3d printing: problems & solutions for an alternative design approach

[ THESIS ]

TeTI

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2021

3DPrint + arch. + sustainable development ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΕΚΤΥΠΩΣΗ: ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΕΝΑΝ

ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΤΡΟΠΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΜΕ ΣΤΟΧΟ

ΕΚΠΟΝΗΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ

ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥΔΕΣΠΟΙΝΑ / despapadop96@gmail.com ΥΠΕΥΘΥΝΟΙ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ:

ΠΟΛΥΧΡΟΝΟΠΟΥΛΟΣΔΗΜΗΤΡΙΟΣ / ΓΡΗΓΟΡΙΑΔΟΥ ΜΑΡΙΑ/ Γ ΙΟΥΖΕΠΑΣΔΗΜΗΤΡΙΟΣ

Βεβαιώνω ότι είμαι συγγραφέας της παρούσας εργασίας και ότι έχω αναφέρει ή παραπέμψει σε αυτή, ρητά και συγκεκριμένα, όλες τις πηγές από τις οποίες έκανα χρήση δεδομένων, ιδεών, προτάσεων ή λέξεων, είτε αυτές μεταφέρονται επακριβώς (στο πρωτότυπο ή μεταφρασμένες) είτε παραφρασμένες. Επίσης βεβαιώνω ότι αυτή η εργασία προετοιμάστηκε από εμένα προσωπικά ειδικά για την συγκεκριμένη έρευνα ή το συγκεκριμένο μάθημα/ σεμινάριο/πρόγραμμα σπουδών.

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, 2021

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΤΡΙΣΔΙΑΣΤΑΤΗ ΕΚΤΥΠΩΣΗ: ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΕΝΑΝ

ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΟ ΤΡΟΠΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΜΕ ΣΤΟΧΟ

ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ

ΕΚΠΟΝΗΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ:

ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥΔΕΣΠΟΙΝΑ / despapadop96@gmail.com ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ:

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΟΣΚΑΙΑΣΤΙΚΟΣΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΙ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ:

ΠΟΛΥΧΡΟΝΟΠΟΥΛΟΣΔΗΜΗΤΡΙΟΣ / ΓΡΗΓΟΡΙΑΔΟΥ ΜΑΡΙΑ/ Γ ΙΟΥΖΕΠΑΣΔΗΜΗΤΡΙΟΣ

3DPRINTING X SD

3

01 περιληψη Ο θεωρητικός συλλογισμός της παρούσας έρευνας ξεκινά με την αναζήτηση της θέση της αρχιτεκτονικής στο παρον και στο μέλλον. Σε μια εποχή που η ανθρώπινη καταστροφή της φύσης και του περιβάλλοντος είναι αδύνατο να αγνοηθεί η αρχιτεκτονική καλείται να εξελιχθεί μαζί με την κοινωνία και να βρει νέους έξυπνους τρόπους να δώσει απαντήσεις στα επίκαιρα ζητήματα και ανάγκες της. Προκειμένου όμως να απαντήσουμε στα ερωτήματα αυτα πρέπει πρώτα να αναγνωρίσουμε τις ανάγκες της εποχής και τη σχέση που έχουν με την αρχιτεκτονική, με απώτερο σκοπό την αναθεώρηση του τρόπου με τον οποίο αντιμετωπίζουμε τα δύσκολα προβλήματα του σήμερα είτε αυτά είναι κοινωνικά είτε είναι περιβαλλοντικά. Παρά τις προσπάθειες για καλύτερες, βιώσιμες λύσεις υπάρχουν κρυμμένα εμπόδια τα οποία αποκρύπτονται πίσω απο μια “βιτρίνα” πράσινης αρχιτεκτονικής και εμποδίζουν την διαδικασία εξέλιξης του κλάδου. Η πράσινη αυτή αρχιτεκτονική παρόλο που αναμφίβολα είναι ενα βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση καταλλήγει να ειναι αυτοαναφορική καθώς απευθύνεται σε ενα μικρό κομμάτι του πληθυσμού - λόγω των απρόσιτων τιμών και της επιλεκτικης μέριμνας σχεδιασμου συνήθως στον αστικό ιστό. Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός κοιτώντας τον σε μια ευρύτερη κλίμακα συνεχίζει να συμβάλλει στην περιβαλλοντική καταστροφή. Τη λύση στο πρόβλημα αυτό έρχεται να δώσει η φιλοσοφια της βιώσιμης ανάπτυξης. Προκειται για ενα νεο μοντέλο που προσπαθεί να προλάβει την φυσική εξαθλίωση, να μειώσει τα κοινωνικά χάσματα και να ενισχύσει την παγκόσμια οικονομική ανάπτυξη. Με πυλώνες τις τρείς αυτές αρχές η αρχιτεκτονική μπορει να αναπτυξει ένα νέο τρόπο σχεδιασμου και να επιτυχει νέους στόχους. Μέρος των εργαλειων της βιωσιμης ανάπτυξης είναι η ενσωματώση και η καλή χρήση των τεχνολογίων τα οποια μπορουν να οδηγήσουν σε μια εκθετική ανάπτυξη της κοινωνίας. Μια νέα προσέγγιση στο πρόβλημα απαιτεί και ένα νέο τρόπο σκεψης,

μια σκέψη η οποία δεν εφησυχάζεται μόνο απο την χρήση της τεχνολογία αλλά αναγνωρίζει την ανάγκη για βελτίωση σε κάθε βήμα του σχεδιασμού, βασισμένη σε δεδομένα. Ο νέος αυτός σχεδιαστικός τρόπος πραγματοποιείται ως επί το πλείστον με τη χρήση υπολογιστικών προγραμμάτων. Προσθέτωντας τα κατάλληλα δεδομένα σε αυτά βελτιστοποιεί τις γεωμετρίες της κατασκευής με ενα τρόπο που ο ανθρωπος δε μπορεί, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα το κτιριο να προσαρμοστεί στην περιοχή και όχι το ανάποδο. Οι περίπλοκες όμως γεωμετρίες που τα μηχανήματα έχουν παράξει απαιτούν και την αντίστοιχη τεχνολογία για να κατασκευαστούν. Μια απο αυτες τις τεχνολογίες είναι η προσθετική κατασκευή, ένας νέος κατασκευαστικός τρόπος, ο οποίος αναφέρεται στην κατασκευή σχημάτων με την εξαγωγή υλικού σε επιλεγμένα σημεία. Η προσαρμογή ενος ολοκληρου κλαδου σε ενα νέο κατασκευαστικό πρότυπο δεν είναι εύκολη. Απαιτεί σταδιακή έρευνα στη διαδικασία της κατασκευής αλλά και τη σύνδεση της κλίμακας της με τις δυνατότητες των μηχανημάτων. Μέσω ήδη πραγματοποιημένων έργων επιχειρείται μια κατηγοριοποίηση των σταδίων προσαρμογής της νέας τεχνολογίας σύμφωνα με την κλίμακα και την σημασία των στοιχείων στην σύνθεση του χώρου. Η πιο απλή μορφή της τεχνολογίας συναντάται απο την κατασκευή αντικειμένων που δεν επηρεάζουν την εικόνα ή την χρήση του χώρου και μπορούν να αφαιρεθούν ανα πασα στιγμή. Το επόμενο στάδιο αφορά ημιμόνιμες κατασκευές και καλύψεις στους χώρους οι οποίες έχουν άμεση σχέση με την κατασκευή, είτε μεσω της χρήση του ίδιου του εκτυπωμένου αντικειμένου είτε χρησιμοποιώντα το εκτυπωμένο αντικείμενο σαν καλούπι. Προχωρώντας στο βαθμό προσαρμογής έχουμε τις εκτυπώσεις φέροντων στοιχείων ή ολόσωμων κατασκευών για να χρησιμοποιηθούν αυτοτελή στην τελική κατασκευή. Η εκτύπωση αυτή προβλεπεται είτε για την κατασκευή προκατασκευασμένα κτίρια είτε την επιτόπου κατασκευή του, καθώς ο εκτυπωτής μπορεί να μετακινηθεί. Μέσω των διαδικασίων αυτών επιτρέπονται και οι προσθήκες αισθητήρων, καλωδίων ή και άλλων νέων τεχνολογίων κατα τη διάρκεια της κατασκευής δημιουργώντας έξυπνα συστήματα. Σε καθε περίπτωση η τεχνολογία επαναπροσδιορίζει τις σχέσεις της αρχιτεκτονικής με την ανθρώπινη κλίμακα και τα κοινωνικά προβλήματα, την επαφή με τη φύση, την πιο συνετή χρήση των πόρων της και τα κόστη της κατασκευαστικής διαδικάσια, όλα άρρηκτα συνδεδεμένα μεταξύ τους. Με την αναφορά των παραδειγμάτων και των κοινωνικοοικονομικών και περιβαλλοντικών οφελών της τεχνολογίας θα πρέπει να μπει η ερώτηση εαν όντως η νέα προσέγγιση αυτή μπορεί να βελτιώσει και να εξελίξει τις συμβατικές κατασκευαστικές τεχνικές καθως και πόσο κοντά ή μακριά βρίσκεται στο να τα καταφέρει.

3DPRINTING X SD

5

abstract The theoretical reasoning of the present research begins with the search for the place of architecture in the present and in the future. At a time when the human destruction of nature and the environment is impossible to ignore, architecture is called upon to evolve with society and find new smart ways to provide answers to current issues and needs.

But in order to answer these questions we must first recognize the needs of the era and their relationship to architecture, with the ultimate goal of reviewing the way we deal with today’s difficult problems, whether they are social or environmental.

Despite the efforts for better, sustainable solutions, there are invisible obstacles that are hidden behind a “showcase” of green architecture and hinder the development process of the industry. This green architecture, while undoubtedly a step in the right direction, ends up being self-referential as it is aimed at a small part of the population - due to the unaffordable costs and the selective design care usually in the urban fabric. Architectural design looking at it on a larger scale continues to contribute to environmental disaster.

The solution to this problem comes from the philosophy of sustainable development.

This is a new model that seeks to prevent physical poverty, reduce social gaps and boost global economic growth. With pillars of these three principles, architecture can develop a new way of designing and achieve new goals.

Part of the tools of sustainable development is the integration and good use of technologies that can lead to an exponential development of society. A new approach to the problem also requires a new way of thinking, a thinking that is not only content with the use of technology but recognizes the need for improvement at every step of the design, based on data. This new design method is mostly done using computer programs.

Adding the right data to them optimizes the geometry of the construction in a way that man can not, which results in the building adapting to the area and not the other way around. However, the complex geometries that the machines have produced require

the corresponding technology to be constructed. One of these technologies is additive manufacture, a new construction method, which refers to the construction of shapes by exporting material to selected points.

Adapting an entire industry to a new construction standard is not easy. It requires gradual research in the construction process but also the connection of its scale with the capabilities of the machines. Through already realized projects, a categorization of the stages of adaptation of the new technology is attempted according to the scale and the importance of the elements in the composition of the space. The simplest form of technology is found in the construction of objects that do not affect the image or use of space and can be removed at any time. The next stage concerns semi-permanent constructions and coverings in the spaces which are directly related to the construction, either through the use of the printed object itself or using the printed object as a mold.

Proceeding to the degree of adaptation we have the prints of load-bearing elements or full-body constructions to be used independently in the final construction. This printing is intended either for the construction of prefabricated buildings or for its on-site construction, as the printer can be moved. Through these processes, the addition of sensors, cables or other new technologies during construction is allowed, creating smart systems. In each case, technology has redefined the relationship between architecture and human scale and social problems, contact with nature, prudent use of its resources and the costs of construction processes, all inextricably linked.

With reference to examples and the socio-economic and environmental benefits of technology, the question must be asked whether this new approach can indeed improve and evolve conventional construction techniques and how close or far it is to achieving them.

3DPRINTING X SD

7

περιεχομενα

03

07

σκοπός εργασίας

[11]

04

συμπεράσματα

[180]

08

πορεία σκεψης [12]

βιβλιογραφία

[182]

02

01

05

περιληψη

[4]

αρχιτεκτονική σήμερα [14] και/για αύριο .ποιος είναι ο σκοπός της αρχιτεκτονικής? .για ποιον σχεδιάζουμε; που υπάρχει ανάγκη; .ανθρωποκεντρική αρχιτεκτονική .περιβαλλοντική αρχιτεκτονική .βιώσιμη ανάπτυξη .τεχνολογία

09

εικονογραφία

02

06

περιεχόμενα

[8]

design και κατασκευή [45] .σχεδιαστική προσέγγιση .προσθετική κατασκευή .τεχνικά .στάδια προσαρμογής .περιπτώσεις λυσεων .κοινονικοοικονομά και περιβαλλοντικά οφέλη .θετικά και περαιτέρω ανάπτυξη

[186]

3DPRINTING X SD

9

03

σκοπός εργασίας Σκοπός της εργασίας είναι η αναζήτησή μιας αρχιτεκτονικής προσέγγισης και σχεδιασμού, που να είναι σύγχρονη και παγκόσμια, υπό την έννοια της προσαρμοστικότητας και της ισορροπίας μεταξύ του τεχνητού και του φυσικού περιβάλλοντος. Η αναζήτησή αυτή με κανένα τρόπο δεν ψάχνει για ένα οικουμενικό σχεδιασμό αλλά για κοινούς στόχους και αρχές ώστε να συμπεριλαμβάνει ισάξια όλους. Ο επαναπροσδιορισμός των αρχιτεκτονικών αρχών για τον καθένα, τι είναι σήμερα, τι θα έπρεπε να είναι και ποια θα είναι η θέση του σε ένα μέλλον με μεγάλο μέρος των κτιρίων για τα επόμενα χρόνια να είναι ήδη χτισμένα. Πως αλληλεπιδρά το περιβάλλον με το κτισμένο περιβάλλον και πως μπορεί να διορθώσει ή να αλλάξει ένας τόσο καταστροφικός, για την ατμόσφαιρα και τους φυσικούς πόρους, κλάδος. Πως συνδέεται η βιώσιμη ανάπτυξη και η αρχιτεκτονική, αλλά και την παρατήρηση των ομοιοτήτων των αρχών της βιώσιμης ανάπτυξης, με τα οφέλη της τρισδιαστατης εκτύπωσης. Βασικό κομμάτι της εργασίας είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση και πως η άμεση επαφή της με τον ψηφιακό κόσμο παρέχει ελευθερίες που ως τώρα χρειάζονταν πολλούς πόρους οικονομικούς, φυσικούς και ανθρώπινους. Ποιες είναι αυτές οι ελευθερίες και τα οφέλη σε όλους τους τομείς και πρακτικές χρήσεις της τεχνολογίας που λύνουν κάποιο/α σύγχρονα προβλήματα ή πρόκειται να λύσουν στο μέλλον. Μέσω αυτής της αναζήτησης γίνεται και μια παράλληλη παρατήρηση για το εύρος των ζητημάτων που απευθύνει η προσθετική κατασκευή, τόσο γεωγραφικά όσο και κοινωνικά. Εν τέλει μέσω της εργασίας ψάχνω, αν είναι έτοιμη η τρισδιάστατη εκτύπωση να ενσωματωθεί σε καθημερινή βάση ή να αντικαταστήσει πλήρως τις τωρινές μεθόδους σχεδιασμού και κατασκευής και εαν προσφέρει μερική ή ολική λύση σε σύγχρονα προβλήματα της εποχής.

3DPRINTING X SD

11

04 πορεία σκέψης

architecture

για ποιον σχεδιάζουμε;

πάντα διαφορετική απάντηση ανάλογα τις ανάγκες

επικοινωνία, διακίνηση αγαθών και πληροφοριών, α ν ά π τ υ ξ η αλληλεγγύης, προσπάθεια για αντιμετώπιση παγκόσμιων προβλημάτων κ.α.

ανθρωπιστικά προβλήματα

ποιος απαντάει; γιατί;

συνδυάζει διαφορετικούς κλάδους για την επίτευξη του στόχου

παγκοσμιοποιηση [ +] [ -]

ποτε;

κάθε εποχή έχει τα δικά της προβλήματα που πρέπει να λυθούν

σκοπός αρχιτεκτονικής

κάλυψη αναγκών (ορατών ή μη) και βελτίωση βιωτικού επιπέδου όπου το δίνεται η δυνατότητα

καταστροφή περιβάλλοντος, ανισότητες, οικονομικά + κοινωνικά χάσματα, υπερκατανάλωση

ανάγκες

ο αρχιτέκτονας

3D print μια λύση είναι ...

εξερευνεί τα όρια της μέχρι τώρα τεχνολογίας και με τα εργαλία προσφέρει ε ξα το μ ι κε υ μ έ ν ε ς λύσεις σε μεγάλο εύρος προβλημάτων

τεχνολογία παραδοχή: αναποφευκτη η καλη χρηση της τεχνολογίας για την εξέλιξη της κοινωνίας

οικονομικά προβλήματα

βασικές

ανάγκες επιβίωσης & ασφάλειας

ψυχολογικές

ανθρωποκεντρική αρχιτεκτονικη σχεδιασμός με τον άνθρωπο στο επίκεντρο αντι το κέρδος

ανάγκες κοινωνικές & εκτίμησης

+

αυτοολοκλήρωσης

βιωσιμη αρχιτεκτονική

ανάγκες αυτοεκπλήρωσης

+ βιώσιμη ανάπτυξη στόχος η ικανοποιήση των αναγκών των κοινοτήτων και διασφάλιση υγιέστερου περιβάλλοντος κτισμένου και μη

ποσότητες πόρων, νερού και ενέργειασ καταναλώνονται για μια μόνο χρήση

περιβαλλοντικά προβλήματα

3DPRINTING X SD

13

αρχιτεκτονική σήμερα και/για αύριο

05 ποιος είναι ο σκοπός της αρχιτεκτονικής; Θεμελιώδης σκοπός της αρχιτεκτονικής είναι η κάλυψη βασικών αναγκών του ανθρώπου και στη συνέχεια η αποτύπωση της εποχής στο χώρο. Ο αρχιτέκτονας του σήμερα έχει εξελιχθεί σε ένα επάγγελμα πολύ διαφορετικό απο αυτό που ήταν, αφού καλείται να ανταπεξέλθει σε πιο περίπλοκα ζητήματα. Η αρχιτεκτονική, είναι η τέχνη και η επιστήμη του σχεδιασμού. Η πρακτική της απαιτεί την ολοκλήρωση πρακτικών και αισθητικών ζητημάτων με τη δημιουργία ενός ενιαίου αποτελέσματος απο το συνδυασμό των δυο. Οι ανάγκες κάθε κοινωνίας υπαγορεύουν την βαρύτητα που θα δωθεί σε καθε μεριά και το αποτέλεσμα τους. Οι σχέσεις των κτιρίων με τον φυσικό κόσμο και τις γειτονικές κοινότητες αποκαλύπτουν πολλά στοιχεία για το περιβάλλον, την ιστορία της αλλά και την καθημερινότητα και τις ανάγκες της καθεμίας. Υποδυκνύει στον αρχιτέκτονα τα ζητήματα που πρέπει να απευθύνει και να λύσει. Τι είναι η αρχιτεκτονική; και ποιος ο σκοπός της; Η μετάφραση μιας αφηρημένης ενίαιας στον πραγματικό κόσμο. Περιγράφεται ως κοικωνική τέχνη ή καλλιτεχνική επιστήμη. Βρίσκεται σε κάθε μορφή γύρω μας σε κάθε κτίριο, οπότε είναι και εξαιρετικής σημασίας το περιβάλλον που δημιουργούν τα κτρία και οι σχέσιες τους να έχουν τις καλύτερες δυνατές συνθήκες για αυτούς που τα χρησιμοποιούν. Ο σχεδιασμός αποτελεί μια ολιστική δημιουργική διαχείριση της μάζας, του χώρου, του όγκου, των υφών, του φωτός, των σκιών, των υλικών, των προγραμμάτων και πιο ρεαλιστικών στοιχείων όπως το κόστος, τη κατασκευή και την τεχνολογία προκειμένου να επιτύχει ένα αισθητικό, λειτουργικό και καλλιτεχνικό αποτέλεσμα. Κάθε περίπτωση έχει και άλλες παραμέτρους όπως το τοπίο, το κλίμα, την κοινωνία, τον προυπολογισμό και τα υλικά. Η αρχιτεκτονική είναι η τέχνη που μας παρέχει το φυσικό κόσμο που ζούμε. Η αξία αυτής της τέχνης είναι η μόνιμη έκφραση των αξιών της κοινωνίας, των επιθυμιών της, των τρόπων σκέψης της και τα ιδανικά, την ιδεολογία, μεσώ και της ιστορίας που αφήνει πίσω κάθε φορά.

Αυτή της η σύνδεση με την κοινωνία απαιτεί και μια ολιστική άποψη και τη δημιουργία ενός συστήματος “αντιμετώπισης” με την εισαγωγή δεδομένων απο ένα εύρος κλάδων. Πως όμως ορίζει κανείς τι ανάγκες έχει η κοινωνία και τι ανάγκες θα έχει στο μέλλον; Πολλές φορές θα πρέπει ο ίδιος να υποδείξει προβλήματα που ο πελάτης ή ο θεατής δεν ήξερε οτι είχε. Ο σχεδιαστής/αρχιτέκτονας εκπαιδεύετσι να δουλεύει ανάμεσα στους κλάδους αυτούς να δημιουργεί ένα νέο καθε φορά ερωτηματολόγιο. Πως μπορεί να σχεδιάζει με διαφάνεια και ειλικρίνια; Πως μπορεί να σχεδιάσει μια παροχή ή ένα προϊόν με υπευθυνότητα στο αύριο αλλα επικαιρότητα στο σήμερα;

01 Andreas Gursky, Paris, Montparnasse, 1993© Andreas Gursky / VG Bild-Kunst, Bonn 2015; Courtesy Sprüth Magers

3DPRINTING X SD

15

02 Αεροφωτογραφία της περιφραγμένης κοινότητας στο Cape Town, νότια Αφρική και δεξιά η κωμόπολη Masiphumelele. Johnny Miller’s Unequal Scenes

για ποιον σχεδιάζουμε; που υπάρχει ανάγκη; Κάθε έργο που σχεδιάζει ο αρχιτέκτονας είναι βασισμένο πάνω σε ένα πρόβλημα ή μια ανάγκη ή έστω έναν προβληματισμό. Το πρόβλημα μπορεί να είναι πρακτικό για τη στέγαση κάποιου ή κάποιας υπηρεσίας , για να καλύψει τις ζητούμενες ανάγκες ή μπορεί να είναι η βελτίωση του βιοτικού επιπέδου κάποιου.

τις υπόλοιπες αφού έχει διαφορετικό κλίμα, κουλτούρα, έθιμα και ιστορία. Οπότε ίσως μια κοινή αρχιτεκτονική φιλοσοφία δε θα μπορούσε ποτέ να καλύψει τις ανάγκες δυο διαφορετικών κοινωνιών εκτός και αν η μια από τις δυο συμβιβαζόταν. Ο συμβιβασμός αυτός όμως τι προκαλεί;

Για ποιον σχεδιάζουμε λοιπόν;

Προκαλεί ταραχές στα στρώματα κάθε χώρας και ανοίγει τα ήδη μεγάλα χάσματα που παρατηρούνται από τις άνισες μοιρασιές του πλούτου. Προκαλεί τυποποιημένα κτίρια και παρατημένους δημόσιους χώρους για την κάλυψη των αναγκών ενός φανταστικού ανθρώπου με μοναδικό σκοπό την παραγωγή. Κτίρια χωρίς ταυτότητα, κτίρια που δεν αποκαλύπτουν τίποτα για την κουλτούρα και τον πολιτισμό του τόπου, αλλά μια παγωμένη εικόνα.

Ερωτήσεις σαν και αυτή δε θα μπορούσαν ποτέ να απαντηθούν από ένα μόνο άτομο ή από μια ομάδα μόνο, αφού είναι προβληματισμοί που ακολουθούν τον κλάδο εδώ και πολλά χρόνια χωρίς να μπορεί να δωθεί σαφής απάντηση. Πιθανά δε θα έπρεπε κιόλας. Ωστόσο είναι μόνο σωστό να προσπαθεί κάποιος να δώσει τη δική του εκδοχή και να προβληματιστεί για τέτοια ερωτήματα για να μπορέσει ως άτομο να πλησιάσει στο δικό του σκοπό. Προσωπικά, θα έλεγα πως πάντα η απάντηση είναι διαφορετική. Πάντα τα δεδομένα είναι διαφορετικά γιατί προέρχονται από διαφορετικές πηγές ή ανθρώπους. Κάθε εποχή έχει τη δική της κουλτούρα, τις δικές της ανάγκες και την δική της “μόδα”. Επίσης, κάθε περιοχή έχει ακόμα περισσότερες διαφορές από

Κάθε φορά που σχεδιάζεται κάτι είναι για διαφορετικό κόσμο και λόγο, και πάντα την απάντηση την δίνει ο αρχιτέκτονας. Γιατί; Επειδή εξετάζει τα δεδομένα και συλλέγει πληροφορίες από πολλούς κλάδους για να απευθύνει αυτές τις ανάγκες. Από τα επαγγέλματα που είναι (σχεδόν) απαραίτητο ένα εύρος γνώσεων απο πολλούς κλάδους ώστε να μπορεί να

3DPRINTING X SD

17

υπάρχει ένα ολιστικό αποτέλεσμα. Ποτέ δεν μπορεί να επικεντρωθεί μόνο στην εμφάνιση ή μόνο στην λειτουργικότητα, αφού ποτέ δεν τίθεται το δίλλημα. Πολλές φορές όμως στην εξίσωση αυτή κυρίαρχο λόγο έχει το οικονομικό κέρδος χωρίς να αφήνει χώρο για άλλα δεδομένα. Παραλείπεται η παράμετρος της ανθρώπινης ανάγκης για επαφή με τη φύση, την ύπαρξη χώρων συνάθροισης, την παροχή υπηρεσιών σε ομάδες με οικονομικές δυσχέρειες, μεταξύ άλλων.

03 Rietveld Schröder House, σχεδιασμένο το 1924 με το ολλανδικό καλλιτεχνικό κίνημα De Stijl . Χαρακτηριστικό κτίριο για την εποχή του στην τοποθεσιά του, σε μια γειτονιά με επίσης χαρακτηριστικά κτίρια μιας προηγούμενης εποχής, του ίδιου τόπου

04 Μια απο τις πιο πυκνοκατοικημένες περιοχές, Hong Kong, με την κάθετη ανάπτυξη σε πολυόροφους ορανοξύστες στεγάζουν σπίτια, γραφεία.

3DPRINTING X SD

19

ανθρωποκεντρική αρχιτεκτονική

Σταματάει λοιπόν να είναι στο επίκεντρο του σχεδιασμού ο άνθρωπος. Τα δεδομένα βγάζουν αυτόν και τις ανάγκες του απο την εξίσωση. Μικροσκοπικοί χώροι, με μέγιστο αριθμό χρηστών ανα τετραγωνικό. Μια αρχικά περίπλοκη εξίσωση που προέβλεπε την σημασία των χωρών και την σχέση τους με τη φύση, με τους ημιυπαίθριους γίνεται μια απλή μαθηματική εξίσωση με αριθμούς για το μέγιστο οικονομικό όφελος. Η ζήτηση ορίζει και τα δυναμικά κέντρα κάθε χώρας, αδειάζοντας τα περίχωρα. Η συγκρότηση αυτή σε επιλεγμένα σημεία απαιτεί μια κατακόρυφη ανάπτυξη των χώρων ή την επέκταση των κέντρων. Και στις δυο περιπτώσεις η ζήτηση είναι τόσο μεγάλη στα κέντρα που ειναι βέβαιη η απασχόληση των χώρων είτε υπάρχει καλός σχεδιασμός πρώτα είτε όχι. Ενισχύεται η παραδοχή πως όλοι έχουν τις ίδιες απαιτήσεις και ανάγκες από έναν χώρο. Στην περίπτωση της αναλογίας παραπάνω τετραγωνικών και της “καλής” γειτονιάς είναι αναπόφευκτη η μετακίνηση στα περίχωρα, αφού οι παστωμένες πόλεις είναι μεταξύ αλλων και επικίνδυνες. Ακόμα και αυτή η μετακίνηση δεν διορθώνει κάθε πλευρά του προβλήματος, αντιθέτως δημιουργεί

ένα νέο πρόβλημα της πρόσβασης σε πρώτα είδη, στη δουλειά κ.ά.. Όσο πηγαίνεις όμως πιο πίσω στην ιστορία γίνεται αντιληπτή η διαφορά, οπού παρά την μικρότερη ανάπτυξη, παρατηρείται η ύπαρξη μικρών κοινοτήτων. Μικρά αυτόνομα κέντρα που στήριζαν την μικρόκοινωνία χωρίς να έχουν ανάγκη την εισαγωγή αγαθών ή την διαδρομή ωρών για προμήθειες. Έτσι αναγνωρίζονται τα προβλήματα της αύξησης του πληθυσμού στα κέντρα, η παγκόσμια κρίση ακινήτων και ο σχεδιασμός με γνώμονα την οικονομία και το κέρδος αντί την (ψυχολογική) κάλυψη αναγκών. Ταυτόχρονα αυτό σημαίνει ότι η ανάπτυξη παρατηρείται μόνο στα κέντρα και όχι στις γύρω περιοχές, μεγαλώνοντας το χάσμα μεταξύ του τι σχεδιάζει ο αρχιτέκτονας με το που υπάρχει πραγματική ανάγκη για προσοχή. Αρχίζει να γίνεται πολιτικός μηχανικός και στατικός αντί αρχιτέκτονας, ή πολλές φορές απουσιάζει τελείως. Η ανάγκη για (καλό) σχεδιασμό υπάρχει τόσο εντός όσο και εκτός των πόλεωνκέντρων. Όσο απομακρύνεται ο φακός απο το κέντρο τόσο πέφτει το βιωτικό επίπεδο. Στοιβάζεται ο κόσμος (με τον ίδιο τροπο όπως πριν) απλά με μικρότερη

οικονομική άνεση και χειρότερη ποιότητα ζωής - άρα και λιγότερες ευκαιρίες. Ένας ιδιαίτερα περίπλοκος φαυλος κύκλος που οφελεί μόνο τους τυχερούς και ευκατάστατους. Οι πόλεις, ευάλωτες από τη φύση και τον σχεδιασμό, έχουν δημιουργήσει την μεγαλύτερη πρόκληση που έχουμε να αντιμετωπίσουμε. Με τη πλειοψηφία του πληθυσμού να προβλέπεται να συσσωρευτεί στις πόλεις, η γρήγορη αστικοποίηση θα αυξήσει το ζήτημα της προσαρμογής με τις μελλοντικές κοινωνικές, περιβαλλοντικές, τεχνολογικές και οικονομικές αλλαγές. Πάντα μιλάμε για ένα σχέδιο από κάτι για κάποιον, για κάποιους ή ακόμα και για ένα γκρουπ ανθρώπων για να ζήσουν, για να βλέπουν, για να αλληλεπιδρούν μαζί του, άλλα όχι για όλους, εκτός και αν σε κάποιες περιπτώσεις είναι το νόημα. Αλλά υπάρχει μια μεγάλη διαφορά όταν το σχέδιο είναι μέρος μιας μεγαλύτερης εικόνας, όπως ο σχεδιασμός για το μέλλον της ανθρωπότητας, με την βιωσιμότητα στο προσκήνιο, αμελεί να συνυπολογίσει το μεγαλύτερο μέρος του πληθυσμού. Κάθε φορά που σχεδιάζεται κάτι για τον μέσο άνθρωπο, για την πλειοψηφία, αφήνεται το μεγαλύτερο μέρος πίσω.

Ένα σχέδιο υπηρετεί την κοινότητα, δεν της υποδείκνυει μια μοναδική αλήθεια. Ενθαρρύνει την καινοτομία για την κάλυψη των αναγκών και τις επιθυμίες της κοινότητας και της κουλτούρας της, και δεν οδηγεί σε μια μιμητική αρχιτεκτονική που του υποδεικνύεται. Όφελος του σχεδιαστή να βάζει στο επίκεντρο της σχεδιαστικής διαδικασίας μια αντιπροσωπευτική υποκατηγορία του πληθυσμού, χωρίς να επιτρέπει την υπερίσχυση των προνομιακών ομάδων. Η πρόβλεψη και η μείωση κακών συνθηκών είναι απαραίτητη και έχει μεγαλύτερη αξία στις πιο δύσκολες καταστάσεις. Πλέον, λόγω της αστικοποίησης, μη ανανεώσιμα υλικά χρησιμοποιούνται για τα κτίρια όπως το οπλισμένο σκυρόδεμα, το μέταλλο και το αλουμίνιο έχουν γίνει κύρια αρχιτεκτονικά υλικά. Αυτό συμβαίνει επειδή η δυτική προσέγγιση και υλικά αντιπροσωπεύουν ένα πιο σύγχρονο και αστικό στυλ που γίνεται της μόδας. Λόγο αυτής της προτίμησης, νέα κτίρια στην ύπαιθρο αντιγράφουν αυτά των πόλεων, σβήνωντας και αντικαθιστώντας τα παραδοσιακά χαρακτηριστικά της εκατοστέ περιοχής. Οι αστικές εικόνες σε υπαίθριες περιοχές οδηγούν στην διακοπή της αποτύπωσης

3DPRINTING X SD

21

της ιστορίας κάθε περιοχής και τη δημιουργία και εξέλιξη της ιστορίας στην περιοχή. Ένα φαινόμενο που δεν γνωρίζει σύνορα ή κουλτούρα είναι αυτό των άστεγων. Ένα περίπλοκο πρόβλημα χωρίς ξεκάθαρα αίτια παρά ένα συνοθύλευμα τους. Μένει κάποιος άστεγος επειδή δεν υπάρχει καλός σχεδιασμός ή δεν υπάρχει σχεδιασμός αφού μείνει κάποιος άστεγος; Ένα δύσκολο θέμα που σπάνια συζητιέται αλλά σε πόλεις γεμάτες απο κτίρια πως φτάνει σε σημείο να μην έχει χώρο για όλους; Με το σχεδιασμό καταφύγιων ή εγκαταστάσεων και για αυτό το μέρος πληθυσμού, μπορεί να διασφαλιστεί η ασφάλεια τους άλλα και να απομυθοποιηθεί η κατάσταση στην οποία βρίσκονται. Ακόμα και ο σχεδιασμός δημόσιων χώρων ώστε στις έσχατες περιπτώσεις να είναι ανθρώπινες οι συνθήκες είναι εναλλακτικές που υπολογίζουν κάθε μέρος της κοινότητας. Σε κάθε περίπτωση, το περιβάλλον ενός χώρου θα πρέπει να καλύπτει τις βασικές ανάγκες των ανθρώπων που το χρησιμοποιούν, με το στοιχείο της προσαρμοστικότητας σε πρώτο προσκήνιο. Αλλά θα πρέπει να προβλέπει και τη βελτίωση της ζωής και των κοινωνικών σχέσεων και τη δουλειά του χρήστη. Υπάρχει αναπτυσσόμενη ανάγκη για σπίτια που καλύπτουν τις ανάγκες ανθρώπων με διαφορετικές δυνατότητες και απαιτήσεις, όχι την αναπαραγωγή ενός χώρου πρωτοτύπου για μια υποτιθέμενη μέση μερίδα του πληθυσμού. Αυτονομία, ανεξαρτησία και ευημερία είναι αποτέλεσμα των χώρων με πραγματική χρηστικότητα, προσβασιμότητα και προσαρμοστικότητα και υπάρχει ανάγκη για αυτούς.

05 Kowloon Walled City, Hong Kong 1950s-1993 πάνω απο 33.000 άνθρωποι σε ένα σύμπλεγμα 300 κτιρίων σε ένα οικοδομικό τετράγωνο

3DPRINTING X SD

23

περιβαλλοντική αρχιτεκτονική

Με κάθε ανθρώπινη δραστηριότητα επηρεάζεται το περιβάλλον. Κάποιες φορές λιγότερο, κάποιες πολύ περισσότερο. Παγκόσμια ο κατασκευαστικός τομέας είναι υπεύθυνος για το 39% του συνολικού διοξείδιου του άνθρακα1 και περίπου 40-50% της παγκόσμιας χρήσης υλικών. 2 Μεγάλες ποσότητες πρώτων υλών, νερού, και ενέργειας εξάγονται, επεξεργάζονται, και χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση εργασιών για την κατασκευή, η οποία μετά απο ένα προκαθορισμένο διάστημα καταστρέφεται και καταλήγει σε χωματερές. Αναπόφευκτο παράγωγο αυτής της διαδικασίας, είναι οι περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις που προκαλούνται από τις χημικές εκπομπές των οικοδομικών υλικών, τα απόβλητα, τα οικοδομικά απορρίμματα και τα καυσαέρια καταστρέφοντας την ισορροπία της ατμόσφαιρας, των υδάτων, του εδάφους και υπεδάφους.

1

Huang, L., Krigsvoll, G., Johansen, F., Liu, Y., & Zhang, X. (2018). Carbon emission of global construction sector. Elsevier, 1906-1916.

2

Dossche, C., Boel, V., & Corte, W. D. (2017). Use of Life Cycle Assessments in the Construction Sector: Critical Review.

Elsevier: Procedia Engineering, 302-311.

Ο συνδυασμός χημικών προϊόντων προκαλεί την απελευθέρωση αερίων όπως διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, υποξείδιο του αζώτου, όζον, αλογονάνθρακες, και υδρατμούς. Όταν απελευθερώνονται αυτά τα αέρια στην ατμόσφαιρα, απορροφούν ένα μέρος των ακτίνων του ηλίου και τις επιστρέψουν σαν μια μορφή ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα, με επίπτωση της υπερθέρμανση του πλανήτη.3 Τα αέρια βρίσκονταν φυσικά στην ατμόσφαιρα, ωστόσο η εκτεταμένη παραγωγή τους είναι αυτή που πειράζει τις ισορροπίες, προκαλώντας τα προβλήματα που βιώνουμε τα τελευταία χρόνια με την τριπλάσια τιμή του διοξειδιού απο πριν την βιομηχανική επανάσταση, μεγάλο μέρος του οποίου βρίσκεται ακόμα στην ατμόσφαιρα και το υπολοιπο εχει απορροφηθεί απο τους ωκεανούς. 4 Το μεθάνιο παρόλο που είναι πιο επικίνδυνο μένει περίπου για μια δεκαετία στην ατμόσφαιρα ενώ το διοξείδιο του άνθρακα παραμένει στην ατμόσφαιρα 3

NASA, The Causes of Climate Change, https:// climate.nasa.gov/causes/ 4 Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide, Rebecca Lindsey, August 14, 2020, https://www.climate.gov/ news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide

για 100 χρόνια περίπου, οπότε ακόμα και να σταματούσαν ακαριαία οι ανθρωπινες εργασίες που το προκαλούν, πάλι θα θερμαινόταν ο πλανήτης. Οι βασικοί λόγοι του διοξειδιου είναι η καύση ορυκτών καυσίμων (γαιάνθρακας, πετρέλαιο και αέριο), και η αποδάσωση. Πλέον οι επιπτώσεις έχουν αρχίσει να γίνονται ορατές στην ανθρωπότητα, όπως η αύξηση της θερμοκρασίας, ο αποχρωματισμός των κοραλλιογενων υφάλων οι μαζικές ξηρασίες που προκαλούν ελλείψεις σε τροφές, όλο και αυξανόμενες πιο δυνατές καταιγίδες, τυφώνες, φωτιές, έλλειψη πόσιμου καθαρού νερού, το λιώσιμο των πάγων που προκαλεί την αύξηση της στάθμης της θάλασσας, βυθίζοντας παγκοσμίως διάφορες πόλεις, γεγονότα που προκαλούν αναταραχές στα οικοσυστήματα και μειώνουν την βιοποικιλότητα. Μεγάλο μέρος της θερμοκρασίας απο την κλιματική αλλαγή απορροφάται απο τους ωκεανούς και ευθύνεται για τις επιπτώσεις αυτες. Οι φυσικοί πόροι εξαντλούνται λόγω της άκριτης σπατάλης κατά τη διαδικασία της δόμησης ως τώρα, με την πρόφαση της ανάπτυξης, καθώς παρατηρούνται και σημαντικές διαταράξεις στα οικοσυστήματα και μικροπεριβάλλοντα. Δεν τίθεται θέμα για το αν θα επηρεαστεί κάποιος αλλά πότε, και ποιος είναι επόμενος. Συνήθως οι πιο ευάλωτοι κοινωνικά και οικονομικά πληθυσμοί, κινδυνεύουν περισσότερο. Η αρχιτεκτονική, που μονίμως εξελίσσεται και ασχολείται με τις σύγχρονες ανάγκες και τα προβλήματα εισάγει μια ακόμα παράμετρο στο σχεδιασμό της. Ένα κίνημα που ξεκινά απο την δεκαετία του

εβδομήντα, σήμερα είναι πιο επίκαιροαπο ποτέ και άκρως απαραίτητο. Με μια μεγάλη ποικιλία ορισμών (βιοκλιματική, περιβαλλοντική, οικολογική αρχιτεκτονική) για μια “πράσινη” προσέγγιση. Στόχος της κίνησης είναι να υπολογίσει το περιβάλλον και τη σχέση του κτιρίου με αυτό, τις παραμέτρους του κλίματος μιας περιοχής, με στόχο την θερμική, οπτική και ακουστική άνεση των χρηστών, αξιοποιώντας ενέργεια και φαινόμενα του τοπικού περιβάλλοντος. Οι πόλεις καλούνται να ανταπεξέλθουν σε μεγάλες προκλήσεις λόγω της κλιματικής αλλαγής, της μόλυνσης του αέρα, την αύξηση του πληθυσμού, κ.α. Οι πόλεις λαμβάνουν μέτρα για να προσαρμοστούν στα προβλήματα και να μειώσουν τις ζημιές που προκαλεί η κλιματική αλλαγή, χρησιμοποιώντας υψηλά στάνταρ ενεργειακής απόδοσης για τα κτίρια και αύξηση της χρήσης ανανεώσιμων, τοπικών πηγών για να καλυφθούν οι ανάγκες. Αλλαγές στο σχεδιασμό και την επιλογή υλικών, είναι σημαντικές για να επιτευχθεί η ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και τη μείωση της χρήσης ενέργειας και εκπομπής αερίων του φαινόμενου του θερμοκηπίου. Με την προγενέστερη της κατασκευής γνώση για ενεργειακές απαιτήσεις και περιβαλλοντικές επιπτώσεις, ένα έργο μπορεί να ελέγξει και να μειώσει τις σπατάλες κατα την κατασκευή. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να ρυθμιστούν οι ενεργειακές απαιτήσεις, ακόμα και η χρήση ανανεώσιμων πηγών για τις εργασίες. Δηλαδή να δημιουργηθεί ένα σύστημα που βοηθάει τους σχεδιαστές να υπολογίζουν την κατανάλωση ενέργειας κατα τη διάρκεια του σχεδιασμού.

3DPRINTING X SD

25

06 Μολυσμένη ατμόσφαιρα , New Delhi , India Η χρήση ενέργεια είναι απαραίτητη για την κατασκευή και παίζει μεγάλο ρόλο στις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του ανθρώπου στη γη, με την ενέργεια που χρησιμοποιείται για την εξαγωγή, επεξεργασία, μεταφορά και εγκατάσταση των επιμέρους στοιχείων. Η αναγκαία ενέργεια για το κτίριο είναι η λειτουργική ενέργεια κατα τη διάρκεια ζωής, η ενσωματωμένη ενέργεια κατα την κατασκευή των επιμέρους υλικών, και η ενέργεια κατά την κατεδάφιση. Το ουδέτερο ισοζύγιο άνθρακα (net zero carbon) είναι μια εναλλακτική προσέγγιση, η οποία προσπαθεί να αποφύγει τις επιπτώσεις του φαινομένου

του θερμοκηπίου, με τον πρόωρο υπολογισμό των εκπομπών του άνθρακα. Κάθε υλικό που επιλέγεται και το τροπο που επεξεργάζεται έχει διαφορετικό αποτύπωμα το οποίο επίσης μπορεί να συνυπολογίζεται. Σχεδόν το 80% της ενέργειας εξαρτάται από το στάδιο του σχεδιασμού, όποτε η κατάλληλη μόνωση, ο φυσικός φωτισμός και η σκίαση μπορούν να μειώσουν κατα πολύ την χρήση ενέργειας στο κτίριο.1 Κατα τη διάρκεια της κατασκευαστικής φάσης, είναι σημαντικό να αναφέρονται και οι επιπτώσεις των βαρέων 1

https://www.researchgate.net/publication/228850665_The_energy_design_process_for_designing_ and_constructing_high-performance_buildings

μηχανημάτων, η μεταφορά και η παραγωγή αποβλήτων, καθώς η σωστή απόρριψη τους. Νέα υλικά και λύσεις αναπτύσσονται με ταχύ ρυθμό για να μπορέσει να ανταπεξέλθει στο ζήτημα. Οι τεχνολογίες και τεχνικές για την αποδοτική χρήση ενέργειας στα κτίρια προβάλλονται ως οικονομικές για τη συλλογική βελτίωση της συνειδητής παραγωγικότητας και παράλληλα της βελτίωσης της υγείας και της ευημερίας, μειώνοντας την μόλυνση της ατμόσφαιρας σε κάθε περιοχή, δημιουργώντας θέσης εργασίας και το βασικό, την προσαρμογή και την αποτροπή της ενίσχυσης στην κλιματική αλλαγή. Με επενδύσεις στο συνολικό μηδενικό αποτύπωμα του κτιρίου (net-zero emisssions) και τα χαμηλά σε εκπομπές άνθρακα κτίρια. Οι παρακάτω τέσσερις αρχές αντιπροσωπεύουν μια φιλοσοφία για την συνειδητή διαχείριση των αποφάσεων και δράσεων καθενος. Τα τέσσερα “R” της πράσινης ανάπτυξης:

Rethink αναθεώρηση, είναι για την αλλαγή του τρόπου που βλέπουμε τα πράγματα. Απο την αναθεώρηση απλά της αισθvητικής παραμέτρου στο σχεδιασμό και την ενσωμάτωση βιώσιμων πρακτικών όπως χρήση τοπικών υλικών, εναλλακτικές μορφές και εμπεριστατωμένες αποφάσεις.

Reduce μειώση, απευθύνεται στην ποσότητα του σκυροδέματος σε μια κατασκευή με την συνειδητή μειώση του. Η βελτίωση της τοπολογίας μιας γεωμετρίας, πιο ελαφριές κατασκευές,

η μειώση του αποτυπώματος της κατασκευής, ο κύκλος της ζωής του υλικού και η επιλογή υλικών που αντέχουν καλύτερα τις συνθήκες τις περιοχής.

Reuse επανάχρηση, υλικών απο προηγούμενες κατασκευές. Η κατηγορία αυτή μπορεί να απευθυνθεί στα υλικά ή ακομα και σε ολόκληρο το κτίριο με την μετατροπή του σε άλλη χρήση, ακόμα και η ευελίξια του σχεδιασμού μπορεί να επηρεάσει. Ο σχεδιασμός που χρειάζεται πίσω απο αυτό είναι μέσω της πρώιμης σκέψης του κτιρίου ή αντικειμένου ως κατι που μπορεί να επισκευαστεί και να ξαναχρησιμοποιηθεί παρα σαν κατι με ημερομηνια λήξης την αντοχή των υλικών του.

Recycle ανακύκλωση, είναι η έσχατη επιλογή. Αποτελεί ένα μεγάλο κομμάτι της περιβαλλοντικής συνείδησης, αλλά φυσικά σε αυτή την περίπτωση είναι αναγκαία κάποια διαδικασία. Όταν έρθει η στιγμή όμως αποτρέπει τον συνωστισμό απορριμάτων. Το “Urban Mining” είναι όρος για την επιλογή αντικειμένων που υπάρχουν ήδη στις πόλεις και η μετατροπή τους σε νέο υλικό.2

2

https://www.archdaily.com/928391/why-flexibility-and-material-reuse-are-key-aspects-of-sustainability

3DPRINTING X SD

27

βιώσιμη ανάπτυξη

Με την βιομηχανική επανάσταση, στο τέλος του 18ου αιώνα, ξεκίνησε μια πρωτοφανής αύξηση του πληθυσμού. Η ταχύτητα παραγωγής νέων πιο προσιτών προιόντων, η ευκολότερη πρόσβαση σε καλή ιατρική περίθαλψη, οι βελτιωμένες συνθήκες εργασίας και διαβίωσης, αλλά και μια άμεση γραμμή εφοδιασμού για μεγάλα μέρη του πληθυσμού έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του προσδόκιμου ζωής του. Ο πληθυσμός όμως δεν αυξάνεται ισάξια σε όλες τις χώρες, σύμφωνα το World Data παρατηρείται η διαφορά ανάλογα με την οικονομική δύναμη κάθε χώρας. Συνολικά, παρατηρείται μια φυσιολογική πυραμίδα για το διαχωρισμό του πληθυσμού ανάλογα την ηλικία. Στις χώρες με χαμηλο εισόδημα το μεγαλύτερο ποσοστό του πληθυσμού βρίσκεται μέχρι τη μέση ηλικία των 40 και ευθύνεται στις πολλές γεννήσεις και μικρότερο προσδόκιμο ζωής ενώ στο αντιστοιχο γραφημα για το υψηλό εισόδημα ο μεγαλύτερος πληθυσμός βρίσκεται μεταξύ των ηλικιών 30 έως 60. 1 Σύμφωνα με την World Bank, αν ο προβλεπόμενος πληθυσμούς για το 2050 φτάσει τα 9.6 δισεκατομμύρια θα απαιτούνται τρεις πλανήτες Γη για να παρέχουν τους πόρους που χρειάζεται η ανθρωπότητα με τον τωρινό τρόπο ζωής. 2 1 2

www.worlddata.info/populationgrowth.php

https://databank.worldbank.org/reports.aspx?source=health-nutrition-and-population-statistics:-population-es-

Είναι φυσιολογικό με την αύξηση αυτή του πληθυσμού και την αναγκαία βελτίωση των παροχών των αναπτυσσόμενων χωρών, τα αποθέματα πόσιμου νερού, γόνιμης γης, δασικών εκτάσεων και αλιείας να λιγοστεύουν επικίνδυνα και τα επίπεδα σκουπιδιών να ανεβαίνουν επικίνδυνα. Επόμενο, είναι η ανάγκη για πρόσβαση σε κατοικίες ικανοποιητικές για τη καλή ποιότητα διαβίωσης και πρόσβαση σε ενέργεια για την επίτευξη αυτής. Οι άνθρωποι που δεν έχουν πρόσβαση σε ηλεκτρισμό είναι περίπου 770 εκατομμύρια το 2019 και έχει μειωθεί από τα 860 εκατομμύρια από το 2018. 3 Οι επιπτώσεις του αυξημένου πληθυσμού και των αναγκών του έχει επιπτώσεις στο περιβάλλον, στην κατανάλωση πόρων όπως γη, φαγητό, νερό, αέρα, ορυκτά καύσιμα και μεταλλεύματα, την παραγωγή σκουπιδιών από την κατανάλωση αυτών, την μόλυνση των υδάτων και παραγωγή αερίων που συνεισφέρουν στο φαινόμενο θερμοκηπίου και την αύξηση της θερμοκρασίας. Οι μετακινήσεις στα κέντρα και η άνιση αύξηση του πληθυσμού απαιτεί την αποτελεσματική χρήση των πόρων και την εξάλειψη σπαταλών ώστε ο ρυθμός ανάπτυξης και ανανέωσης της φύσης timates-and-projections#

3

https://www.iea.org/reports/sdg7-data-and-projections/access-to-electricity

να συμβαδίσει με τις σπατάλες των ανθρώπων και να ικανοποιεί τις προδιαγραφές μιας καλής διαβίωσης και την αποφυγή φαβέλων, με κακές περιβαλλοντικές συνθήκες και εστίες μολύνσεων. Ακόμα και στις αναπτυγμένες χώρες, ο πληθυσμός στα κέντρα αυξάνεται ραγδαία και οι παροχές σε νερό, ενέργεια και φαγητό αυξάνονται επίσης. Με την αυξημένη όμως χρήση των αγαθών αυτών έρχεται και η μόλυνση από την συγκεντρωμένη κατανάλωση, από τα αυτοκίνητα, από τη θέρμανση και από τις σύγχρονες πολυτέλειες που έχει να προσφέρει η κοινωνία, όλα προκαλούν τοπικά περιβαλλοντικά προβλήματα. Η αύξηση της θερμοκρασίας, η μολυσμένη ατμόσφαιρα, η ανάγκη μαζικών εισαγωγών αγαθών και η ανάγκη για δημιουργία νέων υποδομών για την εξέλιξη της πόλης μαζί με τον πληθυσμό της είναι κάποια από τα προβλήματα που παρατηρούνται και αυξάνονται.

07

Ποσοστιαία πληθυσμιακή κατανομή ανάλογα την ηλικία, στο σύνολο του πληθυσμού

Πως μπορεί ένας χώρος να έχει καλές συνθήκες διαβίωσης, ένα κτίριο να αποτελεί ορόσημο της πόλης, ένα πάρκο να τραβάει τη ζωή μέσα του όταν περιτριγυρίζονται από την βαβούρα των αμαξιών, από την θολούρα στον αέρα από την μολυσμένη ατμόσφαιρα. Η αρχιτεκτονική είναι από τους πιο σημαντικούς κλάδους στην καθημερινότητα της πόλης γιατί είναι εκεί ακόμα και όταν κανένας δεν την ψάχνει. Ο χώρος στον οποίο ζει κάποιος, το τετράγωνο στο οποίο κυκλοφορεί, η πόλη στην οποία συναναστρέφεται και εργάζεται είναι όλη σχεδιασμένη για τους χρήστες της είτε την βιώνουν από έξω περαστικοί είτε την ζουν μέσα της. Η ζωή όμως αυτή έχει κάποιο κόστος που καλούμαστε τώρα να δούμε τις επιπτώσεις της κατασκευής των πόλεων και όλων των προηγούμενων χρηστών τους. Επιρροή όμως στην ατμόσφαιρα και στις συνθήκες διαβίωσης δεν έχουν μόνο οι κάτοικοι στα κέντρα αλλά και οι μετακινήσεις των πληθυσμών από εξωγενείς παράγοντες όπως μεταναστεύσεις λόγω οικονομικών, λόγω πολέμων, λόγω περιβαλλοντικών καταστροφών. Σε αυτές τις περιπτώσεις οι μετακινήσεις είναι μαζικές και σε μεγάλο βαθμό οδηγούν σε μεγάλο αριθμό μεταναστών. Η απότομη αύξηση των στρατοπέδων προσφύγων επηρεάζουν τις παροχές νερού, προκαλούν καταστροφές στο έδαφος ή την μόλυνση τους περιβαλλοντων λόγω της έλλειψης αποχετευτικών συστημάτων. Παρόλο που η φτώχεια και η περιβαλλοντική υποβάθμιση έχουν άμεση σχέση, η μη βιώσιμη σχέση της κατανάλωση και της παραγωγής στις αναπτυγμένες χώρες, αποτελεί μεγαλύτερο ζήτημα αφού αποτελεί την βιτρίνα της καλής ζωής. Η συνεχής κατανάλωση είναι βασικό και κερδοφόρο χαρακτηριστικό του σύγχρονου μοντέλου διαβίωσης. Ωστόσο, τόσο οι καταναλωτές όσο και οι παραγωγοί του θεωρητικού προϊόντος βλέπουν (ή αναγκάζονται να δουν) τις ξεκάθαρες πλεον επιπτώσεις και γίνονται κινήσεις για την αλλαγή της εκλογικευμένης αλόγιστης αγοράς και κατανάλωσης ευτελών προϊόντων. Η ιδέα της επιτυχίας έχει συνδυαστεί με την κατανάλωση περισσότερων ή μεγαλύτερων αντικειμένων όπως το πιο γρήγορο αμάξι, το μεγαλύτερο

07

Ποσοστιαία πληθυσμιακή κατανομή ανάλογα την ηλικία, σε χώρες με χαμηλό εισόδημα

07

Ποσοστιαία πληθυσμιακή κατανομή ανάλογα την ηλικία, σε χώρες με υψηλό εισόδημα 3DPRINTING X SD

29

σπίτι, το πιο φανταχτερό υλικό, η ανανέωση των υλικών, χωρίς να υπάρχει καμία σκέψη για την επίπτωση που έχει τόσο περιβάλλον όσο και στην προσωπική ψυχική υγεία. Μεγαλύτερο πρόβλημα είναι ότι η κατανάλωση δημιουργεί περιβαλλοντικά προβλήματα τα οποία δεν περιορίζονται στο σημείο που γίνεται η παραγωγή. Η εκπομπή αερίων από τις ανθρώπινες ενέργειες έχει επιπτώσεις στα παγκόσμια επίπεδα διοξειδιών στον αέρα τα οποία με τη σειρά τους προκαλούν τα προβλήματα. Πέρα από τα αέρια, μεγάλο πρόβλημα δημιουργείται και από την επίπτωση της παραγωγής στα σκουπίδια που μένουν. Τα σκουπίδια αυτά είτε δραπετεύουν στη θάλασσα είτε μαζεύονται και οδηγούνται στις φτωχότερες χώρες ή σε χώρους από ορίστηκαν ως σκουπιδότοποι. Ατελείωτοι όγκοι από σκουπίδια δημιουργούν νησίδες από σκουπίδια. Χώροι που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την δημιουργία κοινοτήτων, νέων κέντρων γεμίζουν σκουπίδια που πατιούνται για να έρθει η επόμενη στρώση. Κάποιες φορές καίγονται και προκαλούν τεράστιες επιβαρύνσεις με την εκπομπή των αερίων από το κάψιμο. Σε κάποιες χώρες καίγονται ώστε να παράξουν ενέργεια από κάτι που είναι αναπόσπαστο κομμάτι κακό κομμάτι της κοινωνίας. Σε άλλες έχει ενσωματώσει η κυβέρνηση μηχανισμούς που αποτρέπουν τους κατοίκους από την σπατάλη. Όπως προτείνεται από το The Royal Society απο τις 9 προτάσεις που κάνει μεταξύ άλλων την “αναπτυξη κοινωνικο-οικονομικών συστημάτων και θεσμών που δεν εξαρτώνται απο τη συνεχή ανάπτυξη της κατανάλωσης υλικών” 4 Μεμονωμένες κινήσεις γίνονται για την βελτίωση της κατάστασης, ωστόσο δεν έχουν όλοι οι άνθρωποι την ίδια ευθύνη και τις ίδιες εκπομπές. Όσο ανεβαίνει ο 4

https://royalsociety.org/~/media/royal_society_content/policy/projects/people-planet/2012-04-25-peopleplanet.pdf

πληθυσμός κάθε χώρας τόσο χαμηλότερα είναι τα στάνταρ και οι βασικές ανάγκες τις περισσότερες φορές δεν ικανοποιούνται. Ένα μεγάλο σπίτι σε μια ανεπτυγμένη χώρα, δεν έχει το ίδιο αποτύπωμα με ένα σπίτι στις φαβέλες μιας αναπτυσσόμενης χώρας ακόμα και αν κατοικούν στο δεύτερο διπλάσιος ή τριπλάσιος αριθμός ατόμων. Οπότε η αύξηση του πληθυσμού αποτελεί μια σημαντική ανησυχία για την ομαλή διαβίωση των εν ζωή γενεών και των επόμενων. Η ζήτηση αυτή έχει άμεσες επιρροές στην αρχιτεκτονική αφού από τους αρχιτέκτονες ζητείται να βρουν λύση σε τέτοια πρόβλημα. Από την αναζήτησή για εύκολες κατοικίες σε περιπτώσεις ανάγκης ή τον σχεδιασμό κατοικιών και κτιρίων που στηρίζονται στην χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας ή παθητικών συστημάτων. Ακόμα και η επαφή με την φύση είναι βασικό ζήτημα αφού είναι γνωστό ότι προσφέρει πολλά οφέλη στην υγεία των χρηστών και αποτελεί είδος εξαφάνισης στα κέντρα. Υπό μια έννοια ζητείται από τον σχεδιαστή να κάνει ένα βήμα πίσω από την άψυχη πόλη κάνοντας βήματα μπροστά στην τεχνολογία ώστε να βελτιωθούν οι συνθήκες χρήσης χωρίς να αφήνει κατάλοιπα στην φύση, τον χρήστη της και στην ανάπτυξη της κοινωνίας. Η ανάγκη για συμφέρουσες και αποδοτικές λύσεις δημιούργησε ενα σύστημα “πρασινότητας” των κτιρίων. Τα φυτεμένα δώματα, φωτοβολταϊκά, μελέτη σκίασης, αερισμού, φυσικό φωτισμού, η χρήση ανακυκλώσιμων ή περιβαλλοντικά βίο διασπώμενων υλικών είναι μερικές απο τις αφορμές για τηχρήση περιβαλλοντικά φιλικών αρχών στη μελέτη. Ωστόσο δεν έχει μπει η “πράσινη” σκέψη στην επιλογή πιο περιβαλλοντικά φιλικού σχεδιασμού στο στάδιο που μπορεί να φέρει πραγματικές αλλαγές και βελτιώσεις.

Η βιωσιμότητα όμως από μόνη της δεν είναι αρκετή γιατί πολλές φορές επιλέγεται ο όρος σαν μάσκα, για να φαίνεται βιώσιμο, ενώ στην πράξη δεν είναι. Αποτελεί μόνο το ένα μέρος του προβλήματος. Για να επιτευχθεί μια καθολικά βιώσιμη λύση χρειάζεται ένα μεγαλύτερο εύρος στόχων, όπως αυτό της βιώσιμης ανάπτυξης. Η οικολογικά βιώσιμη ανάπτυξη είναι φλέγον ζήτημα και εμπεριέχει περιβαλλοντική προστασία και διαχείριση. Η έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης είναι ευρεία και αφορά τη διαβεβαίωση της μακροχρόνιας οικολογικής, κοινωνικής και οικονομικής ανάπτυξης της κοινωνίας. Βασικό χαρακτηριστικό της είναι η εμβάθυνση των προβλημάτων και η αντιμετώπιση τους Για να φτάσουμε σε μια βιώσιμη ανάπτυξη απαιτείται ο σχεδιασμός μιας πράσινης και ανθρωποκεντρικής αρχιτεκτονική, απαλλαγμένη από τη δέσμευση της παραγωγικότητας και του κεφαλαίου ως αυτοσκοπό. Η βιώσιμη ανάπτυξη πραγματεύεται την διατήρηση των φυσικών οικολογικών διαδικασιών, την προφύλαξη της βιοποικιλότητας, και τη βιώσιμη χρήση των ειδών και των οικοσυστημάτων. Ακόμα και με αυτές τις αλλαγές στο σχεδιασμό και την κατασκευή οι διεθνείς στόχοι που έχουν τεθεί δεν θα επιτευχθούν αν δεν γίνουν αλλαγές και στην προέλευση της ενέργειας, τη μετάβαση δηλαδή στις ανανεώσιμες πηγές.

08.1 μοντέλο σύγχονης πόλης

08.2

μοντέλο πόλης βασισμένη στην κυκλική οικονομία και τις ανανεώσιμες πηγές

3DPRINTING X SD

31

ιστορικό βιώσιμης ανάπτυξης

Μεταξύ τα τέλη του 18ου και τα τελη του 20ου αιώνα, είχε δωθεί η αίσθηση της ασφάλειας απο την τεχνολογία και τον πολιτισμό και αυτό οδήγησε κακές πρακτικές, που επιβάρυναν το περιβάλλον.

ανάπτυξης . Λίγα χρόνια αργότερα, το 1972, η Donella Meadows, προσλήφθηκε απο το Club of Rome, να κάνει μια προσομοίωση που θα προβλέπει τις συνέπειες που θα είχε ο πλανήτης με περιορισμένους πόρους.

Η βιομηχανική επανάσταση είναι συνδεδεμένη με την αρχή της ιδέας της βιώσιμης ανάπτυξης, αφού την περίοδο αυτή σταματάει χρήση ανανεώσιμων πηγών και η μετάβαση στον άνθρακα, πετρέλαιο, φυσικό αέριο κ.ά.. Απο το δεύτερο μισο του 19ου αιωνα, οι δυτικές κοινωνίες ξεκίνησαν να ανακαλύπτουν την επιρροή των οικονομικών και εργοστασιακών ενεργειών στην περιβαλλοντική και κοινωνική ισορροπία. Οικολογικές και κοινωνικές κρίσεις στον κόσμο ενέτειναν την ιδέα ότι ήταν απαραίτητο ένα πιο βιώσιμο μοντέλο.

Οι παράγοντες ήταν η αύξηση του πληθυσμού, η εκβιομηχανοποίηση, η μόλυνση, η παραγωγή τροφής, και η εξάντληση των μη ανανεωσιμων πηγών Λόγω ανησυχητικών αποτελεσμάτων, το 1972 έγινε ένα συνέδριο στην Στοκχόλμη, το πρώτο με όλους τους παγκόσμιους ηγέτες για να συζητήσουν την ανθρώπινη επίπτωση στο περιβάλλον και τη σχέση του με την οικονομική ανάπτυξη, με σκοπό την εύρεση μιας κοινής γραμμής αρχών για να διατηρηθεί το “ανθρώπινο περιβάλλον”.

Το 1968 η οικολόγος και φιλόσοφος Garret Hardin έγραψε μια έκθεση με τίτλο της τραγικότητα των κοινών - tragedy of the commons. Υποστήριξε ότι αν ο καθένας λειτουργέι ξεχωριστά, λογικά και αφοσιωμένος στην επιτευξη των προσωπικών του ενδιαφερόντων, θα ερχόντουσαν σε σύγκρουση με τα ενδιαφέροντα της κοινότητας και θα εξαντλούσε τους φυσικούς πόρους, οπότε έπρεπε η ανθρωπότητα να χρησιμοποιήσει τα μέσα για την αποφυγή της καταστροφής του μέλλοντος, και έτσι θα έμενε στα βήματα της βιώσιμης

Με την σκέψη ότι ο πλανήτης έχει όρια που πρέπει να σεβαστούμε, μαζί με την ιδέα ότι η ανάπτυξη δεν είναι μόνο οικονομική, ενοποιήμενες λύσης αναπτύχθηκαν, όπως το Human Development Index (HDI), το οποίο σήμερα μετράει τα οικονομικά και κοινωνικά επιτεύματα κάθε χώρας. Παράγοντες όπως η υγεία, η εκπαίδευση, η οικονομική κίνηση, η κινητικότητα ή η ασφάλεια των ανθρώπων, μεταξύ άλλων. Το 1987, η αναφορα της Brundtland, γνωστή ως “το κοινό μας μέλλον”, δίνει την πρώτη ολοκληρωμένη και διαδεμένη ερμηνεία της βιώσιμης αναπτυξης, “Η

ανθρώπινη ικανότητα να βεβαιωθεί ότι η τωρινή ανάπτυξη συναντά τις ανάγκες του σήμερα χωρις να διακινδυνεύει την ικανότητα των μελλοντικών γενεών να συναντήσουν τις δικές του ανάγκες”. Ο ιδρύτης μιας συμβουλευτικής εταιρίας βιωσιμότητας, John Elkington, χρησιμοποιήσε την ιδέα ότι οι οργανώσεις πρεπει να υπολογίζουν και την κοινονική υπευθυνότητα και το περιβαλλοντικές επιπτώσεις στον πλανήτη, πέρα απο τα οικονομικά οφέλη τους, κατί το οποίο αποτελεί σήμερα τους τρεις πυλώνες της βιώσιμης ανάπτυξης, τον κοινωνικό παράγοντα, τον οικονομικό και τον περιβαλλοντικό. Απο το 2001 ως το 2004 έγινε μια έρευνα απο τα Ηνωμένα Έθνη για τις επιπτώσεις στα οικοσυστήματα και τις επιπτώσεις στην ευημερία των ανθρώπων. Το σημερινό πλαίσιο της βιώσιμης ανάπτυξης είναι δυνατότερο αλλα πολυ μακριά απο την επίτευξη των στόχων και αποτροπής των καταστροφικών επιπτώσεων. Υπάρχουνεμονωμένες προσπάθειες για ευαισθητοποίηση στα θέματα αυτά αλλά βασικό ρόλο παίζουν τα Ηνωμένα Έθνη, που κατηγοριοποίησαν τα προβλήματα αυτά και δημιουργησαν μια λίστα με τους στόχους, οπου γίνονται διάφορες εκστρατείες για καθε έναν απο αυτούς. Φορείς όπως το ίδρυμα Ellen MacArthur ανοίγουν το δρόμο στην κυκλική οικονομία και πως οι κοινωνίες και οι επιχειρήσεις μπορούν να ευθυγραμμίσουν την χρήση φυσικών πόρων όπως η φύση. 1

09 έκθεση Garret Hardin, 1968

10

έρευνα Donella Meadows, 1972

11 1

https://youmatter.world/en/definition/definitions-sustainable-development-sustainability/

αναφορά Gro Harlem Brundtland, 1987

3DPRINTING X SD

33

βιώσιμη ανάπτυξη + αρχιτεκτονική

Στη συγκεκριμένη περίπτωση, θα ασχοληθώ με το σύνολο των στόχων όπως τους έθεσαν τα Ηνωμένα Έθνη, αφού αποτελεί την πιο συγκροτημένη αναφορά και κατηγοριοποίηση των προβλημάτων, που τα παρουσιάζει σαν στόχους και προσπαθεί να ευαισθητοποιήσει και να ενημερωσεί για μια μεγάλη συλλογή ζητημάτων με κατανοητό, απλό τρόπο. Η επίτευξη των στόχων αντιπροσωπεύει την κίνηση προς ένα καλύτερο μέλλον και την συλλογικότητα που απαιτείται για αυτό. Οι στόχοι δεν είναι ο αυτοσκοπός αλλα αντιπροσωπεύουν την τάση προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον. Η αρχιτεκτονική παρόλο που δεν είναι ξεκάθαρα συνδεδεμένη με την ατζέντα αυτή έχει άμεση σχέση αφού η καθημερινότητα όλων είναι άμεσα συνδεδεμένη με το κτισμένο περιβάλλον και συνεισφέρει στις βιώσιμες κοινότητες και την ποιότητα ζωής των ανθρώπων. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο χτίζουμε έχει άμεση σχέση και με τα προβλήματα που παρατηρούνται στον κλάδο. Η αυξηνόμενη κατανάλωση σε ενέργεια, πόρους και παραγωγή αποβλήτων, αλλά και με την επιδείνωση των ανισοτήτων και τις επιρροές στην υγεία των χρηστών. Για την επίτευξη των στόχων, απαιτούνται λύσεις προσαρμοσμένες σε κάθε τόπο, κουλτούρα και προκλήσεις, απτές λύσεις που η αρχιτεκτονική μπορεί να πραγματοποιήσει. Οι στόχοι στο σύνολο τους ειναι 169 και έχουν κατηγοριοποιηθεί στις 17 ενότητεςομπρέλες. Με τη σειρά οι στόχοι είναι (1) εξάλειψη φτώχειας, (2) εξάλειψη πείνας, (3) καλή υγεία και ευεξία, (4) ποιοτική εκπαίδευση, (5) ισότητα φύλων, (6) καθαρό νερό και υγιεινή, (7) προσιτή και καθαρή ενέργεια, (8) αξιοπρεπή δουλειά και οικονομική ανάπτυξη, (9) βιομηχανία,καινοτομία και υποδομές, (10) μειωμένες ανισότητες, (11) βιώσιμες πόλεις και κοινότητες, (12) υπεύθυνη κατανάλωση και παραγωγή, (13) κλιματική δράση, (14) ζωή κάτω απο το νερό, (15) ζωή πάνω στη γη , (16) ειρήνη,δικαιοσύνη και ισχυροί θεσμοί και τέλος (17) συνεργασία για την επίτευξη των στόχων. Το “The Royal Danish Academy - Architecture, Design, Conservation” έχει εκδώσει την δεύτερη εκδοχή ενός βιβλίου σαν εγχειρίδιο για την σχέση της αρχιτεκτονικής με τους 17 στόχους της βιώσιμης ανάπτυξης και παρακάτω ακολουθεί απόσπασμα του βιβλίου1: 1

The Royal Danish Academy - Architecture, Design, Conservation, ‘An Architecture Guide to the UN 17 Sustainable Development Goals Volume 2, https://royaldanishacademy.com/news/sadan-kan-arkitektur-vaere-med-til-na-fns-verdensmal 3DPRINTING X SD

35

Νο1: Η αρχιτεκτονική δεν μπορεί να βγάλει τους ανθρώπους απο τη φτώχεια, αλλά με το κτισμένο περιβάλλον μπορεί να μειώσει την επιρροή της φτώχειας στη ζωή των ανθρώπων με την παροχή πρόσβασης σε προσιτά σπίτια, υγιεινή, εκπαιδευτικά ιδρύματα, εγκαταστάσεις υγείας και χώρους για ψυχαγωγεία. Μέσω του σχεδιασμού κτιρίων και της οργάνωση, δημιουργούν καταλλείματα με χαμηλό κόστος κατασκευής και συντήρησης, ασφαλή και φιλικά για την υγεία των χρηστών του. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω αρχών σχεδιασμού χαμηλού κόστους, φυσικό φωτισμό, καλή κυκλοφορία αέρα, χρήση τοπικών υλικών και επανάχρηση διαθέσιμων υλικών. Πρέπει να προσαρμόζεται στο τοπικό κλίμα, στο γεωγραφικό και πολιτιστικό πλαίσιο, σε συνεργασία με τον περιβάλλων χώρο αλλά και να εμπλέκουν τις τοπικές κοινότητες στα έργα. Νο2: Το κτισμένο περιβάλλον συνεισφέρει στην διασφάλιση της παροχής τροφίμων μέσω του σχεδιασμού, τη διαμόρφωση χώρων και δημιουργία κτιρίων που προστατεύουν τα υπάρχοντα οικοσυστήματα και βάζουν προτεραιότητα την διατήρηση και επέκταση των περιοχών για παραγωγή φαγητού. Με τη δημιουργία των συνθηκών για την υποστήριξη βιώσιμης γεωργίας είναι απαραίτητο ειδικά σε περιπτώση που η αστική πυκνότητα δεν αφήνει χώρο για την καλλιέργια της γης, σε δύσκολες κλιματικά συνθήκες ή σε περιοχές με δύσκολη πρόσβαση. Με το σχεδιασμό μικρών χώρων καλλιέργιας μέσα στις πόλεις, σχεδιασμό θερμοκήπιων

σε περιπτώσεις δύσκολων συνθηκών, την διατήρηση και ανοικοδόμηση της βιοποικιλότητας στο τοπίο, τα κτίρια και τις αστικές περιοχές και την σχέση των ντόπιων και των χρηστών του χώρου για τη σύνδεση και τη μακροβιότητα των χώρων παραγωγής. Νο3: Η αρχιτεκτονική παίζει μεγάλο ρόλο στη δημιουργία ενός κτισμένου περιβάλλοντος που στηρίζει την καλή υγίεια και το ευεξία των ανθρωπων. Πρόσβση σε σύστημα υγίειας και προσωπικής υγιεινής είναι σημαντικό ρόλο σε μια υγιεινή ζωή και μειώνει τη μετάδοση ασθενειών. Επιπλέον, οι περισσότεροι ανθρώποι περνάνε μεγάλο μέρος της ζωής τους μέσα, οπότε το εσωτερικό κλίμα επηρεάζει την υγεία τους. Ένα υγιές κτίριο είναι αυτό με καλό φωτισμό, ακουστική και καλή ποιότητα αέρα. Επίσης, οι υποδομές,τα ινστιτούτα υγίειας και ο υπαίθριος σχεδιασμός πρέπει να προτρέπει την σωματική άσκηση και να διασφαλίζει την ασφαλή μετακίνηση στην πόλη με τον καλό σχεδιασμό. Νο4: Τα εκπαιδευτικά συστήματα είναι κρίσιμα κομμάτια της επένδυσης στο μέλλον. Από στρατόπεδα προσφύγων, στους ανεπίσημους καταυλισμούς ή τις υπαίθριες κοινότητες, η πρόσβαση στην εκπαίδευση καθορίζει το μέλλον των παιδιών. Σχολία, πανεπιστήμια και άλλα εκπαιδευτικά ινστιτούτα απαιτούν έναν αρχιτεκτονικό σχεδιασμό που διασφαλίζει ένα παραγωγικό εκπαιδευτικό περιβάλλον. Προσιτά, προσβάσιμα, χωρίς περιορισμούς και διακρίσεις για όλα τα παιδιά απαιτούν αρχιτεκτονικές λύσεις.

Νο5: Για τη στήριξη του κινήματος για την ισότητα των φύλων, ο σχεδιασμός κτιρίων, κλειστών και υπαίθριων χώρων πρέπει να συμπεριλαμβάνει όλους τους κατοίκους άσχετα το φύλο τους. Με την προστασία των κοριτσιών και των αγοριών, των γυναικών και των ανδρών και, των LGBT+ κατοίκων και την ελαχιστοποίηση του ρίσκου κακοποίησης. Η ασφαλής μετακίνηση σε δημόσιους χώρους, σε δημόσια κτίρια, στη δουλειά είναι απαραίτητα για την αυτονομία του ατόμου. Ίσες πληρωμές, ίσα δικαιώματα, η απομυθοποίηση ανάθεσης εργασιών σύμφωνα με το φύλο και όχι μετα προσόντα του ατόμου και χώροι για παροχή βασικών αναγκών όπως ασφαλή δημόσια μπάνια, αλλά και χώροι για συζήτηση και συγκέντρωση όλων των ομάδων. Νο6: Επαρκής αντιμετώπιση και χώρων διάθεσης λυμάτων, πρόσβαση σε καθαρό πόσιμο νερό και καθαρισμού είναι αναγκαία για την υγεία των ανθρώπων και την εμπόδιση διασποράς βακτηρίων και ιών. Πρόσβαση σε τέτοιους δημόσιους χώρους πρεπεί να είναι προσβάσιμο σε όλους τους πολίτες. Η συλλογή, η εξάγνιση και η χρήση του βρόχινου νερού, σε περιπτώσεις λειψυδρίας ή σε ξερές περιοχές ή ακόμα και για δευτερεύουσες χρήσεις με ασφάλεια. Επιπλέον, αστικές περιοχές, οικισμοί και κτίρια πρέπει να σχεδιάζονται να αντέχουν την κλιματική αλλαγή σχετικά με το νερό, όπως καθύζηση, ξηρασία και πλημμύρα, αλλά και να προστατεύουν τις πηγές καθαρού νερού.

Νο7: Το κτισμένο περιβάλλον είναι βασική πηγή κατανάλωσης ενέργειας κατα τη διάρκεια της ζωής των κτιρίων και των οικισμών, απο την εξόρυξη των υλικών και την παραγωγή των μελών της κατασκευής, εώς την κατασκευή τους, στην ενέργεια που απαιτεί το κτίριο στη διάρκεια της χρήσης του, στην ενέργεια για την αποσυναρμολόγηση του και τέλος την διάθεση ή την επανάχρηση τους. Κατα τη διάρκεια του σχεδιασμού λοιπόν ο περιορισμός της κατανάλωσης ενέργειας κάθε βήματος και την παραγωγή και ανακύκλωση της ενέργειας, με παθητικά συστήματα. Αλλαγή απο βαριά ενεργειακά απαιτητικά υλικά σε νέα και με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών για βιώσιμες λύσεις. Η επιλογές θα πρέπει να γίνονται ανάλογα με το τι μπορεί να προσφέρει κάθε περιοχή σαν πηγή καθώς και τις απαιτήσεις που έχει σύμφωνα με το κλίμα. Νο8: Το κτισμένο περιβάλλον αλληλεπιδρά με την αξιοπρεπή δουλειά και την οικονομική ανάπτυξη τόσο σε επίπεδο οργάνωσης όσο σε κτιριακό επίπεδο. Ασφαλής δημόσιοι χώροι και προσιτές επιλογές μετακινήσεων είναι απαραίτητα για την εύρεση δουλειάς. Οι πόλεις και οι κοινότητες θα πρέπει να είναι σχεδιασμένες ώστε οι φτωχότεροι και περιθωριοποιημένοι πολίτες να έχουν πρόσβαση σε χώρους εργασίας ώστε να είναι ενεργά μέλη της κοινότητας. Οι καλές εργασιακές συνθήκες διασφαλίζουν μια καλύτερη λειτουργία στην επιχειρήση με λιγότερες απώλειες και υψηλότερη παραγωγικότητα. Επίσης, η επένδυση σε

3DPRINTING X SD

37

δυναμικό προσωπικό και την ανάπτυξη των δεξιοτήτων τους, οδηγεί στην εξέλιξη της επιχειρήσης με ασφάλεια για τους εργάτες και μείωση στις απαιτήσεις πόρων κατα την κατασκευή. Νο9: Ο χώρος της κατασκευής προκαλεί μεγάλα ποσά απορριμάτων και καταναλωνεί μεγάλο όγκο φυσικών πόρων και ενέργειας. Η μετακίνηση των προιόντων και η παραγωγή των στοιχείων του κτιρίου παγκόσμια αντι για τοπικά έχει περιβαλλοντικά και ανθρωπιστικά κόστη. Η αναβάθμιση της βιωσιμότητας απαιτεί την εξέλιξη της βιομηχανίας και βιομηχανικές υποδομές μακριά απο τις τωρινές πρακτικές. Χρειάζεται να αναπτυχθούν συστήματα που μολύνουν λιγότερο, δημιουργούν λιγότερα απόβλητα και παρέχουν ασφαλής και υγιέστερες λύσεις. Ακόμα και η παραγωγή τοπικών υλικών, σε κάθε περιοχή, απαιτεί την ανάπτυξη και εξέλιξη των επιχειρήσεων σε όλα τα επίπεδα παραγωγής τους. Νο10: Το κτισμένο περιβάλλον μπορεί να λειτουργεί ως εκτελεστής και όργανο επιβολής των ανισοτήτων. Για την μείωση τους, η οργάνωση και η κατασκευή πρέπει δίνει προτεραιότητα στο σχεδιασμό που βεβαιώνει τη ένταξη και την προσβασιμότητα για όλους. Ιδίαιτερα οι πολίτες με ειδικές ανάγκες διακινδυνεύουν να περιθωριοποιηθούν ή να μη μπορούν να πάρουν κάποια δουλειά, λόγω της έλλειψης πρόσβασης στους χώρους ή ακόμα και μετακίνησεις στη δουλειά τους. Θρησκευόμενοι και εθνικές μειονότητες, LGBT+ πολίτες και γυναίκες βιώνουν τον

περιορισμό απο καθορισμένους χώρους ή απο εκπαιδευτικά ιρύματα ακόμα και εγκαταστάσεις για τον ελεύθερο χρόνο. Πρέπει λοιπόν ο σχεδιασμός να μην αφήνει κάποιον εκτός και να έχει ως βασικό πυρήνα την πρόσβαση και ενσωμάτωση όλων των κοινωνικών συνόλων χωρίς περιορισμούς, με σεβασμό στην τοπική κουλτούρα και ανάγκες. Νο11: Το κτισμένο περιβάλλον είναι απαραίτητος σύμμαχος για την ανάπτυξη βιώσιμων πόλεων και κοινοτήτων. Θα πρέπει η αρχιτεκτονική να συνεισφέρει με πολλαπλούς τρόπους στην δημιουργία ασφαλών, υγιεινών και περιβαλλοντικά βιώσιμων πόλεων και κτιρίων. Οι δημόσιες υποδομές μπορούν ενισχύσουν την μετακίνηση και την πρόσβαση, σε σημεία της πόλης και των περίχωρων, και να συνεισφέρει στην μείωση της μόλυνσης απο τις μετακινήσεις με την παροχή της δυνατότητας χρήση ποδηλάτου ή να μπορεί να περπατήσει τις αποστάσεις. Εκτός αυτών, τα κτίρια θα πρέπει να έχουν μεγαλύτερες αντοχές στην όψη της κλιματικής αλλαγής και να συμπεριλαμβάνουν φύτευση και πράσινα σημεία για να ισορροπήσει η καταστροφη των φυτεύσεων και της βιοποικιλότητας λόγω της αστικής ανάπτυξης. Νο12: Ο χώρος της κατασκευής είναι μεγάλος καταναλωτής φυσικών πόρων και προκαλεί μεγάλα ποσά απορριμάτων. Μετά την κατεδάφιση ή κατα τη διάρκεια ανακαινίσεων, η αξία των υπάρχοντων υλικών και στοιχείων χάνεται. Ακόμα και κατα τη διάρκεια της διαδικασίας της κατασκευής τα νέα κτίρια δημιουργούν

σκουπίδια απο τα χρησιμοποιημένα καλούπια, στα περιτυλίγματα των στοιχείων , στα υλικά που καταστρέφονται απο τη μεταφορά ή τις καιρικές συνθήκες. Με μακροχρόνιο σχεδιασμό και την συντήρηση των αντικειμενων που ήδη υπάρχουν μπορεί να δημιουργηθεί ένας βιώσιμος κύκλος χρήσης των υλικών παραπάνω απο μια φορές. Επίσης, τα ξεχωριστά στοιχεία και υλικά πρεπει να σχεδιάζονται και να κατασκευάζονται με τρόπο που επιτρέπει την ανακύκλωση και την επανάχρηση τους. Πρέπει να μειωθεί η ποσότητα υλικών που χρησιμοποιούνται και των τμήματων που πετάγονται. Νο13: Το αποτύπωμα του άνθρακα του κατασκευαστικού κλάδου πρέπει να μειωθεί και να προσαρμοστούν τα κτίρια και οι κατασκευές στο μεταβαλλόμενο κλίμα. Με την ενσωμάτωση ανανέωσιμων πηγών ενέργειας και την έμφαση στη χρήση τοπικών και ανανεώσιμων υλικών μπορεί να υπάρξει σημαντική μείωση. Με το σχεδιασμό νέων κτιρίων που επιτυγχάνουν την κλιματική άνεση με τις μικρότερες δυνατές ανάγκες για θέρμανση, δροσισμό και φωτισμό, πάντα σε άμεση σχέση με τις ανάγκες της περιοχής και του κλίματος της. Παράλληλα, η κλιματική αλλαγή συμβαίνει ήδη και τα υπάρχονται κτίρια πρεπει να προσαρμοστούν στις νέες συνθήκες όπως ακραίες βροχοπτώσεις, πλημμύρες, τυφώνες, ξηρασίες και κύματα ζέστης ή ψύχους. Η προστασία είναι αναγκαία και κάποιες φορές η καταστροφές είναι αναπόφευκτες και δαπανηρές, γι’αυτό το λόγο θα πρέπει να προετοιμαστούν οι πόλεις ανάλογα σε τι είναι εκτεθειμένες.

Νο14: Το μεγαλύτερο μέρος των κτιρίων βρίσκεται πάνω στη γη άλλα επηρεάζουν τους ωκεανούς. Η μετακίνηση υλικών μέσω θάλασσας και το άδειασμα των αποβλήτων στη θάλασσα, καθώς και η χρήση αντικειμένων μιας χρήσης, καταλήγουν στη θάλασσα μολύνοντας την. Οι νέες κατασκευές κοντά στην ακτή θα πρέπει να προβλέπουν και να προσέχουν τα εύθραυστα οικοσυστήματα. Νο15: Η ανάπτυξη των κατασκευών πάνω στη γη μεγαλώνει ραγδαία. Τα οικοσυστήμα και η βιοποικιλοτητα είναι κάτω απο μεγάλο πίεση λόγω τις ανάπτυξεις των πόλεων και της αλλαγής του κλίματος. Για την προστασία, την αποκατάσταση και την υποστήριξη τους θα πρέπει οι νέες κατασκευές να βεβαιωθούν ότι έχουν βιώσιμες συνθήκες για τα τοπικά οικοσυστήματα, την χλωρίδα και πανίδα. Επιπλέον, ο κλάδος μπορεί να προωθεί την βιώσιμη ξυλεία και να μάχεται την αποδάσωση με τη χρήση ξύλων μόνο απο ανανεώσιμες πηγές και γενικά να κάνει συνειδητές λύσεις με υλικά που είναι ανανεώσιμα και βιώσιμα παραγμένα. Μόνο με αυτή την αλλαγή ακόμα και τα κτίρια σε ευάλωτα οικοσυστήματα ή σε πάρκα προσθέτουν στην διατήρηση τους μέσω τουρισμού και αύξηση του δημόσιου ενδιαφέροντος. Νο16: Το κοινοβούλιο, το δικαστήριο όπως και δημοτικά ιδρύμα όπως δημοτικές βιβλιοθήκες συνεισφέρουν στην δίκαιη και ειρηνική κοινωνία ενώ τα τοπικά κοινωνικά κέντρα, χώροι λατρείας και μνημεία αντιπροσωπεύουν την δέσμευση

3DPRINTING X SD

39

των πολιτών για κοινωνική αλλαγή και την συλλογική και συμπονετική κοινωνία. Δεν έχει άμεση σχέση η αρχιτεκτονική, ωστόσο οι προσπάθειες και αξίες που μπαίνουν σε ένα κτίριο αντιπροσωπεύουν αφοσίωση της κοινότητας για δικαιοσύνη, δημοκρατία και συλλογικότητα. Συνέχεια εξελίσεται όσο νέα κτίρια, μνημεία και κοινωνικα κέντρα προστίθονται και τα παλαιότερα ανανεώνονται ή αντικαθιστούνται. Σε αυτη τη διαδικασία η αντιπροσώπευση της ισότιμης δικαιοσύνης για όλους πρέπει να βρει μια αρχιτεκτονική έκφραση μέσω αυτης της συλλογικότητας και του διαλόγου. Θα πρέπει ο κλάδος να προσέξει να αποθαρρύνει την κλοπή, τη διαφθορά, τη δωροδοκία και όλες μορφές αδικημάτων. Επιπλέον, θα πρέπει να βεβαιώνεται ότι η εξόρυξη, η παραγωγή και διαχείρηση υλικών θα πρέπει να μην βασίζεται στην κακομεταχείρηση, εκμετάλλευση, ανθρώπινες διακινήσεις ή παιδική εργασία. Μια καθαρή, διάφανη γραμμή παραγωγής που ενθαρρύνει την ίση μεταχείρηση και καλές και τίμιες συνθήκες εργασίας. Νο17: Τέλος, κάθε σπίτι, κτίριο, οικισμός χτίζεται απο πολλά χέρια, και η ανάπτυξη ενός βιώσιμου μέλλοντος απαιτεί την συνεργατική εργασία. Η περιπλοκότητα της επίτευξης των στόχων είναι η ανάμειξη όλων, απο τις κυβερνήσεις στους ερευνητές, τις επιχειρήσεις και τους πολίτες. Οι αρχιτέκτονες, σχεδιαστές και μελετητές μπορούν να συνεισφέρουν με την μεταλαμπάδευση των γνώσεων, την προώθηση βιώσιμων λύσεων και συνεργασία την έρευνα

και τους συνεργάτες. Οι δυσκολίες που συζητιούνται είναι παγκόσμιες και για την ολοκλήρωση τους απαιτείται η συνεργασία διαφορετικών επαγγελμάτων και εθνικών ορίων. Η αρχιτεκτονική επικοινωνεί με κάθε ενα στόχο και με τη συνεργασία μπορεί να κινηθεί προς πιο βιώσιμες λύσεις. Ο σχεδιασμός με τους στόχους υποψην εξασφαλίζει την δημιουργίας υγιέστερων χώρων άρα και ανθρώπων. Αυτό απαιτεί την αναγνώριση αλληλοεπικαλυπτόμενων ζητημάτων, όπως τη χρήση γης, του χώρου κατοίκισης, την μαζική κατοίκηση και ένα σχεδιασμό λειτουργικό. Πρωτοπόρες λύσεις και πρακτικός, λειτουργικός σχεδιασμός έχουν σημαντικό ρόλο στην ολιστική αντιμετωπίση για το περιβάλλον. Σε σχόλιο στα Ηνωμένα Έθνη, o Alejandro Aravena είπε:

“It’s a mistake to think that if the problem is big, the solution must also be big. Solutions for climate change, waste management, migration — can be engaged by specific architectural designs.”

“Είναι λάθος να σκέφτεσαι ότι αν ένα

πρόβλημα είναι μεγάλο, η λύση πρέπει να είναι επίσης μεγάλη. Λύσεις για την κλιματική αλλαγή, διαχείριση απορριμάτων, μετανάστευση - μπορούν να συμπεριληφθούν στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό.”

3DPRINTING X SD

41

τεχνολογία Μεγάλο μέρος της δημιουργίας των προβλημάτων που αντιμετωπίζουμε, έρχεται από την ύπαρξη της τεχνολογίας. Απο την γρήγορη ανάπτυξη μετα τη βιομηχανική επανάσταση η παραγωγή και η κατανάλωση άρχισαν να ανεβαίνουν ραγδαία με τις προσιτές λύσεις και παροχές της. Σε συνδυασμό με την έλλειψη της γνώσης των συνεπειών μια τέτοιας μεγάλης αλλαγής στις απαιτήσεις της κοινωνίας, έγινε μια κακομεταχείριση του εργαλείου. Ωστόσο, η ανάπτυξη της τεχνολογίας είναι άμεσα συνδεδεμένη με την αναπόφευκτη ανάπτυξη της κοινωνίας. Υπάρχουν τρεις επιλογές για τη διαχείρηση αυτής της σχέσης. Πρώτη, να αγνοήσει η κοινωνία την απειλή της περιβαλλοντικής καταστροφής και να συνεχίσει με τις ίδιες πρακτικές και τον ίδιο ρυθμό εξέλιξης, με βέβαιο αποτέλεσμα την κατάρρευση του περιβάλλοντος, την επιβάρυνση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και την αδιαφορία προς το χαμηλό βιωτικό επίπεδο που παρατηρείται σε μεγάλο τμήμα του κόσμου. Δεύτερη, να εγκαταλείψει κάθε μορφή τεχνολογίας και να επιστρέψει στις απλές μεθόδους με την αργή και σταθερή εξέλιξη και την επιστροφή στη φύση, με την ελπίδα ότι η επιβράδυνση αυτή είναι αρκετή για να λύσει το ζήτημα της βιωσιμότητας και να βελτιώσει το βιωτικό επίπεδο. Και, τρίτη, να χρησιμοποιήσει με καλύτερο, πιο σωστό τρόπο την τεχνολογία, την εκπαίδευση, και ένα συνδυαμό νέων τακτικών για την αποφυγή της καταστροφής και να μπορέσει να συνεχιστεί ο ρυθμός ανάπτυξης και να βρεθούν άλλες λύσεις για την ελάφρυνση του περιβάλλοντος και την βελτίωση της ποιότητας ζωής, μέσω της εξέλιξης αυτής.

Σε όλες τις περιπτώσεις αναγνωρίζεται η άμεση σχέση της τεχνολογίας με τα προβλήματα που αντιμετωπίζουμε, αλλά η τελευταία διακρίνει ότι ακόμα μεγαλύτερο ρόλο έχει στο να βρει τις λύσεις. Χωρίς να έχει κάποια άμεση σχέση η έννοια της βιώσιμης ανάπτυξης με την χρήση της τεχνολογίας, έχει άρρηκτη σχέση η δομή και η εξέλιξη της κοινωνίας. Καθημερινά ενσωματώνουμε λίγο παραπάνω την τεχνολογία στην ζωή μας, για τη διευκόλυνση της, τόσο και προσωπικό όσο και σε επαγγελματικό επίπεδο. Στην αρχιτεκτονική η υπάρξη της τεχνολογίας έχει δώσει ελευθερία έκφρασης τόσο στο κομμάτι της σχεδίασης όσο και της υλοποίησης. Η χρήση των υπολογιστών έχει μειώσει δραστικά το χρόνο και τον κόπο που απαιτέιται για βασικές διαδικασίες, απο ένα σχέδιο, σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο ως εναλλακτικές μεθόδους κατσκευής. Προγράμματα που γεφυρώνουν τη γλώσσα επικοινωνίας με συναδέλφους και το σημαντικότερο, δίνει εργαλία για έκφραση που δεν υπήρχαν ως τώρα. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας αυτή σε κάποιες περιπτώσεις δίνει λύσεις σε προβλήματα που υπήρχαν, βελτιώνοντας τον χρόνο που απαιτεί μια ενέργεια, την ασφάλεια της αλλά και την προσομοίωση της πριν της υλοποιήσης για αποφυγή λαθών αλλά και τη διασφάλιση της ποιότητας και απόδοσης του προιοντος. Μια περίπτωση καλής χρήσης της τεχνολογίας, που έρευνα αυτή η εργασία, είναι το 3DPrint., η τρισδιάστατη εκτύπωση ή προσθετική κατασκευή. (3DPrinting ή additive manufacturing αντίστοιχα) Η τεχνολογία όπως προδιαθέτει η ονομασία της είναι βασισμένη στην προσθετική τοποθέτηση υλικού για τη δημιουργια ενος αντικειμένου. Πως η τεχνολογία όμως συνεισφέρει στη λύση των προβλημάτων;

3DPRINTING X SD

43

design και κατασκευή

06 σχεδιαστική προσέγγιση Στην αρχιτεκτονική και γενικότερα στο σχεδιασμό, η χρήση ηλεκτρονικών μέσων είναι τουλάχιστον αναγκαία και εξελίσσεται συνέχεια ώστε να διευκολύνει τη διαδικασία του πρώτου σκέλους, του σχεδίου και να βελτιστοποιεί το δεύτερο, την κατασκευή. Πρόσφατα, έχει συστηθεί ένας διαφορετικός τρόπος σχεδιασμού που λειτουργεί με την εισαγωγή δεδομένων και με τη χρήση αλγορίθμων. Η τεχνική αυτή ενώ μπορεί φαινομενικά να βγάζει τον αρχιτέκτονα έκτος της διαδικασίας της σχεδίασης, τα δεδομένα εισάγονται από την αρχιτέκτονα και γίνεται ένα εργαλείο στα χέρια του παρά τον αντικαθιστά. Τέτοιου είδους τεχνικές έχουν εφαρμοστεί και στο σχεδιασμό μηχανικών τμημάτων και στην ιατρική χρησιμοποιώντας τοπολογική βελτιστοποίηση (generative design) ώστε να γίνει το προϊόν πιο αποδοτικό, πιο ελαφρύ, πιο χρηστικό, με λιγότερο υλικό κ.ά.. Κάνει εφικτή την αναπαραγωγή σχεδίων ή μορφών εμπνευσμένα από τη φύση, η οποία μέσα απο τα χρόνια έχει καταφέρει να δημιουργήσει φέροντα στοιχεία με τη βέλτιστη γεωμετρία, μειώνοντας κατα πολύ το υλικό και το βάρος του στοιχείου. Σε πολλές περιπτώσεις η

χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι συνδυασμένη με την τοπολογική βελτιστοποίηση, που ίσως αναδεικνύει όλο το φάσμα δυνατοτήτων της τεχνολογίας. Επιπλέον, το generative design συνδυάζει τον παραμετρικό σχεδιασμό με την τεχνητή νοημοσύνη και αυτοματοποιούν τη σχεδιαστική λογική. Σε όλη τη διαδικασία οι παράμετροι δίνονται απο τον σχεδιαστή και η τεχνολογία γίνεται εργαλείο δίνοντας του πολλές εναλλακτικές και μοναδικές λύσεις. Μετά την απόφαση για το σχήμα οι αλγόριθμοι υπολογίζουν το περίσιο υλικό με τις στατικές προσομοιώσεις και γεωμετρικές παραποιήσεις για να διώξει τα ασήμαντα κομμάτια. Επίσης, υπάρχει η δυνατότητα να γίνει προσομοίωση των ατόμων που χρησιμοποιούν το χώρο ώστε να μειωθούν οι αποστάσεις που χρειάζεται να διανύσει κάποιος , να υπολογιστούν οι ανάγκες σε αερισμό κ.α. οπότε εξελίσσεται το σχέδιο ανάλογα με τις ανάγκες του αρχιτέκτονα και του ανθρώπου και βελτιώνουν το σχέδιο του (χωρίς να χρειαστεί ατελείωτους υπολογισμούς σε κάθε περίπτωση) για την βέλτιστη χρήση του δημόσιου χώρου . Με την εισαγωγή γεωγραφικών δεδομένων, αστικές οδηγίες, δρόμους, κατευθύνσεις, καιρός δίνει ακόμα ένα εργαλείο για πιο

3DPRINTING X SD

45

εμπεριστατομένες σχεδιαστικές αποφάσεις. Ένας αλγόριθμος στην αρχιτεκτονική έχει ρόλο μόνο στην οργάνωση και σύνδεση των πληροφοριών, ενώ ο αρχιτέκτονας επιλέγει τα προβλήματα που υπάρχουν, τα κατατάσσει σε σειρά σημαντικότητας, και αποφασίζει για το τελικό προϊόν. Μέχρι στιγμής είναι πιο διαδεδομένη η χρήση ηλεκτρονικών μέσων στο κομμάτι του σχεδιασμού με ηλεκτρονικά σχέδια, τρισδιάστατα μοντέλα, εικονική πραγματικότητα κ.ά. ωστόσο νέες τεχνολογίες βρίσκουν το δρόμο τους και στο κομμάτι της κατασκευής. Λείζερ, ρομποτικοί βραχίονες, τρισδιάστατη εκτύπωση είναι κάποια από αυτά και συνεχώς ανακαλύπτονται νέα εργαλεία και εφαρμογές τους. Μεσολαβητής τον δυο σκελών είναι τα προγράμματα που τα στηρίζουν. Για παράδειγμα, το λέιζερ χρησιμοποιεί τα ηλεκτρονικά σχέδια ή το μοντέλο για να κόψει τα κομμάτια. Η τρισδιάστατη εκτύπωση, το ίδιο. Όταν έχουμε ήδη μια επαφή με τις μεθόδους σχεδίασης γίνεται και πιο προσιτή η κατασκευή τους με το προγραμματισμό μηχανημάτων, αφού μεγάλο μέρος των πληροφοριών που απαιτούνται για το σχεδιασμό του φυσικού τρισδιάστατα εκτυπωμένου μοντέλου υπάρχει ήδη. Το πρόγραμμα που θα χρησιμοποιηθεί μπορεί να διασφαλίσει την συνεργασία των εφαρμογών στο αρχιτεκτονικό σχέδιο, τη στατική ανάλυση και την κατασκευαστική διαδικασία .

12 τοπολογική βελτισοποιήση πλάκας ETH Zurich

προσθετική κατασκευή

Γνωστή είναι η αφαιρετική κατασκευή (subtractive manufacturing) που αναφέρεται στην τεχνική της δημιουργίας μορφής με την επεξεργασία ενός μεγαλύτερου όγκου σε ένα μικρότερο αποτέλεσμα. Ενω η προσθετική κατασκευή (additive manufacturing) είναι η αντίθετη φιλοσοφία. Εξάγει το υλικό σε μικρές ποσότητες και δημιουργεί έναν όγκο. Η προσθετική κατασκευή για λόγους ευκολίας συνήθως ονομάζεται και τρισδιάστατη εκτύπωση (3D Printing). Η κατασκευαστική μεθοδολογία αρχίζει απο την εξαγωγή πληροφοριών απο ένα τρισδιάστατο ηλεκτρονικό μοντέλο, τις οποίες χρησιμοποιεί για να εξάγει το υλικό μέσω ενός στόμιου και σε στρώσεις να χτίσει σταδιακά το αντικείμενο ωσπού να παραχθεί το τελικό ολοκληρωμένο αποτέλεσμα, του οποίου οι στρώσεις είναι ορατές σαν λεπτές οριζόντιες τομές σε κάθε σημείο. Η εισαγωγή του 3DP οφελεί και τους τρεις κλάδους της βιώσιμης ανάπτυξης, την οικονομική, κοινωνική και περιβαλλοντική με τη χρήση μιας τεχνολογίας. Ενθαρρύνει τη χρήση οικολογικού σχεδιασμού με την επανάχρηση και ανακύκλωση υλικών, ευνοεί την κυκλική οικονομία αλλα μειώνει και τα σκουπίδια που δημιουργούνται. Χρησιμοποιείται για την μείωση των κοστων της διαχείρισης και μείωσης των στοιχείων της κατασκευής με νέες γεωμετρίες και ελαφριά στοιχεία. Είναι αποτελεσματική και απλοποιεί την περιπλοκότητα της διαδικασίας σχεδιασμού και κατασκευής αφου μεταφράζει απευθείας τα στοιχεία απο τον υπολογιστή και πραγματοποιεί τις εντολές. Δίνεται η δυνατότητα ψηφιοποίησης, ελαστικότητα και ενίσχυση της τοπικής παραγωγής αντί της εισαγωγής αγαθών. Κάθε ένα προκαλεί με τι σειρά του και άλλες επιπτώσεις όπως για παράδειγμα η παραγωγή επι τόπου πέρα από την ενίσχυση της τοπικής οικονομίας έχει ως όφελος την μείωση του εκπομπών του διοξειδίου με τη μείωση των μετακινήσεων. Μεγάλο όφελος είναι τα υλικά που χρησιμοποιούνται. Πέρα απο τη χρήση φυσικών, τοπικών υλικών, η προσθετική κατασκευή χρειάζεται μια σχετικά απλή διαδικασία για τα υλικά της και τις περισσότερες φορές χρησιμοποιείται σκόνη σε συνδυασμό με ένα συνδετικό υλικό. Ο συνδυασμός αυτός, των μηχανημάτων για εκμετάλλευση ανανεώσιμων πηγών και της τρισδιάστατης εκτύπωσης φαίνεται να μπορεί να βοηθήσει το σχεδιασμό και την κατασκευή με ένα διαφορετικό τρόπο απο τον συμβατικό. Θα μπορούσε να δώσει μια λιγότερο καταστροφική λύση για το περιβάλλον, για το κόστος της κατασκευής άλλα και για την προσβασιμότητα και το εύρος χρήσης απο τους ανθρώπους.

3DPRINTING X SD

47

τρισδιάστατη εκτύπωση

Οι αλλαγές που μπορεί να φέρει στο σχεδιασμό και στην κατασκευαστική διαδικασία μπορούν να ανοίξουν νέους ορίζοντες για τις δυνατότητες που μπορεί να προσφέρει στους αρχιτέκτονες. Ο παραμετρικός σχεδιασμός (parametric design) , το v(generative design), ο προσαρμοστικός σχεδιασμός (adaptive design), τα νανο-υλικά (nanomaterials), τα BIM προγράμματα, η τρισδιάστατη εκτύπωση (3DPrint) και τα ρομποτικά τμήματα έχουν τις δυνατότητες να αλλάξουν ριζικά το σχεδιασμό . Γίνονται έρευνες για νέες τεχνικές και υλικά για την ανάδειξη των δυνατοτήτων των σύγχρονων τεχνολογιών με μια πιο βιώσιμη ματιά. Μια ολοκληρωμένη μάτια για τη βιώσιμη ανάπτυξη είναι ολόκληρη η “ζωή” του υλικού. Από τη στιγμή που εξορύσσεται η πρώτη ύλη ως τη στιγμή που ολοκληρώνεται η χρήση του και πετάγεται. Ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η κατασκευή με το 3D P προσφέρει μεγάλη ασφάλεια (ειδικά σε δύσβατα ή επικίνδυνα περιβάλλοντα) και μείωση στα κόστη, τον χρόνο και τα οφέλη της ελευθερίας στη μορφή. Τα λιγότερα χέρια που μπλέκονται στην κατασκευή μειώνουν κατα πολύ το κόστος και κατα συνέπεια την πιθανότητα αστοχιών και ατυχημάτων. Μαζί με τα μειωμένα κόστη, λιγότερο χρόνο και ασφάλεια, το 3D P μειώνει τους μεχρι τωρα σχεδιαστικούς περιορισμους είτε λόγω αδυναμια κατασκευής είτε

λογω υψηλών κόστων σε καλούπια. Οι γραμμικές μορφές ειναι στατικά περισσότερο αδύναμες απο τις καμπύλες, αλλά στον συμβατικό τρόπο τα κόστη ειδικών καλουπιών και τα σκουπίδια που παράγουν είναι πολλά, ενώ στο 3DP οι καμπύλες και οι ευθείες είναι εξίσου εφικτές. Επιπλέον, τα προκατασκευασμένα στοιχεία ή τα συμβατικά μπετονένια στοιχεία είναι συμπαγή, ενώ με το 3DP μπορεί να μελετηθεί η ανάγκη σε ποσοτητα υλικού ωστέ να σχεδιαστεί ο τοίχος για παράδειγμα με κενά, μειώνοντας κατά πολυ το συμβατικό αντίστοιχο ποσο και αφήνοντας κενά για προσθήκη στοιχείων στατικών ή μονωτικών (παρόλο που και το αέρα που μένει εσωτερικά μονώνει πολυ καλύτερα) ή και τα μηχανολογικά του κτιρίου . Ανοίγει δηλαδή το δρόμο σε πιο ελαφριές κατασκευές με χρήση λιγότερου υλικού (dematerialisation).

To 3D P χρειάζεται μικρότερο αποθηκευτικό χώρο και προκαλεί λιγότερα σκουπίδια απο τις τωρινες τεχνικές. Προσφέρει μια ηλεκτρονική αποθήκη, μειώνοντας σημαντικά τις ρυπάνσεις από τη μεταφορά αγαθών. Σε μια κυκλική οικονομία που υπο άλλες συνθήκες τα πλαστικά, τα φαγητά, το τσιμέντο και άλλα υλικά θα πεταγόντουσαν, μπορούν να γίνουν νέα προιοντα. Το υλικό που χρησιμοποιείται είναι σε ρευστή μορφή, όποτε από επαναχρησιμοποιημενα υλικά ως τα ρινίσματα που περίσσευαν από την επεξεργασία της πρώτης ύλης μπορούν

να γίνουν μείγμα και να χρησιμοποιηθούν για να δώσουν μια νέα χρήση. Τέτοια υλικά είναι συνήθως φυσικά υλικά ή ελαφριά επεξεργασμένα όπου και στις δυο περιπτώσεις χρησιμοποιείται και λίγη ενέργεια στο κομμάτι της επεξεργασίας του μειγματος. Προσφέρει επίσης ένα νέο δρόμο για μεμονωμένους ελεύθερους επαγγελματίες με σχετικά μικρό όγκο μηχανής να παράξουν ένα δικό τους αντικείμενο σε ένα μόνο προϊόν ή σε μικρό ποσό προϊόντων, ή και να δημιουργήσει μια μαζική παραγωγή που ο καθένας μπορεί να κατεβάσει και να τυπώσει ένα πρωτότυπο και ένα βήμα πριν την παραγωγή το προσαρμόσει στον ίδιο. Δίνει την δυνατότητα σε χαλασμένα αποσπώμενα τμήματα την εκτύπωση του προβληματικού κομματιού αντί για αντικατάσταση όλου, με γρήγορο, εύκολο τρόπο. Μεγάλο μέρος του πληθυσμού κατοικεί ή σκοπεύει να κατοικήσει στις πόλεις αντί για την ύπαιθρο. Όπως είναι λογικό οι μεγάλες ρυπάνσεις παρατηρούνται στα κέντρα όποτε είναι αναγκαίο να επαναπροσδιορίσουμε την αστική ανάπτυξη και την κατασκευαστική διαδικασία. Για την μείωση της περιβαλλοντικής ρύπανσης και για την άμεση αντίδραση σε φυσικές καταστροφές, παροχή προσιτών και αξιοπρεπών κατοικιών σε κοινότητες που δεν έχουν τα μέσα και τέλος σαν γρήγορη αντίδραση στους άστεγους. Ο καλός σχεδιασμός είναι αναγκαίος για την διασφάλιση της ενεργειακής απόδοσης, της μείωσης των κοστών παραγωγής και την μόνωση του σπιτιού.

3DPRINTING X SD

49

ιστορικό τρισδιαστατης εκτύπωσης

Η ιδέα του 3D print ξεκίνησε απο το 1983 οπου ο Charles W. Hull με την σκέψη της σκλήρυνσης της επίστρωσης ενος τραπεζιού με τη χρήση υπεριώδης ακτινοβολίας (UV light) , ανακάλυψε την πρώτη τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης, τη στερεολιθογραφία [stereolithography (SLA)] . Χρησιμοποιεί ένα υπεριώδες λέιζερ που σκληραίνει μια λεπτή στρώση φωτοθεραπεύσιμης ρητίνης τοποθετημένη σε μια μπανιέρα που μετακινείται κάθετα. Όταν το λέιζερ χτυπάει ένα σημείο στη ρητίνη ξεκινάει μια αντίδραση που σταθεροποιεί τα σημεία που χτυπήθηκαν, στη συνέχεια η μπανιέρα κατεβαίνει και επαναλαμβάνεται η διαδικασία και στο τέλος δημιουργεί το προϊόν σε εμφανείς στρώσεις, σαν στοιβαγμένες οριζόντιες τομές στο αντικείμενο. Η τεχνική περιορίζεται από τη χρήση των υλικών αφού υπάρχουν πολλές προδιαγραφές που πρέπει να πληροί το υγρό υλικό που μπορεί να αντιδράσει στο λέιζερ και από την ανάγκη για δημιουργία στηριγμάτων για προεξέχοντα τμήματα. Παρόμοια τεχνική είναι η επιλεκτική σύντηξη με λειζερ [selective laser sintering (SLS)] απο τον Carl Deckard, το 1989, στην οποία λιώνονται τοπικά τα στοιχεία πολυαμιδικής ή πολυκαρβουνικής σκόνης μαζί για να δημιουργήσουν το αντικείμενο με τη χρήση λειζερ. Μετά από κάθε στρώση που δημιουργείται, τοποθείται μια στρώση σκόνης πάνω στην προηγούμενη. Όλο το αντικείμενο βρίσκεται βυθισμένο κάτω από τη σκόνη

κατα τη διάρκεια της δημιουργίας του, όποτε δεν έχει ανάγκη για στηρίγματα. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται έχουν μεγαλή δύναμη και ευκαμψία. Τα επικρατέστερα είναι το νάιλον και ο πολυεστέρας. Το αποτέλεσμα είναι ένα σχετικά άγριο τελείωμα, ωστόσο είναι πολύ πιο στιβαρό από το SLA, αλλά έχει εξίσου περιορισμό στα πιθανά υλικά. Οι τεχνικές είναι παρόμοιες αλλά χρησιμοποιούν η πρώτη υγρό υλικό και η δεύτερη σκόνη υλικού. Παράλληλα μια ακόμη τεχνική που βρίσκει ο S. Scott Crump το 1988, Fused deposition modeling FDM, χρησιμοποιεί όλκιμα υλικά που σκληραίνουν μόνα τους κατα την διαρκεια που κρυώνουν και εξάγονται μέσω ενος στόμιου. Τοσο το ίδιο το μοντέλο όσο και τα στηρίγματα του τοποθετούνται σύμφωνα με τις τομές κατα μήκος του αντικειμένου που παράγει το ψηφιακό μοντέλο που στηρίζει τον εκτυπωτή. Το στόμιο περιέχει σύστημα που κρατάει το υλικό στην επιθυμητή θερμοκρασία ώστε να παραμένει ρευστό και σε σταθερή θερμοκρασία κατα τη διάρκεια της διαδικασίας, ώσπου να εξαχθεί. Παρόμοια με τις προηγούμενες τεχνικές αφού εξαχθεί η μια στρώση η στηριχτική πλατφόρμα μετακινείται για να στρωθεί και η επόμενη. Τα υλικά που συνήθως χρησιμοποιούνται είναι θερμοπλαστικά υλικά όπως το ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) που είναι και ανακυκλώσιμο υλικό ή PLA (Polylactic Acid) που είναι βιοδιασπώμενο υλικό.

Η τεχνολογία αυτή είναι η πιο γνωστή και συνηθισμένη στο 3Dprint και έχει δώσει αφορμή για δημουργία νέων υλικών, αφού σχεδόν κάθε υλικό που μπορει να σταθεροποιηθεί μονο του απο υγρή μορφή , μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

13 1983: Chuck Hull πρώτο εκτυπωμένο

τμήμα με Stereolithography 1984: Chuck Hull πατεντάρει το Stereolithography Apparatus (SLA)

3DPRINTING X SD

51

14 διαδικασία εκτύπωσης binder jetting

τεχνικές εκτύπωσης Υπαρχουν ένα εύρος τεχνικών εκτύπωσης εξειδικευμένες που χρησιμοποιούν σαν βαση τους το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί σε υγρή μορφή και στη συνέχεια με τη βοήθεια συνδετικών υλικών ή μέσω ακτινοβολίας επιτυγχάνεται η ένωση των δυο σε στερεή μορφή. Επίσης, το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί δίνει τους κανόνες και την ακριβή τεχνική που θα χρησιμοποιηθεί. Παρακάτω έχω επιλέξει να αναλύσω τις δυο, που θεωρώ, βασικές πηγές έμπνευσης για τους εκτυπωτές μεγάλης κλίμακας που χρησιμοποιούνται για τις πρώτες εφαρμογές στην αρχιτεκτονική χώρις να σημαίνει πως είναι των μόνων δυο η βασική ιδέα έχει εφαρμογές ή μπορεί να έχει στο μέλλον.

Binder Jetting Όπως στο selective laser sintering (SLS) έτσι και στο binder jetting τοποθετείται μια λεπτή στρώση του ξηρού υλικού σε σκόνη και σταγόνες του υγρού συνδετικού υλικού τοποθετούνται σε συγκεκριμένα σημεία που το υλικό πρεπει να σταθεροποιηθεί. Νέα στρώση σκόνης τοποθετείται και επαναλαμβάνεται η διαδικασία ώσπου να ολοκληρωθεί η κατασκευή του αντικειμένου που πλέον βρίσκεται ολόκληρο θαμμένο κάτω από την ασύνδετη σκόνη, η οποία στη συνέχεια απομακρύνεται για να ξαναχρησιμοποιηθεί.

στην ExOne το 1996.

H D-shape τρισδιάστατη κατασκευαστική τεχνολογία παρουσιάστηκε απο τον Enrico Dini στην Ιταλία. ‘Ενα εργαστήριο με σύστημα στηριγμένο σε μεταλλικά γερανογέφυρας (gantry system) και Παρόμοια τεχνική χρησιμοποιείται στο Emerging Objects (EO) , θυγατρική του Rael San Fratello Architects. Η εταιρία χρησιμοποιεί ενισχυσμένο με ίνες μικρόκοκκο τσιμέντο με δυο ειδών συνδετικά δίνοντας ένα υβριδικό πολυμέρη τσιμέντο απότελεσμα.

Η διαδικάσια αυτή δίνει τη δυνατότητα της εκτύπωσης χωρίς την ανάγκη για πρόσθετες κατασκευές στήριξης για προεξέχοντα στοιχεία και το λεπτό πάχος στρώσης ως 0.1 χιλιοστό. Έχει μεγάλα οφέλη σε λεπτομερή αντικείμενα ωστόσο δεν είναι δυνατή η επιτόπου εκτύπωση αλλά απαιτεί τη μεταφορά των αντικειμένων στο εργοτάξιο. Χρησιμοποιείται όπως τα προκατασκευασμένα τμήματα. Η διαδικασία αναπτύχθηκε και την πατένταρε από το MIT το 1989 και δώθηκε στην Ζ Corporation το 1994, και αργότερα

3DPRINTING X SD

53

Material extrusion Η εξαγωγή υλικού (material extrusion) είναι ο αντίστοιχος τρόπος κατασκευής με το Fused deposition modeling FDM που αναφέρθηκε πιο πάνω. Το υλικό απο τον αποθηκευτικό του χώρο πιέζεται στους σωλήνες και εξάγεται επισης σε ρευστή μορφή μέσα απο ένα στόμιο (nozzle), όπου διαγράφει το περίγραμμα που του δίνεται απο τον υπολογιστή. Με την ολοκλήρωση κάθε στρώσης σηκώνεται το στόμιο για να επαναλάβει τον κύκλο. O χρόνος για την ολοκλήρωση ενός κύκλου (layer cycle time) πρέπει να είναι μεγαλύτερος από το χρόνο που χρειάζεται το υλικό να έρθει στην ιδανική κατάσταση ώστε οι στρώσεις μεταξύ τους να ενωθούν (interlayer adhesion) ικανοποιητικά ωστέ να μπορούν να στηριξούν επόμενη. Εάν από την άλλη ο χρόνος ολοκλήρωσης ενός κύκλου είναι μικρότερος του χρόνου αλλαγής της κατάστασης του υλικού τότε η κάτω στρώση είναι μαλακή με αποτέλεσμα την αδυναμία να στηρίξει τη νέα και τελικά να χυθεί το υλικό. Βασικό πλεονέκτημα της εξαγωγής υλικού απευθείας από το μηχάνημα είναι η δυνατότητα να γίνει η εκτύπωση επιτόπου (in situ construction) ή στον εκτός και να γίνει η συναρμολόγηση των στοιχειών στην περιοχή, ενώ η δεύτερη τεχνική που θα αναφερθεί στη συνέχεια απευθύνεται μόνο σε προκατασκευασμένα στοιχεία που συναρμολογούνται επιτόπου. Απο τους πιο διαδεδομένους τρόπους τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι το contour crafting. Πρώτες αναφορές του contour crafting (CC) έγιναν απο τον καθηγητή Behrokh Khoshnevis του Πανεπιστημίου της Δυτικής Καλιφόρνια το 1998. Είναι η πιο τυπική διαδικασία κατασκευής της κατηγορίας material extrusion-based printing και αναφέρεται στο ψηφιακό έλεγχο του στόμιου, απ’όπου εξάγεται το υλικό σε στρώσεις. Προσφέρει μια γρήγορη και σχεδον έτοιμη κατασκευή αφού εκατέρωθεν του στομίου έχει σπάτουλες που ισιώνουν την επιφάνεια. Χρησιμοποιεί πολυμερή, κεραμικά, τσιμέντο, και πολλά άλλα αναμειγμένα υλικά όπως και προσθήκες από ίνες για ενίσχυση. Η τεχνική αυτή μπορεί να φέρει μεγάλες αλλαγές αφού επιτρέπει την επιτόπου κατασκευή και τη χρήση πιο περιβαλλοντικά φιλικών υλικών. Κύρια προτερήματα του contour crafting είναι η ασφάλεια καθώς και το μειωμένο κόστος και χρόνος με τη σωστή χρήση υλικών και δυνατοτήτων της τεχνολογίας.Επίσης προσφέρει ελευθερία στην άμεση αποτύπωση των αρχιτεκτονικών σκέψεων σε πράξη χωρις τη σπατάλη ατελείωτων μελετών για ειδικά καλούπια, τα οποία στο τέλος προστείθονται στο ήδη μεγάλο όγκο σκουπιδιών της οικοδομής. Επιπλέον, η τεχνική αυτή επιτρέπει την ενσωμάτωση καλωδιώσεων, σωληνών και αεραγωγών κατα τη διαδικασία της εκτύπωσης. Παρόμοιος τρόπος εκτύπωσης με το CC είναι το concrete printing (CP) που αναπτύχθηκε στο τμήμα Civil and Building Engineering στο πανεπιστήμιο στο Loughborough. Εχουν γίνει δοκιμαστικά τεστ για την καλύτερη δυνατή συμπεριφορά του αποτελέσματος καθώς και ίνες για την ενίσχυση της δύναμης του.

15 διαδικασία εκτύπωση material extrusion 3DPRINTING X SD

55

Οι τεχνικές που γεννάει η προσθετική κατασκευή δίνουν αμέτρητα εργαλεία στα χέρια του σχεδιαστή, του αρχιτέκτονα, του κατασκευαστή και του πελάτη. Συμβατικές κατασκευές που απαιτούσαν χρόνο, χρήμα ή σπατάλη πόρων γίνονται εφικτές με τις μικρότερες -ως τώραδυνατές χασούρες. Ακόμα και η φύση της κατασκευής και τα υλικά που μπορεί να τυπώσει δίνουν μια διαφορετική ελευθερία ακόμα και σκόνες, απομεινάρια από άλλες κατασκευές να είναι χρήσιμα εργαλεία για την δημιουργία μικρών στοιχείων για την καθημερινή χρήση, μεσαίων στοιχείων όπως έπιπλα ή κεραμίδια, ως μεγάλα όπως ένας τοίχος ή ένα ολόκληρο κτίριο. Στον κατασκευαστικό κλάδο η ενσωμάτωση προσθετικών τεχνολογιών (Additive Manufacturing) είναι μια οικολογική πρωτοτυπία με μεγάλη βάση στην τεχνολογία των υλικών καθώς εισάγει νέες διεξόδους για την κατεύθυνση προς ένα κλάδο βασισμένο στην κυκλική οικονομία αντι για σπάταλο. Γίνεται εφικτή η κατασκευή μεταλλικής τυπωμένης γέφυρας με προεντεταμένα καλώδια, το τύπωμα καλουπιών από μονωτικό υλικό και προσθήκη χαλύβων και χυτού μπετό στη συνέχεια και γενικότερα προσαρμογή της τεχνολογίας με τις τωρινούς σχεδιαστικούς κώδικες και τον Ευροκώδικα.

16.1 σκαλωσίες για την στήριξη και κίνηση εκτυπωτή

16.3 σύστημα γερανογέφυρας με μετατοπίσεις στο XYZ

16.2 μηχανικός βραχίονας με άξονες περιστροφής για την εκτύπωση

είδη συστημάτων εκτύπωσης

Άσχετα απο την επιλογή των τεχνικών που αναφέρθηκαν, το στόμιο το οποίο χρησιμοποιείται πρέπει να είναι τοποθητημένο σε κάποιο μηχανικό βραχίονα για να το κινεί. Οι τρεις επιλογές που υπάρχουν στην εκτύπωση μεγάλης κλίμακας είναι ο ανεξάρτητος βραχίονας που κινείται στον ελεύθερος στο χώρο και περιορίζεται απο τους άξονες που του έχει δωθεί ελευθερία κίνησης. Όσο περισσότεροι οι άξονες τόσο πιο ομαλές και περιπλοκες κινήσεις μπορεί να κάνει. Δεύτερη επιλογή η χρήση γερανογέφυρας για την τοποθέτηση του στόμιου και τρίτη η σκαλωσιά. Παρόμοια με την προηγούμενη επιλογή ο κάθε γερανός έχει διαφορετικό σύστημα συντεταγμένων και καθένα κρύβει μια διαφορετική φιλοσοφία. Όπως ήδη ανέφερα, τύποι μηχανήματος που χειρίζεται το 3Dprinter είναι τοποθετημένοι πάνω σε μεταλλικά δοκάρια που επιτρέπουν την μετακίνηση του μηχανισμού, στον ΧΥ και Ζ άξονα, πάνω απο το επιπέδο εργασίας σαν γερανογέφυρα (gantry system), ή σε σκαλωσιά που περικλύει το επίπεδο εργασίας (crane system) ή σε ρομποτικό βραχίονα που ειτε μένει σταθερος στο κέντρο είτε μετακινείται και τυπώνει το αντικείμενο (robotic arm system). Κάθε μια τεχνική υιοθετείται ανάλογα με την ανάγκη της κατασκευής του αντικειμένου και αντίστοιχα προσαρμόζονται τα υλικά, η διάμετρος του στομίου, το σχημα του υλικου που εξάγεται μπορει να έχει διαφορετικές γεωμετρίες όπως κυκλικό, οβάλ ή ορθογώνιο και το πάχος του είναι μικρό απο 6 περιπου χιλιοστά εως και 50 περίπου.

To gantry system χειρίζεται με ευκολία και

μπορει να σηκώσει μεγάλο βάρος ωστόσο έχει διαδικάσια για την συναρμολογηση του και έχει περιορισμους στο ευρος κινησης του και στις εφαρμογές που μπορει να έχει ανεξαιρέτως την τοποθεσία, όπως και το crane system το οποίο δίνει και τη δυνατοτήτα για κατασκευές μεγάλου ύψους. Από την άλλη το robotic arm system ή arm-based system έχουν μεγάλη ελευθερία κίνησης και δεσμεύουν λιγότερο χώρο ωστόσο είναι πιο δυσκολο στον ελεγχο. Επιπλέον νέες τεχνικές ερευνώνται για την αξιοποίηση της τεχνολογίας όπως αιωρούμενες πλατφόρμες (cable suspended platforms) και συνεργασία ρομποτ (collaborating robots), τόσο επίγεια (terrestrial) , όσο και εναέρια (aerial) .

3DPRINTING X SD

57

υλικά

Η επιλογή του υλικού αποτελεί την τελευταία βασική παράμετρο για το είδος και τη μορφή του εκτυπωτή. Κάποια υλικά είναι πιο εύκολα στην επεξεργασία και μπορούν να τυπωθούν επιτόπου. Άλλα χρειάζονται περισσότερη επεξεργασία που ίσως είναι απαγορευτική για επιτόπου χρήση. Πέρα απο τα γνωστά υλικά που χρησιμοποιούνται στις συμβατικές μεθόδους κατασκευής, ο ιδιαίτερος τρόπος του 3D print δίνει την αφορμή για επιλογή περιβαλλοντικά φιλικότερα υλικά ή και ηλεκτρονικά ενισχυμένα υλικά. Η πρώτη επιλογή απευθύνεται σε ένα πιο διάφανο και καθαρό τρόπο κατασκευής απο την άποψη της επανάχρησης, της ανακύκλωσης ή της “κομποστοποίησης” των υλικών με την επιστροφή στη φύση. Ενω, το δεύτερο δημιουργόντας ένα “ζωντανό” που μπορεί να δίνει πληροφορίες για τισ εσωτερικές και εξωτερικές συνθήκες ή και να δημιουργήσει ένα έξυπνο σπιτί. Μεγάλη σημασία έχει η διάρκεια ζωής ενός υλικού. Η κατασκευή ενός υλικού σε κάθε στάδιο της ζωής του έχει κάποιες επιπτώσεις στο περιβάλλον από την εξόρυξη υλικών, στην παραγωγή. Η προσθετική κατασκευή έχει τη δυνατότητα να αλλάξει τη γραμμή παραγωγής και την μείωση των καυσίμων που καταναλώνονται για τη μετακίνηση των προιοντων. Η παραδοσιακή κατασκευή στοχεύει τις περιοχές που είναι χαμηλό το κόστος εργασίας, και συνήθως βρίσκεται μακριά απο το σημείο που θα χρησιμοποιηθεί το προιον, ενώ με την εκτύπωση η παραγωγή έρχεται κοντά. Με αυτό το τρόπο οι μετακινήσεις που συνέβαιναν ως και το τελος της ζωής του και η διαχείριση του ως απόρριμα μπορούν να ελεγχθούν και υπολογιστεί το περιβαλλοντικό του αποτύπωμα. Σε πολλές χώρες μεγαλύτερο μερίδιο ευθύνης για τον όγκο των απορριμάτων έχει η κατασκευή και η κατεδάφιση, με τα μισά μη ανανεώσιμα απορρίματα στον

κόσμο απο τον κατασκευαστικό κλάδο. Η ανακύκλωση αυτών, είναι απαραίτητη για την μείωση της εξάρτησης απο τους περιορισμένους φυσικούς πόρους και την προαγωγή μιας νεας παραγωγής απο επαναχρησιμοποιούμενα υλικά, αφού και η γρήγορη εκτύπωση διάφορων αντικειμένων μπορεί να ενθαρρύνει την υπερπαραγωγη τους, ενισχύοντας το υπαρχων πρόβλημα. Κάθε μια τεχνική μπορεί να φέρει διαφορετικά αποτελέσματα ανάλογα την διαδικάσια που χρησιμοποιούν, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση του fused deposition modeling η κατασκευή μιας γεωμετρίας μπορεί να γίνει επιτόπου αλλά την περιορίζει η υπάρξη προβαλλόμενων στοιχείων αφού θα απαιτεί εξωτερική στήριξη. Σε αντίθεση με binder jetting που η τεχνική που χρησιμοποιείται μπορεί να μειώσει εως και 40% περίπου την χρήση του υλικού. Ανάλογα την γεωμετρία και την κατεύθυνση των στοιχείων η μάζα του υποστηρικτικού υλικού μπορει

Αρχικά το σκυρόδεμα.

Σκυρόδεμα

να ξεπεράσει και αυτη του ίδιου του αντικειμένου. Βασικά χαρακτηριστικά του μείγματος είναι η ικανότητα του να μετακινείται με ευκολία απο το στόμιο και το μηχάνημα, αλλά και να στεγνώνει σχετικά γρήγορα για να μπορεί συνδεθεί με τις υπόλοιπες στρώσεις αλλα και να κρατήσει το βάρος της κατασκευής. Τα πιο πολυχρησιμοποιημένα υλικά στην καθημερινότητα μας δεν είναι άλλα απο το σκυρόδεμα αφου αποτελεί το μεγαλύτερο ποσοστό στα κτίρια που χρησιμοποιούμε αλλά και το πλαστικό που γεμίζει τα κτίρια και όλη την καθημερινότητα μας. Απο τον διακόπτη και το κινητό που σιγούρα χρησιμοποιούμε τουλαχιστον μια φορα μέσα στην ημέρα. Τα δυο αυτά υλικά ερευνά η τρισδιάστατη εκτύπωση για βασικές τεχνικές της.

Το σκυρόδεμα είναι το πιο διαδεδομένο, ευέλικτο και εύκολο υλικό στην ιστορία της αρχιτεκτονικής. Προκάτοχος της σημερινής εκδοχής, ήταν μια μορφή του κατα το 6500 πΧ στην περιοχή της Ιορδανίας απο το Βασίλειο των Ναβαταίων, οι οποιοι το χρησιμοποιούσαν για τη δημιουργία πατωμάτων, καταλυμμάτων και δεξαμενών χάρη στην ιδιαίτερη άμμο που βρισκόταν στην περιοχή. Στην Αίγυπτο με λάσπη, άχυρα και ασβέστη για τις πυραμίδες, την Κίνα με βασικό συνδετικό υλικό το υψυλό σε γλουτένη, κολώδες ρύζι. Την Ρώμη με μορφή πιο κοντινή σε αυτή του σημερινού στόκου και κονιάματος, που περιέβαλε τις πέτρες που έδιναν την μορφή στο κτίσμα. Η ανάγκη για πιο στιβαρά κτίρια δημιουργήσε μια άλλη εκδοχή του τσιμέντου απο φυσική ηφαιστιακή άμμο. Μέχρι τη σημερινή του εκδοχή περνάει απο μια μεγάλη διαδικασία ως τις αρχές του 20 αιώνα που γνωρίζει τη γνωστή σε εμάς μορφή του, του portland cement, και αλλάζει σημαντικά τον τρόπο που σχεδιάζουν και κατασκευάζουν οι μηχανικοί και οι αρχιτέκτονες, και ταυτόχρονα ξεκινάει και το Παγκόσμιο Κίνημα. Μαζί με το οποίο έρχονται και οι αμφιβολίες για την μοντέρνα ή όχι χρήση του υλικού και αν πραγματικά διαφέρει απο τις προηγούμενες κοινές τεχνικές 3DPRINTING X SD

59

και αν εν τέλει το υλικό είναι φυσικό ή οχι. Παρόλο που αποτελείται απο φυσικά στοιχεία, η ενίσχυση του και η κρυα του όψη θυμίζουν ένα τεχνητό υλικό. Ένα χυτό υλικό που η ευκολία στη δημιουργιά του, η ευελιξία στην χρήση του, αλλά και η οικονομία στην κατασκευή έχει γίνει κυρίαρχο υλικό παγκοσμίως. Η ρευστή μορφή του και η ανοχή στις αναλογίες των επιμέρους υλικών του το κάνει ιδανικό για έρευνα στην περίπτωση της εκτύπωσης. Αντι να μιμείται τη δόμηση απο στερεά υλικά μέσω της μορφής του σε καλούπια, ένας σωλήνας μπορεί να εξάγει το υλικό σε μικρότερες ποσότητες και να παίρνει μορφή απο μόνο του και ελευθερώνει τη διαδικασία που χρειάζεται με τις συμβατικές τεχνικές για δημιουργία καμπύλων επιφανειών. Υπο μια έννοια, με το 3DP μειώνονται οι περιορισμοί που συναντούσε ως τώρα. Σημαντικό κομμάτι για αναφορά σε αυτό το σημείο είναι και η γενικότερη ανάγκη για τα καλούπια και της σημερινής χρήσης του σκυροδέματος. Υπάρχει πραγματική ανάγκη για την ύπαρξη τους ή η αφύσικη χρήση ενός χυτού υλικού σαν συμπαγές είναι ο μόνος λόγος ύπαρξης τους; Συνήθως στέγες και πατώματα διαμόρφωναν υλικά τα οποία από τη φύση τους είναι ικανά να αντέξουν κάθετες θλιπτικές δυνάμεις ή ήταν αρκετά ελαφριά ώστε να μην υπάρχει στατικό ζήτημα. Ωστόσο, το μπετό αποτελεί ένα υλικό που ακόμα και με την ενίσχυση από χάλυβες για το τελικό αποτέλεσμα, για

να μπορέσει να σταθεροποιηθεί και να αποκτήσει συμπαγής μορφή απαιτεί ένα καλούπι να το στηρίζει. Όπως προκύπτει από τη φύση του υλικού, το μπετό είναι αδύνατο από μόνο του να μπορέσει να στηρίξει και να στηριχθεί χωρίς τη βοήθεια ενός άλλου υλικού. Τα τελευταία χρόνια γίνονται και προσμίξεις στο βασικό υλικό και έρευνες για το συνδυασμό του πιο πολυχρησιμοποιημένου υλικού στην αρχιτεκτονική, με χημικά με σκοπό την ενίσχυση της εσωτερικής του ένωσης, το γεωπολυμερή σκυρόδεμα (geopolymer concrete). Το αποτέλεσμα είναι φιλικό προς το περιβάλλον και δίνει την δυνατότητα επαχρησης υλικών ως και 96%. Κατασκευάζεται προκαλώντας 80% λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και 10 φορες λιγότερη ενέργεια σε σχέση με το συμβατικό σκυρόδεμα και μπορεί να είναι πιο δυνατό, πιο ανθεκτικό σε παγετό και φωτιά και καλύτερη θερμομονωτική συμπεριφορά και αντοχή σε κάποια οξέα. Η ένωση μεταξύ στρώσεων στο γεω πολυμερή σκυρόδεμα είναι πιο δυνατή λόγω της χημικής του ένωσης και αποτελεί ένα φυσικό υλικό. Μια άλλη ανάμειξη για ένα συνθετικό υλικό που δοκιμάζεται είναι η ανάμειξη θείου και αδρανών συνδυασμό απο χοντροκομμένα χαλίκια ή σπασμένης πέτρας και λεπτων αδρανών όπως άμμος. Αφου ψηθεί και κρυώσει το

μείγμα φτάνει την επιθυμητή αντοχή, χωρίς παρατεταμένη θεραπεία, όπως στο συμβατικό σκυρόδεμα. Μια τεχνική που ερευνείται και για την περίπτωση καταλυμάτων σε διαστημική βάση. Στο μείγμα μπορεί να συμπεριλαμβάνει και επαναχρησιμοποιούμενα υλικά. Με την κινέζικη εταιρία WinSun να χρησιμοποιεί εργοστασιακά απόβλημα , υαλοβάμβακα, τσιμέντο και σταθεροποιητικό παράγοντα. Οι μηχανικοί ψάχνουν μια συνταγή για σκυρόδεμα που σκληρένει γρήγορα, είναι εύκολα διαχειρίσιμο αλλά και αρκετά δυνατό όσο το οπλισμένο σκυρόδεμα. Τέλος, η συλλογή και επεξεργάσια τοπικών υλικών βοηθάνε τη διαδικασία κατασκευής τόσο σε χαμηλότερα κόστη, γρηγορότερη και πιο άμεση κατασκευή αλλά όπως και στην κατασκευή με φυσικά υλικά, κάθε υλικό προσαρμόζεται και αντέχει καλύτερα στο φυσικό του περιβάλλον και με μικρότερη επεξεργασία ίσως έχει καλύτερα αποτελέσματα. Όπως στην αρχή είδαμε ότι χρησιμοποιούνταν και κατασκευάζονταν παλαιότερα κατασκευές μεγάλης κλίμακας που στέκονται μέχρι και σήμερα, χωρίς τις γνώσεις και την τεχνολογία που έχουμε σήμερα. Και στη συνέχεια το πλαστικό. Ένα υλικό που έχει δοκιμάστει και σε κατασκευές κτιρίων ή πιο συχνά τμήματα και στοιχεία κτιρίων.

17 Bio-inspired concrete, RMIT Australia

3DPRINTING X SD

61

πλαστικό Το πρώτο συνθετικό πολυμερή ανακαλύφθηκε το 1869 απο τον John Wesley Hyatt ως υποκατάστατο του ελεφαντόδοντου που ως τοτε απαιτούσε το θάνατο των άγριων ελεφάντων. Με την επεξεργασία των ινών απο βαμβάκι και χημικών υλικών ανακάλυψε ότι μπορεί να αντιγράψει φυσικές ουσίες όπως το κέλυφος χελώνας, κέρατα ζώων, το λινό ύφασμα κ.α., μια επαναστατική ανακάλυψη που όχι μόνο διευκολύνει τη ζωή των ανθρώπων και αλλά και της φύσης και των ζώων της, αφού την προστάτευε απο τις καταστροφικές δυνάμεις της ανθρώπινης ανάγκης σε υλικά. Την ίδια στιγμη, βελτιώνει την ποιότητα ζωής των φτωχότερων με την παροχή οικονομικότερων λύσεων σε πρώτες ανάγκες. Ως το 1907 οπου ο Leo Baekeland ανακαλύπτει ένα νεο είδος πλαστικού που δεν έχει βάση φυσικά υλικά αλλα έιναι εξολοκλήρου συνθετικό πλαστικό, δημιουργώντας μια ακόμα πιο εύκολη γραμμή παραγωγής με λιγότερους περιορισμούς. Ανακαλύψεις που έχουν κάνει δυνατή την εύκολη πρόσβαση στις τεχνολογίες του σήμερα, τα ταξίδια, την παροχή ιατρικής περίθαλψης κ.α. εφικτές αλλά με κακή διαχείριση έχουν φτάσει να συζητάμε για νησιά απο σκουπίδια στη μέση των ωκεανών, αφού το τεχνητό πλαστικό δεν είναι δυνατό να απορροφηθεί απο τη φύση. Επιστρέφωντας στην αρχική φιλοσοφία του Hyatt και με νέες πράσινες αρχιτεκτονικές αρχές το βιοδιασπώμενο

θερμοπλαστικό, πολυγαλακτικό οξή (PLA) προέρχεται απο ανανεώσιμες πηγές όπως άμυλο καλαμποκιού, ρίζες ταπιόκα, ζαχαροκάλαμο και είναι βιο βασισμένο πολυμερή. Απαιτεί χαμηλότερη θερμοκρασία κατα τη διάρκεια εκτύπωσης και έχει χαμηλότερες ενεργειακές απαιτήσεις για την εκτύπωση του καθιστώντας το ένα πολλά υποσχόμενο βιο πλαστικό ιδανικό για το 3Dprint. Στην περίπτωση του Canal House απο την ολλανδική εταιρία Henkel, μετα απο έρευνα για το κατάλληλο υλικό κατέληξαν στην επιλογή ενος βιο θερμοπλαστικού σε μορφές κούφιων κυψελών για εύκολη συναρμολόγηση και έγχυση ενος ελαφρυού σκυροδέματος, για την μόνωση του κτιρίου. Το πολυακτιδικό οξύ ή πολυακτίδιο (PLA) είναι ενα επίσης βιοδιασπώμενο πλαστικό υλικό που έχει τραβήξει το ενδιαφέρον στην εκτύπωση. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως material extrusion με την τοποθέτηση του αναμειγμένου πλεον υλικού και με τo binder jetting με τη χρήση πλατφόρμας υλικού και την έκθεση σε ψηφιακό φως για τη σκλήρυνση του. Προσφέρει την ελευθερία επιλογής χρώματος για την ίνα εκτύπωσης. Ωστόσο δεν είναι αυτά τα μόνα δυο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτύπωση. Δυσκολότερα στην επεξεργασία αλλά εξίσου χρήσιμα το γυαλί και το μέταλλο.

18

εκτύπωση επίπλων με τη χρήση σκουπιδιών απο τη θάλασσα Sculptur, Sweden

Σε όλα τα προαναφερόμενα μπορεί να ενσωματωθεί και ο τεχνολογικός παράγοντας. Η χρήση ηλεκτρονικών μέσων και νέων τεχνικών και τεχνολογιών για την δημιουργία νέων υλικών. ΄Οπως στην περίπτωση του 4D printing.

4D Printing Βασική διαφορά του 4D printing είναι η αντίδραση του υλικού με εξωτερικά ερεθίσματα που έχει προγραμματιστεί να αντιδρά, με την θερμοκρασία, πίεση, υγρασία, χημικές αντιδράσεις, φως, διαφορες μορφές κυμάτων κ.ά. Το υλικό εξάγεται κανονικά αλλά είναι τέτοια η μικροσκοπική σύσταση των μορίων του που του επιτρέπει την αλλαγή της μορφής του. Προσθέτει την παράμετρο του χρόνου στην τεχνολογία του 3D print, αφού μετά την κατασκευή το αντικείμενο συνεχίζει να αλλάζει μορφές. Μια φουτουριστική προσέγγιση στην τεχνολογία, εξαιρετικές προοπτικές αφού η νανοτεχνολογία αποτελεί μια απο τις νεότερες επιστήμες με πολλή ανάπτυξη και εξέλιξη. Η χρήση μηχανημάτων με πολλαπλά στόμια, ωστέ να αλλάζει γρήγορη διαφορετικά υλικά μπορεί να δημιουργήσει επιπλέον χαρακτηριστικά.

19 4D printing, Self-Assembly Lab, MIT

20 programmable materials, Self-Assembly Lab, MIT

3DPRINTING X SD

63

στάδια προσαρμογής

21.1 αισθητικές παρεμβάσεις

21.3 καλούπια

21.2 προσθήκη σε υπάρχοντα

21.4 δομικά στοιχεία

Ενω, η φιλοσοφία της προσθετικής κατασκευής δεν είναι ανακάλυψη αυτής της δεκαετίας, δεν είναι αρκετά παλιά ωστέ να προλάβει να βρει τον δρόμο της στην καθημερινότητα του μέσου ανθρώπου. Ωστόσο, πειραματισμοί έχουν ήδη γίνει σε ένα ευρή φάσμα κλάδων, απο την αυτοκινητοβιομηχανία ως την ιατρική. Η ευκολία της εκτυπώσης εξαρτάται κυρίως απο την χρήση που πρόκειται να έχει και απο το υλικό που θα εκτυπωθεί. Σε όλες τις περιπτώσεις υπάρχει ο χρηστικός παράγοντας του αποτελεσμάτος καθώς και ο αισθητικός του. Μια νέα τεχνολογία χρειάζεται να περάσει χρόνος και μια διαδικασία για να μπορέσει να είναι λειτουργική. Η κλίμακα των αντικειμένων έχουν καθοριστικό ρόλο για το πόσο εύκολα μπορεί να αντικαταστήσει προηγούμενες τεχνικές με ένα αποτέλεσμα διαφορετικό απο αυτό που θα παρείχε η συμβατική κατασκευή του. Στην συγκεκριμένη τεχνολογία, οι εκτυπωτές μικρής κλίμακας είναι προσιτοί σε όλους. Όσο μεγαλώνει η κλίμακα μιας κατασκευής, αλλάζει και η εμπιστοσύνη των ειδικών σε αυτή αφού δεν έχουν προλάβει να υλοποιηθούν πολλά έργα ως τώρα. Σε μεμονωμένες περιπτώσεις κάποιες εταιρίες έχουν ασχοληθεί διεξοδικά, όπως και κάποια πανεπιστήμια.

21.5 ολόσωμη κατασκευή

21.7 διάστημα 21.6 in situ κατασκευή

Παρακάτω θα γίνει μια προσπάθεια κατηγοριοποίησης ενδεικτικών έργων για κάθε περίπτωση που έχουν γίνει. Η παρουσίαση θα αρχίσει απο στοιχεία μικρής κλίμακας, που μπορούν να προσαρμοστούν ανα πάσα στιγμή σε κάποιο χώρο χωρις να φέρουν κάποιον σημαντικό ρόλο στη σύνθεση του χώρου, θα περάσει απο την κατηγορία κατασκευής φερόντων στοιχείων στην κατασκευή και τέλος θα καταλήξει σε αυτόνομη κατασκευή στο διάστημα. Σε κάθε ένα στάδιο απο τα 8 η κατασκευή μέσω της εκτύπωσης προσφέρει λύσεις για την κάλυψη αναγκών αλλά και για μια διαδρομή που αναθεωρεί το μέλλον της αρχιτεκτονικής και ίσως το αντικαθιστά με έναν φιλικότερο κλάδο προς το περιβάλλον και τον έξυπνο σχεδιασμό. Οι έρευνες που γίνονται πάνω στην αρχιτεκτονική κατασκευή παρόλο που μεμονωμένα φαίνονται ολοκληρωμένα έργα, ο απώτερος σκοπός τους είναι η εξέλιξη της καθέ τεχνικής για την πλήρη αξιοποίηση των εργαλείων της τεχνολογίας.

3DPRINTING X SD

65

1

αισθητικές παρεμβάσεις

Η γνωριμία της αρχιτεκτονικής με την τρισδιάστατη εκτύπωση αρχίζει απο τη δημιουργία αρχιτεκτονικών στοιχείων, διακοσμητικών, επίπλων. Στοιχεία που μπορούν να προστεθούν σε οποιοδήποτε χώρο και μπορούν να αφαιρεθούν. Με τη χρήση παραμετρικού σχεδιασμού μιμήθηκαν τους σχηματισμούς των κοραλιών των ωκεανών με σκοπό την ενίσχυση της θαλάσσιας ζωής. Η XtreeE έχει κάνει κάποιες δοκιμές απο 2017 κατεβάζονται τυπωμένους όγκους στο βυθό στην περιοχη Agde της Γαλλίας και στο Εθνικό πάρκο Calanques, και στο Μονακό.

22 ελαφρύ διαχωριστικό απο πάνελ ενωμένα απο το αλάτι συλλεγμένο απο το San Fransisco. Το υλικό είναι δυνατό, αδιάβροχο, ελαφρύ, διάφανο και οικονομικό.

23

Μεγάλο μέρος και της αρχιτεκτονικής διαδικασίας έιναι η έκθεση και δημιουργία ελαφριών, πολυμορφικών κατασκευών όπως αυτή που έφτιαξε το Emerging Objects το 2013. Επίσης, με τη χρήση παραμετρικού σχεδιασμού και το αλάτι που συλλέγεται τοπικά απο το λιμάνι του San Francisco δημιούργησαν σαν πείραμα igloo. Λογο των συνθηκών, η περιοχή μαζεύει μεγάλες ποσότητες αλατιού το οποίο επεξεργάστηκαν και τύπωσαν μικρά πάνελ τα οποία συνδυαστικά μπορούν να δημιουργήσουν τόσο ημισκιασμένους όσο και εκθεσιακούς χώρους κ.α. χάρη στη διαμπερή φύση του υλικού.

32 μιμητικοί όγκοι για την ενίσχυση της βιοποικιλότητας στην Agde, Γαλλία με διάφορες επιφάνειες εσωτερικά για την ανάπτυξη διαφορετικών μορφής θαλάσσιας ζωής γύρω τους.

24 Τεχνητοί ύφαλοι, στο Urbamer, Monaco απο την XtreeE, για τη διασφάλιση την βιολογικής ισορροπίας της περιοχής με τη χρήση 3D printing για την επίτευξη των γεωμετριών με τη χρήση παραμετρικού σχεδιασμού. Απο σκυρόδεμα για τη αντοχή του υλικού στις συνθήκες

25 τοποθετημένο στο ενθικό πάρκο Calanques, Μασσαλία

σχεδιασμένο με ιδιαίτερα περίπλοκες καμπύλες για την οικολογική αποκατάσταση των ωκεανών και θαλασσών

3DPRINTING X SD

67

Ελαφριά, μεταβλητά αντικειμένα αποτελούν και τα έπιπλα. Κυρίως για δημόσια χρήση σε κοινούς χώρους οι εταιρίες XtreeE και η The New Raw έχουν δημιουργήσει καθιστικά. Η πρώτη με τη χρήση της μικρότερης δυνατής ποσότητας σκυροδέματος και τη πλεκτή όψη για αντοχή και η δεύτερη με την επανάχρηση πλαστικών. Ένα εγχείρημα που δοκιμάστηκε στους δρόμους του Αμστερνταμ και της Θεσσαλονίκης ενισχύοντας κεντρικά σημεία των δυο πόλεων με την προσθήκη αντικειμένων που οργανώνουν το δημόσιο χώρο. Μια προσιτή και προσωρινή λύση που ελκυει το ενδιαφέρον των περαστικών και δημιουργεί μικρές στάσεις και σήμεια ενδιαφέροντος. Ο εργονομικός σχεδιασμός, η φύτευση δέντρων και άλλες προσθήκες που μπήκαν στα καθίσματα είναι επιπρόσθετα στοιχεία για την ομορφιά και τη χρηστικότητα τους.

27 εκτύπωση XXX bench, σε τομές κατα μήκους του καθίσματος

27 XXX bench, Άμστερνταμ, με τη χρήση ανακυκλωμένου πλαστικού

26 Woven Concrete, Τόκυο, εκτυπωμένα καθιστικά

για δημόσιους χώρους σε διάφορα μεγέθη ανάλογα την ζήτηση

26

γεωμετρία που δημιουργείται απο τον τρόπο εναπόθεσης του υλικού. Αισθητικά και στατικά οφέλη

28

Print Your City, Θεσσαλονίκη έπιπλο σχεδιασμένο με ενσωματωμένη γλάστρα, απο μια γκάμα επιλογής χαρακτηριστικών

29 reformative coral habitats | πλακίδια απο τερακότα σχεδιασμένα ώστε βοηθήσουν την

ανάπλαση των κοραλιών στην περιοχή san kung peninsula στο Hong Kong.ερευνητές απο το πανεπιστήμιο του Hong Kong

29 οι πτυχώσεις διασφαλίζουν την ανεμπόδιστη ανάπτυξη της ζωής γύρω απο τα κοράλια

3DPRINTING X SD

69

30 διαδικασία εκτύπωσης με material extru-

sion-εξαγωγή υλικού σε εσωτερικό χώρο, διάρκεια 2,5 ώρες/κολώνα

30

αναπαράσταση γεωμετρικού μοντέλου και φαίνεται το σημείο που κόβει ανάλογα το ύψος, αριστερά φαίνεται σε κάτοψη το σημείο τομής

30 μεταφορά και τοποθέτηση κολωνών στην τοποθεσία

3DPRINTING X SD

71

Η τέχνη αποτελεί απο τις σημαντικότερες ανθρώπινες εκφράσεις. Στο Riom, της Ελβετίας δημιούργησαν ένα ανοιχτό θέατρο με εννιά τυπωμένες κολώνες. Απο την ιστορική του σημασία ως χαρακτηριστικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής, συνδεδεμένα με την αρμονία, την ισορροπιά και τον ρυθμό εμπνευστηκαν τα μπετονένια εκτυπωμένα αντικείμενα δημιουργούν μια μοναδική μορφή του θεάτρου μέρος της φύσης περικλυσμένου απο τις Άλπεις. Η ελευθερία που δόθηκε στους αρχιτεκτονες για τη δημιουργία τέτοιων σκηνικών και χώρων με ευκολία και ταχύτητα είναι απο τα μεγαλύτερα προτερήματα της τεχνολογίας.

30 Concrete choreography, ανοιχτό θέατρο στην

Riom, Ελβετία απο 9 κολώνες ύψους 2.7μ

3DPRINTING X SD

73

31 the curtained wall |η εταιρία SWNA με βάση το Seoul ερευνεί τις δυνατότητες της ψηφιακής κατασκευής με το σχεδιασμό ενός τοίχου απο σκυρόδεμα να μιμείται τις παραμορφώσεις μιας κουρτίνας απο τον αέρα

31

κυματισμοί που η τρισδιάστατη εκτύπωση κάνει εφικτή αφου θα χρειαζόταν πολυ προσπάθεια για πειραματισμούς με νέες γεωμετρίες

2

χρήση υπολειμμάτων

Μετά απο την εξόρυξη ενος φυσικού υλικού, τις περισσότερες φορές χρειάζεται κάποια επεξεργασία ωστέ να φτάσει στην τελική του μορφή έτοιμο για χρήση. Οι ορυκτοί πλούτοι βγαίνουν σε μεγάλα κομμάτια τα οποία κατα τη διάρκεια σχηματισμού με την αφαιρετική κατασκευή (subtractive manufacturing) φεύγει ένα μεγάλο κομμάτι σε μορφή σκόνης το οποίο δεν έχει καμία χρήση. Αυτό είναι χαρακτηριστικό κάθε φυσικό αντικείμενου που περνάει αυτή τη διαδικασία.

32 Ξύλινο τούβλο απο ανακυκλωμένα γεωργικά απόβλητα

32 Πάνελ απο ανακυκλωνένες ίνες ξύλου προιόντα γεωργικών αποβλήτων. 47cmX32cmX10cm

32 Πάνελ απο πριονίδι καρυδιάς μιμούμενο τα αγγεία που

βρίσκονται σε μακροσκοπική ανάλυση της ανατομίας του ξύλου

3DPRINTING X SD

75

Η αποκατάσταση παλιών κτιρίων, είναι ένας κλάδος με ένα μόνιμο ηθικό δίλημμα, αυτό της επαναφοράς του χώρου στην προηγούμενη μορφή του όσο το δυνατόν πιο πιστά γίνεται ή η δημιουργία ενός νέου κτιρίου οπού οι προσθήκες αφήνουν και αναδεικνύουν το παλιό και προσθέτουν κατι νέο, διαφορετικό. Στην περίπτωση της Παναγίας των Παρισίων, ένα πολύ σημαντικό σημείο για τους Παρισιάνους, επέλεξαν την επαναφορά του χώρου στην αρχική του μορφή. Η εταιρία concr3de σκέφτηκε να χρησιμοποιήσει τις σκόνες απο τα συντρίμμια της φωτιάς, να τα μετατρέψει σε σκόνη και στην συνέχεια να εκτυπώσει τα κομμάτια που καταστράφηκαν. Αυτό φυσικά, είναι εφικτό με το συνδυασμό της τεχνολογίας του 3D printing και αυτη της φωτογραμμετρίας (που έχει ήδη γίνει στο συγκεκριμένο κτίριο). Ο συνδυασμός των παλιών υλικών με τη τεχνολογία μπόρει να επαναφέρει αρκετά πιστά τα γλυπτά και άλλες αρχιτεκτονικές λεπτομέρειες που καταστράφηκαν.

33 εκτυπωμένο γλυπτό απο τα πιο χαρακτηριστικά του ναού

3DPRINTING X SD

77

34 μιμητική γεωμετρία της φύσης με εκτύπωση

υπολλειμάτων φυσικών υλικών σε μορφή σκόνης

34 μεγάλο γλυπτό με τη χρήση υπολλειμάτων ορυκτών, πιθανά μαρμάρου λόγω απόχρωσης

34

Κρεβάτι εκτύπωσης των αντικειμένων. Διακρίνεται το τελειωμένο προιον αλλά και η περίσσια σκόνη που θα μαζευτεί και θα ξαναχρησιμοποιηθεί

Εταιρίες όπως η αμερικάνικη ForUSt και η ιταλική Desamanera επιλέγουν να δημιουργήσουν αντικείμενα, γλυπτά, διακοσμητικά και πάνελ με τη χρήση φυσικών λίθων και ξύλων στην μορφή που εως τώρα δεν θα είχαν καποια χρήση. Η επεξεργασία ρινισμάτων ξύλων δίνει ελαφριές διαχωριστικές κατασκευές ή ελαφριας σκίασης, ημιδιάφανης κουρτίνας σαν εξατομικευμένος τοίχος με όψη ξύλου. Τα μάρμαρα αποτελούν ένα μεγάλο κομμάτι τόσο της αρχιτεκτονικής ιστορίας ως σήμερα αλλά και της καθημερινότητας. Το βάρος καθώς και η δύσκολη κατεργασία του είναι χαρακτηριστικά που το έχουν κάνει αναποσπαστο κομμάτι, ωστόσο είναι ένα φυσικό όρυγμα που δεν ανανεωνεται. Ο τρόπος που εκτυπώνεται επιτρέπει σε κομμάτια που δεν θα είχαν κάποια χρήση να πάρουν ζωή, τόσο σε εσωτερικό όσο και σε εξωτερικό χώρο, να δώσει μικρές διατομές του υλικού, να δημιουργήσει ελαφριά γλυπτά αντικείμενα αλλά και να κάνει εφικτό το συνδυασμό πετρωμάτων. Αποτελούν στοιχεία που χρησιμοποιούνται τακτικά, αλλά υλικά όπως το πλαστικό τα αντικαθιστούν λόγω ευκολίας.

34 λεπτομέρεια εκτυπωμένης διατομής. Είναι ορατά στην επιφάνεια τα σημάδια της εκτύπωσης

3DPRINTING X SD

79

3

προσθήκες, κελύφη, επενδύσεις

Στη συνέχεια, το εκτυπωμένο αποτέλεσμα μπορεί να πάρει τη θέση κάποιου στοιχείου πλήρωσης, με μικρά φορτία και σκίαστρα ή για τη χρήση διακοσμητικά σε πάτωμα. Όλα αποτελούν πιο μόνιμα στοιχεία στην κατασκευή αλλά δεν είναι δομικά στοιχεία, και αποτελούν μια πρώτη επαφή με την τεχνολογία με μικρά ρίσκα για το αποτέλεσμα.

35 Seed Stich Wall κεραμικά κεραμίδια για κατακόρυφη επένδυση

Η εταιρία Emerging Objects το 2016 σχεδιάζει και τυπώνει δοκιμαστήκα κεραμικά πλακίδια. Τα πλακίδια τυπώνονται παράλληλα στην άκρη τους που σχηματίζει το αγγλικό “J” και στη συνέχεια κρεμιούνται σε ένα επίσης τυπωμένο τοίχο με ειδικές θήκες. Η γεωμετρία ενθαρρύνει μια φυσική όψη η οποία είναι ανοίχτη στην ατέλεια που μπορεί να έχει το υλικό. Πέρα απο την αισθητική πλευρά του δημιουργεί μια γρήγορη εναλλακτική στα κλασσικά κεραμίδια και μια πρόταση για τη χρήση τους στις όψεις. Ανάλογα με το υλικό, την απόχρωση του και το υλικό των θηκών απο πίσω προκαλεί διαφορετικές σχέσεις μεταξύ των δυο καλυμμάτων ειδικά εάν κάποιο απο τα δυο είναι διάφανο.

Το γυαλί αποτελεί ένα απο τα πιο αγαπημένα υλικά σήμερα αλλά και ένα απο τα παλιότερα. Η διαδικασίες που περνάει ανάλογα με τη χρήση του αντικειμένου είναι συνδεδεμένες με τις ιδιότητες του ίδιου του υλικού. Η εκτύπωση του έγινε απο The Mediated Matter Group στο MIT που ήθελαν να δημιουργήσουν ένα “φωτεινό τοτέμ”, να πειραματιστούν με το τι αποτελέσματα μπορεί να δώσει μια νέα προσέγγιση στην επεξεργασία του. Τα αποτελέσματα δείχνουν ένα γλυπτό στο χώρο τόσο απο τις γεωμετρίες που έχει πάρει το υλικό όσο και απο τις σκιές που ρίχνει όταν φωτίζεται. Το τελικό αποτέλεσμα μας δείχνει πως το υλικό άσχετα με τον τρόπο που θα επεξεργαστεί έχει καλο αποτέλεσμα. Είτε είναι ένα φωτιστικό που δημιουργεί οπτικές απάτες γύρω του είτε εαν μπορέσει στο μέλλον να αποκτήσει και άλλες χρήσεις εκτυπωμένο στα κτίρια.

36

GLASS I: Πρώτη εκδοχή εκτυπωμένου διάφανου γυαλιού για το MIT, Neri Oxman Πάνω: διαφορετικές γεωμετρίες, διαφορά στις σκιες Δεξιά: λεπτομέρεια στόμιου, θερμαίνεται κατα τη διαρκεια Κατω: λεπτομέρεια αποτέλεσμα

36 GLASS II: Δεύτερη εκδοχή εκτυπωμένου διάφανου γυαλιού για το MIT,

ενωμένα τμήματα σε μια κολώνα 3μ εσωτερικά φωτεισμένη

3DPRINTING X SD

81

37 μηχανικός βραχίονας Aectual

τυπώνει το πλαίσιο για το πάτωμα απο λιναρόσπορο σε λευκό χρώμα

37 πάτωμα

Aectual με τυπωμένες λευκές λωρίδες και γέμισμα απο terazzo

Λιγότερη ελευθερία στη δημιουργία έχουν τα πατώματα, αλλά η Aectual σχεδίασε ένα σύστημα για μεγάλους χώρους ιδιωτικούς και δημόσιους. Με το σχεδιασμό των λευκών γραμμών δίνει με διακριτικό τρόπο κατεύθυνση στους χρήστες, και ένα ενδιαφέρον παιχνίδι στο πάτωμα. Τα κενά γεμίζουν διάδφορες προσμίξεις terazzo. Έχει ήδη χρησιμοποιηθεί σε αντιπροσωπίες της αυτοκινητοβιομηχανίας BMW στο Μόναχο, της NIKE στο Dubai και το αεροδρόμιο του Amsterdam. Η ίδια εταιρία χρησιμοποιεί τους εκτυπωτές για σχεδιασμό διαχωριστικών σε μορφη περιπτέρου, αλλα και για εσωτερικές και εσωτερικές χρήσεις για διαχωριστικά γραφείων με μετρια ανάγκη σε ιδιοτικότητα προσαρμοσμένο στις ανάγκες. Λεπτά διαπερατά όρια μεταξύ των χώρων με ακουστικές ιδιότητες και σκίαση των χώρων. Ο διάτρητος σχεδιασμός επιτρέπει την κυκλοφορία του αέρα χωρίς αυστηρά εμπόδια. Στην περίπτωση του σκιάστρου, με τον ηλεκτρονικό σχεδιασμό προσαρμόζονται οι γεωμετρίες των κλειστών σημείων ωστε να επιτυγχάνεται η σκίαση κατα τους καλοκαιρινούς μήνες και ο ηλιασμός κατα τους χειμερινούς που υπάρχει ανάγκη. Οι ίδιες γεωμετρίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σε εξωτερικούς με αλλαγές στα υλικά. περίπτερο - μπαρ για την Ιαπωνική εταιρία LOFT Department Store

38 Aectual

Room Divider | ιδιαίτερος σχεδιασμός για καλύτερη ακουστική, φιλτράρισμα φωτός και παροχή ιδιωτικότητας

39 Aectual

Sunroof | ο σχεδιασμός του εμποδίζει τη συσσώρευση θερμότητας κάτω απο το πάνελ

38 Aectu-

al Room Divider | για εσωτερικούς χώρους, για σκίαση και ακουστικές ιδιότητες

38 Aectual

Room Divider | πανελ με πολλαπλές γραμμές μετατοπισμένες για περισσότερο βάθος και παιχνίδι με το

3DPRINTING X SD

83

40 Aectual

Bio Facade | πλαστικό για την εκτύπωση της πρόσοψης

40 Aectual Bio Facade | προβαλλόμενο

τμήμα για την στέγαση των καθιστικών

40

Aectual Bio Facade | γωνία πάνελ για εξωτερική χρήση σαν περιβλημα του κτιριου

40

Aectual Bio Facade | σε όψη φαίνονται οι γεωμετρίες για υποδοχη των καθούμενων

40 Aectual Bio Facade | τμήμα πάνελ για τοποθέτηση σε μπαρες πανω στο κτίρο

Οι προσωρινές κατασκευές δημιουργούν μεγάλο πρόβλημα με τα σκουπίδια που δημιουργούν μετά το τέλος της χρήσης. Η Aectual σχεδίασε εκτύπωσε πρόσοψη για το Ευρωπαικό κτίριο της Ολλανδίας, στο Amsterdam απο ανακυκλωμένα πανελ. Άλλα προσωρινές παρεμβάσεις είναι τα εξωτερικά μαγαζάκια, τα περίπτερα (pavillion) και οι εκθέσεις. Στην περίπτωση του Amsterdam η προσωρινή μπλε όψη αφαιρέθηκε και ξανατυπώθηκε σε εξωτερικά μαύρα πάνελ. Σχεδιασμένο απο την Emerging Objects, το Cool Brick είναι βασισμένο στο στοιχείο της ισλαμικής αρχιτεκτονικής, το mashrabiya. Ένα ίδιος μπαλκονιού για τον παθητικό δροσισμό των χώρων. Τα τούβλα είναι ιδιαίτερα απορροφητικά και τραβάνε το νερό το

41 τρόπος σύνδεσης τούβλων με διαφορετικές γρεωμετρίες με τη χρήση κονιάματος

41 πορώδες κεραμικά τούβλα για ξηρές περιοχές,

41

mashrabiya, μετατρέπει το ζεστό ξηρό αέρα σε δροσερό υγρό με τη χρήση νερού και αέρα

αναπαράσταση λειτουργίας τουβλων

3DPRINTING X SD

85

42 προφέρει

σκίαση και δροσισμό για τα ζεστά κλίματα αλλά είναι και διακοσμητικά στοιχεία στην όψη

42 earth-

enwind | εμπνευσμένο επίσης απο το mashrabiya την ισλαμική αρχιτεκτονική και τα ανοίγματα στις όψεις

42 εκτυπωμένο κεραμικό υλικό |

Πάνω δεξιά: συστήματα συλλογής νερού και

μετατροπή ξηρού ζεστού αέρα σε δροσερό

εσωτερική όψη απο τα κεραμικά μπλοκ

οποίο παγιδεύεται στους πόρους και αφήνει τον αέρα μέσα απο τις τρύπες. Ο ζεστός αέρας περνάει μέσα απο τις τρύπες που βρίσκει το νερό και εξατμίζεσαι, βάζοντας δροσερό αέρα μέσα στο χώρο. Το τελικό αποτέλεσμα είναι σαν ένας διάτρητος τοίχος αφου αφήνει τον αέρα να περνάει αλλα αποτελεί ένα κλειστό οπτικό όριο. Σχεδιασμένο απο την Bat el Hirsh, το earthenwind είναι επίσης βασισμένο στο στοιχείο της ισλαμικής αρχιτεκτονικής, το mashrabiya. Με την αναδρομή στην ιστορία των κεραμικών στοιχείων δημιουργήθηκε μια επιλογή για περιοχές με ζεστά ξηρά περιβάλλοντα αλλά και διακοσμητικά ή σε ημιυπαίθριους χώρους στα υπόλοιπα. Με τον συνδυασμό δηλαδή αρχαίων τεχνικών και σύγχρονης τεχνολογίας δημιουργείται ένα ιδιαίτερο αποτέλεσμα.

3DPRINTING X SD

87

Νέοι τρόποι με απλά υλικά και το αποτέλεσμα μέσω την γεωμετρίας του ή της νέας σύστασης του υλικού προσθέτουν ιδιότητες που απο μόνο του δεν είχε. Η άμμος που με συγκεκριμένη επεξεργασία δίνει το γυαλί, με μια διαφορετική επεξεργασία, την εκτύπωση δίνει ένα διάτρητο όριο τόσο για σκίαση και ενδιαφέρουσες σκιές αλλά και σαν ηχομονωτικό διαχωριστικό που απορροφά τα ηχητικά κύματα.

43 πρωτότυπος τοίχος απο εκτυπωμένη άμμο, με την ιδαίτερη γεωμετρία λειτουργεί ως θερμική μάζα αλλά και για απορροφητική επιφάνεια για τον ήχο.

3DPRINTING X SD

89

4

καλούπια, μονώσεις

Το σκυρόδεμα είναι ένα ρευστό υλικό που χρειάζεται ένα καλούπι για να του κρατήσει μια μορφή. Στην περιπτωση που ο σχηματισμός που χρειάζεται να παρέι έχει μεγάλη λεπτομέρεια απαιτεί πολύ χρόνο και υλικά για να κατασκευαστεί, όταν είναι εφικτό. Η Aectual σχεδιάζει λεπτομερείς προσόψεις απο μπετό και εξαιρετικά λεπτά πάνελ τυπώνοντας το καλούπι με τις ραβδώσεις και στη συνέχεια προσθέτει το υλικό. Επιπλέον, το υλικό που χρησιμοποιείται στην εκτύπωση το επαναχρησιμοποιεί για το επομένο αντικείμενο μειώνοντας σημαντικά του σκουπίδια που αφήνει συνήθως η διαδικασία.

44

Αριστερά:

Aectual GFRC Facades |

μπετονένια πάνελ λεπτά και δυνατά ενισχυμένο με ίνες γυαλιού απο εκτυπωμένα επαναχρησιμοποιημένα καλούπια Πάνω: υλικό σε μικρά κομμάτια πριν την τελευταια επεξεργασία για εκτύπωση Πάνω δεξιά: στόμιο και καλωδιώσης κεφαλής εκτυπωτή

3DPRINTING X SD

91

Μεγάλος μέρος της ρύπανσης της ατμόσφαιρας και του όγκου των σκουπιδιών στην κατασκευαστική διαδικασία προέρχεται από τα καλούπια. Επιπλέον η ικανότητα ενός στοιχείου να στηριχθεί οριζόντια εξαρτάται από τις φυσικές ιδιότητες του σε αρχικό στάδιο, δημιουργώντας ανάγκη για τα περισσότερα στοιχεία που χρησιμοποιούνται σήμερα, κατα κύριο λόγο το μπετό. Μια λύση της τρισδιάστατης εκτύπωσης είναι η χρήση προσωρινών καλουπιών που αφαιρούνται μετά τη σκλήρυνση του υλικού και έχουν τυπωθεί από ανακυκλώσιμα, ή ανακυκλωμένα υλικά. Προσφέρει την ελευθερία που δίνει η συμβατική χρήση των καλουπιών ειδικά για το μπετό και μειώνει τα σκουπίδια που θα προκαλούσε υπό άλλες συνθήκες. Επίσης υπάρχει η τεχνική για εκτύπωση κέρινου καλουπιού που τυπώνεται και δέχεται το ρευστό υλικό είτε ψεκάζοντας το υλικό είτε χύνοντας το και στη συνέχεια αφαιρείται το καλούπι και το λιώνουν για να ξανα χρησιμοποιηθεί. Αλλιώς μπορεί να τυπωθεί καλούπι το οποίο παραμένει στη θέση του και αποτελεί μέρος της σύνθεσης (stay-inplace formwork). Πρώτα ένα καλούπι απο άμμο τυπώνεται, είτε με binder jetting για εύκολη δημιουργία κενών και προεξοχών είτε με material extrusion για επιτοπου κατασκευή, και στη συνέχεια χύνεται το μπετό. Κατα τη διάρκεια της ξήρανσης του τα δυο στοιχεία ενώνονται δημιουργώντας ένα τελικό προϊόν, δίνοντας ελευθερία στις

γεωμετρίες που μπορεί να δημιουργήσει, ένα πιο ανθεκτικό προϊόν και καθόλου απορρίματα. Το τυπωμένο καλούπι μπορεί να είναι και ένα μονωτικό υλικό που θα μείνει στη θέση του μετά την τοποθέτηση του μπετό και θα χρησιμοποιηθεί ως μόνωση του χώρου. Δυο στρώσεις πολυουρεθάνης δίνουν ελευθερία και ταχύτητα δημιουργίας του χώρου, παράλληλα μονώνουν και χρησιμοποιούν λιγότερο υλικό, λιγότερο εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα, λιγότερα μεταφορικά, λιγότερη φασαρία και σκόνες. Δίνει τη δυνατότητα δημιουργιάς καλουπιών ώστε να χειριστούν με μεγαλύτερη ευκολία υλικά σαν το χυτό μέταλλο όπως και άλλων παρόμοιων υλικών. Το υλικό που χρησιμοποιήθηκε μπορεί να ξανά χρησιμοποιηθεί για νέα αντικείμενα με κόστος την ενέργεια που θα χρειαστεί το τύπωμα κάθε φορά. Τέλος τα προκατασκευασμένα στοιχεία που συναρμολογούνται επιτόπου και για στοιχεία που έχουν τυπωθεί επιτόπου δεν υπάρχει ανάγκη για καλούπια αφού το ίδιο το υλικό στηρίζει το βάρος του. Κάθε ένας τρόπος αποτελεί και μια πιο καινοτόμα τεχνική που ενσωματώνει το 3Dprint ωσπου αντικαθιστα κάθε προηγούμενη τεχνική. Παρόλο που μπορει το τελευταίο στάδιο να φαντάζει μακρινό σενάριο, καθε μια προηγούμενη εναλλακτική ελαφρένει το βάρος που φαίνεται να φέρει η ανάγκη των καλουπιών.

45

πάνελ με ενσωματωμένο εκτυπωμένο καλούπι απο σκυρόδεμα και προθήκη χυτού σκυροδέματος

Κατά τη διάρκεια της κατασκευής μέρος της διαδικασίας είναι η μόνωση, ηχο μονωση, θερμο μόνωση, ειδικά στις κρύες περιοχές. Το κομμάτι αυτό έχει σημαντικό βάρος αφού επηρεάζει τις απώλειες ενος χώρου και την ευκολία να βρίσκεσαι μέσα σε αυτόν. Στην περιοχή Nantes της Γαλλίας σχεδίασαν και έχτισαν το YHNOVA, με την εκτύπωση δυο στρώσεων απο αφρώδες υλικό για μόνωση, ανάμεσα στα οποία τοποθετήθηκε το σκυρόδεμα. Η μόνωση λειτούργησε και σαν καλούπι αφου υποδείκνυε τα σημεία που θα τοποθετηθεί το σκυρόδεμα. Επιπλέον κατα την κατασκευή συμπεριλήφθηκα και αισθητήρες για την άμεση αναφορά της θερμοκρασίας, της υγρασίας αλλά και της ποιότητας του αέρα στο χώρο, όλα τα οποία μειώνουν τα κόστη της χρήσης του χώρου. Η γρήγορη, άμεση κατασκευή με τη μείωση των στοιχείων που απαιτούνται για το κτίριο, η ελαχιστοποιήση των σκουπιδιών που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή , αλλά και η δημιουργία ενός ψηφιακού μοντέλου του σπιτιού με άμεση ενημέρωση για τις συνθήκες μέσα σε αυτό αλλά και του περιβάλλοντος του δημιουργούν μια νέα ιδέα για το πως μπορεί να είναι ένα σπίτι. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, τονίζεται και η οικονομικότερη λύση που προσφέρει η τεχνολογία, με την κατασκευή προσιτών καταλυμάτων τόσο για τον ιδιοκτήτη όσο και για τον χρήστη του χώρου. Στον οποίο, μειώνεται το κόστος για την ενοικίαση αλλά και τα κόστη για τη διάρκεια της χρήσης του χώρου.

45 διάρκεια

καθε ενός είναι τα 20λεπτά, κάθε ένα είναι ξεχωριστά σχεδιασμένο και είναι διάτρητο ή πλήρες

45 εκτύπωση του καλουπιού μειώνει τον χρόνο και το κόστος της κατασκευής

45 επιτρέπει

την αναζήτηση αρχιτετκονικών γεωμετριών

3DPRINTING X SD

93

46 YHNOVA | γενική όψη του σπιτιού μετά το τελευταίο φινίρισμα

46 είσοδος κατα τη διάρκεια της κατασκευής μετά και την τοποθέτηση του σκυροδέματος. φαίνεται η ξύλινη κατασκευή που θα στηρίξη της στεγη

46

στόμιο εκτυπωτή τοποθετεί τις δυο στρώσεις πολυουρεθάνης και λειτουργούν ως καλούπι και ως μόνωση που υπάρχει ήδη πριν την τοποθέτηση του σκυροδέματος

Η τέχνη της προσθετικής κατασκευής είναι η δημιουργία με στοχευμένη εναπόθεση υλικού για τη δημιουργία ενός αντικειμένου οποιουδήποτε μεγέθους. Η κατασκευή ενός αντικειμένου σε ένα κτίριο έχει κάποιες απαιτήσεις, όπως μόνωση. Ανάλογα την περιοχή και το κλίμα της υπάρχει ανάγκη για θερμό- μόνωση, υγρό- μόνωση, ηχόμόνωση. Με κριτήριο την εκμετάλλευση των υλικών στο έπακρο και την μείωση των απαιτούμενων υλικών, το 3D print δημιουργεί γεωμετρίες στο εσωτερικό του τοίχου αφήνοντας κενά. Ο αέρας αποτελεί το καλύτερο μονωτικό υλικό καθιστώντας το εκτυπωμένο αντικείμενο μονωμένο. Ωστόσο τα κενά αυτά μπορούν εκ των υστέρων να κλείσουν με κάποιο μονωτικό υλικό. Η εκτύπωση απευθείας μονωτικού υλικού και η χρήση του σαν καλούπι είναι μια επιλογή και μειώνει τις εκπομπές και την ενσωματωμένη ενέργεια. Η διαδικασία αυτή προσφέρει ελευθερία στο σχεδιασμό και στην ταχύτητα του αφού η μόνωση- καλούπι γίνονται μια φορά και χρησιμοποιείται λιγότερο υλικό.

3DPRINTING X SD

95

Η ενίσχυση των στοιχείων μπορεί να χωριστεί αν γίνεται εξωτερικά ή εσωτερικά και αν τοποθετείται πριν, κατα διάρκεια ή μετά την τοποθέτηση - έγχυση του υλικού και εάν το ίδιο το υλικό έχει ιδιότητες. Με την τρισδιάστατη εκτύπωση και με τη χρήση της τεχνολογίας οι εναλλακτικές αρχίζουν και δίνουν περισσότερες ευκαιρίες στο σχεδιασμό αλλά και στην επανάχρηση των υλικών. Μια επιλογή που επιτρέπει την αδιάκοπη εκτύπωση είναι η εξωτερική ενίσχυση με την σύνδεση ξεχωριστών τμημάτων με την προσθήκη εξωτερικών μεταλλικών ράβδων αγκυρομένων στα τμήματα. Μια άλλη επιλογή είναι η εσωτερική ενίσχυση οπού κατα τη διάρκεια της εκτύπωσης προβλέπονται κενά για την προσθήκη χαλύβων στη συνέχεια. Ο τοίχος χρησιμοποιείται σαν καλούπι για το χάλυβα δηλαδή ή ως προκατασκευασμένο στοιχείο που συναρμολογείται επιτόπου. Αλλιώς κατα τη διάρκεια της εκτύπωσης μπορούν να τοποθετηθούν παράλληλα στις στρώσεις καλώδια τα οποία λειτουργούν για την ενίσχυση του υλικού και ίσως στη συνέχεια χρησιμοποιηθούν για την δημιουργία ενός εικονικού μοντέλου για την συλλογή πληροφοριών για την υγεία του κτιρίου καθώς και του περιβάλλοντος εντός και εκτός αυτού. Η επιλογή της ενίσχυσης με ίνες φαίνεται μια ρεαλιστική πρόταση που μπορεί να γίνει και σε συνδυασμό με κάποια προηγούμενη. Η προσθήκη ινών στο μείγμα στην υγρή του μορφή ή η τοποθέτηση ινών ανάμεσα σε κάθε στρώση . Μεγάλη σημασία σε αυτό τον τρόπο είναι η θέση και η κατεύθυνση των ινών γι΄αυτό το λόγο χρησιμοποιείται συνδυαστικά. Τέλος, η εκτύπωση της ενίσχυσης λειτουργεί με την δημιουργία ενός πλέγματος όπως στο Mesh Mould ωστόσο η εξαγωγή μετάλλο μέσω εκτυπωτή είναι πολυ χρονοβόρα και απαιτεί μεγαλυτέρες θερμοκρασίες απο το σκυρόδεμα και δεν μπορούν να τυπωθούν ταυτόχρονα αλλά τυπώνεται πρώτα το μεταλλικό πλέγμα και μετα τοποθετείται το σκυρόδεμα.

46

Mesh-Mould , βέλτιστη λύση για την μικρότερη δυνατή μάζα σε ένα τοιχο και το συνδυασμό καλουπιού και ενίσχυσης σε ένα μηχανικά κατασκευασμένο σύστημα. Πάνω αριστερά:

πλέγμα κατα τη διάρκεια της εκτύπωσης Πάνω δεξιά:

λεπτομέρεια στόμιου Αριστερά: πλέγμα το οποίο αρχίζει να καλύπτεται με το σκυρόδεμα 3DPRINTING X SD

97

Μεγάλο ρόλο στην επίτευξη αυτών των σχημάτων παίζει η χρήση ψηφιακών προσομοιώσεων ή γεωμετρικών βελτιώσεων ώστε το αποτέλεσμα να έχει την καλύτερη δυνατή συμπεριφορά συνθετικά, στατικά και αισθητικά. Στο ETH Zurich σχεδιάσαν το DFAB House με τη βοήθεια διαφορετικών τεχνολογιών μέρος των οποίων ήταν η εκτύπωση του καλουπιού για την πλάκα που θα στηριζόταν πάνω σε καμπύλο τοίχο και τις επίσης εκτυπωμένες κολώνες. Η πλάκα πέρα απο τη στέγη του χώρου πρέπει να αντέχει και τα φορτία που πάνω ορόφου. Κατά το σχεδιασμό ενσωμάτωσαν ανοίγματα για φωτά, για τη σκάλα κ.α. και δημιούργησαν μια οργανική όψη για το ταβάνι του χώρου αλλά και προσαρμοσμένες εξοχές για τη σύνδεση με τα άλλα δομικά στοιχεία. Με την ολοκλήρωση όλων των στοιχείων το αποτέλεσμα είναι μια ανάγλυφη πλάκα, η οποία είναι πιο ελαφρυά, χρησιμοποιεί λιγότερο υλικό, συναρμολογείται επιτόπου με τη προσθήκη όλων των έξτρα στοιχείων και είναι αισθητικά όμορφη και ιδιαίτερη. Κατασκευές σαν αυτή ερευνούν τα όρια της τεχνολογίας στο σήμερα και τα σπρώχνουν να γίνουν πραγματικά, τόσο απο στατική σκοπιά όσο και απο την αισθητική.

47 χρήση προγράμματος για την βέλτιστη κατασκευή της πλάκας, με λεπτομέρεια και υπολογισμό οικονομίας και μεταφοράς πληροφοριών κατευθείαν στην εκτύπωση

47 εκτύπωση καλουπιών για την εμφανή πλευρά της πλάκας, την οροφή του κεντρικού χώρου

47 με τη χρήση γεωμετρικού σχεδιασμού έχει αποτέλεσμα την περίπλοκη οροφή με στατικά οφέλη και μείωση ποσότητας υλικού που χρησιμοποιείται αλλα και η ενσωμάτωση καλωδίων, φωτισμού και προθήκη για τη σύνδεση με το τοίχο σε μορφή “S” που την στηρίζει.

47 τοποθέτηση επιμέρους τμημάτων που αποτελούν τη στέγη. παρατηρείτε το κενά που έχει για τη μείωση των υλικών αλλά και την περιπλοκότητα της γεωμετρίας της καθώς και το κενό που αφήνει για τη σκάλα στο βάθος της εικόνας

3DPRINTING X SD

99

Στο ETH Zurich με την έρευνα για νέα πιο ελαφριά, πιο οικονομικά και με την βέλτιστη γεωμετρία σχεδίασαν την διάτρητη πλάκα της οποίας το καλούπι εκτύπωσαν και στη συνέχεια έριξαν το σκυρόδεμα. Το αποτέλεσμα είναι μια εντυπωσιακή γεωμετρικά πλάκα αφού έχει υλικό μόνο στα σημεία που χρειάζεται για να μπορέσει να ανταπεξέλθει. Πέρα απο τη δυνατότητα προσθήκης μόνωσης, φωτισμού, καλωδίων, θέρμανσης στα κενά, δημιουργησαν μια πλάκα που στο μέλλον μπορεί να προσφέρει πολυ πιο ελαφριές κατασκευές, πιο οικονομικές, πιο βιώσιμες αλλά και περισσότερο χρηστικές απο τις συμβατικές. Απο την άλλη, ένα ακόμα περίπλοκο στοιχείο είναι η σκάλα, στην Aectual σχεδίασαν καλούπια απο βιοπλαστικό με σκοπό τον εξατομικευμένο σχεδιασμό των πατημάτων, των ριχτιών, ακόμα και της κάτω της πλευράς, μια γεωμετρία που θα χρειαζόταν πολυ υλικό και χειρονακτική δουλειά και χρόνο και πάλι δεν θα ήταν σίγουρη η κατασκευή του. Με την χρήση ψηφιακών μέσων μπορεί να μειώσει και την ποσότητα υλικού που χρειάζεται η σκάλα για φέρει τα απαραίτητα βάρει, ως και 50% σύμφωνα με την εταιρία. Το καλούπι λοιπόν μετά τη χρήση μπορεί να γίνει κομμάτια ωστέ να ξαναχρησιμοποιηθεί. Μια άλλη περίπτωση συνδυασμού ενίσχυσης και καλουπιού είναι επίσης ένα έργο του ETH Zurich οπού με τη χρήση μιας λεπτής γραμμής δημιουργεί το καμπυλόμορφο πλέγμα στο οποίο θα ψεκαστεί το σκυρόδεμα. Πέρα απο την ιδιαίτερη μορφή που δημιουργεί, δίνει τη δυνατότητα εκτύπωσης μιας καμπύλης που πιθανα ουτε τα καλουπια θα πετυχαιναν και την ενσωματωμένη στατική επάρκεια.

48 Πάνω αριστερά: ολόσωμη σκάλα απο σκυρόδεμα με τη χρήση επαναχρησιμοποιουμένου καλουπιού για την επίτευξη των καμπύλων στα σκαλιά αλλα και στο κάτω μέρος Αριστερά: δυο τμήματα καλουπιού, μεταξύ των δυο τοποθετείται το σκυρόδεμα

49 λεπτομέρεια στόμιου που εξάγει και δίνει μορφή στην κολώνα

Οι κολώνες που έχουν χρησιμοποιηθεί είναι απο χυτό σκυρόδεμα και περικλύει το χάλυβα που είναι τοποθετημένος απο πριν. Το στόμιο που τοποθετεί το σκυρόδεμα μεταβάλλεται σε διαφορετικά τμήματα της κολώνας επιτυγχάνοντας το αποτέλεσμα της καμπύλης χωρίς χρήση καλουπιού. Το ίδιο το στόμιο δίνει τη μορφή το υλικό.

49 συγκολλημένος χάλυβας για την

υποστήριξη του σκυροδέματος στη δημιουργία των κολωνών.

3DPRINTING X SD

101

50 μέσω του σωλήνα τοποθετείται το υλικό στα κενά που αφήνει το εκτυπωμένο καλούπι

50

μέταλλο σε ρευστή μορφή αφου έχει τοποθετηθεί στο καλούπι. ένα υλικό που δε μπορει να πάρει μόρφη μόνο του

50 τελικό αποτέλεσμα ελαφριού διαχωριστικού χώρου ή/και γλυπτού απο μέταλλο

3DPRINTING X SD

103

51 κάτω πλευρά πλάκας είναι ορατές οι διακλαδώσεις που έχουν δημιουργηθεί. Στις τέσσερις άκρες τα σημεία σε επαφή με τις κολώνες και στο κεντρικό τμήμα για καταμερισμό των καμπτικών δυνάμεων

51 τοποθέτηση υλικού

στα κενά που άφησε η εκτύπωση του καλουπιού για την επίτευξη της γεωμετρίας της πλάκας

51 πλάγια όψη πλάκα. η τεχνολογία αυτή δίνει τη δυνατότητα της χρήσης λιγότερου υλικού, ελαφρύτερης κατασκευής και την εκμετάλλευση του χώρου για μόνωση, θέρμανση ή άλλο

51 λεπτομέρεια σκυροδέματος στο καλούπι. είναι διακριτές οι γραμμές στο καλούπι απο την εκτύπωση

51 λεπτομέρεια πάχος πλάκας, με την τοπολογική βελτιστοποίηση (topology optimisation)

3DPRINTING X SD

105

Σημαντικό κομμάτι για αναφορά σε αυτό το σημείο είναι και η γενικότερη ανάγκη για τα καλούπια. Υπάρχει πραγματική ανάγκη για την ύπαρξη τους ή η αφύσικη χρήση ενός χυτού υλικού σαν συμπαγές είναι ο μόνος λόγος ύπαρξης τους; Συνήθως στέγες και πατώματα διαμόρφωναν υλικά τα οποία από τη φύση τους είναι ικανά να αντέξουν κάθετες θλιπτικές δυνάμεις ή ήταν αρκετά ελαφριά ώστε να μην υπάρχει στατικό ζήτημα. Ωστόσο, το μπετό αποτελεί ένα υλικό που ακόμα και με την ενίσχυση από χάλυβες για το τελικό αποτέλεσμα, για να μπορέσει να σταθεροποιηθεί και να αποκτήσει συμπαγής μορφή απαιτεί ένα καλούπι να το στηρίζει. Όπως προκύπτει από τη φύση του υλικού, το μπετό είναι αδύνατο από μόνο του να μπορέσει να στηρίξει και να στηριχθεί χωρίς τη βοήθεια ενός άλλου υλικού. Έρευνες γίνονται γύρω από την ενίσχυση με ίνες ή ρινίσματα μετάλλων και τον γνωστό τρόπο με τη προσθήκη χαλύβων. Ωστόσο με την έρευνα για νέα υλικά και πιο βιώσιμα υλικά, η ανάγκη αυτή δεν είναι μόνο στο μπετό.

52 κάτοψη ορόφου

με το layout του χώρου και τους καμπύλους τοίχους

52 εκτειπωμένο

επαναχρησιμοποιήσιμου καλούπι και τοποθέτηση ενίσχυσης εσωτερικά πριν το σκυρόδεμα

52 πλάγια όψη κτιρίου με ορατή την περιπλοκότητα των τοίχων αλλά και τα ανοίγματα εσωτερικά κρυμμένα

3DPRINTING X SD

107

5

δομικά στοιχεία

Τα δομικά στοιχεία της κατασκευής είναι η βάση της, απο αυτά ορίζεται η μορφή του κτιρίου, απο τις ιδιότητες τους και των υλικών τους. Μια νέα τεχνολογία δεν φέρει ολοκληρωτική αν δεν μπορει να επηρεάσει ή να ενισχύσει τις ιδιότητες αυτών των στοιχείων. Τις περισσότερες φορές οι απαντήσεις έρχονται απο συστήματα της φύσης και πως αυτή έχει δημιουργήσει τις ασφάλειες της. Απο δομές της φύσης, απο συστήματα των ζώων τόσο σε μακροσκοπική όσο και μικροσκοπική τους σύσταση. Μεγάλο μέρος στην επιρροή αυτή είναι και οι τρόποι κατασκευής στην ιστορία αφου με φυσικούς τρόπους έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν μορφές που ακόμα και σήμερα είναι αδιανόητες για τα εργάλεια του τότε. Η προσθετική

53 τρόπος του δένουν τα επιμέρους τμήματα της

κολώνας για καλή στιβαρή σύνδεση αλλά με περιθώρια μετακίνησης για να μην αποτύχει το σύστημα

53 απο τον τροπο δόμησης των Inca με καμπύλες ακμές και ελευθερία κίνησης του κτιρίου

54 σύστημα στήριξης του ορόφου, με τις τέσσερις κολώνες με διαφορετικές γεωμετρίας και σχεδιασμένες μεμονωμένα σύμφωνα με τοπολογική βελτιστοποίηση της κατασκευής

φιλοσοφία της τρισδιάστατης εκτύπωσης επιτρέπει περίπλοκες γεωμετρίες ή και το ξανασχεδιασμό κάποιον στοιχείων. Εμπνευσμένο απο το Περού, μια ιδιαίτερη σεισμική περιοχή, τα κτίσματα χωρις κονιάματα έχουν αποδειχτεί να έχουν καλύτερη σεισμική συμπεριφορά αφου επιτρέπουν τις μεγάλες μετατοπίσεις του κτιρίου χωρίς να αποτυγχάνει. Η Emerging Object σε κάθε “πετρα” του Quake Column συνδέεται με ακρίβεια με τις υπόλοιπες αλλά αφήνει κενά ωστέ να επιτρέπει να κίνηση αυτή του στοιχείου κατα το σεισμό. Χαρακτηριστικό της κολώνας σε σχέση με κάποια απλή είναι η ανοχή στις μετατοπίσεις αλλά και η ελαφριά, κούφια κατασκευή.

54 διάτρητο

τοιχείο για μειωμένη χρήση υλικού και στατική επάρκεια

Κάθε στοιχείο μπορεί να μελετηθεί ανάλογα με τα χαρακτηριστικά και τα υλικά κάθε περιοχής και να προσαρμόζεται στις καταστάσεις για περισσότερη ασφάλεια και απόδοση των συστημάτων.

54 άποψη κτιρίου εξωτερικά 3DPRINTING X SD

109

55 4.5 μέτρα δοκάρι σε 7 τμήματα

55 λεπτομέρεια αμμόλιθου με εμφανής τις γραμμές απο την εκτύπωση

55 σημείο σύνδεσης δυο τμημάτων

55 χρήση εκτυπωτή με binder

jetting για τη δημιουργία εσοχών και προεντεταμένα καλώδια

56 αναπαράσταση μιας σπηλιάς του 21ου

αιώνα για χώρο έκθεσης, έχουν χρησιμοποιηθεί και οι δυο τεχνικές εκτύπωσης και όπως φαινεται και στις φωτογραφίες τα εκτυπωμένα λειτουργούν σαν κολώνες για στήριξη της πλάκας απο πάνω

3DPRINTING X SD

111

57 εσωτερική άποψη του χώρου, με την ενιαία σχέση πάτωμα και έπιπλα και τη σχέση με τα ανοίγματα και το ξύλο

Ο τρόπος που προσεγγίζει κάθε κτίριο το έδαφος ένα σημαντικό σημείο της σχεδιαστικής διαδικάσιας. Η απόσταση ή η επαφή ή η προσαρμογή σε αυτό είναι ίσως η απόφαση αυτή που θα καθορίσει και σε πρώτη φάση το κτίριο. Η κατασκευή, ashen cabin, αποτελείται απο εννέα εκτυπωμένα τμήματα που το καθένα έχει διαφορετική γεωμετρία και επιτρέπει την προσαρμογή στο ιδιαίτερο έδαφος αλλά και την στρατηγική τοποθέτηση σκυροδέματος όπου χρειάζεται για να είναι στατικά επαρκή το κτίριο. Μια κατασκευή του 2019 απο HANNAH για την επίδειξη της χρήσης του 3D print αλλά και για τη σύνδεση του με άλλες τεχνολογίες, στη συγκεκριμένη περίπτωση την χρήση ξύλων που δεν πληρούν τα κριτήρια για άλλες χρήσεις. Πρώτο κομμάτι της κατασκευής είναι η εκτύπωση της βάσης αλλά και του πατώματος, βασικών επίπλων στο χώρο άλλα και της καμινάδας που ξεχωρίζει στην κατασκευή, και στη συνέχεια η τοποθέτηση των υπόλοιπων στοιχείων.

3DPRINTING X SD

113

57 Πρώτο κομμάτι της κατασκευής οι πυλώνες, τα εσωτερικά βασικά έπιπλα. η πλακα και η καμινάδα

57 τομή εξοχικού. διακριτή είναι το ενιαιο σύστημα που συμπληρώνεται με το ξυλο στη συνέχεια

57

άποψη εξωτερικού όπου φαίνονται τα 4 υλικά του σκυρόδεμα, ξύλο , και κάποιο μεταλλο και τζάμι για τα ανοιγματα.

57 λεπτομέρεια σύνδεσης των επιμέρους τμημάτων

57 εκτύπωση στο εργαστήριο των βάσεων για την κατασκευή χωρίς τη χρήση καλουπιών και τη στρατηγική τοποθέτηση σκυροδέματος

3DPRINTING X SD

115

58 θεμελίωση απο προ εκτυπωμένα κομμάτια, δεξιά εξωτερική κολώνα με την ανάγλυφη επιφάνεια και τους χάλυβες για τη στήριξη της

Η διαδικασία της θεμελίωσης ενός κτιρίου είναι μια σημαντική αλλά χρονοβόρα και ακριβή διαδικασία. Η κινεζικη, WinSun, κατασκευάζουν το μεγαλύτερο εκτυπωμένο κτίριο το οποίο θα γίνει κέντρο έρευνας και ανάπτυξης για την τρισδιάστατη εκτύπωση. Αντι για τη συμβατική θεμελίωση, χρησιμοποιούν προεκτυπωμένα τμήματα σαν καλούπια, με όφελος τη μικρότερη διαδικασία επεξεργασίας του εδάφους με αντιστηρίξεις και σκάψιμο. Με την επιλογή να σκάψουν μόνο τα σημεία που θα μπουν τα εκτυπωμένα καλούπια μειώνουν το χρόνο, το κόστος και την λιγότερη εργασία, με το ίδιο αποτέλεσμα.

58 θεμελίωση απο προ εκτυπωμένα κομμάτια, διευκολύνουν τη διαδικασία με την άμεση τοποθέτηση τους

58 καλούπι απο τυπωμένο σκυρόδεμα με

προσθήκη χαλύβων και γέμισμα μονωτικού υλικού και σκυροδέματος

58 λεπτομέρεια τοίχου οριζόντιες γραμμές απο την

εκτύπωση, για εσωτερικούς χώρους

58 λεπτομέρεια εξωτερικής κολώνας με την ανάγλυφη επιφάνεια για αισθητικούς λόγους

3DPRINTING X SD

117

59

σύστημα διαχείρισης των νερών απο τις καταιγίδες, Lille, Γαλλία, λόγω της ανάγκης για γρήγορη λύση προ κατασκευαστηκε η δεξαμενή και τοποθετηθήκε επι τόπου | Πάνω: δεξαμενή την ώρα της τοποθέτησης Δεξιά: διαδικασία εκτύπωσης της δεξαμενής

60 ένα σύστημα ασφαλείας για τους ανθρώπους που εργάζονται στο σημείο στο Rouen, Γαλλία. Ένα μέρος του προ εκτυπώθηκε και το υπόλοιπο προστέθηκε επιτόπου. μια κατασκευή που κανονικά θα ήταν μεταλλική | Πάνω: τοποθετείται το εκτυπωμένο κομμάτι (που φάινεται στην απο κάτω εικόνα) σε καλούπι για να προστεθεί το επιτοπου υλικο, Δεξιά: ολοκληρωμένο αντικείμενο, φαίνεται κάτω που θα τοποθετηθεί.

3DPRINTING X SD

119

61

σχέδιο για τη σύνθεση των ξύλινων στοιχείων που στηρίζουν την πλάκα και την σκάλα μέσα απο τους τυπωμένους τοίχους

61 πρωτότυπο 1:1 απο πηλό αναμειγμένο με ρύζι απο την εταιρία RiceHouse με τις εσοχές που αγκυρώνουν τα ξύλινα στοιχέια. απο την πίσω πλευρά είναι ορατή η εξοχή για τη σύνδεση με την πλάκα

Μια κατασκευή απο το πανεπιστήμιο IAACatalonia, Ισπανία και της ιταλικής εταιρίας WASP με τη χρήση φυσικών υλικών όπως ο πηλός και ρύζι για τη δημιουργία δομικού τοιχείου απο φυσικά υλικά. Ο τοίχος έχει πάχος 40 εκατοστά με κενά ενδιαμέσα και εσοχές και εξοχές ωστέ να υποδεχτεί τις συνδέσεις για τα ξύλινα στοιχεία είτε για τη στήριξη σκαλοπατιών είτε για την στήριξη της πλάκα. Η μηχανική των υλικών και η χρήση της τεχνολογίας δίνουν δυνατότητες για νέες τεχνικές σχεδιασμού για πιο βιοκλιματική αρχιτεκτονική.

61 λεπτομέρεια απο την καμπύλες εσοχές και εξοχές του τοίχου και η σχέση με τα σκαλοπάτια

3DPRINTING X SD

121

6

ολόσωμη κατασκευή

Παρόλο που ο σχεδιασμός και η κατασκευή αντικειμένων δεν αναφέρεται μόνο σε κτίρια αλλά και στα επιμέρους στοιχεία της, μεγάλο κομμάτι είναι και αυτό. Μεγάλο μέρος απο τα οφέλη της τεχνολογίας είναι η εκτύπωση ολόσωμων κατασκευών με λιγότερα υλικά, σε μικρότερο χρονικό διάστημα και με μεγαλύτερη ασφάλεια για τους ανθρώπους που βρίσκονται επι τοπου στην διαδικασία κατασκευής. Στο Bosrijk, Eidhoven σχεδιάζεται μια αυτόνομη κοινότητα σε μια περιοχή μέσα στο πράσινο, η κατασκευή θα γίνει σταδιακά εως ότου το τελευταίο να γίνει επιτόπου και πλήρως αυτόνομο. Συνολικά θα κατασκευαστούν πέντε σπίτια με διαφορετικούς χώρους και διαρυθμίσεις. Μόλις τελειώσει το πρώτο, θα αρχίσει το επόμενο ώστε κάθε φορά να συλλέγονται πληροφορίες και να εφαρμόζονται στο επόμενο βήμα. Η ολόσωμη κατασκευή επιτρέπει την προσθήκη χαρακτηριστικών στην κατασκευή την ίδια που ώρα κατασκευάζεται. Για παράδειγμα, τη τοποθέτηση καλωδίων και αισθητήρων κατα την εκτύπωση του υλικού. Επίσης, μπορεί όλο το κτίριο να κατασκευαστεί με ένα υλικό και μια κοινή φιλοσοφία απο την αρχή του μέχρι το τέλος, δημιουργόντας ενιαίους γεωμετρικούς όγκους.

62

τοποθέτηση εκτυπωση

καλωδίων-αισθητήρων

κατα

την

62 αναπαράσταση της κοινότητας στο Bosrijk, Eidhoven

62 πρώτο σπίτι. ισόγειο

3DPRINTING X SD

123

63

έτοιμα κτίρια με εκτυπωμένους τοίχους και προσθήλη στέγης απο πάνω, στο μεσαίο κτίριο φαίνεται η σύνδεση δυο κτιρίων σε ένα

63 εκτυπωμένη τομή για διόροφο σπίτι 3DPRINTING X SD

125

63 χρήση γερανού για την τοποθέτηση των οριζόντια εκτυπωμένων τμημάτων με δεύτερο όροφο

63 τοποθέτηση τμημάτων για την κατασκευή μονοόροφων κατοικιών

63 προ εκτύπωση τμημάτων

Η ολλανδική εταιρία, DUS Architects, σχεδίασε και κατασκεύασε ένα πρότυπο σπίτι στο Amsterdam με τη χρήση μαύρου βιοπλαστικού, για την επίδειξη της χρήσης της τεχνολογίας για προσωρινές λύσεις και για έκτακτες ανάγκες, με καλή ποιότητα κτιρίου. Η δοκιμή αυτή γίνεται και για την συλλογή πληροφοριών για την κατασκευή ενος 4όροφου κτιρίου, επίσης στην Ολλανδία. Χαρακτηριστικό της εποχής είναι η μετακίνηση σε μικρούς χρηστικούς χώρους και για αυτό ακριβώς πρόκειται σε αυτή την περίπτωση. Δίνει την επιλογή της κατασκευής ενός μικρού λειτουργικού χώρου με την προσαρμοσμένη εκμετάλλευση των επιπέδων χωρίς τη χρήση περίπλοκων καλουπιών.

64 ένα μικρό ποσο σκυροδέματος χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία και πλήρωση των οριζόντιων επιφανειών

64 περίπλοκη γεωμετρία όψεων για διερεύνηση των ορίων της τεχνολογίας

64 εκτύπωση τμημάτων απο μαύρο βιοπλαστικό με κυψελωτή μορφή1

3DPRINTING X SD

127

64 είσοδος μικρό καθιστικό

Με το σχεδιασμός αυτό, γίνονται πειραματισμοί για τις γεωμετρίες που πρέπει να έχει ένα κτίριο και πως επηρεάζει την εικόνα του. Μέσω της σχεδίασης αυτής μειώνεται και η χρήση υλικών αφού η τοποθέτηση γίνεται ελεγμένα και στρατηγικά, αφου πολλά απο τα στοιχεία μπορουν να έχουν ένα εκτυπωμένο κούφιο περιβλημα και εσωτερικά να γεμίζονται μόνο τα τμήματα που χρειάζονται ενίσχυση.

65 τομή οπου γίνεται αντιληπτή η

ολόσωμη κατασκευή του κτιρίου αφου συμπεριλαμβάνει πάτωμα, τοιχους, σκάλες, έπιπλα

65

επιμέρους τμήματα που θα εκτυπωθούν για την κατασκευή του πολυόροφου κτιρίου

3DPRINTING X SD

129

66 αναπαράσταση μεγαλύτερου σπιτιου μεσα στην πολη

66 προεκτυπωμένο αδιάβροχο περίβλημα

66 αναπαράσταση του μικρού σπιτιού στην εξοχή

Η αμερικάνικη haus.me με βάση το Seattle, Washington σχεδιάζει προεκτυπωμένα έξυπνα σπίτι με δυνατότητες πλήρης αυτονομίας με ηλιακή ενέργεια, συλλογή βρόχινου νερού, σύστημα αποχέτευσης, ενεργειακά τζάμια και πατενταρισμένη σύνθεση πολυμερών για τους τοίχους. Ένα έξυπνο σπίτι με πλήρη επίπλωση και έλεγχο στα επιμέρους ηλεκτρονικά του σπιτιού. Η κατασκευή μπορεί να προσαρμοστεί σε ζεστά και σε κρύα κλίματα.

66 δοκιμαστικές διατάξεις χώρων για διπλά και μονά

Μια τελείως διαφορετική προσέγγιση που θυμίζει τα προκατασκευασμένα σπίτια ή κάτι σε τροχόσπιτο, πολυ αναβαθμισμένο.

σπίτια

3DPRINTING X SD

131

67 Στην Piazza Cesare Beccaria, Μιλάνο, Ιταλία, 2018 όψη κτιρίου με φυτεμένο δώμα

67 λεπτομέρεια σύνδεσης μεταλλικό πλαίσιο τζάμι και αρμός μεταξύ των μπετονένιων τμήμάτων

67 εσωτερική άποψη, μπάνιο

67 τρισδιάστατο μοντέλο μεγάλος χώρος αριστερά

το σαλόνι, στο βάθος αριστερά κουζίνα, δεξιά του το δωμάτιο και τελευταίο το μπάνιο. Πίσω απο το δωμάτιο μεταξύ των δυο τοίχων, η σκάλα για το φυτεμένο δώμα

3DPRINTING X SD

133

67

πίσω άποψη σπιτιού, είναι ορατά τα τμήματα στα οποία χωρίστηκε το κτίριο κατα την κατασκευή πίσω απο τον αριστερό τοίχο στην εσοχή υπάρχει η σκάλα

Πρώτο εκτυπωμένο σπίτι στην Ευρώπη, το ‘3D housing 05’, το 2015, στο κέντρο του Μιλάνου, Ιταλία. Η ονομασία προέρχεται απο τις 5 αρχές που υπολογίσε ο αρχιτεκτονας κατα το σχεδιασμό του σπιτιού, την δημιουργικότητα, την βιωσιμότητα, την ευελιξία, την προσιτή και γρήγορη επιλογή. Το κτίριο επαναχρησιμοποιεί απορρίματα απο κατεδαφισμένα κτίρια, υποστηρίζοντας μια κυκλική οικονομία με μείωση των επιπτέσεων του. Η αισθητική επιλογή του αρχιτέκτονα να αφήσει το τυπωμένο σκυρόδεμα εκτεθιμένο όπως χρησιμοποιείται και με την συμβατική κατασκευή απο σκυροδέματα που με την χρήση ξύλινων καλουπιών δημιουργείται παρόμοια αισθητική. Δίνει μια αίσθηση ενός επιμελώς ατιμέλητου κτιρίου, που ωστόσο έχει μια πολυ συγκεκριμένη ταυτότητα με τη χρήση των υπόλοιπων υλικών και επίπλων. Η εξωτερική και εσωτερική διαχείριση των στοιχείων επιτρέπει τη χρήση του χώρου με διάφορους τρόπους χωρις να το περιορίζει σε σπίτι. Επίσης, μέρος της κατασκευής είναι και το φυτεμένο δώμα. Το κτίριο αποτελεί μέρος μιας έρευνας που ακόμα συνεχίζεται, με τις πληροφορίες που συλλέχθηκαν τα τέσσερα περίπου χρόνια που βρισκόταν στην πλατεία του Μιλάνου. Κατασκευές σαν αυτή στην επόμενη εκδοχή τους να δημιουργούν μικρά περίπτερα μέσα στις πόλεις με διάφορες χρήσεις. Ακόμα και με στοιχεία όπως το στέγαστρο απο πάνω για τη δημιουργία μικροκήπων μέσα στην πόλη. Ίσως κάποιους χώρους έκθεσεις ή γραφεία ή ακόμα και σπίτια με τις ιδανικές προδιαγραφές και ιδιωτικότητα. Μια κοινωνική έρευνα για την ανάζητηση των ορίων μεταξύ της ιδιωτικότητας και της καθημερινότητας της πόλης. Μετά τη χρήση του το κτίριο αποσυναρμολογήθει απο την τοποθεσία και μεταφέρθηκαν τα κομμάτια του. Ένα ακόμα παράδειγμα για την αναστρεψιμότητα της τεχνολογίας και την μικρή επίπτωση που έχει στο χώρο.

67

κάτοψη σπιτιού, χαρακτηριστικές είναι οι καμπύλες απο τις οποίες αποτελείται το κτίριο καθώς φαίνονται και οι σχέσεις των χώρων εσωτερικά

3DPRINTING X SD

135

68

πεζογέφυρα 12 μέτρων, στο πάρκο Castilla-La Mancha in Alcobendas, Madrid

69 η γέφυρα αποτελείται

απο κατα μήκος εκτυπωμένα τμήματα στα οποία σχεδιάστην κενά ωστε να προστεθεί στήριξη την ώρα της κατασκευής

68 παραμετρικός σχεδιασμός για τη βέλτιστη κατανομή του βάρους και μείωση της χρήσης υλικού

70 πεζογέφυρα 12 μέτρων απο ανοξείδωτο

ατσάλι για τη χρήση σε ένα απο τα κανάλια του Άμστερνταμ

70

ενσωματωμένοι αισθητήρες για τη συλλογή στοιχείων φυσικών όπως τα φορτία ή μετατοπίσεις και κλιματικών για την θερμοκρασία και την ποιότητα του αέρα στην περιοχή

69 πεζογέφυρα 26.3 μέτρων Wisdom Bay Industrial Park, Baoshan District, Shanghai

3DPRINTING X SD

137

71

On Site Robotics | βασισμένο στις προηγούμενες μελέτες του πανεπιστημιού για την εκτύπωση φυσικών υλικών

71 σύστημα στήριξης και κίνησης του εκτυπωτή

71

ενδιάμεσος εκτυπωμένος τοίχος με ορατή την εσωτερική του πλέξη και τα τμήματα που δημιουργούν τις κολώνες

71 συναρμολογούμενα τμήματα τοίχου 3DPRINTING X SD

139

71

Adobe Wall | κατασκευασμένος απο επιμέρους τυπωμένα “τουβλα” με τη χρήση φυσικών επαναχρησιμοποιούμενων υλικών

72 εξωτερική όψη το περιπτέρου στην πόλη του Dubai, 100τμ.

72

εσωτερικό, σχηματισμοί στο ταβάνι δημιουργούν σκιες μέσα στο χώρο

Το περίπτερο 100 τετραγωνικών στο Dubai αποτελείται απο ανάποδα τυπωμένους τοίχουν σε τμήματα και κατα τη συναρμολόγηση γυρίστηκαν και δεθηκαν με την στέγη που ήταν ήδη μια διάτρητη πλάκα βασισμένη στην τοπική αρχιτεκτονική. Οι καμπύλες με το πάχος που έχουν, αλλά και η μορφή των στηρίξεων θα ήταν ακατορθωτες χωρίς εκτύπωση. Με την επιλογή να αναποδογυρίσει το κτίριο και με

3DPRINTING X SD

141

Με τη χρήση παραμετρικού σχεδιασμού και την εκτύπωση με ένα εμπεριστατωμένο αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Με την επιλογή της in situ κατασκευής χρησιμοποιούνται τοπικά, φυσικά υλικά. Οι καμπύλες μορφές είναι γεωμετρικά σχεδιασμένες για την αυτο-σκίαση του τοίχου, την δροσιά κατα τη διάρκεια θερινών μηνών, και την απορρόφηση της ζέστης το χειμώνα, βασισμένα στις τροχιές του ήλιου για τη περιοχή της Βαρκελώνης, Ισπανία, οι οποίες είναι εφικτές χάρη στο 3D print αφου η λεπτομέρεια που μπορεί να έχει το αποτέλεσμα δε θα μπορούσε να επιτευχθεί με άλλη κατασκευή. Η προσαρμογή της θερμικής μάζας και του φυσικού αερισμού γίνεται ανάλογα με τη γεωγραφικη θέση των επιμέρους στοιχείων και την ενσωμάτωση μετρητή θερμοκρασίας και αισθητήρες υγρασίας. Οι κοιλότητες του τοίχοι γεμίζονται με φυσικά υλικά παρόμοια με αυτά της εκτύπωσης για την λειτουργία ως θερμική μάζα ή αφήνονται κενά για τη λειτουργία ως μόνωση. Ο τοίχος είναι σχεδιασμένος με μικρά ανοίγματα στα πανω και τα κατω σημεια του για την κυκλοφορία το καλοκαιρι και τη διατήρηση της ζέστης τους χειμερινούς μήνες με τα ανοίγματα κλεισμένα. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας μπορεί να επιτευχθεί η κατασκευή μεγαλύτερης κλίμακας κτιρίων με μια επιτόπου κατασκευή με τοπικά υλικά σύμφωνα με τις ανάγκες και τις κλιματικές αλλαγές καθε περιοχής. Η επιλογή των τοπικών υλικών κάνουν την κατασκευή αναστρέψιμη, βιώσιμη, βιοδιασπώμενη αλλά και χωρις χρήση επιπλέον ενέργειας επαρκή για το δροσισμό ή τη θέρμανση των χώρων. Επίσης, σε χώρες που μεγάλος αριθμός σπιτιών είναι εκτεθειμένα στη φύση και οι χώροι δεν είναι σχεδιασμένοι στις ανάγκες των κατοικων η μεταφορά ενός εκτυπωτή στην περιοχή αυτή μπορεί να δημιουργήσει νέες κοινότητες χτισμένες με τοπικά υλικά επεξεργασμένα απο ντόπιους ή και άλλες ενσωματώσεις στο σχεδιασμό που προάγουν τη συμμετοχή των ανθρώπων στη κατασκευή.

73 πρόταση χρήσης της επιτόπου κατασκευής με χρήση τοπικών υλικών προσαρμοσμένη σε διαφορετικές περιοχές και κλίματα

3DPRINTING X SD

143

74 φωτορεαλιστικό TERA της AI SpaceFactory ,Upstate

New York

7

in-situ κατασκευή

Ένα απο τα μεγαλύτερα οφέλη της τεχνολογίας είναι η ολόσωμη κατασκευή απευθείας στο χώρο κατασκευής. Η άμεση μεταφορά ενός μόνου μηχανήματος που μπορεί να ολοκληρώσει μια πολυωρη διαδικασία άμεσα κερδίζοντας σημαντικό χρόνο και οικονομικά. Επίσης, οικονομικά απο την ανάγκη λιγότερων χεριών για την κατασκευή αλλά και την ασφάλεια όλων όσων συμμετέχουν στην κατασκευή. Με την ενίσχυση των μηχανικών απαιτήσεων του υλικού κατασκευής την ίδια στιγμή που κατασκευάζεται εξαλείφει την ανάγκη για καλούπια ή εξωτερικές στηρίξεις αλλά κυρίως ο τρόπος και η ποσότητα που εξάγεται κάθε φορά το υλικό σε συνδυασμό με το χρόνο που παίρνει η ολοκλήρωση κάθε οριζόντιας τομής επιτρέπει τη σύντομη κατασκευή ανεμπόδιστη απο τα καιρικά φαινόμενα που μπορεί να την καθυστερούσαν υπο άλλες συνθήκες.

H AI SpaceFactory, εμπνευσμένη απο το σχεδιασμό για κατοίκιση στον πλανήτη Άρη σχεδίασε ένα σπίτι με προδιαγραφές για το διάστημα και υλικά που -δοκιμασμέναέχουν διπλάσια αντοχή απο το σκυρόδεμα, αλλά είναι ανακυκλώσιμα και μπορούν να αποσυντεθούν στη φύση. TERA είναι μια βιώσιμη λύση για την κατασκευή και προσφέρει μια ιδέα για το μέλλον του κλάδου. Παρόλο που είναι ένα κτίριο που δεν θα εμφανιστεί πρώτα στις πόλεις, είναι κατασκευασμένο κοντά στην πολη της Νέας Υόρκης, Αμερική μέσα στη φύση.

Η γεωμετρία του κτιρίου πέρα απο το ότι ταιριάζει στο σκηνικό της, δίνει μια διαφορετική εμπειρία μέσα του, μια αίσθηση ότι βρίσκεσαι σε προστατευμένο χώρο αλλά μέρος της φύσης και της ζωής γύρω και όχι απομονωμένος, κλεισμένος σε ένα χώρο. Στόχος της κατασκευής είναι το μικρότερο δυνατό αντίκτυπο στην τοποθεσία. Με τη χρήση scanner θα αποτυπωθεί η γεωμορφολογία του εδάφους ωστέ να προσαρμοστεί το κτίριο σε αυτό και όχι το ανάποδο αλλά και με προσομιώσεις θα μελετηθεί η συμπεριφορά του κτιρίου στα φυσικά φαινόμενα της περιοχής.

74 μακετάκια για τους γεωμετρικούς συνδυασμούς στο περίβλημα

3DPRINTING X SD

145

74 φωτορεαλιστικό εσωτερικού χώρου

74 κατακόρυφη τομή κτιρίου

74 διπλο περίβλημα κτίσματος 3DPRINTING X SD

147

75 3D printed σπίτια απο την ICON στην ύπαιθρο Tabasco, Mexico

75 διάταξη 3D printer για την κατασκευή στοTabasco, Mexico

Η γρήγορη και οικονομική κατασκευή επιτρέπει την άμεση κατασκευή ολόκληρων κοινοτήτων για ω Η γεωμετρία του κτιρίου πέρα απο το ότι ταιριάζει στο σκηνικό της, δίνει μια διαφορετική εμπειρία μέσα του, μια αίσθηση ότι βρίσκεσαι σε προστατευμένο χώρο αλλά μέρος της φύσης και της ζωής γύρω και όχι απομονωμένος, κλεισμένος σε ένα χώρο Στο Austin, Texas παρατηρείται μια νέα αύξηση του πληθυσμού που δημιουργεί ανάγκες για νέα σπίτια. Παράλληλα, η Αμερική έχει απο τα μεγάλυτερα ποσοστά σε άστεγους και ένα επίσης μεγάλο ποσοστό σε νότια και κεντρικη Αμερική ζει σε ανεπαρκή σπίτια να προσφέρει τις βασικές ανάγκες και την ασφάλεια που απαιτείται. Η ICON βασισμένη στο Τέξας, προσφέρει προσιτά, βιώσιμά και ανθεκτικά στις κλιματικές αλλαγές και καταστροφές σπίτια για να μειώσει τους άστεγους, βελτιώνοντας την ποιότητα ζωής μέσω ασφαλών κτισμάτων. Η ταχύτητα και η οικονομία της κατασκευής την κάνει ιδανική εναλλακτική. Παρόλο που οι νέες τεχνολογίες απευθύνονται πρώτα στους οικονομικά ευκατάστατους, οι κοινότητες χαμηλών εισοδημάτων είναι αυτές που έχουν πραγματικά οφέλη απο το πρωταρχικό στάδιο της συγκεκριμένης τεχνολογίας. Ωστόσο, δεν απευθύνεται μόνο σε περιοχές με χαμηλό εισόδημα αλλά και σε μεσαίες τάξεις αφού οι προσιτές τιμές της κατασκευής και οι ανθεκτικότητα στο περιβάλλον είναι απαράιτητα για κάθε κοινότητα.

3DPRINTING X SD

149

76 Seed Stich Wall κεραμικά κεραμίδια για κατακόρυφη

επένδυση

76 Seed Stich Wall κεραμικά κεραμίδια για κατακόρυφη επένδυση

77 κοινότητα οικονομικά κατασκευασμένων σπιτιών Community First! Village, Austin, Texas, 2020.

76 Seed Stich Wall κεραμικά κεραμίδια για κατακόρυφη επένδυση

76 εσωτερική διάταξη χώρων, ξύλινη στέγη

3DPRINTING X SD

151

3DPRINTING X SD

153

78 εξωτερική απεικόνιση των διόροφων κτιρίων απο την ICON, Texas

78

εσωτερικό διόροφου, 3D Concrete Print στον κάτω όροφο και ξύλινη κατασκευή για τη στήριξη του πάνω

79 Kamp C | κατασκευή διόροφου σπιτιού με ταράτσα,

μια γνώριμη εμφανισιακά κατασκευή για τα δεδομένα της περιοχής

79 εσωτερικές λεπτομέρειες, αριστερά φαίνεται ο πανω

όροφος απο σκυρόδεμα και δεξιά ένα μεταλλικό πάνελ και ξύλο

3DPRINTING X SD

155

80 εκτύπωση TECLA στην πρώτη εκδοχή

με τη χρήση εξωτερικής στέγης

80 αποψη εξωτερική μορφής του

εσωτερικός χώρος, τα ξύλινα στηρίζουν την μεταγενέστερη στέγη

3DPRINTING X SD

157

Στα στάνταρ της Ευρώπης σε ένα πολυ διαφορετικό κλίμα η βέλγικη Kamp C μέσω πειραματισμών κατέληξε σε μια γεωμετρία που μειώνει τις θερμικές απώλειες απο τις θερμικές γέφυρες και γέφυρες κρύου. Σύμφωνα, με τις απαιτήσεις και τους κανονισμούς της περιοχής τα χαρακτηριστικά του αποτελέσματος είναι επωφελή για το κρυο κλίμα της περιοχής. Η ιταλική WASP σχεδίασε μια κατασκευή με βέλτιστο σχήμα για την αυτοφερούμενη κατασκευή. Μελετήθηκε ως ενα νέο μοντέλο κυκλικής κατοίκησης, απο επαναχρησιμοποιούμενα, ανακυκλώσιμα υλικά απο την περιοχή που θα γινει η κατασκευή. Η έρευνα έγινε με σκοπο την λύση σε διαφορετικές τοποθεσίες με διαφορετικά κλίματα για να αντέχει τα καιρικά φαινόμενα και συνθήκες ανάλογα, σε αντίθεση με το τωρινό παραδοσιακό μοντέλο.

81 ενδεικτική κάτοψη ενος δίχωρου κτίσματος

Η εκτύπωση φυσικών υλικών της περιοχής, πέρα απο μείωση εκπομπών κατα τη μεταφορά και επεξεργασία των συμβατικών υλικών δίνει ένα έναυσμα για κατασκευές σε εκτακτες συνθήκες που απαιτείται η γρήγορη, οικονομική αλλά αξιόλογη κατασκευή. Μεγάλα κύματα μετανάστευσης παρατηρούνται κατα διάστημα και δεν ειναι καλές οι συνθήκες στις οποίες ζουνε. Με την κατασκευή απο τοπικά υλικά και μικρή επεξεργασία τους, αλλά και η ψηφιακή αποθήκη σχεδίων ίσως θα μπορούσε να δημιουργήσει καλύτερες συνθήκες σε δύσκολες καταστάσεις. Οι ανθεκτικότερες κατασκευές μπορούν να κατασκευάζονται πριν την άφιξη των ανθρώπων γιατι την επεξεργασία των προσβάσιμων υλικών και στη συνέχεια να κατασκευάζονται καταλλείματα που μπορούν να επιτρέψουν την ασφαλή διαμονή. Μετά τη χρήση τους, μπορούν να καταστρέφονται και να επιστρέφουν στη φύση στην αρχική τους μορφή.

81 απεικόνιση συγκροτήματος κατα τη διάρκεια ολοκλήρωσης

81 τραχια επιφάνεια φυσικού υλικού

3DPRINTING X SD

159

3DPRINTING X SD

161

82 KamerMaker ‘room-maker’ το περίπτερο

τρισδιάστης εκτύπωσης

Η in-situ εκτύπωση επιτρέπει την χρήση του εκτυπωτή επιτόπου, δηλάδη τη μετακίνηση του σε κάθε περιοχή. Ανάλογα το σύστημα του χρησιμοποιείται και διαφορετικόε τρόπος συναρμολόγησης του, την σκαλωσιά όπως χρησιμοποιεί η WASP απο πάνω, την αυτόνομη μετακίνηση του συστήματος όπως θα δούμε παρακάτω και την κατασκευή ενός συστήματος όμιο με της γερανογέφυρας όπως σε αυτή την περίπτωση. Το KamerMaker απο DUS Architects αποτελεί την τρίτη περίπτωση και είναι ένα container μέσα στο οποίο μπορεί να εκτυπωθεί το αντικείμενο. Παρόλο που το μέγεθος του είναι περιοριστικό, ο συνδυασμός container ή το άνοιγμα το πλάγιων τοίχων μπορεί να επιτρέπει την εύκολη μετακίνηση ενος εκτυπωτή και την εκτύπωση ολόσωμων κατασκευών ή επιμέρους στοιχείων που στη συνέχεια θα ενωθούν. Επιπλέον, η ενσωμάτωση στοιχείων για χρήση ανανεώσιμων πηγών είναι μια επιπλέον απαραίτητη λειτουργία. Κατα τη διάρκεια της εκτύπωσης απαιτείται κάποια ενέργεια για την λειτουργία του μηχανήματος. Ο αέρας, ο ήλιος είναι απο τις ευκολότερες ανανεώσιμης πηγές ενέργειας για εκμετάλλευση και φυσικά ανάλογα την περιοχή μπορεί και άλλα.

82 6 μέτρα container και εσωτερικά έχει μια μετακινούμενη πλατφόρμα 2.2x2.2μέτρα και 3.5 μέτρα ύψος

3DPRINTING X SD

163

Ο εκτυπωτής σαν και αυτόν απο Apis Cor μετακινείται με τη χρήση γερανού για να πάει σε όλους τους χώρους. Η σταθερή βάση μένει σε ένα σημείο και το στόμιο αλλάζει επίπεδα και αποστάσεις απο τον κεντρικό του άξονα δημιουργώντας έτσι το εύρος κίνησης του. Το μηχάνημα είναι εύκολο στη μετακίνηση και συνδέεται μέ καλώδια με παροχή ρεύματος και το υλικό. Το συγκεκριμενο κτίριο αποτελεί απο τις πρώτες προσεγγίσεις τρισδιάστατης εκτύπωσης για λειτουργία δημόσιου χώρου. Κατα τη διάρκεια εκτύπωσης τοποθετούνται χάλυβες για την στήριξη του πάνω ορόφου, αφού το συνολικό του ύψος είναι 9,5 μέτρα. Η διαδικασία έγινε σε ανοιχτό χώρο, στο Dubai, εκτεθειμένη στις δύσκολες περιβαλλοντικές συνθήκες της περιοχής. Παρά τις ανεξέλεγκτες συνθήκες αυτές, η κατασκευή ολοκληρώθηκε επιτόπου, δείχνοντας την κατασκευαστική ελευθεριά της τεχνολογίας της τρισδιάστατης εκτύπωσης, άσχετα απο το κλίμα και την κλίμακα του κτιρίου.

83

διόροφο διοικητικό κτίριο , Dubai, Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα 9,5 μέτρα ύψος και 640 τετραγωνικά μέτρα έκταση

3DPRINTING X SD

165

84

mediated matter group, MIT, αυτόνομο κυλυόμενο μηχάνημα

84 αναπαράσταση εύρος κίνησης το στόμιου Το τμήμα mediated matter group του MIT, δοκιμάζει την πλήρη αυτονομία του εκτυπωτή είτε για μέσα στην πόλη είτε για μέσα στη φύση. Μετά την μετακίνηση με την κυλυόμενη ταινία, τέσσαρα πόδια στηρίζουν κρατάνε το μηχάνημα σταθερό. Το υλικό που εξάγει είναι ένα είδος αφρός , ωστόσο το ιδιαίτερο της περίπτωσης είναι η μελλοντική του ανάπτυξη αφού στόχος είναι η εύκολη λειτουργία του μέσω μηχανημάτων, η πλήρη αυτονομία σε ενέργεια αλλά και η συλλογή και επεξεργασία επιτόπου, αποθήκευση και στο τέλος η κατασκευή φυσικά. Παρόλο που δεν έχει φτάσει ακόμα σε αυτό το σήμειο της αυτοματοποίησης, με την έρευνα και την ανάπτυξη του αρχικού ήδη αυτόνομου μοντέλου, η κατασκευή κτιρίων θα γίνει πολύ πιο εύκολη, λιγότερο δαπανηρή σε υλικά και μη ανανεώσιμη ενέργεια αλλά και στο αποτύπωμα με τα σκουπίδια που αφήνει συνήθως ο κατασκευαστικός κλάδος πίσω.

84 ενσωματωμένο φωτοβολταικό και αποθηκευτικός χώρος υλικού για αυτόνομη χρήση του, σε καθε τοποθεσία

3DPRINTING X SD

167

8

εκτος ατμόσφαιρας

Τέλος, νέα κατεύθυνση της αρχιτεκτονικής είναι αυτή στο διάστημα. Πως μπορεί να κατοικηθεί ο πλανήτης Άρης στο μέλλον. Η AI Space Factory κέρδισε το διαγωνισμό της NASA το 2019, για το σχεδιασμό και την κατασκευή ενός ανθεκτικού κτιρίου σε 1:3. διπλό περιβλημα κυκλοφορια αερα, συστολη διαστολη Λόγω των ακραίων θερμικών μεταβολών στον Άρη δημιουργήθηκε ένα περίβλημα για την ασφάλεια απο τις εξωγενής μεταβολές και την διασφάλιση καλής εσωτερικής διαρύθμισης για τους κατοίκους του χώρου, αφου ο χώρος διαμόνης είναι απο τους σημαντικότερους για την ψυχική υγεία τους.

85 Marsha 2 | δοχείο για συγκράτηση νερού

85 τομή 4 ορόφων και φωταγωγού.

85 πρόπλασμα για την κατανοηση του διπλου περιβλήματος 85 αναπαράσταση της επι τοπου κατασκευής των κτιρίων απο μηχανικό βραχίονα

3DPRINTING X SD

169

Η γεωμετρία του κτιρίου είναι αποδοτική και εκμεταλλεύεται όλους τους χώρους, επιτρέποντας και την καθ’ύψος ανάπτυξη των χώρων για την καλύτερη συμβίωση όλων. Η κατασκευή του πρόκειται να γίνει πριν την άφιξη των ανθρώπων ωστέ τα κτίρια να είναι ετοιμα για χρήση, γι’αυτό το λόγο μεγάλο ρόλο παίζει ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση θα ελέγχεται απο τεχνητή νοημοσύνη, η οποία συλλέγει δεδομένα κατα τη διάρκεια της εκτύπωσης για να προσαρμοστεί και να λύσει πιθανά προβλήματα που θα προέκυπταν την ώρα της εκτύπωσης. Τα υλικά που θα χρησιμοποιήσει θα πρέπει να συλλεχθούν απο μηχάνημα και να το επεξεργαστεί για να μπορεί να εκτυπωθεί το μείγμα, απο βασάλτη που υπάρχει στην επιφάνεια του πλανήτη και την ανάμειξη του με ένα θερμοπλαστικό απο καλαμπόκι. Η κατοίκιση στον Άρη σίγουρα είναι ένα περίπλοκο ζήτημα αλλά οι βασικές αρχές είναι οι ίδιες, ο εσωτερικός χώρος έχει μεγαλη σημασια για την ποιότητα ζωής, η προστασία απο εξωγενής παράγοντες, καθαρή, βιώσιμη, αναστρέψιμη κατασκευή είανι μερικά. Οπότε, όσο μακρινό και να είναι αποτελεί ένα κόμματι της σύγχρονης αρχιτεκτονικής αναζήτησης. Τα υλικά και οι τρόποι κατασκευής είναι απο τις σημαντικότερες παραμέτρους και καθορίζουν την πορία μιας προσέγγισης ενος νέου πλανήτη.

85

Marsha, νικήτρια του NASA Centennial Challenge 3D Printed Habitat Challenge

85 διαδικασία εκτύπωσης με την χρήση τεχνητής νοημοσύνης σε 30 ώρες, στο Illinois, το 2019

3DPRINTING X SD

171

λύσεις Πολλές φορές, οι περιστάσεις ζητούν μια εξειδικευμένη προσέγγιση και λύση σε ένα πρόβλημα, άλλες φορές χρειάζεται μια γενικευμένη προσέγγιση ωστέ ένας χώρος να είναι προσαρμόσιμος στις εναλλασόμενες ανάγκες. Άλλα πάντοτε όταν μιλάμε για ανθρώπινες ανάγκες, ειδικά στην αρχιτεκτονική, είναι σημαντικό να μην προκαλεί διαχωρισμούς αλλα να ενώνει με κάποιο τρόπο. Όσο μικρό ή μεγάλο είναι το αντικείμενο έρευνας και σχεδιασμού έχει στόχο να ικανοποιεί το κοινό του. Είτε το κοινό είναι ένας άνθρωπος στον προσωπικό του χώρο είτε μιλάμε για ένα δημόσιο χώρο που χρησιμοποιείται απο μεγάλο εύρος ανθρώπων. Σε κάθε περίπτωση, η εξέλιξη μιας τεχνολογίας σαν την ενδιαφερόμενη υπάρχει αυτή η προσαρμοστικότητα στις λύσεις και το κοινό που στοχεύει.

•

εσωτερικοί μετανάστες

•

global housing crisis

•

οικονομικοί μετανάστες

•

πρόσφυγες

•

κλιματικοί μετανάστες

•

κακές εσωτερικές και εξωτερικές συνθήκες στο σπίτι

•

δυσπρόσιτες περιοχές

•

αύξηση μεσσαίας τάξης με την ανάπτυξη των αναπτυσσόμενων χωρών

•

άστεγοι

•

ενίσχυση της κυκλικής οικονομίας

•

μεγάλοι όγκοι σκουπιδιών που καταλήγουν σε φτωχές χώρες και τους ωκεανούς

•

τεχνολογική εξέλιξη

•

μελλοντικά διαστημικά σπίτια

86 Μια απο

τις μεγαλύτερες καταστροφές στην Haiti, 2010 μετά το σεισμό δημιουργεί το μεγαλύτερο αριθμό κλιματικών μεταναστών earthquake

87 Σκουπιδότοπος Καραιβική

3DPRINTING X SD

173

88 California 89 Γαλλία

3DPRINTING X SD

175

κοινονικοοικονομικά + περιβαλλοντικά οφέλη της τρισδιαστατης εκτύπωσης στην αρχιτεκτονική

Κοινωνικός Η φιλοσοφία κατασκευής του 3D print μειώνει τα βήματα και τη διαδικασία συμβατικής κατασκευής, οπότε μειώνει και τα χέρια που απαιτείται για την κατασκευή, μειώνοντας και τον αριθμό επικίνδυνων εργασίων. Η αλλαγή αυτή ενω μειώνει τις θέσεις εργασίας σε ανειδίκευτα επαγγέλματα αλλά δημιουργεί νέες θέσεις για την ανάπτυξη της τεχνολογίας και την λειτουργία των μηχανημάτων. Επίσης, η αλλαγή αυτή μπορεί να φέρει και θετικά οφέλη αφού μπορεί να δημιουργηθεί μια νέα γραμμή βασικής εκπαίδευσης ακόμα και για τα ανειδίκευτα επαγγέλματα, όπως γίνονται σε χώρες όπως η Ιαπωνία. Η βασική εκπαίδευση προλαμβάνει λάθη τόσο στην κατασκευή και προφυλάσσει απο ατυχήματα αλλά ενημερώνει και εκπαιδεύει, και ίσως γεφυρώνει χάσματα που τυχόν δημιουργούνται. Με τη νέα προσέγγιση, εισάγονται ζητήματα της κοινωνίας και έχει τη δυνατότητα ανάπτυξης για τη κάλυψη των αναγκών σε προσβασιμότητα και ισότητα μεταξύ των κοινωνικών ομάδων. Η αδιαφορία της τεχνολογίας για τις οικονομικές δυνατότητες κάθε ομάδας ή κοινότητας, αρχίζει απο το εύρος των λύσεων που μπορεί να δώσει και να μην ξεχωρίζουν οι ομάδες απο το περιβάλλον του χώρου που κατοικούν. Παρόλο που δεν θα σώσει κανένα, η πρόσβαση σε ένα ικανοποιητικό χώρο και η ασφάλεια σε αυτό, δίνει καλύτερες ευκαιρίες σε όλους. Η γρήγορη και οικονομική λύση για κατασκευή καταλλειμάτων απευθύνει τον αριθμό αστέγων που παρατηρούνται στις κοινότητες. Και σε αυτή τη περίπτωση δίνει την ευκαιρία στο άτομο να έχει την βασική προστασία ωστέ να μπορέσει να βελτιώσει τη ζωή του. Συνολικά, μειώνει τα ποσοστά φτώχιας μέσω της γρήγορης δημιουργίας χώρων. Είτε η φτώχια προέρχεται απο αναπτυγμένη χώρα είτε απο αναπτυσσόμενη είτε λόγω της μετανάστευσης, η άμεση παροχή σε ικανοποιητική στέγαση ελαφρύνει τις δύσκολες συνθήκες που μπορεί να έρθουν κατα καιρούς ομάδες.

Οικονομικός Απο οικονομική πλευρά, το 3D print επιταχύνει τη διαδικασία κατασκευής, άρα αυξάνει την ταχύτητα παραγωγής. Η έλλειψη ανάγκης στα βήματα της κατασκευής μειώνουν το συνολικό κόστος, αφού ήταν μεγάλα κομμάτια του προυπολογισμού. Η μείωση και των πρώτων υλων, μέσω της τοπολογικής βελτίωσης και του διαφορετικού τρόπου

εναπόθεσης των υλικών, φέρνει και την μείωση στο κόστος του αποτελέσματος. Με την εκπαίδευση και τη χρήση μηχανημάτων, μεγάλο μέρος των λαθών που μπορεί να κόστιζαν, θα μειωθούν. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας του 3D print θα μειώσει τα κόστη της κατασκευής μηχανημάτων και θα είναι πιο προσβάσιμα και προσιτά ωστέ να ισοσταθμιστεί το κόστος παραγωγής τους με τα μειωμένα κόστη της κατασκευής.

Περιβαλλοτνικός Μείωση των υλικών και των απορριμάτων είναι απο τα βασικότερα οφέλη της κατηγορίας. Αυτά τα δυο μεταφράζονται και ως μικρότερη ανάγκη για επεξεργασία των υλικών, λιγότερη ποσοτητα και λιγότερες μετακινήσεις και δράσεις για πέταμα σκουπιδιών. Μέσω της τοπολογικής βελτιστοποίησης και την στοχευμένη τοποθέτηση υλικών οι κατασκευές γίνονται πιο ελαφριές με καλύτερη σχέση με το έδαφος χωρίς να είναι πακτωμένες σε αυτό. Η χρήση φυσικών υλικών ανάλογα με την τοποθεσία έχει μεγάλη σημασία για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της κατασκευής αφου διανύει μηδενική απόσταση να φτάσει στον χώρο κατεργασίας, μηδενική αποσταση να φτάσει στο οικόπεδο κατασκευής και στη συνέχεια μηδενική απόσταση για την μεταφορά σε χωματερή. Με τον μικρότερο χρόνο κατασκευής και την λιγότερη διαδικασία για τα στοιχεία της κατασκευής μειώνονται και οι εκπομπές αερίων που καταστρέφουν τα οικοσυστήματα.

Καινοτομία Με την καινοτομία και την έρευνα η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορεί να αλλάξει τον κατασκευαστικό κλάδο σε μια νέα πρωτοποριακή εκδοχή του, με την χρήση υψηλής τεχνολογίας και την ανανέωσης των κύκλων που κάνει ως τώρα. Η κατασκευαστική λογική της προσθετικής κατασκευής δεν απέχει πολύ απο αυτην των τούβλων, οπότε η πραγματική επανάσταση της τεχνολογίας είναι ο συνδυασμός μιας ριζικά νέας κατασκευαστικής φιλοσοφίας, με τη χρήση βιώσιμων υλικών με βέλτιστο κύκλο διάρκειας ζωής και με τη νέα ψηφιακή εποχή με όλα τα εργαλεία της, προς όφελος του ανθρώπου παντα.

3DPRINTING X SD

177

θετικά και περαιτέρω ανάπτυξη

Θετικά • •

Προσιτή εξατομικευση

•

Κατασκευή αποδοτικών κτιρίων

•

Ένα μηχάνημα με άπειρες επιλογές παραγωγής

•

Ψηφιακή αποθήκη

•

Μικρή κλίμακα εκτύπωσης nano

•

Αποδοτική χρήση φυσικών πόρων

•

Μείωση χρήσης υλικών

•

Περίπλοκες γεωμετρίες

•

Μεμονωμένη παραγωγή

•

In-situ κατασκευή

•

Προσβάσιμες κατασκευές

•

Δημιουργία νέας γραμμής παραγωγής

•

Ενεργειακά αποδοτική διαδικασία κατασκευής, μικρότερες μολύνσεις

•

Περιβαλλοντικά φιλική κατασκευή

•

Μείωση απορριμάτων

•

Βελτιστες μηχανικές συμπεριφορές στοιχείων, βελτιστος σχεδιασμος

•

Μείωση περιβαλλοντικού και οικονομικού κόστους μεταφοράς αντικειμένων

•

Μειωμένα κόστη κατασκευής

•

Αποφυγή ατυχηματων κατα την κατασκευή

•

Μειωμένη διάρκειας κατασκευής

•

Ελαχιστοποίηση πιθανοτήτων λάθους

•

Ηθική αρχιτεκτονική ελευθερία κατασκευής

•

Μείωση ανισοτήτων φύλων στην κατασκευή

• •

Δημιουργία τοπικής γραμμής παραγωγής

Περαιτέρω ανάπτυξη • •

Κατασκευή μεγάλων όγκων οικονομικά

•

Ποικιλία υλικών

•

Πολλα υλικά σε ένα εκτυπωτή

•

Μεγάλη κλίμακα

•

Διάρκεια ζωής κατασκευής

•

Η μετάβαση θα αργήσει ακόμα

•

Συμμόρφωση με τους οικοδομικούς κανονισμους

• •

Συνέπεια ποιότητας 3DPRINTING X SD

179

07 συμπεράσματα Μετά τα δεδομένα των χαρακτηριστικών της τεχνολογίας, παραμένει άγνωστη η μελλοντική ανάπτυξη της, είτε δεν θα καταφέρει να ικανοποιήσει τις ανάγκες του κλάδου είτε θα ξεπεράσει κάθε προσδοκία, αμφίβολη απάντηση. Ωστόσο, μετά απο λίγα μόλις χρόνια έρευνας έχει προσελκύσει τα βλέμματα πολλών αρχιτεκτόνων. Μεγαλύτερο πλεονέκτημα της και απο την οικονομική, γρήγορη κατασκευή είναι το εύρος των περιπτώσεων που μπορεί να δώσει λύσεις αλλά και ότι είναι δυνατή η συνεργασία με άλλες τεχνολογίες. Μέσω του επαναπροσδιορισμού της κλίμακας και της σχέσης της με τον άνθρωπο, τον ξαναεισάγει στην συζήτηση του σχεδιασμού και τον φέρνει στο επίκεντρο. Την στιγμή που απαιτείται μια κυκλική οικονομία για την αποφόρτωση του περιβάλλοντος και της ατμόσφαιρας, προσφέρει εναλλακτικές που δεν ήταν πιθανές με συμβατικούς τρόπους. Συνολικά, φαίνεται να προκαλεί πολλές θετικές αλλαγές σε κακές πρακτικές, με μικρές ακόμα ατέλειες που με το χρόνο και την έρευνα μπορούν να διορθωθούν. Προσωπικά, για τους παραπάνω λόγους πιστεύω πως θα φέρει μια νέα εποχή στον τρόπο σχεδίασης και κατασκευής. Ακόμα και να μην ικανοποιήσει όλες τις ανάγκες του κλάδου, υπάρχει μια ολόκληρη πλευρά της κοινωνίας που θα επωφεληθεί πάρα πολύ απο την χρήση της τεχνολογίας αυτής. Οι κοινότητες αυτές μπορεί να είναι απο κοινότητες με χαμηλά εισόδημα είτε απο της κοινότητας που σχεδιάζει την κατοίκιση σε έναν άλλο πλανήτη. Τέλος, η ταχύτητα με την οποία αναπτύσσεται δείχνει ότι στο κοντινό μέλλον θα δούμε πραγματικά τι μπορεί να προσφέρει στην αρχιτεκτονική και στους ανθρώπους.

3DPRINTING X SD

181

08 βιβλιογραφία 1. Huang, L., Krigsvoll, G., Johansen, F., Liu, Y., & Zhang, X. (2018). Carbon emission of global construction sector. Elsevier, 1906-1916 2. Dossche, C., Boel, V., & Corte, W. D. (2017). Use of Life Cycle Assessments in the Construction Sector: Critical Review. Elsevier: Procedia Engineering, 302-311.

3. Estimating Energy Consumption during Construction of Buildings: A Contractor’s Perspective SANDEEP SHRIVASTAVA, ABDOL CHINI, Rinker School of Building Construction, University of Florida, Gainesville, FL, USA 4. https://oceanservice.noaa.gov/facts/coral_bleach.html 5. S.S. Muthu, M.M. Savalani, Handbook of sustainability in additive manufacturing (Publisher Springer Singapore, 2016) 6. Estimating Energy Consumption during Construction of Buildings: A Contractor’s Perspective 7. https://www.un.org/en/sections/issues-depth/population/index.html 8. https://www.iea.org/reports/sdg7-data-and-projections/access-to-electricity 9. https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/great-pacific-garbage-patch/ 10. https://royalsociety.org/~/media/royal_society_content/policy/projects/people-planet/2012-04-25-peopleplanet.pdf 11. AN ARCHITECTURE GUIDE to the UN 17 Sustainable Development Goals : Institute of Architecture and Technology, KADK, The Danish Association of Architects, The UIA Commission on the UN Sustainable Development Goals 12. BENDSØE M.P., “Topology optimization”, in Encyclopedia of Optimization, Springer, pp. 2636–2638, 2001 13. BRACKETT D., ASHCROFT I., HAGUE R., “Topology optimization for additive manufacturing”, in Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium, Austin, TX, vol.

1, pp. 348–362, 2011 14. Χρήση generative design, machine learning για την επίλυση ζητημάτων των πόλεων, https://www.sidewalklabs.com/blog/a-first-step-toward-the-future-of-neighbor-

hood-design/ 15. 10.3846/est.2018.1469 , INNOVATIVE SOLUTIONS IN CONSTRUCTION INDUSTRY. REVIEW OF 2016–2018 EVENTS AND TRENDS 16. https://doi.org/10.1007/978-3-319-63709-9_20 , Springer International Publishing AG, part of Springer Nature 2018 17. 3D Concrete Printing Technology2019, Pages 349-370 https://doi.org/10.1016/ B978-0-12-815481-6.00017-8 18. https://d-shape.com/our-technology/ 19. 3D printing of concrete structures , Eindhoven University of Technology 20. Department of the Built Environment Master Architecture, Building and Planning Specialization Structural Design 21. 10.1016/j.proeng.2016.07.357 , International Conference on Ecology and new Building materials and products, ICEBMP 2016 ,3D printing of buildings and building components as the future of sustainable construction?

22. BOS F.P., AHMED Z.Y., WOLFS R.J.M. et al., “3D printing concrete with reinforcement”, in High Tech Concrete: Where Technology and Engineering Meet, pp. 2484–2493, 2018.

23. WU P., WANG J., WANG X., “A critical review of the use of 3-D printing in the construction industry”, Automation in Construction, vol. 68, pp. 21–31, August 2016 24. Institute for Advanced Architecture of Catalonia (IAAC). Minibuilders. http:// robots. iaac.net/ 25. https://science.sciencemag.org/content/sci/162/3859/local/ed-board.pdf 26. https://www.clubofrome.org/publication/the-limits-to-growth/ 27. http://www.ask-force.org /web/Sustainability/Brundtland-Report-Original-19870804.pdf 28. https://doi.org/10.1155/2013/648943 , Stay-in-Place Formwork of TRC Designed as Shear Reinforcement for Concrete Beams, O. Remy, J. Wastiels, and T. Tysmans 29. https://doi.org/10.1016/j.addma.2019.100894 , Additive manufacturing in construction: A review on processes, T applications, and digital planning methods 30. MESH MOULD:AN ON SITE, ROBOTICALLY FABRICATED, FUNCTIONAL FORMWORK , https://www.designboom.com/technology/gramazio-kohler-meshmould-07-25-2016/ , https://dfabhouse.ch/mesh_mould/ 31. S.S. Muthu, M.M. Savalani, Handbook of sustainability in additive manufacturing (Publisher Springer Singapore, 2016) 32. https://doi.org/10.1007/978-3-319-63709-9_20 , Springer International Publishing AG, part of Springer Nature 2018 33. Fallis, A. . (2013) Construction Materials Their nature and behaviour, Journal of Chemical Information and Modeling. doi: 10.1017/CBO9781107415324.004.

34. 3D Printing of Concrete within the South African Building and Construction 35. Industry , GREENOVATE: 3D PRINTING OF CONCRETE 36. 10.1016/j.proeng.2016.07.357 , 3D printing of buildings and building components as the future of sustainable construction? , Izabela Hager*, Anna Golonka, Roman Putanowicz , Procedia Engineering 151 (2016) 292 – 299 37. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816805-9.00001-6 , 2020 38. The new 3Dprinting, Mark Zastrow, Nature 20 , Vol578, 6 February 2020 39. 08 April 2019, ISBN:9781786303417 |Online ISBN:9781119610755 |DOI:10.1002/9781119610755, © ISTE Ltd 2019 40. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2018.05.005 , Additive manufacturing technology

3DPRINTING X SD

183

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

55.

56.

57.

58.

59.

60.

61.

62.

63.

64.

and its implementation in construction T as an eco-innovative solution , Seyed Hamidreza Ghaffara,Jorge Corkerb, Mizi Fana 10.1016/j.promfg.2019.09.022 The load of sustainability for Additive Manufacturing processes http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2016.03.097 , Large-scale 3D printing of ultra-high performance concrete – a new processing route for architects and builders R. Duballet, C. Gosselin, P. Roux, Additive Manufacturing and Multi-Objective Optimization of Graded Polystyrene Aggregate Concrete Structures, in: M. Thomsen, M. Tamke, C. Gengnagel, B. Faircloth, F. Scheurer (Eds.), Modelling Behaviour- Design Modelling Symposium 2015, Springer, 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2016.03.097 , Large-scale 3D printing of ultra-high performance concrete – a new processing route for architects and builders https://www.britannica.com/topic/architecture Sustainable Architecture in Vorarlberg, Energy Concepts and Construction Systems Ulrich Dangel, Berlin, ISBN: 978-3-0346-0119-1 , 2010 RIBA Architecture, Ethics in Architectural Practice , 2015 https://www.architecture. com/-/media/GatherContent/UN-Sustainable-Development-Goals-in-Practice/Additional-Documents/EthicsinArchitecturalPracticeCaseStudiespdf.pdf https://www.worlddata.info/populationgrowth.php RIBA Architecture, UN Sustainable Development Goals in Practice, https://www.architecture.com/-/media/GatherContent/UN-Sustainable-Development-Goals-in-Practice/Additional-Documents/UNSustainableDevelopmentGoalsinPracticepdf.pdf https://voices.uchicago.edu/201504arth15709-01a2/2015/11/16/concrete/ https://www.academia.edu/43126642/The_Developing_Story_of_Concrete_in_a_ Nutshell https://www.nachi.org/history-of-concrete.htm https://yr-architecture.com/key-considerations-when-building-in-remote-locations/ NET ZERO ENERGY BUILDINGS, KARSTEN VOSS EIKE MUSALL 978-3-920034-80-5, 2013 https://youmatter.world/en/definition/definitions-sustainable-development-sustainability/ https://allthatsinteresting.com/hong-kong-housing-crisis Huang, L., Krigsvoll, G., Johansen, F., Liu, Y., & Zhang, X. (2018). Carbon emission of global construction sector. Elsevier, 1906-1916.

Dossche, C., Boel, V., & Corte, W. D. (2017). Use of Life Cycle Assessments in the Construction Sector: Critical Review. Elsevier: Procedia Engineering, 302-311.

NASA, The Causes of Climate Change, https://climate.nasa.gov/causes/ Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide, Rebecca Lindsey, August 14, 2020, https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide https://www.researchgate.net/publication/228850665_The_energy_design_process_for_designing_and_constructing_high-performance_buildings https://www.archdaily.com/928391/why-flexibility-and-material-reuse-are-key-aspects-of-sustainability https://databank.worldbank.org/reports.aspx?source=health-nutrition-and-population-statistics:-population-estimates-and-projections# https://www.iea.org/reports/sdg7-data-and-projections/access-to-electricity

65. https://royalsociety.org/~/media/royal_society_content/policy/projects/people-planet/2012-04-25-peopleplanet.pdf 66. The Royal Danish Academy - Architecture, Design, Conservation, ‘An Architecture Guide to the UN 17 Sustainable Development Goals Volume 2, https://royaldanishacademy.com/news/sadan-kan-arkitektur-vaere-med-til-na-fns-verdensmal 67. https://dbt.arch.ethz.ch/project/topology-optimisation-concrete-slab/ 68. https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2021/jan/lobster-concrete , Bio-inspired concrete, RMIT Australia 69. https://sculptur.se/projects/ , Sculptur, Sweden 70. https://selfassemblylab.mit.edu/4d-printing/9xjl2g4mqtbx1p7qkbv00v6reu8tak , Self-Assembly Lab, MIT 71. https://selfassemblylab.mit.edu/programmable-materials , Self-Assembly Lab, MIT

3DPRINTING X SD

185

09 εικονογραφία 1. Andreas Gursky, Paris, Montparnasse, 1993© Andreas Gursky / VG Bild-Kunst, Bonn 2015; Courtesy Sprüth Magers, https://www.bbc.com/culture/article/20151106-andreas-gursky-the-bigger-the-better 2. Johnny Miller’s Unequal Scenes, 2018 https://unequalscenes.com/masiphumelele-lake-michelle 3. Gerrit Rietveld, Netherlands - Utrecht, Rietveld Schröder House, https://www. rietveldschroderhuis.nl/en/visit 4. Michael Wolf, Hong Kong, Architecture of Density, 2014 https://www.lensculture. com/mwolf?modal=project-581 5. Greg Girard, Walled City, Tung Tau Tsuen Rd, 1987, http://www.greggirard.com/ work/city-of-darkness-revisited-(book)-13 6. https://www.sustainability-times.com/environmental-protection/in-india-air-pollution-is-a-far-worse-threat-than-covid-19/ 7. https://www.archdaily.com/925216/subject-biocities-beyond-the-digitial-vicente-guallart-for-the-shenzhen-biennale-uabb-2019 8. https://science.sciencemag.org/content/sci/162/3859/local/ed-board.pdf 9. https://www.clubofrome.org/publication/the-limits-to-growth/ 10. http://www.ask-force.org/web/Sustainability/Brundtland-Report-Original-19870804.pdf 11. Σκίτσο Δέσποινα Παπαδοπούλου 12. Digital Building Technologies, Topology optimisation concrete slab, 2018, https:// dbt.arch.ethz.ch/project/topology-optimisation-concrete-slab/ 13. Chuck Hull, Stereolithography Apparatus, 1984, https://www.3dsystems.com/ our-story 14. Σκίτσο Δέσποινα Παπαδοπούλου 15. Σκίτσο Δέσποινα Παπαδοπούλου 16. Σκίτσο Δέσποινα Παπαδοπούλου 17. Bio-inspired concrete, RMIT Australia, 2021 https://www.rmit.edu.au/news/all-

news/2021/jan/lobster-concrete 18. https://sculptur.se/projects/ , Sculptur, Sweden 19. Self-Assembly Lab, MIT, https://selfassemblylab.mit.edu/4d-printing/9xjl2g4mqtbx1p7qkbv00v6reu8tak 20. Self-Assembly Lab, MIT, https://selfassemblylab.mit.edu/programmable-materials 21. Σκίτσο Δέσποινα Παπαδοπούλου ΕΝΟΤΗΤΑ 1: 22. http://emergingobjects.com/project/saltygloo/ 23. https://xtreee.com/en/project/32-recifs-artificiels-pour-le-cap-dagde/ 24. https://xtreee.com/en/project/5-habitats-a-merous-a-monaco/ 25. https://xtreee.com/en/project/xreef/ 26. https://xtreee.com/en/project/woven-concrete-benches/ 27. https://thenewraw.org/Print-Your-City-Amsterdam 28. https://www.printyour.city/thessaloniki 29. https://www.swims.hku.hk/post/hku-architects-and-marine-scientists-co-developnovel-3d-printed-reef-tiles 30. https://dbt.arch.ethz.ch/project/concrete-choreography/ 31. https://theswna.com/projects/the-curtained-wall ΕΝΟΤΗΤΑ 2: 32. http://emergingobjects.com/portfolio/ 33. https://medium.com/@eric_geboers/rebuiling-notre-dame-a-phoenix-rising-fromthe-ashes-f087bf89f5ed 34. https://www.desamanera.com/en/3d-printers-for-minerals/#benefits-and-advantages ΕΝΟΤΗΤΑ 3: 35. http://emergingobjects.com/project/seed-stitch/ 36. https://mediatedmattergroup.com/glass-ii 37. https://www.aectual.com/floor/ 38. https://www.aectual.com/roomdivider/ 39. https://www.aectual.com/sunroof/ 40. https://www.aectual.com/facade-temporary/ 41. http://www.emergingobjects.com/project/cool-brick/ 42. https://www.designboom.com/design/bat-el-hirsh-3d-prints-earthenware-naturalcooling-system-09-15-2020/ 43. http://www.emergingobjects.com/project/involute-wall/ ΕΝΟΤΗΤΑ 4: 44. https://www.aectual.com/facade-concrete/ 45. https://www.batiprint3d.com/en 46. http://www.xtreee.eu/project-facade-panels/ 47. https://dbt.arch.ethz.ch/project/digitalmetal-deep-facade/ 48. https://dbt.arch.ethz.ch/project/topology-optimisation-concrete-slab/ 49. https://www.aectual.com/stair/

3DPRINTING X SD

187

50.

51.

52.

53.

https://gramaziokohler.arch.ethz.ch/web/e/forschung/221.html https://dfabhouse.ch/smart-slab/ https://dfabhouse.ch/smart-dynamic-casting/ https://solardecathlon.wustl.edu

ΕΝΟΤΗΤΑ 5: 54. http://www.emergingobjects.com/project/quake-column/ 55. YRYS Concept House in Alençon, https://xtreee.com/en/project/maison-yrys-aalencon/ 56. https://dbt.arch.ethz.ch/project/3d-printed-reinforced-beam/ 57. https://www.3dwasp.com/en/the-delta-wasp-4-metres-high-printer-for-an-importantarchitectural-project/ 58. ashen cabin , https://www.hannah-office.org/work/ashen 59. https://www.winsun3dbuilders.com/ 60. https://xtreee.com/en/project/deversoir-dorage/ 61. https://xtreee.com/en/project/cloche-de-demarrage-de-tunnellier/ 62. https://www.3dwasp.com/en/3dprinted-wall/ 63. https://www.ricehouse.it/eng-home ΕΝΟΤΗΤΑ 6: 64. https://www.3dprintedhouse.nl/en/project-info/project-milestone/ 65. https://haus.me/gallery/ 66. https://www.dezeen.com/2014/04/24/chinese-company-3d-prints-buildings-construction-waste/ 67. Urban Cabin, Netherlands, https://houseofdus.com/project/urban-cabin/ 68. Canal House, Netherlands, https://houseofdus.com/#project-3d-print-canal-house 69. https://www.3dhousing05.com/ 70. https://iaac.net/project/3d-printed-bridge/ 71. https://mx3d.com/projects/smartbridge/ 72. https://news.tsinghua.edu.cn/en/info/1002/7941.htm 73. https://iaac.net/project/digital-adobe/ 74. https://iaac.net/project/on-site-robotics/ 75. http://www.xtreee.eu/projectspavilion-for-dubaimunicipality/ ΕΝΟΤΗΤΑ 7: 76. https://www.aispacefactory.com/ 77. https://www.arup.com/projects/3d-printed-concrete-house 78. https://news.trust.org/item/20210215142828-zv3th/ 79. https://3dprintingindustry.com/news/kamp-c-completes-two-storey-3d-printedconstruction-project-175439/ 80. https://all3dp.com/2/vulcan-ii-2-3d-printer/ 81. https://www.iconbuild.com/updates/3strands-announces-countrys-first-3d-printed-homes-for-sale-Austin 82. https://3dprintingindustry.com/news/kamp-c-completes-two-storey-3d-printedconstruction-project-175439/ 83. https://www.3dwasp.com/en/3d-printed-house-tecla/ 84. https://mediatedmattergroup.com/digital-construction-platform

ΕΝΟΤΗΤΑ 8: 85. https://www.aispacefactory.com/marsha 86. https://haitiliberte.com/the-story-of-the-haitisearthquake-camps/ 87. https://worldcouncilfornature.files.wordpress.com/2018/03/no-comments1.jpg?w=500 88. ω

3DPRINTING X SD

189