M O D U L Á R N Í A R C H I T E K T U R A

Modul je základní stavební standardizovanou prostorovou jednotkou, která je schopna fungovat popis samostatně a plnit navrženou funkci bez ohledu na celek. Z jednotek lze vytvářet systémy jejich vzájemným spojováním, tyto systémy mohou tvořit rozmanité prostorové variace. Důležitým principem je, že ze systému je možné jednotky odebírat, přidávat nebo je obměňovat bez vlivu na jeho celkovou funkci a chod. Modulární systém umožňuje pracovat pouze s vybranými jednotkami. Modul (buňka, kapsle) představuje komponent vyrobený mimo místo výstavby objektu. Výroba modulu nepodléhá vnějším podmínkám a vzniká nezávisle ve výrobní hale na tovární lince. Takto vyrobený stavební díl je ve stavebnictví označován za prefabrikát, který má unifikovaný rozměr a zastává zpravidla určitou funkci. Modulární architektura jako jedna z nejmladších oblastí architektonického oboru vyniká přístupem k návrhu, procesu výroby a výstavby objektu vycházející z podstaty modulární struktury a modularity.

Modularita, jinými slovy také skladebnost, stavebnicovost či sestavitelnost z bloků charakterizuje postavení prvků celku vůči jeho struktuře. Vychází z principu rozložitelnosti modulárního systému na menší jednodušší části tzv. moduly a poté skládat v obdobných systémech na základě stejného principu. Vede ke zjednodušování systému na subsystém složený z menších částí. Ty mohou být vyrobeny nezávisle na celku, upravovány, přemisťovány nebo vyměňovány za ostatní moduly nebo vzájemně mezi jinými modulárními systémy. Konstrukční modulární systémy uplatňují princip modulární struktury při procesu návrhu a výstavby a lze ji sledovat v několika vzájemně navazujících úrovních. Jsou pro ně typické standardní rozměry zaměnitelných modulových prostorových prvků, které jsou volně pohyblivé (přemístitelné) a tedy mobilní, což je další typický znak modulárních staveb. Předpokladem je, že minimálně základní stavební prvky jsou vyrobeny v továrním závodě a dopraveny na místo výstavby. Podstatu modulární architektury nejlépe vystihuje anglický termín „modularity in design“, který se přímo odkazuje na modularitu obsaženou již v samotném návrhu modulárního objektu.

V oblasti výstavby a stavebnictví obsahuje mnohem hlubší smysl odkazující zejména na proces výroby modulárních prefabrikovaných systémů a na práce související s procesem výroby a výstavby modulárního domu. Tento způsob je označován jako modulární výstavba, která vzniká prefabrikací velkoprostorových modulů ve výrobě a jejich montáží na místě stavby. Je rychlá, šetrná k prostředí a díky linkové výrobě a kontrole kvality dosahuje vysokého standardu ve stavebnictví. Jedná se o tzv. výrobu mimo lokalitu z anglického „off-site“. Prefabrikací vznikají jednotlivé nezávislé komponenty jako rámy otvorů, prvky konstrukce podlah a další, které jsou následně sestaveny na výrobní lince. Míra prefabrikace závisí méně na požadavcích klienta, jak na technických a výrobních možnostech dodavatele modulů. Ten může poskytovat samostatné díly, ale standardem se dnes stává kompletně připravený modul včetně výbavy zdravotechnikou, elektroinstalacemi, obklady, podlahami apod. až po vybavení prvky v interiéru.

Mobilita zachovává možnost demontáže a opětovné montáže stavby na novém místě. Díky mobilitě můžeme v rámci systému obměňovat moduly, nahrazovat nefunkční části a tím celkově prodloužit životnost stavby. Flexibilní, ve smyslu přizpůsobení se podmínkám, je využití modulů v typologii občanských a bytových staveb s možností růstu v čase. Bude-li nutné během let měnit kapacitu objektu, upravovat stavbu nebo přemisťovat dle aktuálních potřeba a podmínek, pak nenajdeme flexibilnější způsob přístupu k výstavbě poskytující takové možnosti. Díky flexibilitě si modulární výstavba dokáže poradit s rostoucími nároky na kapacity objektů doplněním modulů nebo naopak jejich odebráním. Variabilita uplatnění v napříč typologiemi umožňuje navrhovat modulární objekty pro bydlení, školy, hotely, zdravotnická zařízení, drobné provozy, zázemí sportovišť apod. Modulárně se dají řešit větší i menší objekty. Zároveň je lze velmi snadno a rychle transformovat pro jiný účel. Nemusí se jednat jenom o dočasná a rychlá řešení dočasných staveb, ale také o stavby trvalé. 

Kvalitativní vlastnosti modulárních konstrukcí vychází z předvýrobní prefabrikace prováděné v továrně na výrobní lince - „výroba mimo lokalitu“ anglicky „off-site“. Tovární výroba poskytuje vyšší kvalitu díky specializaci se zaměřením na konkrétní prvek. Probíhá v kontrolovaném vnitřním prostředí, na rozdíl od výroby stavby na místě, kde do procesu výrobu zasahují vnější vlivy (jako počasí), které mohou mít při špatném načasování negativní vliv na délku trvání výstavby, v horším případě na kvalitu postavené konstrukce. Výroba je prováděna a následně kontrolována kvalifikovanými odborníky za použití osvědčených strojů a předem odsouhlasených výrobních a pracovních postupů. S prefabrikací souvisí rychlost výstavby, jelikož prefabrikáty mohou být vyráběny již při během procesu, kdy ještě nejsou vydána stavební povolení a návrh prochází projekčními fázemi. Tovární výroba navíc umožňuje využít více zdrojů a tím zefektivnit a urychlit proces výroby jednotlivých prvků.

Volba typu dopravy modulů na staveniště vychází z dostupnosti prostředků a dopravní infrastruktury. Za nejdostupnější je považována doprava nákladními automobily. Lze ale využít i železniční, lodní a leteckou dopravu nebo dopravu kombinovanou. Doprava je významným a určujícím faktorem pro stanovení maximální možné velikosti přepravitelného modulu, pro nějž platí omezení velikosti nákladu dle volby dopravního prostředku (zpravidla doprava nákladní) a dle stanovených nařízení správců infrastruktur a platných norem. Dopravené systémové prvky nebo moduly jsou na místě výstavby sestaveny pomocí montáže. 

Konstrukční systém je nejčastěji z oceli, dřeva, betonu, keramiky či plastu a jejich kombinace. Výstavba probíhá zpravidla na místě určení stavby, kde dochází k osazení modulů na připravený základ a spojení v jeden funkční celek (jedná-li se o stavbu složenou z více modulů). Spojování modulů probíhá pomocí montáže a rychlost výstavby závisí také na míře stupni prefabrikace. Modulární prefabrikovaná výroba ale nepředstavuje jen masovou výrobu typizovaných domů (např. katalogových domů na klíč), naopak překonává zažité představy o prefabrikaci a modularizaci budov a nabízí nový přístup k navrhování a výstavbě. Podle názoru architekta William Hogan-O´Neill musí v budoucnu architektonický návrh, výroba a montážní procesy zkoumat nové příležitosti, které se objevují díky automatizaci a umělé inteligenci z prostředí továrny, na rozdíl od staveniště.

Modulární výstavba eliminuje množství stavebního odpadu v okolí stavby (ten je navíc recyklován v tovární hale s možností dalšího využití), není hlučná, prašná a nezatěžuje dopravu (až na přepravu prefabrikátů). Reaguje nejen na ekologičnost stavby, ale i aktuální trendy ekologického stavitelství (cirkularita, nakládání s odpady apod.) Vlastní montáž je prováděna systémem letmé montáže přímo z dopravních prostředků bez velkých nároků na zábor pro zařízení staveniště. Které je tak relativně čisté a tiché. Při demontáži objektů je možné prvky opětovně využít nebo snáze recyklovat.

Tovární hromadná výroba z předem vyrobených prefabrikátů je efektivní a ekonomicky výhodná, jelikož umožňuje snížení výrobní ceny a dodavatel modulárních staveb je schopný nakupovat materiály ve velkém množství, které nakupuje levněji než jednotlivý konvenční stavitel. Samotná výstavba pak spočívá až v sestavení jednotlivých prvků a osazení na pozemku, což značně zkracuje celkovou dobu výstavby až o 75%.