy éppen pont fordítva egy éles váltás következik be.
4. Egymás mellé helyezések: Ez a fajta térviszony alkalmazás, gyakori az építészetben, mikor két épület egymás mellé helyeződik, és mindennek meg van a helye, de nem érnek össze és külön is egy teljes egészet tudnak alkotni.
5. Áthatás, egymásba érés: Különböző terek összemetsződéséből tud létrejönni, valami új közös helyzet. Ezáltal egymásra hatással vannak és egy új szituációt hoznak létre, amiben egymást egészítik ki.
6. Befoglalás: terek egymásban helyezkednek el, kettő zárt tért alkot az egyik, a másik köré épül fel, és nincs kapcsolat közöttük, csupán átjárhatóság.9
Ezeket a szempontokat vizsgálva, lehet egy tulajdonságát megfogalmazni a térnek, és ezekkel az elhelyezési szituációkkal tudunk különböző helyzetet teremteni. Komponensek alakítása és változtatása hatással van az emberekre. Felsorolt tulajdonságok adják meg a főbb jellemzőit és karakterét.
Ahhoz, hogy egy teret megfelelően lehessen használni - legyen az egy külső vagy egy belső hely - működnie kell az alapelveknek, amik nem mások mint: elérhetőség, átjárhatóság, átláthatóság és a harmonikus összkép, ami a teret értelmező látványt jelenti ez esetben.
Az elérhetőség esetén lényeges, hogy mindenki számára használható legyen, ne legyen elszigetelve a társadalomtól, itt lehet akár közösségi térre gondolni, ami a városban könnyen megközelíthető. 10
Átjárhatóság összefügg az átláthatósággal. De elsősorban arra vonatkozik, hogy egy elzártabb résznek újra élettel való megtöltése.
Átláthatóság, ahogy egyre jobban törekszenek az emberek, hogy véletlenül se lehessen egy adott szituációba belátni és intimmé próbálják tenni, amit néha túlzásba tudnak vinni, gondolok itt akár üzletekre.
Az Ember félve megy be egy olyan szituációba, amit még maga se lát át, vagy éppenséggel nem lát be, hogy ott bent mi fog rá várni.
Utolsó sorban a harmonikus összkép, amikor nincs szükség a hatalmas reklámfelületekre, ami bontja az adott képet. Tele plakátolt és promózott belső terek esetén, nem érzi az ember jobban magától tőle, sőt még zavarja is.
Viszont a vizuális megjelenésnek, a színeknek fontos szerepük van, hogy az adott ember, hogy érzi magát a térben, milyen érzést és hatást tudnak elérni akár pár tárggyal vagy színnel. Ezért nem véletlen, hogy mikor egy középület belsőépítészetét tervezik meg, vagy csak egy családiház hálószobáját, hogy milyen színüt tapéta vagy festés lesz. 11
3.ábra:Szerk.:sajátgrafika,2022
10. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. A városok téri világának átalakulása - térszervező erők. pp. 146147., Kecskemét
Az emberek az épített teret régen a biztonságuk megőrzése miatt készítették, például a városfalak is a polgárok megóvása érdekében készült, de ha visszagondolunk az ősember is barlangban élt, ami védelmet adott neki, ahol nyugalomra lelt. 12
A tér szociális viszonyok és hierarchikus rendszerek megteremtője és nem csak fizikailag vonzza az embereket, hanem pszichológiai hatása is van, ami miatt a társadalomban a közeledés el tud indulni egymás felé. Amit az emberek elvárnak, egy jó tértől, hogy a benne lévők jól érezzék magukat: használhatóságot, biztonságot, kényelmet, pozitív kisugárzást, gazdaságosságot, ergonomikus teret.13
3. ábra: Folyamatábra, saját ábra, 2022
3.1. Ergonómia
Az ergonómia elsősorban az irodák használhatósága és kényelmes munka környezet kialakítása miatt jött létre. Egyre jobban törekszenek a tervezők és az alkotók, hogy ergonomikus tárgyakat, helyeket, használati dolgokat hozzanak létre. Az ember vágyik a kényelemre, a komfortosságra, és ezt ergonomikus bútorokkal, tárgyakkal kívánja elérni. De ahhoz, hogy valami ergonómiailag megfelelő legyen, nem csak a bútorok kényelmességén múlik, ugyanis nem mindegy a páratartalom, a hőmérséklet, a megfelelő természetes fénybesugárzás. Ezenkívül a jó érzetet szolgálja a belsőépítészet is: akusztika, biztonság, tapintás, anyaghasználat. Ezekkel a plusz dolgokkal egy erősebb és hatékonyabb környezetet lehet megformálni, ami még több lehetőséget és bíztatást jelent akár az agynak, de maga az emberi közérzetnek is.
Az ergonómia mellett egyre jobban figyelmet kapó probléma a környezettudatos tervezés és a környezetkímélő és hatékony anyagok használata, terek kialakítása. Tudatos tervezés és gondolkodás egyre jobban kezd az életünk részévé válni.
4. Térérzékelése
Tér, távolság és érzés
A tér érzékelését számtalan módon lehet érezni, észrevenni és megtapasztalni. Ha az emberi érzékszerveket vesszük figyelembe, akkor két nagyobb csoportba tudjuk őket osztani:
1. Távolságérzékelők „a távoli tárgyak vizsgálata”: ezek a szem, a fül és az orr
2. Közvetlen érzékelők „a test közelben lévő tárgyak vizsgálata” tapintás világa: melyben bőrünkön át, izmainkkal, hártyáinkkal érzékeljük a körülöttünk lévő teret.
A közvetlen érzékelések közé sorolható maga a mozgás által szerzett információk, ezt kinesztetikus tér érzékelésnek nevezzük.
Ezt tovább boncolgatva az emberi bőr nagyon sok információval tud ellátni minket, érzékeli a hideget/ meleget, valamit a távolságot is képesek vagyunk érzékelni vele. 14
Az érzékelésnek vannak léptékei és méretei, a proxemika, az antropometria és az ergonómia. Ez a három fogalom különböző távolságokat tud bemutatni, hogy az ember milyen kapcsolatban van az adott szituációban akár egy másik emberrel vagy egy tárggyal. A proxemika a személyes teret mutatja, és mi dönthetjük el kit engedünk ebbe a térbe be.
Érzékszerveink nem csak így tudnak működni, hanem ha egy térre, vagy egy funkcióra gondolunk azonnal tud párosítani ezekhez valami jelzőt. Például, ha egy kórházra gondol az ember, akkor az orrában érzi a klór szagát, a pislákoló lámpák fényét, zöld falakat látja maga előtt. Itt is látszik, hogy a különböző terekhez és épületekhez tudnak párosítani jelzőket, amiket persze meglehet cáfolni.
14. Edward T. Hall. (1969), Rejtett dimenziók. A térérzékelés. Távolságérzékelő szerveink: A szem, a fül és az orr. IV. pp. 76.-77., New York
4.1. Tér hatások és kísérletek
1. Katedrális hatás, ami azt jelenti, hogy nagy belmagasságú terek esetén egy szabadság érzetet tud nyújtani, ami miatt az emberek jobban tudnak dolgozni az ilyen terekben. Ehhez tartozik az is, hogy ahol tanulnak a hallgatók egy olyan helyen tudják ezt tenni, ahol biztonságban érzezhetik magukat, de mégis a kreativitásuk szelleme nincs lehatárolva és gondolatébresztő falak tudják körbe venni őket. Ebben az esetben egy könyvtárra vagy egy előadóra gondoljunk, ott is nagy belmagasságok vannak, pont ilyen szempontok miatt.
2. Figyelemmegtartó terek olyan helyek, ahol, ha egy kis időt töltünk észrevesszük, hogy a figyelmünk lankad, mert nem történik semmilyen „izgalom” és ezáltal rá kötelezzük magunkat a munkára vagy a tanulásra. Ezek a fajta jegyek megfigyelhetőek úgyszintén, iskolákban, könyvtárakban.
3. Tiltó terek: mikor több olyan tárgy van elhelyezve, vagy belsőépítészetileg úgy van kitalálva, hogy a felhasználó nehezebben jusson hozzá, akár egy piros gomb megnyomásához. Ezt figyelem elterelő eszközökkel lehet orvosolni, ez lehet akár egy lépcső is, vagy egy olyan folyosó elrendezés, ami miatt kevésbé érzi a használója az útvonal változtatást.
4. Frusztráló terek: bizonyos színek frusztrációt tudnak okozni az emberekben, de adott szituációk is, például egy hivatalba lépve nem érezzük otthon magunkat. Nagyon ridegnek találjuk, ami miatt nem szeretnénk sok időt eltölteni ott, nem érezzük kényelmesnek és nyugtatónak sem.
5. Kommunikációt segítő terek: mikor egy folyosó úgy van kialakítva, hogy véletlenszerű találkozóhelyekre szélesedik és így az áthaladást nem akadályozza egy beszélgetést. Fontos manapság, mivel a digitális világ miatt egyre kevesebb kezd lenni az embereknek az interakciója egymással.
6. Stresszes terek: Gondolhatunk itt például egy rideg kórházi váróteremre, ahol egyébként sem érezzük magunkat „biztonságban”, sokat segíthetünk az ott elhelyezett bútorok átrendezésével, a
falak színessé tételével, a hely komfortosabbá való alakításával a stressz szint csökkenést lehet elérni.
7. Unalmas terek esetén, az árusok kiszokták használni ezt a lehetőséget, hogy a térben tartózkodóknak a várakozási idő alatt a felkeltik az érdeklődésüket, vásárlásra tudják őket ösztönözni ezzel is csökkentik az unalmukat, amíg ott kell tartózkodniuk. 15
4.2. Térélmény
Hogyan lehet egy térben „élményt” izgalmat bele csempészni?
Egyszerű olyan teret tervezni, ami hatással van az emberekre, de viszont olyat alkotni, ami maradandó mély benyomást kelt bennük, az már kihívást jelent!
A tér tud befolyásolni, üzenni, érzelmileg hatni, utat mutatni akár, cselekvésre bíztatni. Építészként pedig ezzel tudja az alkotó kifejezni magát és ezeket az eszközöket használva, átgondolva tudja a célját elérni vagy mondani valóját, egy kis személyes részét átadni.
A térélmény létrehozásához sok eszköz van, amivel lehet könnyen alakítani a teret: fény, hangok, illatok, lejtés, fal magasság, akusztika, tárgyak.
Teret nagyban befolyásolni tudják az abban elhelyezett tárgyak, egy otthon berendezései is jellemezni tudják a lakás vagy az épület tulajdonosát, annak felfogását, világlátását. Mikor vendégségbe érkeznek sok mindent le tudnak szűrni az ott lakóról.
Ezekhez a trükkökhöz folyamodnak a bankok, üzletek, és minden olyan szolgáltató hely, ahol a vásárlókat szeretnék meggyőzni, hogy őket válasszák. A bankok példája esetén, ha azt látja az ügyfél, hogy egy megbízható, biztonságot sugalló intézmény, ezek miatt pozitív benyomása lesz és el kezd bízni bennük és nagy eséllyel fogja őket választani. Ha egy étteremre gondolunk, ott a színekkel is játszanak sokat, a narancssárga, sárga színek kimutatták, hogy étvágygerjesztőként hatnak, emiatt több étterem is alkalmazza, akár belsőterekben, akár már a logóban.
Viszont egyre jobban körvonalazódik, hogy a virtuális terek kezdik átvenni az uralmat és ezeket innovatív módon próbálják prezentálni, amibe akár VR szemüveg segítségével bele is helyezik az adott használóját. Ez egy részben azért is egy nagyon érdekes új irányzat, mivel ezek a terek bárki számára könnyen elérhetőek lesznek vagy már azok, és minden hátrány nélkül bele tudnak helyezkedni.
5.ábra:Szerk.:Szükséglethierarchia,sajátábra
5. Anyaghasználat és színek
A múltból fent maradt építészeti stílusú épületek valamilyen formában megmutatják az adott korra való jellemzőket akár alaprajz, térkapcsolat, formaviszonyok, és plasztikai elemekben is, valamit a színekben is. 16 A színek alkalmazása több módon is felmerül az életben, akár az öltözködésben, jelvények, státuszoknak a jelzése, sport, épületek, tárgyak. A színeknek van pszichológiai szerepe és ezeket ma már tudatosan alkalmazzák a kereskedelemben, közlekedésben és épületekben.17
Az anyaghasználat, fontos része tud lenni az adott térnek, épületnek vagy tárgynak is. Ahogy a szín is ennek az elemnek is van pszichológiai hatása. 18
Mai korunk anyaghasználatára jellemző: mind a külső mind a belső építészetben egyaránt helyet kap akár azonos hangsúllyal a korszerű és a tradicionális anyaghasználat.
Látszóbeton
Különleges és magas minőségben, végleges felületként készülő burkolatlan betonfelület. Ez az anyag összefüggő homogén felületű, kötetlen formavilág, emiatt számtalan építész alkalmazza is bátran.
Üvegbeton
Ez a magyar kortárs művészet találmánya, ami különleges fényáteresztő képességgel bír és nagyon jól alkalmazható kreatív építészeti megoldások esetében.
Üveg
Korunk építészetében egyre gyakrabban alkalmazzák nagy üveg felületen, homlokzaton. Az üveg letisztult, multifunkcionálisan lehet alkalmazni. Lehet játszani egy homlokzat esetében a visszatükröződés mértékén, milyen érzetet tud kölcsönözni az adott építménynek. Továbbá ez az anyag, „misztikus” tulajdonsággal is rendelkezik, mivel attól, hogy tömör még áttetsző/ átlátszó emiatt a mögötte lévő mozgalmat is megtudja jeleníteni, ami miatt interaktívabbá válik az egész megjelenése.
Fa Az egyik legősibb anyag, amit mai napig szívesen alkalmazunk. Könnyen megmunkálható, felülete sok esetben impregnálást és felületkezelést igényel. Megfelelő kezeléssel időálló is tud lenni, széles színválasztékkal, és a karakteres erezte miatt nagyon szeretik alkalmazni. Természet közeli érzetet nyújt.19
Ez a példa nagyon jól tükrözi a múlt és a jelen találkozását, valamint pedig izgalmas teret alkot, ami nem szokványosan mutatja be a bazilikát. Az építmény dróthálós szerkezetű, ami kiegészíti a bazilika lerombolt részeit. Ezt a rekonstrukciót egy olasz szobrászművész alkotta meg. Az ipari anyagokkal való játékának a célja, hogy túllépjen az idő-tér dimenzión, és elbeszélje a művészet és a világ párbeszédét, egy vizuális összefoglalást, amely a fizikai korlátok elhalványulásában tárul fel. Ezzel pedig egy érdekes kortás alkotást hoz létre, amivel még nem találkozott a közönség.
Ihletet Tresoldi, a sok éven át tartó színházi díszletek tervezése során szerezte, ott dolgozott ezekkel az anyagokkal és kezdte el felkelteni a kíváncsiságát, hogyan tudja akár a művészet másik ágazatába átemelni.
A művész arts poétikája: „A valós dinamikával való érzékelési kapcsolat fenntartásával a virtuális valóság lehetővé teszi a fizikai felfedezés magával ragadó dimenzióját és szubjektivitását. Ez érdekesebbé teszi a szokásos technológiai eszközöknél.” 20
A munkáit a kettőség jellemzi a látható és a láthatatlan ötvözete és azoknak az egymás mellé állítása.
Peter Zumthor építésznek az arts poétikája: „Ahhoz, hogy olyan épületeket tervezhessünk, amelyek érzéki kapcsolatban állnak az élettel, úgy kell gondolkodni, hogy az messze túlmutat a formán és az építkezésen.”
Tervezett épülete, amit példaként szeretnék bemutatni, misztikus belső térrel rendelkezik, amit egy komorabb, szigorúbb téglalap alakú külső takar el. A belső térben 112 fatörzs lelhető fel, aminek a kezelését beton réteggel vonták be és beledöngölték a meglévő felületbe. Miután megszáradt a betonréteg felgyújtották a fát, ami üreges, megfeketedett szerkezetet hagyott maga után. A belső tér egyedi tetőfelületét fagyott olvadt ólompadló egyensúlyozza ki. A tekintet a nyilvánvaló irányultság révén felfelé húzódik, egészen addig a pontig, ahol a tető nyitva áll az ég és az éjszakai csillagok felé. Ez szabályozza a kápolna időjárását, mivel az eső és a napfény egyaránt behatol a nyíláson, és olyan hangulatot vagy élményt teremt, amely a napszaknak és az évnek nagyon jellemző. A kápolnával való találkozás során elkerülhetetlenné váló nagyon komor és elgondolkodtató érzések a vallási építészet máig egyik legszembetűnőbb darabjává teszik.
Ez a alkotás, amit Zumthor teremtett, nyugalmat és önbizalmat áraszt. 21
1. „A földi spirituális találkozási pont”, amit az YaCademy Alumni tervezett.
Az alkotás 2021-ben készült, amikor a YACademy egy lehetőséget adott az öregdiákjainak az alkotásra.
Az alkotás célja: nomád építészet alapjaira épül, utazásra invitáló, de belső alkotás, amely erősítheti az ember és az ember kapcsolatát. Az ötlet az volt, hogy egyfajta szentélyt hozzanak létre a Trentino-hegység szívében, egy könnyű szerkezetes installációt, amely összekapcsolja a belsőt és a külsőt. Az installáció egy függönyre emlékeztet, amely egyszerű profilokból áll. A szerkezetet farudak alkotják, amelyek az aranymetszet profiljára rajzolt két alapból indulnak ki, és a tetején találkoznak. A műalkotásba való belépéshez a látogató egy gyűrű alakú ösvényen halad. Egyfajta megfigyelőpont az ég felé és az „utazás” kezdete: amint a látogató megérkezik a mű középpontjába. A két elem – a föld és az ég – találkozása a maga egyszerűségében az eredethez való visszatérést, valamint az emberilét bizonytalan és nomád jellegét szimbolizálja, egy folyamatosan változó bolygó életéhez képest, amely mindenkit saját kicsinységének megélésére késztet.
Ez egy érdekes felvetés, amit az installációval szerettek volna bemutatni, és embereket megszólítani, hogy a parkolóhelyeket átalakítják, parkokká, ahol emberek egymással tudnak kapcsolatot teremteni. A FaceTime elnevezés, egy olyan telefonnélküli tér, ahol nem használhatják a kütyüket és egymással más módon kell kapcsolatot teremteniük. Ez az installáció újra hasznosított anyagokból készült. A munkaterületekről visszamaradt törmeléket és a plotter papír-kartoncsöveket 3-os gyűrűkre vágták, és összeragasztották, hogy végfalként szolgáljanak. A csőfalak textúrát és átlátszóságot adnak, miközben magánéletet biztosítanak a beszélgetéshez. A fény, amit alkalmaznak benne, csalogatóként szolgál és biztonságot sugall az oda betérőknek. A szerkezeteket bevonták újrahasznosított HDPE panelekkel, hogy ellenálljanak az időjárás viszontagságainak, és egyszerű függőlámpákkal egészítették ki a tereket éjszaka. 22
3. A Wutopia Lab építészeti stúdió egy felhő alakú pavilont hozott létre
Shrine of Everyman néven egy sekély medencében van a pavilon, amelyet úgy terveztek, hogy úgy nézzen ki, mint olvasztott csokoládé. A hétköznapi emberek szentélynek gondolják és nem egy pihenőnek, ami valójában. A műt az élelmiszer-termelés inspirálta, amiben a csokoládé is nagyon fontos szerepet játszott.
9.ábra:Szerk.:WutopiaLab:ShrineofEverymanpavilon
22. Paula Pintos. https://www.archdaily.com/979343/facetime-installation-clb-architects?ad_source=search&ad_medium=projects_tab,utolsómegtekintésdátuma:(2022.10.15).
Ezeknek a műanyag falaknak az áttetsző fehérjét a tej szimbolizálására választották, és egy sor felhő alakú nyílással tették változatossá, amelyek a mezőgazdasági területre néző kilátást keretezik. A medence lehetővé teszi, hogy a pavilon vizuálisan kiemelkedjen a környező tájból azáltal, hogy lebegő hatást ér el, mind az út, mind a vízfelület szemszögéből nézve. 23
4. Schmidt Hammer, Lassen Építész Iroda, Felhőpavilonja a Shanghai vízparton
Ez az installáció Shanghaiban készült el, a HuangPu folyópartján. Olyan művészeti pavilont akartak létrehozni, ami rendezvénytérkén is tökéletesen működik. Kialakítására nagyon ügyeltek, ugyanis a céljuk az volt, hogy egy vízparton úszó felhőt akartak létrehozni. A két fehér felületből és a 20 000 darab fehér kötélből álló pavilon a súlytalanság és a mulandóság érzetét kelti, ami ellentétben áll a közeli nehézipari gépekkel. A megvilágított mennyezet különösen élményszerűvé teszi a pavilont éjszaka, mivel a szomszédos vízben tükröződik, „a folyóparton lebegő absztrakt felhőhöz” hasonlítva. A felhő a szerencse szimbóluma. 24
23. Jon Astbury. (2021.12.11), https://www.dezeen.com/2021/12/11/wutopia-lab-shrine-of-everyman-pavilion-shanghai/?li_ source=LI&li_medium=bottom_block_1,utolsómegtekintésdátuma:(2022.10.25)
A Seperntine Pavilon nagyon érdekes és egyedi kialakítást tudhat magának, ugyanis az épület oldalról üreges viszont van olyan nézete, ami miatt monumentális és erős szerkezetű installációnak látható. A természettel való kapcsolatát nem veszítette el, természetes fényt beengedi a belsejébe.
A kibontott fal egy barlangszerű kanyont hoz létre, amely az üvegszálas kereteken és az eltolt dobozok közötti hézagokon, valamint az üvegszál áttetsző gyantán keresztül világít meg. Ennek eredményeként a változó átfedések, valamint az emberek mozgása és jelenléte kint élénk fény-árnyékjátékot teremt a barlang falain belül. 25
Fontosnak tartottam, saját kísérleteket, impulzust és munkát bemutatni
Budapest, Illúziók Múzeuma
13. ábra: Saját fotó és ábra, 2022
14. ábra: Saját fotó és ábra, 2022
1. Idén nyáron a Budapesti Illúziók Múzeumba látogattam el, ahol több érdekes szituációval találkozhattam, kettőt említenék meg. Az első képen egy olyan szobában voltunk, aminek a padlója lejtésbe volt, viszont ezt a képen nem lehet érzékelni. Ez köszönhető akár a tapétáknak, amik körbe vesznek minket és próbálják a lejtésben lévő padlót elfedni. A lejtés végett viszont kialakul a képen egy olyan helyzet, hogy a jobbra lévő emberke (én) magasabbnak tűnik, mint a bal, de a valóságban ez nem így van. Jobb oldali kép: érdekessége, hogy maga a padló által dőltünk el, mivel nem egyenes, hanem ferdén volt
beépítve, de a belső tér alakítása miatt, pedig úgy látszik mintha mi dőltünk volna csak el.
LAM – Light Art Museum of Budapest
2. A fénynek számos jelentős tulajdonsága van, ezek közül kettőt szeretnék kiemelni: a minőséget és a hangulatot. Építészeti szempontból a természetes fény az épület tervezésének szerves részét képezi, és többféleképpen használható, beleértve a direkt és a szórt fényt. A projekt kiegészítéseként beépített mesterséges fényt gondosan meg kell választani, hogy megfeleljen a megfelelő környezet megteremtéséhez szükséges intenzitásnak. A színhőmérséklet melegről hidegre változtathatja a színtelítettséget, hogy olyan hatást keltsen a térbeli környezetre, amely kisebb-nagyobb közelség érzetét, vagy kisebb-nagyobb kellemességet kelthet a térben. A fény mellett a színeknek több különböző hatása van, ami nem elhanyagolható: a vörösnek van izgató vagy serkentő hatása, de lehet figyelmeztető vagy agresszív is, míg a zöld jobban ellazítja a szemet, és a pirossal éppen ellenkező reakciót vált ki. Építészként még az épületszerkezet minden elemének színhatását is figyelembe kell vennünk, az elsődleges építőanyagok, mint a fa, kő, tégla és márvány földszíneitől kezdve. 26
A fényekkel kapcsolatos kísérletben volt szerencsém részt venni és megtekinteni a LAM-ot (Light Art Museum) Budapesten. Nagyon sok érdekességet és izgalmat rejtett magában.
Tervezés metódusa
Egy installáció létrehozása nagyon sokrétű, és rengeteg apró dolgon múlik. Ahhoz, hogy egy adott problémára megfelelő reakciót lehessen nyújtani a tervezett termékkel, sok körül járást és kutatást igényel. Valamit a reagáló képesség és a komplex gondolkodás fejlesztésével tud egy tervező ilyen problémákat átlátni és beleállni. Mikor egy adott feladat megoldására törekszik az alkotó, akkor hasonló szituációkat és helyzeteket keres és vizsgál meg, igyekszik a saját problémával párhuzamot állítani az adott példákkal kapcsolatban.
6.5. Kísérletek és munkák
01.
16. ábra: Saját fotók, 2018
2018-ban Alkotóhét keretein belül volt lehetőségünk kipróbálni kreativitásunkat és létrehozni egy installációt. Ennek az intallációnak a kiindulása az volt, hogy olyan helyzetet, szituációt alkossunk, ami egy általunk választott hangulatot megmutat. A készítés során anyaghasználatba csak molinot alkalmazhattunk, amit a színháztól kaptunk és újra kellett hasznosítanunk. A tervezési helyszínünk pedig Pécsi Tudományegyetem Műszaki Karának az aulája volt, ami azért is volt izgalmas és egy kísérlet is, mivel a hallgatók az elkészült munkákat kipróbálhatták.
A mi alkotásunk helyszíne a lépcső alatti tér rész volt. Kisebb elszigetelt blokkot szerettünk volna létrehozni, ahova eltudnak vonulni, akik tanulni szeretnének. Felfüggesztettünk két falécet, amit a lépcsőkorláthoz rögzítettünk, és onnan eresztettük le a molinókat két oldalról. A bejáratát az installációnak zsinórra fűzött kupakokkal tettük izgalmassá.
A tervünk megvalósult és láttuk, hogy a hallgatók is szívesen veszik birtokba, ülnek be oda két óra között és használják ki ezt a kis „elvonulást” a hatalmas aulánkban.
Számunkra is izgalmas és érdekes tervezés és kivitelezés volt, amit nagyon élveztünk.
02.
Lakni kell 21
2021-ben is részt vettünk szaktársammal a Lakni kell workshopján, ahol adott hajléktalanszálló falait frissítsük fel falfestményekkel. A színek és formák használatával dekoratívan vidámabbá és élhetőbbé téve a tereket, az ott élő nehézsorsu embereknek oldani a mindennapi szürke és nehéz sorsukat.
Koncepció
Az alaprajzok és a képek megnézése után, mi egy olyan falfestményt álmodtunk meg, ami egységesen végigmegy az épület belső terein. Ezt egy sávban képzeltük el, mely „végigszalad” a folyosókon és a szobákon. A bejárattól a hálószobákig egyre színesebbé válik az említett a festmény szalag, ami azt is jelképezi, hogy a hálók felé haladva egyre bensőségesebb a hangulat.
Ezek után tanulmányoztunk színeket, melyek a tér hangulatát befolyásolhatják.
17. ábra: Saját fotók, 2021
A koncepciónk részét képezi az, hogy az ablakok közé gyógynövényeket helyeznénk el egy rácsszerkezet segítségével. Ezeket a gyógynövényeket „leszüretelhetik” az éppen aktuálisan ott lakók, avagy gondozhatják is őket, hiszen az is fontos.
Színek alkalmazása:
A színharmónia alatt általában a szemnek kellemes szín elrendezési módot értik. A természetben gyakori jelenség ez, hiszen ősszel például a levelek elszíneződése a tájjal harmonikus színeket alkotnak.
Szín terápia:
Már az ókorban alkalmazták az egyiptomiak, a görögök, az indiaiak és a kínaiak. Ők elő szeretettel használták a színeket gyógyászat szempontjából, mely a szín és fény pozitív erejéből ered. A színek sugárzása, rezgése befolyásolja életünket, érzéseinket, hangulatunkat, lelkivilágunkat és ezek mellett gyógyítóhatással vannak a testünkre és a lelkünkre. A színek köztudottan aktivizálják az agyat, és kedveznek a kommunikációs készségeinknek. A színek nem csak a lelkünkre, de a testünkre is jótékony hatással vannak. Egyes színek energiával töltenek fel, egyesek pedig nyugtató hatással vannak a környezetére. Így a színeknek kiemelkedő szerepük van az életünkben.
Kutatások szerint egyes érzelmeket sokkal jobban lehet társítani egy színhez, mint bármi máshoz. A színterápia pedig olyan fajta kezelést nyújt, melynek nincsenek mellékhatásai, nem okoz függőséget csupán jó hatással van a szervezetünkre.
Munkánk 2021. októberében készült el, és nagy sikert aratott az oda betérők között, egy év távlatában ismét betértem és örömmel láttam vigyáznak rá és szeretik.
7. Terv bemutatása
A tervemet ezeknek a vizsgálata alapján készítettem, és igyekeztem belevonni a konklúziókat és kutatási eredményeimet. Inspirált, hogy egy olyan pavilont hozzak létre, ami megmozgatja az embert nem csak fizikálisan, de lelkileg és mentálisan is. Célom, egy élmény elérése volt, hogy amikor betérnek, az legyen különleges hatású, akár negatív akár pozitív értelemben.
Saját tér kiforrása és ahhoz pár kísérlet
1. Domború oldalsó és domború felső fal esetén a térhatárolás, igen izgalmas helyzetet hoz létre. A talaj egyenes, de ettől függetlenül a tér, amit a két legördülő forma összemetsződése okoz, rendkívül szoros és határozott formát alakít ki. Ez a formavilág az emberekre, kicsit taszító és frusztráló tud lenni. 27
18. ábra: Saját ábra, 2022
2. Következő tér, egy felülről benyúló, konzolos födém, a térnek egy részét lehatárolja másik részét pedig szabadon hagyja, ami miatt egy kétes érzést nyújt, de egy merész helyzetet mutat be. 28
3. Ezt a meredekséget és szintkülönbséget, egy fajta veszélyként jellemezném, akár alul van az ember akár felül, ugyanis bizonytalanságot sugall. 29
20. ábra: Saját ábra, 2022
7.1. Mentális út a pavilonom tervezésében
Szem előtt tartottam azt, hogy a tervezett installáció, egy utat járjon be. Ezalatt azt értem, hogy a használója és a kipróbálója egy olyan élménnyel legyen gazdagabb, amit a magáénak érez, vagy éppen bele tudja helyezni az adott élethelyzetébe.
A pavilonom kialakításában több fontos állomás van. A megérkezés már titokzatos, ahogy közeledünk a pavilon felé egy nagy „rozsdás” téglatestet látunk, amibe nem látunk be, ezzel a kíváncsiságunkat csigázza fel. Több főbb érzelmet szerettem volna átadni, mint például a félelem, frusztráltság és szorongás, illetve a felszabadultság, szabadság és nyugalom. A két végletet szerettem volna megjeleníteni.
Ahogy a pavilonba belépünk egy csapóajtó fele vezet az utunk, másfele nem is lehetne elindulni. Az
ajtón túl egy olyan belsőtér fogadja a látogatókat, ami nem éppen szokványos, különböző falelemek lépnek ki a megszokott helyükről és az út előre haladtával egyre szűkebbé teszik a teret. Az „alagút” legvégén van a fényforrás, ami elég csekély, viszont egy jó iránymutatás és pont elég ahhoz, hogy az adott akadályok kirajzolódjanak a használó számára.
Ezt párhuzamba lehet állítani, azzal, hogy az élet rögös és rengeteg mindenen kell átmenni nekünk embernek, hogy elérjük a célunkat. Ezzel a pavilonnal az üzenet a pozitív gondolkodás és látásmód fele szeretné vezetni az embereket, mindig van kiút és megoldás egy adott problémára, lesz könnyebb és lesz jobb, hiába csak egy kis fényt látunk az „alagút” végén, csak bízni kell magunkban, hogy meg tudjuk csinálni.
Tovább haladva, a fény fele, szintén egy csapóajtó várja az oda érkezőket. Az ajtó mögött pácio van.
A kis udvarban már a fellélegzés megtörténik, illetve egy lépcső pedig felvezeti az installáció tetejére a látogatót, ami a csúcspont a pavilonba. Ugyanis itt a szabadság fele vezető út és a fellélegzés, hogy felért a tetejére. A tető járható, ülő felületekkel ellátott, ahol meg lehet pihenni és a gondolatokba lehet mélyedni.
Egy rejtett lépcső vezet le a tetőről, az installáció mellé. A levezető lépcső direkt másik irányba nyílik, mint a bejárat, ugyanis ennek az útnak ez a folyamata.
Szerkezete: acél könnyűszerkezet, anyaghasználat szempontból a cortenacélt alkalmaztam, tetőn az ülőfelületek és a járófelületek fa anyagúak a felmelegedés elkerülése végett.
Tervezési helyszínnek pedig, Pécsen a régi vidámparkot választottam, úgy gondolom fontos, hogy az elhagyott részeket is újra élesszük és rehabilitáljuk.
22. ábra: Metszet, saját ábra, 2022
23-24. ábra: Robbantott ábrák, saját ábrák, 2022
25.ábra:Alaprajz,tetőésemelet,sajátábra,2022
26.ábra:Alaprajz,földszint,sajátábra,2022
27. ábra: Metszet, saját ábra, 2022
ábra: Látványtervek, saját ábrák, 2022
8. Konklúzió
Számos vizsgálat és konklúzió megvizsgálása után, nagyon hasznos és fontos következtetéseket kaptam, amik úgy gondolom segíteni fognak a tervezéseim során. Dolgozatom kimenetele egy pavilon lett, ami ezeknek a következtetéseknek lett az eredménye. A kutatásom idején a pszichológia ismerete alappillére volt a tervezésnek.
Elemzéseim során, beigazolódott, hogy milyen nagy hangsúlyt kell fektetni, egy tervezendő épület, építmény, tér megalkotása során. Fokozottan figyelni kell a megrendelő igényeire, szociális körülményeire, a funkcióra és a környezeti illeszkedésre. Mindezek összhangja adja ki a megfelelő képletet egy jól használható és funkcionáló építményhez.
Ezeket figyelembe véve próbálom majd a tervezésemet alakítani.
9. Felhasznált irodalom
1. Ajtonyi Rita. (2009), Az anyaghasználat arhitektonikát meghatározó szerepe, pp. 1., Pécs.
2. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 36., Kecskemét
3. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 38., Kecskemét
4. Szerk.: Hajnóczy Gyula. Az építészeti tér analitikus elmélete
5. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. A település terének elemzéséhez használható tér fogalom. pp. 91., Kecskemét
6. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 37., Kecskemét
7. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. Az építészeti tér településszintű értelmezésének célja. pp. 32., Kecskemét
8. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. A település szintű térelemzés eszközei. pp. 100., Kecskemét
9. Dúll Andrea. (2017), Épített környezet és pszichológia. pp. 140
10. Schneller István. (2002), Az építészeti tér minőségi dimenziói. A városok téri világának átalakulása - térszervező erők. pp. 146-147., Kecskemét
11. Pranjali Karnik. https://www.re-thinkingthefuture.com/rtf-fresh-perspectives/a2603-the-role-ofpsychology-in-architecture/, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.22).
12. Géczy Nóra. (2019), Design Tér és formakultúra. pp. 88., Design és tér. Budapest
13. Géczy Nóra. (2019), Design Tér és formakultúra. pp. 93., Design és tér. Budapest
14. Edward T. Hall. (1969), Rejtett dimenziók. A térérzékelés. Távolságérzékelő szerveink: A szem, a fül és az orr. IV. pp. 76.-77., New York
15. Géczy Nóra. (2019), Design Tér és formakultúra. Téralkotási elvek. pp. 93.-98., Budapest
16. Kornyezetunkben/szinek-az-europai-epiteszetben/, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.20)
17. https://www.szinkommunikacio.hu/231_02.htm, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.15)
a-dualizmus-kori-magyarorszagi-epiteszetben-es-tarsmuveszetekben, utolsó megtekintés dátuma: (2022.09.30)
19. Ajtonyi Rita. (2009), Az anyaghasználat arhitektonikát meghatározó szerepe. pp. 2-12., Pécs
20. https://designwanted.com/edoardo-tresoldi-interview/, utolsó megtekintés dátuma: (2022.09.30)
21. https://www.archdaily.com/106352/bruder-klaus-field-chapel-peter-zumthor, Megan Sveiven. 2011.01.27., utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.12)
22. Paula Pintos. https://www.archdaily.com/979343/facetime-installation-clb-architects?ad_ source=search&ad_medium=projects_tab, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.15).
23. Jon Astbury. (2021.12.11), https://www.dezeen.com/2021/12/11/wutopia-lab-shrine-of-everymanpavilion-shanghai/?li_source=LI&li_medium=bottom_block_1, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.25)
24. Lauren Crockett. https://www.archdaily.com/793594/schmidt-hammer-lassen-architects-designfloating-cloud-pavilion-on-shanghais-waterfront?ad_medium=gallery, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.25)
25. https://arquitecturaviva.com/articles/serpentine-pavilion-2016-1, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.23)
26. https://www-jerde-com.translate.goog/news/8452/the-role-of-psychology-in-architecture?_x_ tr_sl=en&_x_tr_tl=hu&_x_tr_hl=hu&_x_tr_pto=sc, utolsó megtekintés dátuma: (2022.10.12)
27. Balogh István. (1994), Az Építészeti tér és tömegalakítás törvényszerűségei. pp. 51., Magyaralmás
28. Balogh István. (1994), Az Építészeti tér és tömegalakítás törvényszerűségei. pp. 46., Magyaralmás
29. Balogh István. (1994), Az Építészeti tér és tömegalakítás törvényszerűségei. pp. 75., Magyaralmás
