digital materialization by Ioakeim Patsios-Boutoulousis

1 Εισαγωγή

Περιεχόμενα

1 Εισαγωγή

σ.9-13

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

σ.14-37

2.1 19ος αιώνας: Βιομηχανική επανάσταση

σ.15-17

2.2 Έργα μηχανικών

σ.17-20

2.3 Το κίνημα Arts and Crafts

σ.20

2.4 20ος αιώνας

σ.20-21

2.5 Μοντερνισμός

σ.21-25

2.6 Μεταμοντερνισμός

σ.25-29

2.7 High Tech

σ.29-31

2.8 Σύγχρονος φορμαλισμός

σ.31-33

2.9 Σύγχρονες προσεγγίσεις έξω από τη ψηφιακή αρχιτεκτονική

σ.33-36

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

σ.38-51

3.1 Το τεχνολογικό υπόβαθρο της εποχής της ψηφιακής πληροφορίας

σ.39-40

3.2 Επαναπροσδιορισμός του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και της υλοποίησης με τη χρήση των ψηφιακών μέσων

σ.40-45

3.3 Άμεση σύνδεση των αρχιτεκτονικών διαδικασιών με τη βοήθεια των ψηφιακών εργαλείων

σ.45-51

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

σ.52-75

4.1 Σύγχρονες μέθοδοι στη γένεση και το σχεδιασμό της μορφής στην ψηφιακή αρχιτεκτονική

σ.53-58

4.2 Μελέτες σχηματισμού της μορφής βασισμένες στην ύλη και σε διαδικασίες της φύσης

σ.59-70

4.3 Οι εξελίξεις στη μορφή και τη δομή των κτιρίων από τη χρήση των ψηφιακών εργαλείων

σ.70-75

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

σ.76-91

5.1 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής και νέες δυνατότητες

σ.77-81

5.2 Ψηφιακές μέθοδοι παράγωγης στην κλίμακα κτιρίων – Προσαρμοστικό σύστημα δόμησης

σ.81-85

5.3 Διαχείριση συμβατικών υλικών και δομικών στοιχείων από ψηφιακές μεθόδους κατασκευής

σ.85-91

6 Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική 6.1 Η επιρροή του 20ου αιώνα στα υλικά 6.2 Σύγχρονες αντιλήψεις και εξελίξεις στον τομέα των υλικών 6.3 Σύγχρονα Υλικά

σ.92-123 σ.93-97 σ.97-107 σ.107-123

Περιεχόμενα

7.Case studies

σ.124-161

Πειραματική αρχιτεκτονική Michael Hensel/ Achim Menges, Form-Finding and Dynamic Relaxation: Membrane Morphologies

σ.124-125

Achim Menges, Component Differentiation and Proliferation: Paper-Strip Experiment

σ.126-127

Joseph Kellner/David Newton (Michael Hensel/ Achim Menges), Differential Surface Actuation: Metapatch Project

σ.126-129

Steffen Reichert, Responsive Surface Structures Envirogrid pergola

σ.130-132

Κτίρια UN Studio, Mercedes Benz Museum, Stuttgart, 2006

σ.134-137

Shigeru Ban/Jean de Gastines, Centre Pompidou, Metz, 2010

σ.138-141

Asymptote, Yas Hotel, Abu Dhabi, 2009

σ.140-143

Barkow Leibinger, Gatehouse for the Trumpf factory, Ditzingen, 2007

σ.142-145

Nox Architects, Maison Folie, Lille, 2004

σ.144-147

Herzog & de Meuron, 40 Bond Street, New York, 2007

σ.146-149

Foreign Office Architects, International Port Terminal, Yokohama, 2002

σ.148-151

Peter Cook/ Colin Fournier, Kunsthaus, Graz, 2003

σ.150-152

Zaha Ηadid, Interiors

σ.154-157

PTW Architects, National Aquatics Center (Watercube), Beijing, 2008

σ.158-161

8 Επίλογος

σ.162-167

Βιβλιογραφία

σ.168-179

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης - τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών - 2010 - Ερευνητική εργασία digital materialization- ψηφιακή υλοποίηση - επιβ. Μαρία Βογιατζάκη - φοιτ. Πάτσιος Μπουτουλούσης Ιωακείμ 6753

1 Εισαγωγή

1 Εισαγωγή ερευνητικού θέματος Η αρχιτεκτονική υλοποιείται μέσω των διαδικασιών κατασκευής και των υλικών. Η υλοποίηση όμως στο μεγαλύτερο κομμάτι της ιστορίας της αρχιτεκτονικής είχε δευτερεύουσα σημασία γιατί προτεραιότητα δινόταν στην σύνθεση της μορφής των κτιρίων. Η αρχιτεκτονική όμως ήταν από πάντα στενά συνδεδεμένη με την υλοποίηση δηλαδή με τα υλικά και τις μεθόδους κατασκευής με μία σχέση αλληλεπίδρασης και ανάδρασης. Οι καινοτόμες αναζητήσεις του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού δημιουργούν διαρκώς νέες απαιτήσεις υλοποίησης αλλά και νέες κατασκευαστικές δυνατότητες και καινούργια υλικά οδηγούν σε ριζικές αλλαγές στην αρχιτεκτονική. Ο σχεδιασμός, ο σχηματισμός της μορφής και προπαντός η κατασκευαστική διαδικασία έχουν επηρεαστεί και έχουν αλλάξει ριζικά από τις διαφορετικές κατασκευαστικές μεθόδους κατά τη διάρκεια της ιστορίας. Ακόμη υλικά όπως το μπετόν και ο χάλυβας άλλαξαν την πορεία της σκέψης των αρχιτεκτόνων στις αρχές του 20ου αιώνα και οδήγησαν στη γένεση ολόκληρων κινημάτων. Τα σύγχρονα υλικά και οι σύγχρονοι μέθοδοι κατασκευής έχουν ασκήσει βαθειά επιρροή στις πιο πρόσφατες εξελίξεις ης αρχιτεκτονικής. Η επιρροή αυτή είναι ορατή σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων των σχεδιαστικών μεθόδων, της γένεσης και επεξεργασία της μορφής. Παράλληλα οι σύγχρονες τάσεις στην αρχιτεκτονική σύνθεση και ειδικότερα τα ψηφιακά παραδείγματα έχουν κάνει μία στροφή στην υλικότητα και βλέπουν την υλοποίηση και τις ιδιότητες των υλικών και της ύλης γενικότερα από καινούργιες σκοπιές με πολύ έντονο ενδιαφέρον. Η ψηφιακή τεχνολογία έκανε την εμφάνισή της την τελευταία πεντηκονταετία και χρησιμοποιείται σε όλο και περισσότερους τομείς. Στην αρχιτεκτονική η ψηφιακή τεχνολογία εισήχθηκε με ποικίλους τρόπους και σε διαφορετική χρονική στιγμή στα διάφορα στάδιά της. Ο σχεδιασμός και η κατασκευή επηρεάστηκαν αρχικά ξεχωριστά από τη χρήση ψηφιακών εργαλείων και για πολλά χρόνια υπήρχε μια αναντιστοιχία μεταξύ των δύο. Σιγά σιγά όμως η χρήση έγινε πιο συνετή. Χρησιμοποιήθηκε σε όλα τα στάδια σχεδιασμού και της κατασκευής, βελτιώνοντας τη διαχείρισή τους, γεφυρώνοντας τα κενά και ισχυροποιώντας τις σχέσεις αλληλεξάρτησης που υπήρχαν μεταξύ τους. Αυτή η συνετή χρήση δημιουργεί ένα συνεκτικό σύνολο αποτελεσματικών εργαλείων και διαδικασιών για τους αρχιτέκτονες και ανοίγει νέους ορίζοντες στην αρχιτεκτονική. Μέσα από αυτήν τη νέα ψηφιακή διάσταση της αρχιτεκτονικής πρακτικής δημιουργήθηκαν πολλές διαφορετικές τάσεις και πολλές φορές το μόνο κοινό σημείο που τις συνδέει είναι η χρήση ψηφιακών εργαλείων. Οι περισσότερες από τις κυρίαρχες τάσεις 9

της ψηφιακής αρχιτεκτονικής που προσπαθούν να πετύχουν μια αρχιτεκτονική υψηλών επιδόσεων, έχουν στραφεί σε ένα νέο ενδιαφέρον για την εξέταση της υλικής διάσταση της αρχιτεκτονικής μέσα από το πρίσμα της ψηφιακής τεχνολογίας. Δίνουν μεγάλη σημασία στα υλικά και τις δυνατότητές τους και χαρακτηρίζονται από την ολοκληρωμένη αξιοποίηση των ψηφιακών μέσων στο σύνολο της αρχιτεκτονικής διαδικασίας. Η προσπάθεια για διαχείριση της πολυπλοκότητας στο σχεδιασμό πολλές φορές χρησιμοποιεί μηχανισμούς όμοιους με τους μηχανισμούς οργάνωσης και συσχέτισης των φυσικών υλικών συστημάτων και των εσωτερικών δομών της ύλης. Οι διαδικασίες μορφογένεσης αλλά και υλοποίησης επηρεάζονται από μορφογενετικές δυνατότητες και τη δομή των βιολογικών οργανισμών και των υλικών σχηματισμών της φύσης παράγοντας συνθετότερες γεωμετρικές δομές πέραν της ευκλείδειας γεωμετρίας. Το υλικό αλλά και η κατασκευαστική μέθοδος υπολογίζεται ως βασικός παράγοντας από τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού μέχρι την ολοκλήρωση της κατασκευαστικής διαδικασίας. Όλα αυτά παράγουν μια αρχιτεκτονική προσανατολισμένη στην αυξημένη ποιότητα και τις εκτεταμένες δυνατότητες παρά στη περίπλοκη οπτική σύνθεση. Το υλικό, η κατασκευαστική διαδικασία, οι πολύπλοκες αναζητήσεις για τις επιδόσεις των μορφών αποτελούν παραμέτρους ενός σχεδιασμού που ελέγχεται πραγματοποιείται και τελικά κατασκευάζεται με τη βοήθεια ψηφιακών εργαλείων. Παράλληλα οι απαιτήσεις των υλικών αυξάνονται αφού πρέπει να καλύψουν περισσότερες παραμέτρους του σχεδιασμού και να υλοποιήσουν κατασκευές με αυξημένη πολυπλοκότητα. Προηγμένες κατασκευαστικές μέθοδοι βασισμένες στα ψηφιακά μέσα δίνουν τη δυνατότητα για τη διαχείριση και υλοποίηση πολύπλοκων κατασκευών, αλλά και την παραγωγή βελτιωμένων υλικών. Η τεχνολογία στρέφεται στις ιδιότητες και τις βαθύτερες δομές της ύλης, όπου παρεμβαίνει με μηχανικούς, χημικούς τρόπους ή με τη χρήση εξελιγμένων μεθόδων (όπως της νανοτεχνολογίας), για να επιτύχει τα απαιτούμενα αποτελέσματα. Η ύλη αντιμετωπίζεται στην πλήρη πολυπλοκότητά της. Προκύπτουν υλικά βελτιωμένα με πολύπλοκες δυνατότητες σε σχέση με τα παραδοσιακά. Επίσης, τα συμβατικά υλικά αναθεωρούνται και χρησιμοποιούνται και αυτά με τρόπους που καταφέρνουν να ανταπεξέλθουν στην πολυπλοκότητα της ψηφιακής αρχιτεκτονικής. Οι νέες τάσεις στα υλικά επεκτείνουν τα όρια των κατασκευαστικών δυνατοτήτων, αλλά το σημαντικό είναι ότι στα ψηφιακά παραδείγματα κυρίως επαναπροσδιορίζεται ριζικά ο ρόλος του υλικού που γίνεται αναπόσπαστο κομμάτι των αρχιτεκτονικών διαδικασιών. Στόχος αυτού του ερευνητικού θέματος είναι να μελετήσει τη τάση της ψηφιακής αρχιτεκτονικής για διαχείριση της πολυπλοκότητας μέσω των διαδικασιών υλοποίησης και των πολύπλοκων ιδιοτήτων των υλικών. Αρχικά γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή που εξετάζει πώς ο παράγοντας 10

1 Εισαγωγή

υλικό και οι μέθοδοι υλοποίησης αντιμετωπίστηκαν στα αρχιτεκτονικά κινήματα και τις τάσεις σχεδιασμού των δύο προηγούμενων κυρίως αιώνων. Παρουσιάζεται κυρίως η σχέση των δύο παραγόντων με τη σύνθεση το σχεδιασμό και το σχηματισμό της μορφής μέσα στο γενικότερο πλαίσιο της κάθε χρονικής περιόδου. Στη συνέχεια αναλύονται οι αρχές της ψηφιακής αρχιτεκτονικής και κυρίως των τάσεων που προσανατολίζονται στην κατασκευαστική και υλική διάστασή της. Η αρχιτεκτονική διαδικασία αυτών των τάσεων χωρίζεται σε 3 στάδια που αποτελούν και τα 3 βασικά κεφάλαια του ερευνητικού: Η διαδικασία σχεδιασμού της μορφής με τη χρήση ψηφιακών εργαλείων, η κατασκευαστική διαδικασία με τη βοήθεια νέων τεχνολογιών βασισμένων στα ψηφιακά μέσα και τέλος το υλικό και οι σύγχρονες δυνατότητές του με βάση τις εξελίξεις στην επιστήμη των υλικών. Η διαδικασία σχεδιασμού της μορφής ελέγχεται με τις νέες ψηφιακές τεχνολογίες που επεκτείνουν κατά πολύ τις δυνατότητές της. Οι αρχιτέκτονες με αυτές τις μεθόδους είναι ικανοί να διαχειρίζονται αυξημένη πολυπλοκότητα και έτσι όλο και περισσότερες παράμετροι εισάγονται στο σχεδιασμό. Δύο κυρίαρχες παράμετροι που παλαιότερα δεν ήταν δυνατό να εισέλθουν εύκολα από τα πρώτα στάδια της σχεδιαστικής διαδικασίας είναι το υλικό και οι μέθοδοι κατασκευής. Τώρα εντάσσονται από την αρχή στο σχεδιασμό της μορφής και οι περιορισμοί και οι δυνατότητές τους λαμβάνονται υπ όψιν από το σχεδιαστή. Η δυνατότητα για τη διαχείριση της πολυπλοκότητας έφερε στο προσκήνιο τη μελέτη των υλικών δομών της φύσης και τη χρήση τους ως συστήματα στην αρχιτεκτονική. Τα χαρακτηριστικά των σχηματισμών της ύλης και οι δυνατότητές της εισάγονται σε ψηφιακά συστήματα παραγωγής και επεξεργασίας της μορφής, όπως και σε παραγωγικές ή κατασκευαστικές διαδικασίες. Οι μορφές που παράγονται περιγράφονται από γεωμετρίες πέραν της ευκλείδειας και παρουσιάζουν συνήθως ένα βαθμό πολυπλοκότητας που τις επιτρέπει να διαχειριστούν πιο αποτελεσματικά τις παραμέτρους του σχεδιασμού. Η διαχείριση της πολυπλοκότητας είναι το κύριο ζητούμενο και στην κατασκευαστική διαδικασία. Με τα ψηφιακά εργαλεία γίνεται δυνατή μια άμεση σύνδεση του σχεδιασμού με την παραγωγή και πολύπλοκες κατασκευές είναι δυνατό να υλοποιηθούν με μεγάλη ακρίβεια. Τα εργαλεία και τα μηχανήματα αυτά έχουν φέρει ραγδαίες αλλαγές στο σύνολο των παραγωγικών και κατασκευαστικών μεθόδων και οι παλαιοί τρόποι, όπως η μαζική παραγωγή, έχουν αναθεωρηθεί σε μεγάλο βαθμό. Η ευελιξία των νέων εργαλείων καθιστά δυνατή την απαλλαγή από την τυποποίηση, την απελευθέρωση του σχεδιαστή και επεκτείνει τις δυνατότητες για τη δημιουργία πιο αποτελεσματικών μορφών. Η απαιτούμενη πολυπλοκότητα, ενσωματώνεται στην κατασκευή είτε αυτή αποτελείται από συμβατικά υλικά είτε από σύγχρονα υλικά ικανά να παραλάβουν καμπύλες γεωμετρίες. Με τις ψηφιακές μεθόδους κατασκευής γίνεται δυνατή η αποτελεσματική αξιοποίηση των 11

σύγχρονων καινοτόμων υλικών, αλλά ανοίγονται και νέες δυνατότητες στη χρήση και επεξεργασία των συμβατικών υλικών. Τα σύγχρονα υλικά προκύπτουν από διαδικασίες παραγωγής που αντιμετωπίζουν την ύλη στο σύνολο της πολυπλοκότητάς της και απομακρύνονται από τη βιομηχανική τυποποίηση. Σύνθετα υλικά με σύνθετη δομή που μπορεί να ελεγχθεί και να διαμορφωθεί ανάλογα με τις ανάγκες προσφέρουν πολύ ισχυρά χαρακτηριστικά και καινοτόμες δυνατότητες. Έξυπνα υλικά καταφέρνουν να ενσωματώσουν πλήθος λειτουργιών στις ιδιότητες τους όπως αντίληψη σε ερεθίσματα αλλά και απόκριση σε αυτά αντικαθιστώντας περίπλοκους μηχανισμούς και ηλεκτρονικά κυκλώματα. Έτσι πολλές καινοτόμες ιδιότητες προκύπτουν από μια τεράστια δυναμική παλέτα υλικών που μπορεί να προσαρμοστεί στις εκάστοτε ανάγκες αλλάζοντας ριζικά τη συμβατική λογική και τη φιλοσοφία γύρω από τα υλικά. Τα συμπεράσματα αναφέρονται στις συνθήκες που προέκυψαν από τη αλλαγή που έφερε η ψηφιακή τεχνολογία στην αρχιτεκτονική και κυρίως στην υλοποίηση και τη διαχείριση των υλικών και θέτουν προβληματισμούς για το μέλλον. Αν ο αρχιτέκτονας ξεπεράσει τη συναρπαστική μορφολογική δυνατότητα των ψηφιακών εργαλείων και ασχοληθεί με μία πιο συνεπή και συνεκτική χρήση του συνόλου των ψηφιακών εργαλείων, θα μπορέσει να διεκδικήσει ξανά μία κυρίαρχη θέση όχι μόνο στο σχεδιασμό αλλά και στην κατασκευή πάνω στα πρότυπα των αρχιτεχνιτών του μεσαίωνα; Παρόλα τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει η άμεση σύνδεση του σχεδιασμού με την παραγωγή εκφράζονται φόβοι για τη συγκέντρωση του συνόλου της πληροφορίας των αρχιτεκτονικών διαδικασιών σε λίγα πρόσωπα. Ο κυριότερος προβληματισμός για το μέλλον είναι αν θα μπορέσουν οι αρχιτέκτονες να διαχειριστούν την πολυπλοκότητα αυτή αποτελεσματικά παράγοντας ένα περιβάλλον που δεν θα στηρίζεται μόνο στην υλική και χωρική διάσταση και τις επιδόσεις του αλλά θα ενσωματώνει κοινωνικούς, ψυχολογικούς και άλλους παράγοντες απαραίτητους για την ζωή των ανθρώπων. Θα μπορέσει, λοιπόν, ο σχεδιασμός της μορφής και η υλοποίηση της κατασκευής να μην αντιμετωπιστεί σαν μια εξωγενής επέμβαση σε αδρανή ύλη αλλά σαν κάτι που πηγάζει μέσα από το ίδιο το υλικό; Θα μπορέσει το υλικό και οι σύγχρονοι τρόποι κατασκευής, να «διαχειριστούν» μεγάλο μέρος από την πολυπλοκότητα των σύγχρονων κατασκευών; Θα παίξει το σύνολο των ψηφιακών εργαλείων και η αξιοποίηση της πολυπλοκότητας της εσωτερικής δομής των σύγχρονών υλικών καταλυτικό ρόλο στις παραπάνω αρχιτεκτονικές αναζητήσεις;

1 Εισαγωγή

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης - τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών - 2010 - Ερευνητική εργασία 14 digital materialization- ψηφιακή υλοποίηση - επιβ. Μαρία Βογιατζάκη - φοιτ. Πάτσιος Μπουτουλούσης Ιωακείμ 6753

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

2. Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή Η σχέση υλικών και αρχιτεκτονικής ιστορικά έχει χαρακτηριστεί από τεχνικές εξελίξεις και εφευρέσεις στην επιστήμη των υλικών, αλλά και από τις αισθητικές και μορφολογικές απαιτήσεις της κάθε εποχής. Παρόλα αυτά στο μεγαλύτερο κομμάτι της ιστορίας της αρχιτεκτονικής τα υλικά ερχόταν σε δεύτερη μοίρα και δεν εντάσσονταν στο σύνολο των διαδικασιών της. Πολλές φορές επιλεγόταν σε δεύτερο στάδιο λίγο πριν την υλοποίηση και η μελέτη τους περιοριζόταν σε κοινότυπη ανάλυση σε κατασκευαστικά εγχειρίδια. Σύμφωνα με τις Πλατωνικές αρχές για την κατωτερότητα της ύλης σε σχέση με την μορφή η ιστορία της αρχιτεκτονική είναι παραδοσιακά καταγεγραμμένη ως ένα αλφαβητάρι συμβόλων, γεωμετριών, αναλογιών και διακόσμησης.1 Η δημιουργία καινούργιων υλικών ή νέων τρόπων επεξεργασίας και συνδυασμού των υπαρχόντων έχουν σηματοδοτήσει πολλά σημεία της εξέλιξης της αρχιτεκτονικής προτείνοντας νέες δυνατότητες σε μορφολογικό η κατασκευαστικό επίπεδο μέχρι και την γένεση ολόκληρων κινημάτων. 2.1 19ος αιώνας: Βιομηχανική επανάσταση Πριν τη βιομηχανική επανάσταση οι περιορισμοί των μεταφορών, της χειρονακτικής εργασίας και της τεχνολογίας αλλά και οι κοινωνικές συνθήκες διαιώνιζαν μια αρχιτεκτονική με περιορισμένο αριθμό κτιριακών τύπων με μορφές, υλικά και οικοδομική κουλτούρα βασισμένα στον τοπικό χαρακτήρα και τις τοπικές δυνατότητες2. Οι κοινές κατοικίες δεν είχαν κάποια ιδιαίτερη αρχιτεκτονική επεξεργασία και μέχρι τον 19ο αιώνα οι κυριότεροι κτιριακοί τύποι που σχεδιαζόταν από αρχιτέκτονες αποτελούσαν εκκλησίες, παλάτια, πύργοι, δημαρχεία, αστικά σπίτια και βίλλες. Η κατασκευή τέτοιων μεγάλων κτιρίων ήταν πολυδάπανη αφού έπρεπε να είναι εντυπωσιακά γιατί αποτελούσαν και μέσω προβολής της κάθε κοινωνίας. Επίσης το κόστος ανέβαινε γιατί η κατασκευή τους με παραδοσιακά υλικά και παραδοσιακές μεθόδους κατασκευής απαιτούσε πολύ ανθρώπινο δυναμικό και

Slessor Catherine, Material Witnesses, The architectural Review 1239 Materiality, May 2000

ibid 15

πολύ χρόνο 3. Παρόλα αυτά αυτή η σύνδεση μεταξύ κτιρίου και του κάθε τόπου μέσω των υλικών, των κατασκευαστικών τρόπων και των μορφών που παραγόταν δεν ήταν μόνο μία οικονομική αναγκαιότητα αλλά ικανοποιούσε ψυχολογικά και αισθητικά τους κατοίκους της περιοχής4. Από το 19ο αιώνα μέχρι τις αρχές του 20ο συμβαίνουν κυρίως στις αναπτυγμένες χώρες του Δυτικού Κόσμου πολυάριθμες αλλαγές σε κοινωνικό, οικονομικό, πολιτικό, πολιτιστικό, όπως επίσης και σε δημογραφικό επίπεδο. Βασικότερη αιτία των παραπάνω αλλαγών αποτελεί η λεγόμενη βιομηχανική επανάσταση. Η δημογραφική έκρηξη και οι μετακινήσεις πληθυσμών που αυτή προκαλεί έχει τεράστιο αντίκτυπο στις μεγάλες πόλεις αλλά επηρεάζει και το σύνολο της δομής των χωρών γενικότερα. Οι πόλεις γίνονται μεγαλύτερες μετά στη συρροή σε αυτές μεγάλου αριθμού εργατικού δυναμικού για εύρεση εργασίας στα εργοστάσια και στα νέα επαγγέλματα που προέκυψαν από τη βιομηχανοποίηση της οικονομίας. Η νέα οργάνωση της ζωής και της οικονομίας, με το πέρασμα από τη γεωργία στη βιομηχανία, δημιουργεί νέες ανάγκες. Καθοριστικός παράγοντας στη διαμόρφωση του πλαισίου της εποχής είναι η ανάπτυξη του σιδηρόδρομου. Οι μεταφορές και οι μετακινήσεις παίρνουν νέα χωρική διάσταση αλλά και ταχύτητα. Υλικά αγαθά αλλά και ιδέες μεταφέρονται προς όλες τις κατευθύνσεις με ρυθμούς πολύ γρηγορότερους από παλαιότερα5. Η καινοτομία του σιδηροδρόμου μαζί με την τυποποίηση των προϊόντων που προκύπτουν από τη βιομηχανική παραγωγή διαμορφώνουν ένα κλίμα διεθνοποίησης που λειτουργεί ανταγωνιστικά στις τοπικές ταυτότητες γενικότερα αλλά και στην αρχιτεκτονική. Επίσης οι τρόποι κατοίκησης που βασίζονται στα αγροτικά πρότυπα δεν είναι πλέον εφικτοί στις νέες πόλεις λόγω χωρικών περιορισμών. Οι νέες ανάγκες μετά τη βιομηχανική επανάσταση απαιτούν την ανοικοδόμηση περισσότερων νέων κτιρίων από ότι πριν. Ακόμη δημιουργήθηκαν ανάγκες για πολλούς νέους κτιριακούς τύπους και υποδομές που μέχρι τώρα δεν υπήρχαν καθόλου. Εργοστάσια, βιομηχανικές εγκαταστάσεις, διοικητικά κτίρια, οδικές αρτηρίες, σταθμοί μεταφορών, αθλητικές και εμπορικές εγκαταστάσεις, κτίρια 3 Jonathan Glancey, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007, σ.6 4

Slessor Catherine, Material Witnesses, The architectural Review 1239 Materiality, May 2000

5 Γεώργιος Π Λάββας Επίτομη ιστορία της αρχιτεκτονικής, University Studio Press, Θεσσαλονίκη, 2002, σ.207 16

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

αναψυχής έπρεπε να κτιστούν. Το πεδίο των κτιριακών τύπων που σχεδίαζαν οι αρχιτέκτονες διευρύνθηκε απότομα και από τους νέους κτιριακούς τύπους που προέκυψαν αλλά και από τύπους που μέχρι τώρα δεν σχεδιαζόταν από αρχιτέκτονες. Σημαντικό είναι ότι αυτή η μαζική ανοικοδόμηση έπρεπε να γίνει με πολύ λιγότερους πόρους και σε λιγότερο χρόνο από ό,τι παλαιότερα. Η διαρκώς εξελισσόμενη τεχνολογία και τα νέα υλικά έδωσαν τη δυνατότητα στις μοντέρνες κοινωνίες να κτίσουν αυτό που επιζητούσαν με διαρκώς μεγαλύτερη ταχύτητα και σε διαρκώς μειωμένο κόστος. Υλικά όπως η ξυλεία και η πέτρα, που ήταν μέχρι τότε τα πιο δημοφιλή και κατάλληλα υλικά για την αρχιτεκτονική των προηγούμενων χρόνων, δεν μπορούν πια να ανταπεξέλθουν στις καινούργιες απαιτήσεις.6 Η αυξανόμενη αποδοτικότητα της βιομηχανίας μείωσε το κόστος παραγωγής και έδειξε ενδιαφέρον στην ανάπτυξη υλικών νέων πιο ευρέως διαδεδομένων και άμεσα διαθέσιμων που είτε παράγονταν με τυποποιημένο τρόπο σε διαφορετικά μέρη του κόσμου είτε μεταφέρονταν όπου χρειαζόταν με τη βοήθεια του σιδηροδρόμου και άλλων μέσων μεταφοράς. Αυτή η ωρίμανση της μαζικής μεταφοράς επέτρεψε διαφορετικούς τύπους από μη τοπικά υλικά να μπορούν να μεταφέρονται ανά τον κόσμο, διακόπτοντας τη γεωγραφική και ψυχολογική σύνδεση μεταξύ τοπικότητας και κτηρίου7. 2.2 Έργα μηχανικών Οι νέοι κτιριακοί τύποι οι νέες τεχνικές και τα νέα οικοδομικά υλικά έπρεπε να βρουν την κατάλληλη κατασκευαστική αλλά και μορφολογική έκφραση. Οι πρώτες προσπάθειες έγιναν από μηχανικούς που ακολούθησαν τις νέες εξελίξεις. Κατά το 19ο αιώνα η πρόοδος της μηχανικής ως επιστήμης έκανε δυνατούς τους υπολογισμούς πολύπλοκων κατασκευών με μεγάλες διαστάσεις. Ταυτόχρονα τελειοποιήθηκαν και οι μέθοδοι παραγωγής και επεξεργασίας του σιδήρου. Το μέταλλο σε μορφή χυτοσίδηρου ξεκίνησε να χρησιμοποιείται για φέροντα στοιχεία. Οι τυποποιημένες διατομές και τα προκατασκευασμένα μέρη καθιέρωσαν τη ευρεία εφαρμογή του σίδηρου ως τυποποιημένο οικοδομικό υλικό αν και ήταν γνωστός από την αρχαιότητα. Η μεταλλική κατασκευή αρχικά χρησιμοποιήθηκε σε έργα υποδομής όπως γέφυρες και σιδηροδρόμους και κτίρια όπως σταθμούς εργοστάσια και εμπορικές εγκαταστάσεις. 6

Martin Peck (Ed.) Detail Practice, Concrete, Birkhauser, munich, 2006, σ.9

Slessor Catherine, Material Witnesses, The architectural Review 1239 Materiality, May 2000 17

1. Η πρώτη γέφυρα από χυτοσίδηρo, Shropshire, 1779

2. Διακοσμητική σιδηροκατασκευή art nouveau, Grand Palais, Paris, 1900

3. Τα πρώτα χρόνια εμφάνισης του σιδηροδρόμου

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

Οι μέθοδοι κατασκευής αρχικά ακολούθησαν τις πρακτικές που εφαρμόζονταν για αιώνες στις ξύλινες και πέτρινες κατασκευές . Ο σχεδιασμός προσανατολιζόταν στην επίδοση των κατασκευών, ώστε να μπορέσουν να πραγματοποιηθούν έργα που ήταν αδύνατο να κατασκευαστούν με τις προηγούμενες πρακτικές. Τα έργα αυτά αποτελούσαν απογυμνωμένες κατασκευές που είχαν χαρακτηριστεί από την εποχή τους ως παραπροϊόντα του σιδηροδρόμου. Όμως σιγά σιγά ανάμεσα στα μεγάλα έργα των μηχανικών άρχισαν γρήγορα να εμφανίζονται εκλεπτυσμένες κατασκευές που χρησιμοποιούσαν τις πραγματικές δυνατότητες του σιδήρου σε επίπεδο αντοχής αλλά και διαχειριζόταν με επιτυχία τη μορφή της κατασκευής8. Οι δυνατότητες του σιδήρου χρησιμοποιήθηκαν αρχικά για μεγάλα έργα όπως το Crystal Palace του Joseph Paxton ή τον πύργο του Eiffel, αλλά και σε μικρότερες εφαρμογές πιο περίτεχνες που εκμεταλλευόταν κυρίως την ευελιξία του υλικού όπως σε διακοσμητικά εφέ της Art Nouveau. Η υλικότητα αυτών των κατασκευών μαρτυρούσε τη βιομηχανοποίηση την εξέλιξη στη τεχνολογία αλλά και οικονομική ανάπτυξη. H αποτελεσματικότητα του σιδήρου μαζί με την ελάττωση του κόστους παραγωγής του το έκανε ένα αρκετά διαδεδομένο υλικό για την κατασκευή κτιρίων. Κτίρια με μεταλλικό σκελετό αποτέλεσαν κατοικίες συμβατικά κτίρια μέχρι και ουρανοξύστες. Οι ουρανοξύστες εμφανίστηκαν σε συνδυασμό με την οικονομική κατάσταση στην Αμερική και αποτέλεσαν ένα νέο επαναστατικό είδος κτιρίου ως προς την τυπολογία αλλά και την κατασκευή αυξάνοντας το μέγιστο ύψος που μέχρι τότε μπορούσε να κατασκευαστεί. Στα τέλη του 19ου αιώνα ήταν πια εφικτό να περιγραφούν μαθηματικά και επαληθευτούν με υπολογισμούς οι δυνάμεις και οι παραμορφώσεις σε μεγάλες και ακόμα πιο πολύπλοκές κατασκευές. Αυτό οδήγησε σε ραγδαίες εξελίξεις στην κατασκευή με σκυρόδεμα. Το σύνθετο υλικό του ενισχυμένου σκυροδέματος ήταν το πλέον κατάλληλο για τις απαιτήσεις της εποχής. Ήταν καλύτερο από το χάλυβα σε κόστος και ταχύτητα κατασκευής. Παράλληλα έδωσε στους αρχιτέκτονες και στους μηχανικούς με τις δυνατότητές του νέες ελευθερίες στο σχεδιασμό. Η κατασκευή ακόμα και μεγάλων και περίπλοκων κτηρίων πραγματοποιούνταν σε πολύ μικρές χρονικές περιόδους κάτι το αδύνατο παλαιότερα, ενώ ταυτόχρονα οι τεχνικές κατασκευής και οι ποιότητες των κονιαμάτων βρισκόταν υπό συνεχή εξέλιξη. Το σκυρόδεμα χρησιμοποιούταν σε όλο και

8 Hegger,Auch-Schwelk,Fuchs,Rosenkranz, Construction Materials Manual, Birkhauser, Munich, December 2006 σ.76-77 19

περισσότερες κατηγορίες κτιρίων στη κοινή αλλά και στην πρωτοποριακή αρχιτεκτονική9. 2.3 Το κίνημα Arts and Crafts Η βιομηχανική επανάσταση και ο τρόπος που εκφράστηκε σε κοινωνικό αλλά και σε επίπεδο διαμόρφωσης του κτισμένου περιβάλλοντος ήταν μια τρομακτική εμπειρία. Σε αντίδραση σε αυτήν την κατάσταση δημιουργήθηκε το κίνημα Arts and Crafts. Βασικές αρχές του ήταν η αντίσταση στην τυποποίηση και τη βιομηχανική παραγωγή, ο φόβος στη νέα τεχνολογία, η νοσταλγία παλαιότερων προτύπων ζωής η ευπρέπεια και η ποιότητα με αγάπη για τα χειροποίητα αντικείμενα, τα παραδοσιακά υλικά και την υψηλής ποιότητας λεπτομέρεια. Προσπάθησε να κρατήσει μια ποιότητα στην αισθητική παρακμή της εποχής απελευθερωμένο από τον ιστορισμό των μορφών. Αναμίχτηκε με τις ιδέες της Art Nouveau και καλλιτεχνικούς κύκλους προτείνοντας γεωμετρικά μοτίβα ή μοτίβα εμπνευσμένα από τη φύση. Χρησιμοποίησε τα παραδοσιακά δομικά υλικά και τρόπους επεξεργασίας τους, διατήρησε πολύ υψηλές προδιαγραφές δεξιοτεχνίας στις κατασκευές του και πολλά χειροποίητα στοιχεία. Γι αυτούς τους λόγους θεωρήθηκε περισσότερο ένα στιλ της avantgarde αρχιτεκτονικής που απευθύνονταν σε πλούσιους πελάτες που ήθελαν να ζήσουν στα εξοχικά τους κυρίως σπίτια με ρομαντική μεγαλοπρέπεια μακριά από τη βιομηχανική πραγματικότητα10. 2.4 20ος αιώνας Το πλαίσιο που κυριαρχεί στην αρχή του 20ου αιώνα δεν είναι καινούργιο. Τα κοινωνικά, οικονομικά και πολιτισμικά ζητήματα για τα οποία εκφράζεται έντονος προβληματισμός έχουν τεθεί από τον προηγούμενο αιώνα. Επίσης έχουν γίνει διάφορες προσπάθειες αντιμετώπισής τους μέσα από ποικίλες οπτικές, οι οποίες σιγά σιγά ξεκαθαρίζουν ως προς την ορθότητα και τη δυναμική τους. Το ίδιο γίνεται και με τις μορφολογικές και κατασκευαστικές αναζητήσεις που έγιναν κατά τη προηγούμενη περίοδο, αλλά και με τις νέες δυνατότητες που προσφέρουν καινούργια υλικά όπως το μπετόν. Το κυρίαρχο πνεύμα που επικρατεί στην αρχιτεκτονική της περιόδου απαιτεί 9

Martin Peck (Ed.) Detail Practice, Concrete, Birkhauser, munich, 2006, σ.9

10 Jonathan Glancey, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007, σ.10 20

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

καθαρή οργάνωση του χώρου, απλή έκφραση του οικοδομήματος, συσχετισμό εσωτερικής διάρθρωσης και εξωτερικής μορφής, παραίτηση από τη δημιουργία εντυπωσιακών προσόψεων και μείωση των διακοσμητικών μοτίβων. Η τάση αυτή έχει διάφορες εκφάνσεις τα πρώτα χρόνια του 20ου αιώνα. Κοινό χαρακτηριστικό τους είναι ότι συνειδητοποιούν καθαρά τις απαιτήσεις της νέας πραγματικότητας που δημιούργησε η Βιομηχανική επανάσταση, τα νέα υλικά, τις νέες κατασκευαστικές τεχνικές, και τις νέες μορφολογικές απαιτήσεις. Λίγο αργότερα οι προσπάθειες αυτές θα ωριμάσουν περισσότερο και τελικά θα δώσουν τη θέση τους στο Μοντέρνο Κίνημα που θα διαμορφώσει την αρχιτεκτονική σκέψη και πρακτική από εκείνη την περίοδο μέχρι και μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο πόλεμο.11 2.5 Μοντερνισμός Ο μοντερνισμός αποτέλεσε το κίνημα που κατάφερε να θέσει βασικές αρχές, ώστε η αρχιτεκτονική να πορευτεί ταυτόχρονα με τις ραγδαίες εξελίξεις των αρχών του 20ου αιώνα. Κυριότερες από αυτές τις αρχές αποτέλεσαν ο ορθολογισμός, η λειτουργικότητα, η τυποποίηση και η διεθνοποίηση. Ο μοντερνισμός όμως δεν ήταν απλά ένα στιλ αλλά περισσότερο μια στάση, μια απόφαση για ρήξη με το παρελθόν και την απελευθέρωση της αρχιτεκτονικής από τους κλασσικούς κανόνες του Βιτρούβιου τους στιλιστικούς κανόνες της εθιμοτυπίας, τη νεοκλασική και ιστοριστική ιδεολογία12. Το κτίριο αντιμετωπίζεται σαν σύστημα δομικών στοιχείων που διαχωρίζονται σε φέροντα δομικά στοιχεία και στοιχεία πλήρωσης. Το μοντέρνο συντακτικό βασίστηκε, εκτός από τις έννοιες του φέροντος οργανισμού και της πλήρωσης σε λειτουργικά δευτερεύοντα στοιχεία (σκάλες, ράμπες, ανελκυστήρες, καμινάδες, αγωγοί) παίρνοντας παράδειγμα από τη νοοτροπία των μηχανών. Έτσι κατάφερε να ταυτιστεί με τις τεχνικές και εξελικτικές πραγματικότητες του 20ου αιώνα. Η μοντερνιστική αρχιτεκτονική προσπάθησε να ορθολογικοποιήσει και να τυποποιήσεις όμως τόσο τους κτιριακούς τύπους και τις μεθόδους σχεδιασμού και κατασκευής. Στις κατόψεις ήταν εμφανής η χρηστικότητα και στις όψεις η κατασκευαστική

11 Γεώργιος Π Λάββας, Επίτομη ιστορία της αρχιτεκτονικής, University Studio Press, Θεσσαλονίκη, 2002, σ.258 12 σ.19

Kenneth Frampton, Μοντέρνα Αρχιτεκτονική ιστορία και κριτική, Θεμέλιο, Αθήνα, 1987

4. Mies Van Der Rohe, Seagram Building Chicago, 1924

5. Mies Van Der Rohe, Περίπτερο της Βαρκελώνης 1929

6. Le Corbusier, Vihan Sabha Chandigarh, 19577

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

διαδικασία13. Ο φονξιοναλισμός παρήγαγε μια μορφολογία βασισμένη σε όψεις που απορρέουν από κατόψεις με στόχος την φτηνότερη παραγωγή και η βελτίωση της χρήσης χωρίς έντονες αισθητικές επιδιώξεις. Για ταχύτητα στην κατασκευή χρησιμοποιήθηκε η τυποποίηση και η χρήση βιομηχανικών τεχνικών. Συστατικά στοιχεία γίνονται βιομηχανικά προϊόντα, χρησιμοποιούνται ξανά και ξανά και συνδέονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν σκελετούς και όψεις τεράστιων κατασκευών. Το κτίριο γίνεται ένα σύνολο από τυποποιημένα δομικά στοιχεία συνδυασμένα μεταξύ τους με συγκεκριμένες τεχνικές. Με τον ίδιο τρόπο παρόμοια κτίρια πολλαπλασιάζονται στο τοπίο και τα συστατικά εξαρτήματα των κτιρίων κυριαρχούν της αρχιτεκτονικής.14 Η μορφή προκύπτει από την κάτοψη και στοιχεία της όψεις αποτελούν αποκλειστικά τα ανοίγματα στο στατικό σύστημα και τα δευτερεύοντα λειτουργικά στοιχεία του κτιρίου απελευθερωμένα από τον κάθε λογής διάκοσμο. Η αισθητική του μοντερνισμού χαρακτηρίστηκε απάνθρωπη και ψυχρή. Όμως αρχιτέκτονες είδαν στο μοντέρνο σχεδιασμό μία μορφή λυρικής έκφρασης δημιουργώντας μία πρωτοποριακή αρχιτεκτονική βασισμένη στο συντακτικό του μοντερνισμού. Η υλοποίηση των μορφών που παρήγαγε το μοντέρνο κίνημα ακολούθησε επίσης πιστά τις αρχές του. Ο ορθολογισμός, η τυποποίηση και η διεθνοποίηση φαίνονται ξεκάθαρα στις επιλογές των υλικών αλλά και τη χρήση τους. Χρησιμοποιούνται τυποποιημένα δομικά υλικά από τη βιομηχανία τα οποία συντίθενται, ώστε να εκπληρώσουν τις συνθετικές και μορφολογικές απαιτήσεις του κτιρίου. Σημαντικό στοιχείο αποτελεί η κατηγοριοποίηση των υλικών σε φέροντα υλικά και υλικά πλήρωσης. Κάθε υλικό καλείται να υλοποιήσει και ένα συγκεκριμένο τύπο δομικών στοιχείων και καταλαμβάνει συγκεκριμένη θέση μέσα στο κτίριο. Έτσι το μοντέρνο κίνημα προσπαθεί να εξασφαλίζονται σημαντικές αξίες όπως αυτή της καθαρότητας, της εντιμότητας και της ειλικρίνειας15. Βασικότερο στατικό δομικό υλικό είναι το μπετόν που μπορεί να παραχθεί παντού τυποποιημένο αλλά και ο χάλυβας 13 Jonathan Glancey, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007, σ.132 14

Riba Dauern, Exploring Materials - The work Of Peter Rice, 1992 σ.3

15 Μαρία Βογιατζάκη, Η μετα-φυσική του τεχνητού στη σύλληψη της υλικότητας της αρχιτεκτονικής, Σ.Α.Θ, τεύχος 9, σ.2 23

που μπορεί να μεταφερθεί παντού μέσω σιδηροδρόμου. Τα υπόλοιπα υλικά φυσικά και τεχνητά προκύπτουν τυποποιημένα με συγκεκριμένες ιδιότητες ύστερα από βιομηχανική κατεργασία. Η κατεργασία και η μέθοδος παραγωγής ή κατασκευής είναι εμφανής σε αρκετά υλικά εξυπηρετώντας την εντιμότητα της αρχιτεκτονικής που υποστήριζε το μοντέρνο κίνημα. Η αποκάλυψη της μεθόδου όταν προστεθεί μαζί με τις επιρροές του περιβάλλοντος στα υλικά και το κτίριο, τα παιχνίδια του φωτός και τα σημάδια του χρόνου δίνει στην μοντέρνα αισθητική πιο ευαίσθητες ποιότητες. Το μπετόν αποτέλεσε το υλικό σύμβολο του μοντερνισμού. Ο Auguste Perret ήταν ένας από τους πρώτους αρχιτέκτονες που χρησιμοποίησε το μπετόν στην κατασκευή κατοικιών. Σταθερά καθιέρωσε τις δυνατότητες αυτού του υλικού με βιομηχανοποιημένες πια μεθόδους κάνοντας εύκολη τη χρήση του16. Από τότε το καινούργιο υλικό έγινε εύκολα προσβάσιμο και το μοντέρνο κίνημα το εκμεταλλεύτηκε στο έπακρο. Οι δυνατότητες του νέου αυτού υλικού αποτέλεσαν τη βάση για θεωρίες που υπερασπίστηκαν μια φτηνή γρήγορη και αξιοπρεπή αρχιτεκτονική για τις μάζες κάνοντας το μπετόν σύμβολό του. Παρόλη την αρχική χρήση του ως καθαρά στατικού δομικού υλικού, επιφάνειες με εμφανές μπετόν έγιναν όλο και περισσότερο σημαντικές μέσα στο σύνολο της αρχιτεκτονικής σύνθεσης και της κεντρικής ιδέας. Κτίρια αρχιτεκτόνων όπως ο Frank Lloyd Wright έδειξαν με μεγάλη ικανότητα τις πολλαπλές δυνατότητες του μπετόν. Ο Le Corbusier και ο Louis Kahn χρησιμοποίησαν εμφανές ακατέργαστο μπετόν (beton brut) σε επιφάνειες αποκαλύπτοντας την διαδικασία κατασκευής από ξυλότυπο ή μεταλλότυπο στο κοινό με στόχο ένα διαφορετικό αισθητικό αποτέλεσμα. Επιφάνειες από εμφανές μπετό έχουν γίνει πια διαχρονικές και χρησιμοποιούνται μέχρι και σήμερα ως αρχιτεκτονικά στοιχεία χωρίς να έχουν χάσει την επικαιρότητά τους. 17 Το πείραμα του μοντερνισμού άρχισε να γίνεται κουραστικό παρουσιάζοντας σημεία διαφθοράς. Το κτισμένο περιβάλλον των πόλεων είχε γίνει αποκλειστικά με το μοντέρνο τρόπο. Η ιδιαιτερότητα και η τοπικότητα των περισσότερων πόλεων είχε ισοπεδωθεί και οι νέες ανάγκες που προέκυπταν δεν μπορούσαν πια να καλυφθούν από το International Style. Η μορφολογική ομοιογένεια του διεθνισμού δεν μπορούσε να συνεχιστεί. Είχε διαφθαρεί από κερδοσκοπικές και άλλες αιτίες, είχε παρακμάσει, δημιουργώντας ένα αφιλόξενο περιβάλλον αμφίβολης αισθητικής. Η ευθύνη αποδίδεται στην επέκταση και 16 Hegger,Auch-Schwelk,Fuchs,Rosenkranz, Construction Materials Manual, Birkhauser, Munich, December 2006, σ.54 17

Martin Peck (Ed.) Detail Practice, Concrete, Birkhauser, munich, 2006, σ.9 24

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

δύναμη της τεχνολογίας και της βιομηχανίας. Αυτό που πραγματικά χρειάζεται είναι κάτι που θα επαναφέρει την ανθρώπινη κλίμακα και την προσωπική ανάμειξη στα κτίρια18. 2.6 Μεταμοντερνισμός Μορφολογικές αναζητήσεις με έντονο ανανεωτικό χαρακτήρα αλλά και με στροφή προς το παρελθόν πριν το μοντερνισμό άρχισαν να έρχονται στο προσκήνιο. Στους αυξανόμενα γρήγορους ρυθμούς και το εικονικό περιβάλλον της σύγχρονης καθημερινότητας, άρχισε να δημιουργείται έντονη η ανάγκη για εγγύτητα, πραγματικότητα και χώρους με συναισθηματική ποιότητα. Οι αρχιτέκτονες περισσότερο από τον οποιονδήποτε βομβαρδιζόταν κατά τη δεκαετία του 1960 με όλο και περισσότερες νέες μορφές φαντασίας από τη Pop κουλτούρα. Επηρεάστηκαν επίσης από τα νέα μέσα, όπως την τηλεόραση, τη διαφήμιση και κυρίως τα νέα κινήματα στην τέχνη, όπου η ειρωνεία και το κολλάζ κυριαρχούσαν19. Αρχές όπως η ταυτότητα, η συναισθηματική ποιότητα, η τοπικότητα, ο ιστορικισμός αρχίζουν να αντικαθιστούν τις αρχές του μοντερνισμού με στόχο μια πιο βιώσιμη αρχιτεκτονική. Ο άνθρωπος μετά το μοντέρνο αντιμετωπίζεται τελείως διαφορετικά και λαμβάνονται σημαντικά υπόψιν όχι μόνο οι φυσικές του ανάγκες και δυνατότητες αλλά και οι ψυχολογικές που είχαν παραγκωνιστεί τελείως από τη μοντερνιστική θεωρία. Οι συναισθηματικές ανάγκες για έκφραση, διαφοροποίηση και συλλογική μνήμη προσπαθούν να εκφραστούν ελεύθερα από την αρχιτεκτονική ύστερα από χρόνια καταπίεσής τους. Έτσι οι πόλεις και τα κτίρια προσπαθούν να έρθουν πιο κοντά στον άνθρωπο ξεφεύγοντας από τη λογική της μηχανής της προηγούμενης περιόδου που αποξένωσε το κτισμένο περιβάλλον από το χρήστη του. Η συνθετική λογική επίσης απελευθερώνεται από τον ορθολογισμό και το φονξιοναλισμό του μοντέρνου. Η εξωτερική μορφή αποσυνδέεται από τη λειτουργία. Η κατασκευή αφήνεται πιο ελεύθερη και τα δομικά στοιχεία αρχίζουν να διαμορφώνουν πιο αποφασιστικά τις όψεις. Τα δομικά στοιχεία δεν αποτελούν μόνο στοιχεία με κατασκευαστικό ρόλο όπως στο μοντερνισμό. Αλλά γίνονται δυναμικά στοιχεία των όψεων ικανά όχι μόνο να φέρουν ή να πληρώνουν τα κενά του στατικού σκελετού, αλλά να εκφράσουν αναφορές 18

Riba Dauern, Exploring Materials, The work Of Peter Rice, 1992 σ.3

19 Jonathan Glancey, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007, σ.287 25

7. Πινακίδες στο κέντρο μεγαλούπολης

8. Μεταμοντέρνες προσόψεις στην Φρανκφούρτη

9. James Stirling, New State Gallery (Staatsgalerie),Stuttgart, 1977

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

κοινωνικού και πολιτισμικού περιεχομένου. Οι όψεις γίνονται εκφραστικές και προσπαθούν να συνδιαλεχτούν όχι μόνο με το περιβάλλον αλλά και με την ιστορία, τον πολιτισμό, την ιδιαιτερότητα του κάθε τόπου και του κάθε κτιρίου. Ο διεθνισμός στη μορφή αλλά και το υλικό καταπολεμάται έντονα. Η μορφή των κτιρίων εμπλουτίζεται με μορφολογικά στοιχεία που προσπαθούν να αποδώσουν ένα ευρύτερο νόημα. Για να αντισταθμίσουν την κατάσταση που ξεκίνησε και καθιέρωσε ο μοντερνισμός οι αρχιτέκτονες και οι σχεδιαστές στράφηκαν και σε διακοσμητικές μορφές, πινακίδες ενσωματώνονται στη μορφή των κτιρίων αλλά και σε μορφές και εικόνες του παρελθόντος ή καθιερωμένα στην παράδοση μορφολογικά στοιχεία. Τα ιστορικά στοιχεία ωστόσο αναπαριστώνται με σύγχρονες οικοδομικές τεχνικές της εποχής και παραμένουν διακοσμητικά στοιχεία. Εδώ το ζήτημα δεν είναι πια η ειλικρίνεια του υλικού ή της κατασκευής που υποδείκνυε ο μοντερνισμός. Στόχος είναι η επιθυμητή εμφάνιση του υλικού, οι αισθητικές ποιότητες, οι ποιότητες αφής, η επίδραση του χρώματος και της υφής20. Ο ιστορικιστικός μεταμοντερνισμός όμως όπως αποδείχτηκε ήταν μία αποτυχημένη προσπάθεια μακριά από την ουσία και αλλά και το πραγματικό πρόβλημα. Η αρχιτεκτονική αυτή τάση δεν κατάφερε με αυτές τις τεχνικές να φέρει το κτισμένο περιβάλλον ουσιαστικά πιο κοντά στον άνθρωπο παρά μόνο να δημιουργήσει αναφορές και μερικές φορές κακές απομιμήσεις21. Αυτή η τελείως εναλλακτική προσέγγιση της υλικότητας του μεταμοντέρνου κυρίως της δεκαετίας του 80 αρνείται το υλικό ως βασικό παράγοντα της αρχιτεκτονικής. Έτσι εμφανίζεται μια ποικιλία στην αντιστοιχία μορφής και υλικού. Οι επιλογές των υλικών με στόχο την πραγματοποίηση συγκεκριμένων μορφών δεν καθορίζονται μόνο από την καταλληλότητα του υλικού, αλλά κυρίως από την πρόθεση του αρχιτέκτονα να σχολιάσει την κάθε μορφή, να την εντάξει στο κτίριο ή να της δώσει ένα ξεχωριστό νόημα. Χρησιμοποιούνται ψεύτικες επικαλύψεις και απομιμήσεις υλικών δείχνοντας πολύ λίγο σεβασμό στην ηθική και ειλικρίνεια του υλικού. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται εξακολουθούν να είναι τυποποιημένα βιομηχανικά, υπάρχει όμως σαφώς μεγαλύτερη γκάμα και μεγαλύτερη ελευθερία στο συνδυασμό τους. Οι πλαστικές ύλες αρχίζουν αυτή τη περίοδο να χρησιμοποιούνται στην αρχιτεκτονική φέρνοντας αρκετές καινοτομίες. Όσο τέτοια υλικά γεμίζουν την αγορά, ο διαχωρισμός μεταξύ του τι είναι αληθινό και τι είναι ψεύτικο είναι δυσκολότερος από ποτέ. Η προσέγγιση του μοντερνισμού για τα υλικά και

20 21

Christian Schittich (Ed.), Building skins, Birkhauser, Munich, 2001, σ.10 Riba Dauern, Exploring Materials, The work Of Peter Rice, 1992 σ.4 27

11. Norman Foster, London tower Swiss Re HQ, London, 2004 10. Renzo Piano, Richard Rogers Centre George Pompidou, com

12. Norman Foster, Commerzbank Frankfurt, 1997

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

την υλικότητα των κτιρίων έχει στραφεί σε μία τελείως αντίθετη κατεύθυνση.22 2.7 High Tech Κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα έγινε η εξέλιξη νέων τύπων κτιρίων μεγάλων έργων υποδομής και κατασκευαστικών μεθόδων, ενώ οι περισσότεροι αρχιτέκτονες επιδίδονταν κυρίως σε στιλιστικές αναζητήσεις και διαμάχες. Περισσότερο οι μηχανικοί και πολύ λιγότερο οι αρχιτέκτονες εξερεύνησαν τις νέες δυνατότητες που έδιναν τα νέα υλικά και οι νέες μέθοδοι κατασκευής μετά το μοντερνισμό. Κατά το τέλος της δεκαετίας του 1970 ένα καινούργιο στιλ από αρχιτέκτονες, όπως ο Renzo Piano, Norman Foster και Richard Rogers, προσπάθησε να ενσωματώσει στις μεθόδους του τα παραπάνω. Ταυτόχρονα επαναπροσδιόρισε τα όρια μεταξύ τέχνης και αρχιτεκτονικής, αρχιτεκτονικής και μηχανικής αλλά και της μηχανικής με τις επιστήμες γενικότερα. Το στιλ ονομάστηκε Υψηλή Τεχνολογία (High Tech) . Οι αρχές του στιλ αυτού διαφαίνονται καθαρά σε μια ομιλία του Renzo Piano αρκετά χρόνια αργότερα: «Ο αρχιτέκτονας πρέπει να είναι τεχνίτης (craftsman). Αυτές τις μέρες τα εργαλεία του μπορεί να περιλαμβάνουν έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, ένα πειραματικό μοντέλο και μαθηματικά. Ωστόσο είναι ακόμα αριστοτεχνία (craftsmanship) η εργασία κάποιου που δεν διαχωρίζει τη νοητική από τη χειρονακτική εργασία. Αυτό περιλαμβάνει μία κυκλική διαδικασία που σε οδηγεί από μια ιδέα σε ένα σχέδιο, από ένα σχέδιο σε ένα πείραμα, από ένα πείραμα σε μία κατασκευή και από την κατασκευή πίσω σε μια ιδέα.»( Renzo Piano 1992 σε Kenneth Frampton, Studies in Tectonic Culture, σ.383)

Τα καλά παραδείγματα αυτού του στιλ, προφανώς δεν έχουν σχέση με τα έργα των μηχανικών, αλλά αποτελούν αυτοτελή τεχνουργήματα που απαιτούν για την κατασκευή τους ένα αυξημένο επίπεδο αριστοτεχνίας. Η ειλικρίνεια της κατασκευής είναι η βασική αρχή που διέπει την High Tech αρχιτεκτονική. Η μορφή τους ωστόσο βασίζεται στα κατασκευαστικά στοιχεία που αποτελούν τα κτίρια όσο και στις εμφανείς επιμελημένες μηχανολογικές εγκαταστάσεις. Τα κτίρια σχεδιάζονται με μεγάλη επιμέλεια ενσωματώνοντας προσεκτικά στο σχεδιασμό τις κατασκευαστικές τεχνικές με τις οποίες θα παραχθούν, δίνοντας σημασία στις στατικές αλλά και μορφολογικές δυνατότητες που παρέχει η κάθε τεχνική. Γίνεται εκμετάλλευση των σύγχρονων υλικών της εποχής και των εξελιγμένων ιδιοτήτων. 22 Victoria Ballard Bell, Patrick Rand, Materials For Architectural Design, Laurence King Publishing, London, 2006, σ.10 29

13. Frank Gehry, Guggenheim Museum, Bilbao, 1997

14. OMA, CCTV, Beijing, 2002

15. Herzog & de Meuron, Beijing Olympic stadium, Beijing, 2003

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

Κατασκευαστικά στοιχεία και υλικά τις περισσότερες φορές εμφανίζονται απογυμνωμένα συμβάλλοντας στη συνολική αισθητική. Οι γυαλισμένες και προσεγμένες κατασκευές από χάλυβα, οι σωλήνες και οι αγωγοί χρησιμοποιούνται ως στοιχεία των όψεων και έχοντας καλύτερα αποτελέσματα από τις κολώνες και τα αετώματα με τα γύψινα αντικείμενα που χρησιμοποιήθηκαν για διακόσμηση των όψεων στην κλασσική αρχιτεκτονική23. Με την έλλειψη της πρόσθετης διακόσμησης, τη χρήση βιομηχανικών υλικών χωρίς ιδιαίτερα φινιρίσματα, την προβολή όχι μονό της κατασκευαστικής δομής αλλά και των βοηθητικών εγκαταστάσεων τα high tech κτίρια καταφέρνουν να επαναπροσδιορίσουν τις συνήθεις σχέσης κλίμακας, μνημειακότητας και αισθητικής δίνοντας τους τέλος μία πιο ανθρώπινη αίσθηση24. Οι high tech αρχιτέκτονες σε συνεργασία με ικανούς μηχανικούς και τεχνίτες κατάφεραν να πετύχουν μία ανεξαρτησία από τη στενή βιομηχανική τυποποίηση. Κομμάτια του κτιρίου σχεδιάζονταν από την αρχή και ελέγχονταν με τη βοήθεια αναλογικών και ψηφιακών τεχνικών. Η διαδικασία αυτή έχει μεγάλο αντίκτυπο και στην τελική μορφή και στις επιδόσεις του κτιρίου. Ο ανθρώπινος παράγοντας έρχεται πάλι στην κατασκευή και οι επιλογές του γίνονται έτσι αισθητές. Το ίδιο παρατηρείται και με τα υλικά. Νέα υλικά απομακρυσμένα από τη βιομηχανική τυποποίηση ή υπάρχοντα υλικά στα οποία ανακαλύφθηκαν καινούργιες ποιότητες και χρησιμοποιήθηκαν για πιο ουσιαστικούς σκοπούς από αυτούς που τα προόριζε η βιομηχανία δείχνουν ότι οι επιλογές του σχεδιαστή έχουν πράγματι νόημα και η ανάμειξη του ανθρώπου γίνεται εμφανής στο τελικό αποτέλεσμα. Η διαφοροποίηση αυτή εναντιώνεται στη λογική της μηχανιστικής τελειότητας που υπαγόρευε το μοντέρνο25. 2.8 Σύγχρονος φορμαλισμός Η βελτιστοποίηση των παραστατικών ψηφιακών μέσων, νέα υλικά με επαναστατικές δυνατότητες και η επιθυμία των πόλεων διεθνώς να εντυπωσιάσουν , ενθάρρυναν την κατασκευή πλήθος φιλόδοξων νέων κτιρίων με στόχο την κραυγαλέα εντύπωση. Μεγάλα κονδύλια δαπανώνται ώστε οι πόλεις να αποκτήσουν κάποιο κτίριο έμβλημα επώνυμου αρχιτέκτονα που θα αποτελέσει σύμβολό της αλλά και πόλο έλξης τουρισμού. Η τάση αυτή ενισχύεται από τα ΜΜΕ τα οποία εκδηλώνουν ένα έντονο ενδιαφέρον για 23 Jonathan Glancey, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007, σ.340 24 Exploring Materials, The work Of Peter Rice, Riba Dauern 1992 σ.4 25 ibid 31

16. Frank Owen Gehry, private residence, Santa Monica, 1979

18. Παλέτα σύγχρονων υλικών, transmaterial2

17. Rem Koolhaas, Kunsthal, Rotterdam, 1992

19. Fiberglass σε Herzog & de Meuron, Prada store, Tokyo, 2003

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

την αρχιτεκτονική με στόχο τον εντυπωσιασμό μέσω της μορφής. Τα καινούργια μέσα αναπαράστασης χρησιμοποιούνται σε συνεργασία με τις ανεπτυγμένες τεχνικές μεγάλων κατασκευαστικών εταιριών προσφέροντας τεράστιες νέες δυνατότητες στους αρχιτέκτονες για το σχεδιασμό και την υλοποίηση εξεζητημένων μορφών. Αναμφισβήτητα η αφετηρία αυτών των προσπαθειών αντικατοπτρίζεται στο Guggenheim Museum στο Bilbao του Frank Gehry. Το κτίριο περιγράφηκε ως ‘εμβληματικό’ (iconic) τίτλος που δόθηκε και σε όλα τα κτήρια που προσπάθησαν να κάνουν τον εαυτό τους έκθεμα26. Η αρχιτεκτονική αυτού του τύπου προσανατολίζεται αποκλειστικά στην μορφή ή καλύτερα στον εντυπωσιασμό μέσω της μορφής. Οι μορφολογικές αναζητήσεις βασίζονται σε ψηφιακά μέσα παρουσιάζοντας έντονο φορμαλισμό. Αρχιτέκτονες αναπτύσσουν το προσωπικό τους στιλ, το οποίο τονίζουν με ιδιαίτερα μορφολογικά χαρακτηριστικά, ώστε να γίνονται εύκολα αναγνωρίσιμο. Δημιουργήθηκε έτσι μία τρέλα για επώνυμη αρχιτεκτονική περιορισμένη όμως στην αναγνώριση της μέσω της μορφής από το εύρυ κοινό. Οι μορφές όπως και τα υλικά που τις υλοποιούν αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένους αρχιτέκτονες και δεν πραγματοποιείται καμία προσπάθεια για ένταξη στο περιβάλλον που κατασκευάζονται τα κτίρια. Έτσι εκδηλώνεται ακόμα περισσότερο η ανάγκη των κτιρίων αυτών να ξεχωρίσουν. Η κλίμακα των περισσότερων από αυτά τα κτίρια είναι πολύ μεγάλη λόγω του κτιριολογικού προγράμματος αλλά και λόγω εντυπωσιασμού. Η κλίμακα αυτή αλλά και η μορφολογική πολυπλοκότητα που τα χαρακτηρίζει αυξάνει τις κατασκευαστικές απαιτήσεις και παράλληλα φυσικά το κόστος κατασκευής. 2.9 Σύγχρονες προσεγγίσεις έξω από τη ψηφιακή αρχιτεκτονική Όσο η δεκαετία μας ξεκινάει με την παγκόσμια οικονομία σε αναταραχή και τον επαναπροσδιορισμό των προτεραιοτήτων, το βάρος άρχισε να ξαναπέφτει στην ποιότητα παρά στην ποσότητα, στην πραγματική αξία σε ολόκληρη τη διάρκεια της ζωής ενός κτιρίου παρά στα αρχικά 15 λεπτά δημοσιότητας. Οι αρχιτέκτονες αρχίζουν να πειραματίζονται σοβαρά γύρω από την μορφή και την υλικότητα προσπαθώντας να πετύχουν αποτελέσματα που αποδίδουν πραγματικά στο σκοπό τους27. Παρόλα αυτά στη σύγχρονη εποχή υπάρχει αμηχανία για τη χρήση των υλικών 26 Jonathan Glancey, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007, σ.422 27 2010

Lucas Gray, Materialism: a new movement in architecture, www.demagazine.co.uk, 01-0333

που θα υλοποιήσουν τη σύγχρονη αρχιτεκτονική. Χάος δημιουργείται λόγω των πολλών πειραματικών και ανεφάρμοστων στην αρχιτεκτονική επιλογών σε νέα υλικά, αλλά και της πρόκλησης που θέτει η σύγχρονη αρχιτεκτονική στις δυνατότητες και τις προδιαγραφές που αυτά πρέπει να πληρούν. Οι προσδοκίες των υλικών για καινούργιες εφαρμογές στην αρχιτεκτονική πρωτοπορία είναι ένα θέμα από το 1970 από τότε που ο Frank Ghery έκτισε και επένδυσε το σπίτι του στην Σαντα Μόνικα με υλικά όπως πλέγματα, αυλακωτές λαμαρίνες και κοντραπλακέ. Φύλλα πολυκαρβονικού σε διπλές ή και πολλαπλές στρώσεις, φώτα νέον από τοπικά καταστήματα ηλεκτρικών τιμήθηκαν ιδιαίτερα από τον Rem Koolhaas στο σχεδιασμό της Rotterdam Art Gallery28. Η μεταφορά υλικών σε ασυνήθιστο προγραμματικό περιβάλλον συνάρπασε τους αρχιτέκτονες, γιατί αξιοποίησε καινούργιες αισθητικές ελευθερίες και νέες μορφολογικές δυνατότητες29. Στο έργο των Herzog et De Meuron συναντάμε πολλές φορές τη χρήση συνηθισμένων υλικών σε ασυνήθιστα περιβάλλοντα και με ασυνήθιστους τρόπους. Σκοπός είναι η αλλαγή, η μετατροπή του υλικού σε κάτι το διαφορετικό ή προσθήκη κάποιας παραπάνω ποιότητας στα συνηθισμένα υλικά. Για παράδειγμα στα έργα τους panels μπετόν η γυαλιού λαμβάνουν καινοτόμες μεθόδους επεξεργασίας και μετατρέπονται σε κάτι τελείως διαφορετικό από το συνηθισμένο ενσωματώνοντας ποιότητες και χαρακτηριστικά που οι αρχιτέκτονες θέλουν για το συγκεκριμένο project τους30. Ένα θέμα που απασχόλησε πολύ αυτές τις προσπάθειες στο σχεδιασμό είναι η ανεξαρτητοποίηση από την προβλεπτικότητα που δημιουργεί ο βιομηχανικά ελεγχόμενος τρόπος παραγωγής και δεσμεύει τόσο πολύ τους αρχιτέκτονες. Ένας τρόπος που στόχευε σε αυτήν την κατεύθυνση είναι να χρησιμοποιούνται υπάρχοντα υλικά αλλά να αλλαχθεί το πλαίσιο της χρήσης τους. Ένας άλλος είναι η ένταξη νέων ή μη γνώριμων υλικών σε ένα συνηθισμένο προκαθορισμένο πλαίσιο. Το σίγουρο είναι ότι για να δημιουργηθούν πετυχημένα κτίρια και κατασκευές πέρα από τα κοινά πρότυπα τα υλικά πρέπει να εξετάζονται και μέσω της σχεδιαστικής διαδικασίας να ερευνάται η πραγματική

28 Hegger,Auch-Schwelk,Fuchs,Rosenkranz, Construction Materials Manual, Birkhauser, Munich, December 2006, σ.14 29

Christian Schittich (Ed.), Building skins, Birkhauser, Munich, 2001, σ.9

30 σ.80

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

τους φύση και ένα μεγάλο σύνολο δυνατοτήτων και συνδυασμών31. Σήμερα το υλικό αποτελεί ένα αναπόσπαστο και ραγδαία εξελισσόμενο παράγοντα της κατασκευής. Βιομηχανίες που κάποτε ασχολούνταν με ένα μικρό ποσοστό προϊόντων σήμερα εμπλέκονται σε πιο βαθιά έρευνα και εξέλιξη νέων υλικών που είναι πιο αποτελεσματικά, πιο ισχυρά, αλλά και πιο ευαίσθητα περιβαλλοντικά. Μεγάλες πολυεθνικές όπως η DUPONT και η Weyerhaeuser συνεχώς παράγουν νέα υλικά και κάνουν δυνατές νέες χρήσεις για τα υπάρχοντα συμβατικά και μη υλικά.32 Τώρα η τεχνολογία των υλικών, πολλές φορές παρεμβαίνει αλλόκοτα στις εγγενείς ιδιότητες των περισσότερων δομικών υλικών επεκτείνοντας το πεδίο χρήσης τους. Μέταλλα παραμορφώνονται σε όλο πιο περίεργα και περίπλοκα σχήματα, γυαλιά χρησιμοποιούνται σε θλίψη, πέτρα σε εφελκυσμό33. Ο αρχιτέκτονας ως ανιχνευτής δομικών υλικών μπορεί να σταθεί από τα τέλη τις δεκαετίας του ‘90 ως ένα ανεξάρτητο επάγγελμα. Στα γραφεία τους στο Rotterdam οι ΟΜΑ έχουν Building material manager μια θέση το αντικείμενο της οποίας είναι να παρακολουθεί και να διαχειρίζεται όλες τις εξελίξεις στα υλικά και να έρχεται σε επαφή με τους κατασκευαστές. Άλλη άποψη θέλει τον ίδιο τον αρχιτέκτονα ‘να περιπατάει με τα μάτια ανοιχτά και να μαζεύει πληροφορίες που θα ανακαλέσει όταν τις χρειαστεί34. Συνεχίζοντας τονίζει ότι στην έμπνευση του τον βοηθούν περιοδικά, βιβλία ή τα DIY stores, συζητήσεις από ειδικούς από άλλα επιστημονικά πεδία, όπου τα όρια με τα υλικά της αρχιτεκτονικής είναι πολύ ρευστά, σαν τη ναυπηγική και την αυτοκινητοβιομηχανία. Στο τέλος του αιώνα οι ψηφιακές τεχνολογίες έκαναν την εμφάνιση τους στην αρχιτεκτονική. Τα νέα σχεδιαστικά και κατασκευαστικά εργαλεία οδήγησαν σε καινούργιες τάσεις στην αρχιτεκτονική σύνθεση, μορφογένεση και υλοποίηση περνώντας την αρχιτεκτονική σε μία ψηφιακή εποχή. Τα μέχρι τώρα συμβατικά δομικά υλικά και οι τυποποιημένοι τρόποι παραγωγής και κατασκευής δεν μπορούσαν να ανταπεξέλθουν σε 31

Exploring Materials, The work Of Peter Rice, Riba Dauern 1992 σ.4

32 Victoria Ballard Bell, Patrick Rand Materials For Architectural Design, Laurence King Publishing, London, 2006, σ.10 33

Slessor Catherine, Material Witnesses, The architectural Review 1239 Materiality, May 2000

34 Junger Meyer σε Hegger, AuchSchwelk, Fuchs, Rosenkranz, Construction Materials Manual, Birkhauser, Munich, December 2006, σ.15 35

πολλές από τις απαιτήσεις. Η μέχρι τώρα διάκριση των δομικών στοιχείων σε τοίχους, πατώματα, στέγες καταργείται και όλα αυτά τα στοιχεία ενσωματώνονται σε ενιαίες μορφές σε πολύπλοκα στατικά συστήματα με νέα πιο ευέλικτα χαρακτηριστικά σε δομή και επιφάνεια. Νέα ερωτήματα τίθενται για την υλικότητα των μορφών αυτών, όπως επίσης και για τα σημεία σύνδεσής τους με τις μεθόδους κατασκευής και τα υλικά.

2 Ιστορική ανάδρομη σχέσης σχεδιασμού με την υλικότητα και την κατασκευή

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής 3.1 Το τεχνολογικό υπόβαθρο της εποχής της ψηφιακής πληροφορίας Η σύγχρονη εποχή βιώνει ραγδαίες εξελίξεις ανάλογες με αυτές που βίωσε ο 19 και 20ος αιώνας λόγω της βιομηχανίας. Η ψηφιακή (digital) τεχνολογία και η χρήση των υπολογιστών εισέρχεται σε όλο και περισσότερους τομείς της σύγχρονης ζωής. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τεχνολογικά προϊόντα στην καθημερινότητά τους, όπως κάμερες, αυτοκίνητα, υπολογιστές και είναι συμφιλιωμένοι με τη λογική και τις δυνατότητες της ψηφιακής τεχνολογίας35. Η σύγχρονη επανάσταση της ψηφιακής πληροφορίας επηρεάζει τους τρόπους σχεδιασμού, παραγωγής, κατασκευής, ακόμα και την επιστήμη των υλικών, με την ίδια ένταση που η βιομηχανική επανάσταση τους επηρέασε τον προηγούμενο αιώνα36. Κατά το τέλος της δεκαετίας του 1990 ο σχεδιαστικός πειραματισμός χρησιμοποίησε νέα λογισμικά από το χώρο του animation με ικανότητες διαχείρισης δυναμικών συστημάτων ή παραμετρικά λογισμικά εργαστηρίων υψηλής τεχνολογίας σαν την αεροναυπηγική, την αυτοκινητοβιομηχανία και τη διαστημική βιομηχανία. Τα νέα σχεδιαστικά εργαλεία και οι ανάγκες της εποχής για τον έλεγχο του συνόλου των πληροφοριών που είναι ενσωματωμένες στα συστήματα37 των σύγχρονων κοινωνιών και τα συστατικά τους μέρη, οδήγησαν σε καινούργιες τάσεις στην αρχιτεκτονική σύνθεση και μορφογένεση περνώντας έτσι την αρχιτεκτονική στη νέα ψηφιακή εποχή. Έννοιες όπως η μεταλλαξιμότητα, το υβρίδιο, η ρευστότητα εισάγονται στο σχεδιασμό προσφέροντας στην αρχιτεκτονική μεγαλύτερες δυνατότητες από το παρελθόν. Με τα νέα σχεδιαστικά εργαλεία που προσφέρει η ψηφιακή τεχνολογία δίνεται η δυνατότητα κατά τις διαδικασίες σχεδιασμού για την ενσωμάτωση και καλύτερη διαχείριση της πολυπλοκότητας αυτής που προκύπτει από το μεγάλο μέγεθος των νέων πληροφοριών. ος

Riba Dauern, Exploring Materials, The work Of Peter Rice, 1992 σ.4

36 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ. 3. 37 SCHEURER, Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture, Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.61 39

Έτσι επιτυγχάνεται μια όσο γίνεται λιγότερο αυθαίρετη διαχείριση της πολυπλοκότητας και όλο και περισσότερες παράμετροι μπορούν να ρυθμιστούν από το σχεδιασμό, τις δυνατότητες των μορφών και των υλικών38. Η πολυπλοκότητα σαφώς δεν σημαίνει καμπύλες μορφές και χρήση υπερσύγχρονων μεθόδων παραγωγής39. 3.2 Επαναπροσδιορισμός του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και της υλοποίησης με τη χρήση των ψηφιακών μέσων Οι σύγχρονες αρχιτεκτονικές πρακτικές που βασίζονται στα ψηφιακά μέσα χαρακτηρίζονται από ψηφιακές επεξεργασίες βασισμένες σε υπολογιστικά συστήματα, γενετικούς αλγορίθμους, δυναμικά συστήματα και σε τοπολογικούς, μη ευκλείδειους γεωμετρικούς χώρους και εφαρμογές animation. Αυτά τα προγράμματα αποτελούν μια συγκεκριμένη ανάπτυξη γύρω από τη γενικότερη εξέλιξη της σχεδιαστικής διαδικασίας. Ο σχεδιαστής σε αυτές τις διαδικασίες δεν είναι κάποια δημιουργική φιγούρα που επιβάλλει μορφή στον κόσμο, αλλά είναι διαχειριστής διαδικασιών οι οποίες οδηγούν σε νέους σχηματισμούς40. Τα ψηφιακά μέσα δεν χρησιμοποιούνται πλέον μόνο ως εργαλείο αναπαράστασης για οπτικοποίηση της μορφής μιας αρχικής σύλληψης του αρχιτέκτονα41. Οι προβλέψιμες σχέσεις μεταξύ της κεντρικής ιδέας, της σύνθεσης, του σχεδίου και της τελικής ψηφιακής αναπαράστασης εγκαταλείπονται.42 Ο σχεδιαστής χρησιμοποιεί τον υπολογιστή σαν ένα εργαλείο μέσα στην ίδια την σχεδιαστική διαδικασία, σε τέτοιο βαθμό

38 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.4 39 SCHEURER, Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture, Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.61 40 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.4 41 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York 2003, σ. 3 42

ibid σ. 31 40

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

που όλη η αντίληψη του σχεδιασμού πρέπει να αναθεωρηθεί43. Στο προσκήνιο του σχεδιασμού έρχονται έννοιες όπως η πολυπλοκότητα και η διαφοροποίηση τις οποίες μπορούν πλέον να παράγουν και να διαχειρίζονται οι ψηφιακές αυτές υπολογιστικές μέθοδοι44. Τα μοντέλα που παράγοντα από τέτοιες διαδικασίες είναι ικανά να ενσωματώνουν πλήθος πληροφοριών, συνεχείς δυναμικούς μετασχηματισμούς αντικαθιστώντας τις στατικές δομές της συμβατικής επεξεργασίας. Εκτός από το συνολικό έλεγχο του σχεδιασμού τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιούνται έντονα και ως γενεσιουργό εργαλείο της μορφής συμβάλλοντας δραστικά και στην αρχική παραγωγή της αλλά και στον μετέπειτα μετασχηματισμό της. Επίσης υπάρχουν δυνατότητες ενσωμάτωσης και του υλικού στη σύνθεση από τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού μέσω λογισμικών που είτε αναλύουν τις απαιτήσεις του κτιρίου σε ιδιότητες υλικών είτε ενσωματώνουν τα χαρακτηριστικά των υλικών ως παραμέτρους ή περιορισμούς στο σχεδιασμό. O ψηφιακός τρόπος ανοίγει νέους ορίζοντες και επαναπροσδιορίζονται έτσι οι εννοιολογικές μορφολογικές αλλά και τεκτονικές αναζητήσεις της αρχιτεκτονικής. Η κάτοψη δεν παράγει πλέον το σύνολο του κτιρίου, και τα υπόλοιπα σχέδια, όπως τομές και όψεις, παίρνουν μόνο αναπαραστατικό και αναλυτικό ρόλο της τελικής μορφής. Ταυτόχρονα εργαλεία όπως ο κάνναβος, η συμμετρία και η επανάληψη χάνουν το νόημά τους, αφού εκφράζουν αρχές ανύπαρκτες στο ψηφιακό παράδειγμα45. Τα concept παραγωγής της μορφής βασίζονται τώρα σε τοπολογικές γεωμετρίες, blobs, γενετικούς αλγόριθμους, δυναμικές και κινητικές διαδικασίες, animation και στον παραμετρικό σχεδιασμό. Οι μορφές που προκύπτουν συνήθως ξεφεύγουν από τα όρια της ευκλείδειας γεωμετρίας, και βασίζονται σε παραμετρικές καμπύλες και επιφάνειες. Διαρθρώνεται έτσι μια αρχιτεκτονική μορφολογία προσανατολισμένη στις αναδυόμενες και προσαρμοστικές ιδιότητες μορφών που προέρχονται από ψηφιακές επεξεργασίες. Οι ψηφιακές επεξεργασίες στο σύνολο των ψηφιακών τους παραδειγμάτων στην αρχιτεκτονική βασίζονται σε υπολογιστικές μεθόδους που καθοδηγούν την προέλευση

43 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.4 44 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ. 31 45

ibid 41

21. Greg Lynn FORM, 2003 Tea & Coffee Tower 20. Μορφογενετική διαδικασία βασισμένη στη μέθοδο voronoi

22. SCI-Arc design studio, bridge/species replacing the Brooklyn Bridge

23. CNC βραχίονας

24. Amanda Levete Architects, Corian supersurface

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

αλλά και την μετέπειτα επεξεργασία της μορφής46. Η έμπνευση σε πολύ μεγάλο βαθμό σε τέτοιες διαδικασίες ήρθε από το πεδίο της ίδιας της φύσης. Τα προγράμματα αυτά άρχισαν σαν προσομοιωτές των φυσικών διαδικασιών της ανάπτυξης και σιγά-σιγά ενσωμάτωσαν τον πλήρη χαρακτήρα μιας σχεδιαστικής διαδικασίας με συγκεκριμένες απαιτήσεις και επιθυμητές επιδόσεις47. Η ψηφιακή τεχνολογία δεν ταυτίζεται όμως με την επεξεργασία μοντέλων υπολογιστή, αλλά χρησιμοποιείται σε όλα τα στάδια της κατασκευαστικής διαδικασίας και όχι μόνο στη διαδικασία σχεδιασμού. Οι μέθοδοί της πραγματοποιούν βήματα από τα ψηφιακά δεδομένα στην πραγματικότητα αλλά και από την πραγματικότητα σε ψηφιακά δεδομένα. Η σχεδιαστική διαδικασία ελέγχεται με πρωτοφανείς τρόπους ακόμα και αν περιλαμβάνει φυσικά μοντέλα. Τα σύγχρονα project δεν δημιουργούνται μόνο ψηφιακά αλλά και πραγματοποιούνται ψηφιακά μέσω διαδικασιών όπως η ’file to factory’ και τη βοήθεια CNC παραγωγικών τεχνολογιών48. Οι κυριότερες ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής βασίζονται σε cutting, subtractive, additive και formative επεξεργασίες αλλά και διαδικασίες ταχείας προτυποποίησης (Rapid Prototyping Processes) ελεγχόμενες από CNC μηχανήματα49. Η χρήση τους είναι ήδη ευρεία στο σχεδιασμό προϊόντων και αποτελούν μια σημαντική ανάπτυξη και στην αρχιτεκτονική παραγωγή αλλά έχουν και δυναμική συνεισφορά στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Οι επεξεργασίες αυτές διευκολύνουν την ικανότητα εξερεύνησης της φυσικής μορφής από το πρώτο στάδιο της σχεδιαστικής διαδικασίας αφού φυσικά μοντέλα εργασίας παράγονται πιο εύκολα από ποτέ. Η χρήση της μακέτας στη σχεδιαστική διαδικασία κάποια στιγμή έτεινε να αντικατασταθεί από τις ψηφιακές αναπαραστάσεις. Τώρα όμως που η ψηφιακή τεχνολογία έχει την δυνατότητα επεξεργασίας της με πιο αποτελεσματικούς τρόπους από ό,τι παλιότερα, 46 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.1 47 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.4 48 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.31 49

ibid σ.33 43

η σημασία της ξαναέρχεται στο προσκήνιο. Όπως η πινακίδα σχεδιασμού και τα τρίγωνα αντικαταστήθηκαν από τον υπολογιστή και προγράμματα CAD, έτσι και οι τεχνικές κατασκευής μακετών και φυσικών μοντέλων εξελίχτηκαν αντίστοιχα. Τα συμβατικά υλικά και εργαλεία αντικαθίστανται από πιο εξεζητημένες τεχνικές μοντέλων και πρωτοτύπων που παρέχουν άμεση ανάδραση από τα πραγματικά υλικά που έχουν επιλεγεί στον ψηφιακό σχεδιασμό. Αυτές οι μηχανικές επεξεργασίες δεν περιορίζονται όμως μόνο σε πειραματικά μοντέλα, αλλά έχουν εισαχθεί σε μεγάλο πλέον βαθμό στην πραγματική διαδικασία της κατασκευής. Οι CNC τεχνολογίες πετυχαίνουν μεγάλο βαθμό ακρίβειας στην παραγωγή συστατικών μερών και είναι αναγκαίες ειδικά εκεί που αντικείμενο είναι η επεξεργασία πολύπλοκων μορφών. Στις μέρες μας βλέπουμε στην οικοδομική βιομηχανία μια αλλαγή σε πιο εξελιγμένες τεχνικές δημιουργίας προπλασμάτων αλλά και κατασκευές οι οποίες διευκολύνονται με την εισαγωγή του υπολογιστή σε όλη την αρχιτεκτονική διαδικασία μέχρι και την υλοποίηση της κατασκευής.50 Οι νέες δυνατότητες της ψηφιακής αρχιτεκτονικής και οι ραγδαίες εξελίξεις της επιστήμης των υλικών, με την είσοδο της ψηφιακής τεχνολογίας, ανανέωσε τα τελευταία κυρίως χρόνια το ενδιαφέρον των αρχιτεκτόνων για τα υλικά, τις ιδιότητές τους και την ικανότητά τους να παράγουν τα επιθυμητά χωρικά, κατασκευαστικά και αισθητικά αποτελέσματα51. Τα μέχρι τώρα συμβατικά δομικά υλικά δεν μπορούν να ανταπεξέλθουν σε πολλές από τις νέες απαιτήσεις. Η μέχρι τώρα διάκριση των δομικών στοιχείων σε τοίχους, πατώματα, στέγες καταργείται και όλα αυτά τα στοιχεία ενσωματώνονται σε ενιαίες μορφές, σε πολύπλοκα στατικά συστήματα με νέα πιο ευέλικτα χαρακτηριστικά σε δομή και επιφάνεια. Ταυτόχρονα καταργείται και η κατηγοριοποίηση των δομικών υλικών που θεμελιώθηκε από το μοντερνισμό και χρησιμοποιείται μέχρι και σε σύγχρονες εφαρμογές. Οι απαιτήσεις των υλικών αυξάνονται μιας και τα υλικά καλούνται πλέον να παίξουν σύνθετους ρόλους, να παρουσιάσουν χαρακτηριστικά μεταβλητότητας, ενσωμάτωσης πολλών ιδιοτήτων κ.α. για να ανταπεξέλθουν στις ανάγκες των σύγχρονων κτιρίων και κατασκευών ενσωματώνοντας μέρος της πολυπλοκότητάς τους. Ο παλαιότερος διαχωρισμός των υλικών σε κατηγορίες όπως φέροντα ή πλήρωσης, διαφανή ή αδιαφανή 50 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.4 51 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.48 44

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

δεν έχει νόημα και ένα υλικό στη σύγχρονη εποχή μπορεί να είναι αναγκαίο να καλύπτει ακόμα και ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων52. Τα υλικά καλούνται να υλοποιήσουν σύγχρονα κτίρια με κελύφη πολύπλοκης μορφολογίας, πολύπλοκους στατικούς φορείς και νέες δυναμικές πολλές φόρες απαιτήσεις σε δομή και επιφάνειες. Πολύπλοκες μορφές μπορεί να παίζουν στατικό ρόλο, να σχηματίζουν επιφάνειες πλήρωσης και παράλληλα να φέρουν στα επίπεδά τους τα μηχανολογικά και ψηφιακά δίκτυα του κτιρίου. Είναι λοιπόν αδύνατο τέτοια project να υλοποιούνται με τις υπάρχουσες από τη βιομηχανία απαιτήσεις για σταθερότητα (τυποποίηση) στις κατασκευαστικές ιδιότητες και αισθητικές ποιότητες των υλικών. 3.3 Άμεση σύνδεση των αρχιτεκτονικών διαδικασιών με τη βοήθεια των ψηφιακών εργαλείων Τα νέα υλικά και οι νέες μέθοδοι παραγωγής βασισμένες στις ψηφιακές τεχνολογίες έκαναν δυνατή τη διαχείριση και την κατασκευή μορφών που παλαιότερα δεν μπορούσαν ούτε να κατασκευαστούν, αλλά ούτε και να προκύψουν σχεδιαστικά. Στη σύγχρονη αρχιτεκτονική η ψηφιακή τεχνολογία αρχίζει να χρησιμοποιείται δυναμικά στην υπηρεσία της κατασκευής και η αντίθεση μεταξύ του ψηφιακού και του πραγματικού που κάποτε ήταν έντονη τείνει να εκλείψει53. Η είσοδος της ψηφιακής τεχνολογίας στην παραγωγή κατάφερε μεγάλες καινοτομίες στην προσπάθεια να υλοποιήσει την ψηφιακή αρχιτεκτονική. Έγιναν εξελίξεις στις μεθόδους παραγωγής πετυχαίνοντας μια άμεση σύνδεση του σχεδιασμού με την κατασκευή, της μορφής με το υλικό, κάτι που είχε εκλείψει τους τελευταίους αιώνες από της αρχιτεκτονική πρακτική. Τα ψηφιακά εργαλεία χρησιμοποιούνται για να γεφυρώσουν τα κενά ανάμεσα στο σχεδιασμό, την υλικότητα και την παραγωγή-κατασκευή της τελικής μορφής54. Δημιουργούνται κομψά έργα που χρησιμοποιούν την ψηφιακή τεχνολογία με έμφαση στην υλικότητα και την αριστοτεχνία. 52 Μαρία Βογιατζάκη, Η μετα-φυσική του τεχνητού στη σύλληψη της υλικότητας της αρχιτεκτονικής, Σ.Α.Θ, τεύχος 9, σ.4 53 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.1 54 2010

Lucas Gray, Materialism: a new movement in architecture, www.demagazine.co.uk, 01-03-

25. Daniel Coll I Capdevila, Strip Morphologies, AA Diploma Unit 4 Design Study for Environmentally Differentiated Healing Environments

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

Η πολυπλοκότητα αυτής της νέας αρχιτεκτονικής έκανε αναγκαία την επιστροφή και την ενεργή συμμετοχή των αρχιτεκτόνων στην κατασκευή και παραγωγή. Τέθηκαν από την αρχή πολλά ερωτήματα για την επεξεργασία των χωρικών και κατασκευαστικών παραμέτρων της αρχιτεκτονικής αυτής. Πράγματι αποτέλεσε, και ακόμη αποτελεί, πρόκληση η πραγματοποίηση αλλά και η χρησιμότητα, μιας τέτοιας χωρικής πολυπλοκότητας όπως της ψηφιακής πρωτοποριακής αρχιτεκτονικής. Παρόλα αυτά στη σύγχρονη εποχή η κατασκευασιμότητα είναι συνάρτηση της υπολογισιμότητας. Το ερώτημα δεν είναι πια αν κάτι μπορεί να κατασκευαστεί, αλλά τι εργαλεία παραγωγής μπορούν να χρησιμοποιηθούν, ώστε να γίνονται πλήρως εκμεταλλεύσιμες οι δυνατότητες που προσφέρουν οι ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής. Τα ψηφιακά μοντέλα δεν αποτελούν μόνο παραστατικά μέσα, αλλά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για σχεδιαστικά προπλάσματα, για στατική ανάλυση και άλλες κατασκευαστικές πληροφορίες55 διευκολύνοντας κατά πολύ τη σχεδιαστική και κατασκευαστική διαδικασία. Η κυριότερη όμως αλλαγή που έφερε η ψηφιακή τεχνολογία στην αρχιτεκτονική είναι η αμεσότητα με την οποία συνδέεται η σύλληψη με το σχεδιασμό, ο σχεδιασμός με την παραγωγή. Η παραγωγή συνδέεται με το σχεδιασμό μέσω των ψηφιακών τεχνολογιών και κατευθύνεται εξολοκλήρου από αυτόν χωρίς έντονες διαμεσολαβήσεις τρίτων που υπήρχαν στους προηγούμενους τρόπους56. Αυτό που μπορεί να συλληφθεί και να σχεδιαστεί είναι άρρηκτα συνδεδεμένο με αυτό που μπορεί και να κατασκευαστεί57. Η ατελείωτη μεταβλητότητα της ψηφιακής αρχιτεκτονικής μπορεί να εκφραστεί εύκολα και να γίνει πράξη με καινούργιες διαδικασίες παραγωγής και κατασκευής όπως η μαζικήεξατομικευμένη (mass-customization)αντικαθιστώντας την τυποποίηση της μαζικής παραγωγής (mass-production)58. 55 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ 31. 56 σ.13.

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

57 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.31 58

ibid σ.13 47

Το σύνολο της ιστορίας της αρχιτεκτονικής μπορεί να περιγραφεί ως μία διαλεκτική ανάμεσα σε δύο εναλλακτικούς τρόπους σκέψης: αυτή της κλασσικής και αυτή της γοτθικής αρχιτεκτονικής. Μιλώντας γενικότερα η γοτθική αρχιτεκτονική είναι βασισμένη κυρίως στην κατανόηση της αρχιτεκτονικής στο θέμα της υλικότητας και της δομής (κατασκευής), ενώ η κλασσική είναι βασισμένη κυρίως στην κατανόηση της αρχιτεκτονικής μέσω της οπτικής σύνθεσης. Το γοτθικό έχει να κάνει περισσότερο με την διαδικασία, ενώ το κλασσικό στιλ με την απεικόνιση. Το γοτθικό πνεύμα στην αρχιτεκτονική, αποτελεί μια παράδοση που δεν βασίζεται στην εμφάνιση της μορφής της γοτθικής αρχιτεκτονικής (όπως στην περίπτωση του νέο-γοτθικού) αλλά σε μια συγκεκριμένη προσέγγιση με προσανατολισμό στη διαδικασία (επεξεργασία) ως προς το σχεδιασμό που αναγνωρίζει τη σημασία των δομικών δυνάμεων και της σύνθεσης των υλικών59. Οι πολυάριθμες μορφογενετικές μέθοδοι σχεδιασμού, οι ψηφιακές τεχνολογίες παραγωγής και κατασκευής σε συνδυασμό με τις ψηφιακές τεχνικές παραγωγής υλικών που έχουν υιοθετηθεί μπορούν να αποτελέσουν ένα συνεκτικό σύνολο εργαλείων έτοιμο για χρήση από το σχεδιαστή60. Με τη χρήση αυτών των εργαλείων η αρχιτεκτονική προσανατολίζεται περισσότερο στις κατασκευαστικές μεθόδους, στις επιδόσεις των μορφών, τις ιδιότητες των υλικών και τις αλληλεπιδράσεις τους. Οι καινοτομίες που εισήγαγε η ψηφιακή τεχνολογία στο σύνολο της αρχιτεκτονικής διαδικασίας έκαναν την αρχιτεκτονική να έρθει ξανά πιο κοντά σε αυτήν τη γοτθική αντίληψη. Παράδειγμα μιας τέτοιας αρχιτεκτονικής διαδικασίας που συνδέει άμεσα μέσω ψηφιακών εργαλείων το σχεδιασμό και τη παραγωγή, τη γένεση της μορφής με την κατασκευή και το υλικό σε μία «γοτθική» κατεύθυνση μπορεί να αποτελέσει μια ψηφιακή συνειρμική παραμετρική προσομοίωση που ενσωματώνει πληροφορίες από το σύνολο της αρχιτεκτονικής διαδικασίας. Παραμετρικά μοντέλα παράγουν μορφές με αντιστοιχία σε φυσικές μορφογενετικές διαδικασίες εμπεριέχοντας πληροφορίες από φυσικά μορφογενετικά πειράματα. Τα πειράματα αυτά βασίζονται στα αυτο-οργανωτικά χαρακτηριστικά των υλικών τα οποία κωδικοποιούνται ως μια αυστηρή σειρά γεωμετρικών σχέσεων και αλληλεξαρτήσεων. Αυτά τα χαρακτηριστικά αποτελούν τις σταθερές και διατηρούνται σε όλες τις καταστάσεις του συστήματος που δημιουργούνται με 59 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.2 60 Michael Hensel, Achim Menges, Material and digital design synthesis σε AD- Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, March/April 2006 σ.89 48

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

την αλλαγή των παραμετρικών μεταβλητών του κάθε ψηφιακού μοντέλου. Επίσης οι γεωμετρικές σχέσεις και αλληλεξαρτήσεις που χαρακτηρίζουν την οργάνωση και τα συστατικά στοιχεία του ψηφιακού παραμετρικού μοντέλου, ελέγχονται και με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή παραγωγής (CAM), που ενσωματώνει τους περιορισμούς των υλικών, της παραγωγής και της συναρμολόγησής τους, έτσι ώστε το κάθε σύστημα που παράγεται ψηφιακά να μπορεί να κατασκευαστεί άμεσα. Τέλος τα ψηφιακά συστατικά μέρη του συστήματος που χαρακτηρίζονται γεωμετρικά από τη συμπεριφορά του υλικού και τις διαδικασίες παραγωγής και συναρμολόγησης ελέγχονται ώστε να εποικίζουν δημιουργώντας γεωμετρικά περιβάλλοντα, όπως επιφάνειες ή διακλαδωμένες γεωμετρικές δομές, για να σχηματίζουν μεγαλύτερες συναθροίσεις. Ακόμη οι εν λόγω βασικές γεωμετρίες των συστατικών στοιχείων μπορούν να εξελίσσονται μέσω αναπτυξιακών ή εξελικτικών αλγορίθμων, έτσι ώστε να παράγονται διάφορες γενιές του συστήματος που εξελίσσεται σε σχέση με το αυξανόμενο επίπεδο της διάρθρωσης της συνολικής γεωμετρίας του61. Όσο η δεκαετία μας ξεκινάει με την παγκόσμια οικονομία σε αναταραχή και τον αναπροσδιορισμό των προτεραιοτήτων προβλέπεται η επιστροφή του elegance στην αρχιτεκτονική και το σχεδιασμό γενικότερα. Αυτή η νοοτροπία είναι κάτι που λείπει ολοσχερώς τα τελευταία χρόνια και πολλοί σύγχρονοι αρχιτέκτονες παρήγαγαν ασταμάτητα το ένα εμβληματικό κτίριο μετά το άλλο, όπου η εντυπωσιακή μορφή αποτέλεσε το κυρίαρχο χαρακτηριστικό επικαλύπτοντας τα υπόλοιπα.62 Οι αρχιτέκτονες με τις δυνατότητες των ψηφιακών μέσων αρχίζουν να πειραματίζονται σοβαρά στο σχεδιασμό γύρω από τις επιδόσεις των μορφών τις κατασκευαστικές διαδικασίες και τις πολύπλοκες ιδιότητες των υλικών αλλά και της ύλης γενικότερα προσπαθώντας να πετύχουν αποτελέσματα που αποδίδουν πραγματικά στο σκοπό τους. Αυτή η αλλαγή εκτός από την ανάμειξη της ψηφιακής τεχνολογίας, συνδυάζεται με διάφορες άλλες προσεγγίσεις, ευαισθητοποιημένες για παράδειγμα στα περιβαλλοντικά ζητήματα, και έχει ως αποτέλεσμα μια αρχιτεκτονική με συνέπεια στην απόδοσή της, προσγειωμένη στο περιβάλλον της, με σοβαρό νόημα63. 61 Michael Hensel, Achim Menges, Material and digital design synthesis σε AD- Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, March/April 2006 σ.89 62 2010

Lucas Gray, Materialism: a new movement in architecture, www.demagazine.co.uk, 01-03-

ibid 49

26. Asymptote, Penang global city center

27. FOA, Yokohama Terminal

28. Nox, Sonohouse

30. Zaha Hadid, Guangzhou Opera House σε στάδιο κατασκευής

29. Andrew Kudless, Υλοποιημένο μοντέλο από ψηφιακές παραγωγικές διαδικασίες

3 Αρχές της σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής

Η νέα ψηφιακή αρχιτεκτονική προκύπτει από την ψηφιακή επανάσταση. Οι αρχιτέκτονες έχουν βρει έκφραση σε υψηλής πολυπλοκότητας μορφές που θα μπουν δυναμικά ακόμα και σε κοινές κατασκευές τα επόμενα χρόνια. Παρατηρούνται πολλαπλές προσεγγίσεις, επειδή στην ουσία δεν υπάρχει κανένα συμπαγές ξεκάθαρο κίνημα στην ψηφιακή πρωτοποριακή αρχιτεκτονική. Το κοινό σημείο των ψηφιακών αρχιτεκτόνων, σχεδιαστών και θεωρητικών δεν είναι η διάθεση να κάνουν οποιαδήποτε μορφή να είναι ένας καμπυλόγραμμος όγκος (blobify), αλλά η χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας ως εργαλείο ικανό να ενσωματώνει απευθείας τη σύλληψη και την παραγωγή με τον τρόπο που γινόταν από τους master builders (αρχιτεχνίτες) του μεσαίωνα64. Το πραγματικό νόημα και όφελος όμως των ψηφιακών τεχνολογιών φαίνεται μόνο όταν αυτές χρησιμοποιούνται σε όλους του τομείς της αρχιτεκτονικής διαδικασίας, δηλαδή, όχι μόνο στο σχεδιασμό και την επεξεργασία της μορφής αλλά και στην επεξεργασία της κατασκευαστικής μεθόδου και του υλικού.

64 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.4 51

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό 4.1 Σύγχρονες μέθοδοι στη γένεση και το σχεδιασμό της μορφής στην ψηφιακή αρχιτεκτονική Η σύγχρονη αντίληψη στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό έχει εγκαταλείψει την αιτιοκρατία των συμβατικών πια πρακτικών σχεδιασμού του μοντερνισμού. Στο συμβατικό σχεδιασμό οι μορφές δουλεύονται τμηματικά με μεγάλο ποσοστό αυθαιρεσίας και στη συνέχεια συντίθεντο, ώστε να παράγουν το τελικό σχήμα για το κτίριο, την κατασκευή ή το προϊόν. Οι νέες προσεγγίσεις του σχεδιασμού αλλάζουν ριζικά αυτό το ισχύον πλαίσιο. Στην ψηφιακή μορφογένεση αντί να αναπαρασταθεί μια προαποφασισμένη σε μεγάλο βαθμό από το σχεδιαστή εξωτερική μορφή, οι αρχιτέκτονες διαμορφώνουν μια εσωτερική γενεσιουργό λογική η οποία αποτελεί ένα σύστημα παραγωγής μορφής. Στη συνέχεια το σύστημα αυτό παράγει με μια διαδικασία καθοδηγούμενη από περιορισμούς που θέτει ο σχεδιαστής, ένα μεγάλο αριθμό πιθανών μορφών. Από το σύνολο των μορφών αυτών επιλέγεται η πιο κατάλληλη ως αρχική για τη μετέπειτα επεξεργασία65. Μετά το αρχικό αυτό στάδιο παραγωγής της η αρχιτεκτονική μορφή και πάλι δεν αντιμετωπίζεται ως κάτι στατικό, στάσιμο, σταθερό, αμετάβλητο. Εννοιολογικά αποτελεί μια ενότητα υψηλής πλαστικότητας και μεταβλητότητας που εξελίσσεται δυναμικά μέσω διαδραστικών τροποποιήσεων. Εκτός από την εσωτερική λογική που την παράγει αρχικά οι μετέπειτα τροποποιήσεις και παραμορφώσεις προέρχονται από εξωτερικούς παράγοντες. Σε αυτό το μοντέλο σχεδιασμού, ένα σύστημα επιρροής , σχέσεων, περιορισμών και κανόνων καθορίζεται από πριν μέσω διαδικασιών ενημερώσεων και ύστερα παρακολουθείται η συμπεριφορά του στο χρόνο. Η κατασκευή που βγαίνει ως αποτέλεσμα των αλληλεξαρτήσεων δίνει συχνά κάποια πρωτογενή (generic) μορφή η οποία υπόκειται σε επεξεργασίες παραμόρφωσης και μεταμόρφωσης οι οποίες ξανά καθοδηγούνται από τις ίδιες σχέσεις επιδράσεων και κανόνων που είναι ενσωματωμένες στο ίδιο το σύστημα66. Οι ψηφιακά καθοδηγούμενες επεξεργασίες, χαρακτηρίζονται από δυναμικές, 65 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.13 66

ibid σ.26 53

32. Dae Song Lee, Diploma Unit 4, DIFFERENTIATED SPACE FRAMES

31. Greg Lynn FORM, Alessi Flatware, Venice, California, US, 2006

33. Greg Lynn, Embriological Housing

34. Patrik Schumacher, Istanbul block

35. SCI-Arc design studio, the Long Beach airport variation 1

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

ατέρμονες και απρόβλεπτες, συνετές όμως μετατροπές τρισδιάστατων μοντέλων δίνοντας νέες δυνατότητες στο σχεδιασμό και την παραγωγή μορφής. Το στατικό αντικαθίσταται από το δυναμικό και η μοναδικότητα από την πολλαπλότητα67. Η πολλαπλότητα αυτή αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο της ακριβούς μορφής της τελικής κατασκευής κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού παράγοντας ένα μεγάλο πλήθος προτάσεων μορφολογικών παραλλαγών του ιδίου αντικειμένου με τις ίδιες αρχές και ιδιότητες. Οι μορφές αυτές έχουν αυξημένη ικανότητα προσαρμογής στις απρόοπτες καταστάσεις που προέρχονται από τη χρήση τους αλλά και στις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις. Η δυναμικότητα αυτή αναδιαμορφώνει έτσι τους στόχους του σχεδιασμού, μακριά από τις συμβάσεις της μονιμότητας και φροντίζει για την παραγωγή περιβαλλόντων, που αντιστοιχούν σε έναν κόσμο του οποίου η πολυπλοκότητα και η διαρκής ρευστή κατάσταση γίνονται όλο και πιο αντιληπτές68. Δημιουργείται έτσι το θεωρητικό πλαίσιο που θα παράγει περαιτέρω εξελίξεις στον τομέα της μορφής που εκτείνονται πέρα από τους σχετικά απλούς γεωμετρικούς μηχανισμούς. Πιο σύνθετες προσεγγίσεις θα αναπτυχθούν που αφορούν όχι μόνο την παραγωγή αλλά και την αξιολόγηση πολύπλοκων μορφών με άμεση δυνατότητα κατασκευής69. Αυτές οι νέες προσεγγίσεις στο σχεδιασμό δίνουν μια νέα διάσταση στις μορφές που πλέον δεν είναι, όπως αναφέρθηκε, σταθερές, αλλά μπορεί να υπόκεινται σε συνεχείς μεταβολές και τροποποιήσεις παρέχοντας πολλές νέες δυνατότητες. Η διαχείριση τέτοιων σχεδιαστικών διαδικασιών έγινε δυνατή με τη χρήση εξελιγμένων λογισμικών και θα ήταν αδύνατη χωρίς την εμφάνιση ψηφιακών τεχνολογιών CAD αλλά και CAM. Αρχικά τα λογισμικά σχεδιασμού προσπάθησαν να μιμηθούν το χαρτί και το πενάκι χρησιμοποιώντας το ποντίκι και την οθόνη του υπολογιστή. Όπως εξηγεί ο Robert Aish: «Υπήρξε μια άμεση χαρτογράφηση σε αντιστοιχία με αυτό που θεωρήθηκε 67 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.13 68 Tom Verebes (co-director of the AA DRL) Associative Practices in the Management of Complexity AD-Volume 76 Issue 5, Wiley, London, December 2006, σ. 69 69 Achim Menges, Instrumental Geometry, A D-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.43 55

36. Γραμμικά σχέδια

37. Greg Lynn / Fabian Marcaccio, Secession Project, 1999

38. Παραμετρικό μόντελινγκ από Foster and Partners, Smithsonian Institute Courtyard Enclosure

39. Zaha Hadid Architects, Civil Courts – Madrid, AccentuatingEnvironmentally Adaptive Façade, 2007

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

αρχιτεκτονικό λεξιλόγιο και αποτελούταν από: ‘τοίχους, παράθυρα και πόρτες’» (Robert Aish σε Achim Menges, Instrumental Geometry, A D-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.43 ) συνδυαζόμενο με ένα πολύ απλουστευμένο υπολογιστικό ισοδύναμο. Ίσως αυτό ήταν και το μόνο που θα μπορούσε να υλοποιηθεί εκείνη τη χρονική στιγμή. Το τελικό αποτέλεσμα όμως είχε αρκετές αρνητικές συνέπειες. Η διαχείριση αυτού του λεξιλογίου μέσω αυτών των λογισμικών τυποποιήθηκε και έγινε πολύ πιο εύκολη και αποτελεσματική. Όσοι σχεδιαστές χρησιμοποίησαν αυτά τα λογισμικά οδήγησαν στην εδραίωση αυτής της εξαιρετικά περιορισμένης μορφής αρχιτεκτονικής. Έτσι παραμερίστηκε το πεδίο της αρχιτεκτονικής που μπορεί να βασίζεται σε πολυπλοκότερες γεωμετρίες με λιγότερο συμβατικά δομικά στοιχεία. Αυτό που είναι διαφορετικό με τα πρόσφατα παραμετρικά εργαλεία σχεδιασμού είναι ότι η ρύθμιση των κατασκευαστικών παραμέτρων είναι πολύ πιο αφηρημένη, αλλά την ίδια στιγμή το σύστημα είναι ‘επεκτάσιμο’, έτσι ώστε να είναι ο σχεδιαστής εκείνος, που μπορεί να κάνει το δικό του λεξιλόγιο των συστατικών και να σπάει αυτήν τη «σκληρά-κωδικοποιημένη» και αφελή αρχιτεκτονική σημασιολογία που βασίζεται σε σταθερά τυποποιημένα δομικά στοιχεία και στη σύνθεσή τους. Το περιοριστικό πλέον σύστημα λογισμικού CAD θεωρείται ξεπερασμένο και ο σχεδιαστής έχει τη δυνατότητα να καθορίσει το δικό του λεξιλόγιο από τις πρώτες αρχές, με κατανόηση αρχικά στις πιθανές υποκείμενες γεωμετρικές και αλγεβρικές αφαιρέσεις70. Η άφιξη των παραμετρικών ψηφιακών μοντέλων άλλαξε τις ψηφιακές αναπαραστάσεις του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού. Οι νέες παραμετρικές διαδικασίες σχεδιασμού που έχουν εξελιχτεί ,71επικεντρώνονται στον τρόπο με τον οποίο μία χωρική δομή μπορεί να ενημερώνεται από μετρήσιμα και μεταβλητά κριτήρια απόδοσης. Τα εργαλεία αυτά στοχεύουν σε ολοένα πιο εύπλαστες μορφές με χωρική και υλική νοημοσύνη72. Οι αναπαραστάσεις των ρητών γεωμετρικών σχημάτων αντικαταστάθηκαν 70 Achim Menges, Instrumental Geometry, A D-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.44 71 Tom Verebes (co-director of the AA DRL) Associative Practices in the Management of Complexity, AD-Volume 76 Issue 5, Wiley, London, December 2006, σ. 69 72 Achim Menges, Instrumental Geometry, A D-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.43 57

από αποτελεσματικές δυναμικές αλληλεξαρτήσεις γεωμετρικών σχέσεων. Αρχιτέκτονες έχουν αρχίσει να στρέφονται μακριά από το να σχεδιάζουν αποκλειστικά ένα συγκεκριμένο σχήμα για το κτίριο αλλά ρυθμίζουν τις βασικές αρχές και τις γεωμετρικές σχέσεις της δομής του. Οι σχέσεις αυτές περιγράφονται μέσω αλγορίθμων και παραμετρικών εξισώσεων. Έτσι μία συγκεκριμένη περίπτωση σχεδίου μπορεί να προκύψει, ως απάντηση σε συγκεκριμένες μεταβλητές, καταστάσεις και σενάρια73. Η μορφολογική αυτή πολυπλοκότητα είναι συχνά σκόπιμα τονισμένη στο τελικό προϊόν των σχεδιαστικών διαδικασιών δηλώνοντας αρκετές φορές έντονες φορμαλιστικές προθέσεις. Η τρισδιάστατη ψηφιακή προσομοίωση βασίζεται σε Nurbs, σε παραμετρικές καμπύλες και επιφάνειες. Έτσι άνοιξε αυτό το νέο μορφολογικό σύμπαν πολύπλοκων και καμπυλόμορφων γεωμετριών, που μέχρι την εμφάνιση των τεχνολογιών CAD CAM ήταν πολύ δύσκολο να συλληφθούν, να αναπτυχτούν και να αναπαρασταθούν. Παρόλα αυτά οι τοπολογικές επιφάνειες ήταν κάτι πολύ συνηθισμένο από δεκαετίες πριν σε μορφές πλοίων, αεροπλάνων και αυτοκινήτων, αλλά και σε αντικείμενα καθημερινής χρήσης, όπως ηλεκτρικές συσκευές, οδοντόβουρτσες και άλλα πολλά. Στην αρχιτεκτονική όμως για κάποιους λόγους οι καμπύλες αγνοούνταν μέχρι κάποια χρόνια πριν. Αυτή η μορφολογική άγνοια μπορεί να εξηγηθεί στην αρχιτεκτονική λόγω της τεχνολογικής άγνοιας που την συνόδευε. Οι άλλοι κλάδοι, όπως της αεροναυπηγικής, της ναυπηγικής, της αυτοκινητοβιομηχανίας, ακόμα και του βιομηχανικού σχεδιασμού ήταν από πάντα τεχνολογικά ένα βήμα μπροστά από την κτιριακή κατασκευή. Γι’ αυτό στις βιομηχανίες αυτές υπήρχε ήδη μια παραμετρική προσέγγιση στο σχεδιασμό.74 Η τεχνολογική αυτή διαφορά εντοπίζεται αφενός στα εργαλεία σχεδιασμού που μπορούν να παράγουν και να επεξεργαστούν με μεγαλύτερη ευκολία τέτοιες γεωμετρίες αλλά και τις αντίστοιχες παραγωγικές μεθόδους. Ιστορικά η αρχιτεκτονική ήταν οι τελευταία που υιοθέτησε τέτοιες ψηφιακές μεθόδους. Τα ψηφιακά εργαλεία όπως το CATIA (Computer Aided Three- Dimensional Interactive Application) χρησιμοποιούνταν 20 χρόνια πριν το χρησιμοποιήσει το γραφείο του Gehry75. 73 Achim Menges, Instrumental Geometry, A D-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.43 74 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.6 75

Nicola Stattmann, Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.18 58

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

4.2 Μελέτες σχηματισμού της μορφής βασισμένες στην ύλη και σε διαδικασίες της φύσης Στις μέρες μας έχουν προκύψει νέες στρατηγικές σχεδιασμού και εύρεσης της μορφής, νέες τεχνικές παραγωγής υλικών και υλοποίησης μεγάλων κατασκευών. Στην ψηφιακή αρχιτεκτονική γίνονται έντονες προσπάθειες, ώστε η γένεση της μορφής να μην αποτελεί ανεξάρτητη διαδικασία, αλλά να ενσωματώνει εκτός από παραμέτρους του σχεδιασμού, παραμέτρους της διαδικασίας κατασκευής αλλά και των υλικών που θα χρησιμοποιηθούν. Οι περισσότερες από αυτές τις διαδικασίες εύρεσης της μορφής που θεωρούν το υλικό ως μια από τις κυρίαρχες παραμέτρους του σχεδιασμού είναι βασισμένες σε μοντέλα βιολογικών διεργασιών βάση των οπoίων δημιουργούνται οι υλικές μορφές στη φύση. Η φύση έχει καταφέρει να παράγει συστήματα που παρουσιάζουν την πιο αποτελεσματική χρήση ενέργειας συγχρόνως με την πιο οικονομική χρήση των διαθέσιμων φυσικών πόρων. Ο ιστός της αράχνης είναι πολύ λεπτός και ελαστικός, οι πιγκουίνοι κολυμπούν αποτελεσματικά αντίθετα στο ρεύμα και τα εύθραυστα φτερά των εντόμων αντέχουν μεγάλες ανεμοπιέσεις. Έτσι η λογική του σχεδιασμού άρχισε να αναλύει και να επηρεάζεται από τη δομή και τη φιλοσοφία τέτοιων φυσικών συστημάτων. Με την εξέλιξη της τεχνολογίας είναι έντονη η διαφοροποίηση σε σχέση με παλιότερες βιομιμητικές προσεγγίσεις. Λόγω της αύξησης των δυνατοτήτων μελέτης και μετέπειτα προσομοίωσης και διαχείρισης τέτοιων συστημάτων από ψηφιακά εργαλεία γίνεται μία πιο συνεπής αντιμετώπιση που δεν περιορίζεται στις μορφολογικές μιμήσεις του φυσικού περιβάλλοντος που γινόταν παλαιότερα. Η σταθερότητα των κοτσανιών των φυτών επηρέασε σημαντικά την κατασκευή πανέλων με πολλαπλά επίπεδα, οι ιδιότητες που παρουσιάζουν οι κυψελώδεις δομές από τα λαχανικά στη ροή του νερού εφαρμόστηκαν στα φίλτρα. Η λογική και η φιλοσοφία από ευφυή, φυσικά συστήματα χρησιμοποιείται με τέτοιο τρόπο στο σχεδιασμό και τη βιομηχανική παραγωγή που φέρνει πολλές καινοτόμες λύσεις76. Η μορφογένεση στη φύση αποτελεί στην ουσία τη διαδικασία της εξέλιξης και ανάπτυξης. Μέσω αυτών των διαδικασιών δημιουργούνται πολυμορφικά συστήματα τα οποία αποκτούν το σχήμα τους και τη σύνθετη οργάνωσή τους από την αλληλεπίδραση του συνόλου των εγγενών δυνατοτήτων των υλικών τους με τις εσωτερικές δυνάμεις του συστήματος και τις εξωτερικές επιδράσεις του περιβάλλοντος. Στην ύλη που υπάρχει 76 Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.19 59

40. Φτερό εντόμου 41. Δομή φυτικού οργανισμού

42. Νερά , ίνες ξύλου

43. Δομή οστού

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

ήδη στη φύση ή είναι υπό διαμόρφωση υπάρχει ένα σύνολο ενεργητικής υλικότητας που βρίσκεται σε συνεχή κίνηση και μεταβολή κουβαλώντας κάποιες ιδιαιτερότητες (singularities). Οι ιδιαιτερότητες αυτές είναι σαν ήδη υποκινούμενες μορφές από τη δομή και τα χαρακτηριστικά της ύλης. Είναι περισσότερο τοπολογικές παρά γεωμετρικές μορφές και συνήθως συνδυάζονται με διαδικασίες παραμορφώσεων και τη δομή της ύλης. Για παράδειγμα τα μεταβλητά νερά και οι περιστροφές των ινών του ξύλου καθοδηγούν τον τρόπο με τον οποίο θα γίνει το σχίσιμό του. Σε αυτές τις μορφολογικές και δομικές ιδιαιτερότητες πρέπει να προσθέσουμε και τις επιρροές (affects) της ύλης. Οι επιρροές της ύλης είναι αυτές που επιτρέπουν τους χειρισμούς που μπορούν να γίνουν πάνω της. Και αυτές είναι έντονα μεταβλητές. Για παράδειγμα, στα σημεία που το ξύλο είναι περισσότερο ή λιγότερο πορώδες περισσότερο ή λιγότερο ελαστικό και ανθεκτικό παρουσιάζει διαφορετική συμπεριφορά. Ο όρος επιρροή δηλαδή αναφέρεται όχι στις τάσεις αλλά στις ικανότητες, όπως την ικανότητα ενός υλικού να επηρεάζεται και να επηρεάζει. Το να φέρει φορτία για παράδειγμα, προϋποθέτει την ικανότητα να επηρεάζεται από το φορτίο, με την έννοια ότι μία φέρουσα κατασκευή πρέπει να είναι ικανή να προεκταθεί αν τα φορτία είναι σε τάση, ή να συρρικνωθεί αν είναι σε θλίψη77. Οι ιδιαίτερες αυτές ιδιότητες που υπάρχουν στην ύλη είναι κυρίως που επηρεάζουν τα πολυμορφικά συστήματα και αλληλεπιδρούν με τις εξωγενείς δυνάμεις προκαλώντας συνεχώς μεταβαλλόμενες, σύνθετες δομές. Οι δομές αυτές είναι ιεραρχικά ρυθμισμένες από τα συστατικά των σχετικά απλών υλικών τα οποία είναι οργανωμένα μέσω διαδοχικών σειρών από πολλαπλασιαζόμενα και διαφοροποιημένα υποσυστήματα. Από τα υποσυστήματα αυτά προκύπτουν οι ικανότητες συμπεριφοράς του συστήματος78. Δομές του φυσικού περιβάλλοντος και κυρίως οι βιολογικοί οργανισμοί έχουν καταφέρει με τέτοιους τρόπους να παράγουν ένα πλήθος μορφών οι οποίες δεν μπορούν να έχουν υπόσταση χωρίς τη κατασκευαστική τους δομή και το υλικό τους. Το ζήτημα είναι να γίνει η απελευθέρωση του υλικού ώστε να καταλήξει σε μορφές μέσω ελάχιστων καθοδηγήσεων, εσωτερικών και εξωτερικών αλληλεπιδράσεων εναρμονισμένων με την υλικότητα του, χωρίς να γίνεται προφανώς η επιβολή μίας εξωγενούς μορφής στην ύλη του. 77 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.79 78 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.35 61

44. Shuang-xu, μορφογενιτικός πειραμτισμός

45. Σπογγώδη ιστός των οστών

46. Στατικό σύστημα βασισμένο σε σχηματισμούς αφρών, Ptw architects, Watercube

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

Η μορφή, η δομή και το υλικό δρουν παράλληλα, αλληλοσυμπληρούμενα και η συμπεριφορά αυτών των τριών δεν μπορεί να κατανοηθεί και να προβλεφθεί αν αναλυθούν ξεχωριστά79. Σύμφωνα με τα παραπάνω οι διεργασίες σχηματισμού της μορφής και υλοποίησης στη φύση είναι πάντα εγγενώς και άρρηκτα συνδεδεμένες και εξαρτώνται άμεσα από τις ιδιότητες των υλικών. Σε πλήρη αντίθεση με αυτή την αναπόσπαστη διαδικασία ανάπτυξης της υλικής μορφή έρχονται οι διαδικασίες της συμβατικής αρχιτεκτονικής. Η συμβατική αρχιτεκτονική βασίζεται κυρίως σε προσεγγίσεις σχεδιασμού που χαρακτηρίζονται από μια ιεραρχική σχέση που δίνει προτεραιότητα στην παραγωγή της μορφής και σε ένα επόμενο στάδιο ασχολείται με την υλοποίησή της. Ο αρχιτέκτονας χρησιμοποιώντας ένα σύνολο αναπαραστατικών εργαλείων που προορίζονται για τη ρητή, μονοδιάστατη, γεωμετρική περιγραφή, δημιουργεί ένα σύστημα μέσω μιας σειράς κριτηρίων σχεδιασμού. Το σύστημα αυτό αδυνατεί να συμπεριλάβει τις εγγενείς μορφολογικές ικανότητες επίδοσης (performance) των εμπλεκόμενων υλικών σε ικανοποιητικό βαθμό συστημάτων80. Οι τρόποι υλοποίησης, η παραγωγή και η κατασκευή είναι οργανωμένα ως μια από πάνω προς τα κάτω μηχανική διαδικασία και οι λύσεις για το υλικό επιλέγονται μόνο μετά τον καθορισμό της μορφής του κτιρίου και τη θέση των κατασκευαστικών στοιχείων. Έτσι τα υλικά δεν λαμβάνονται σημαντικά υπ’ όψιν και πέφτουν σε ρόλο παλέτας που μπορεί να προσφέρει ένα πλήθος διαφορετικών επιφανειών. Η διαχείριση του υλικού από το σχεδιαστή περιορίζεται στην σύνθεση των επιλογών της παλέτας των υλικών, ώστε να παράγουν επιτυχημένα αισθητικά αποτελέσματα κατά την υλοποίηση των εκάστοτε μορφών. Οι σύγχρονες μορφογενετικές προσεγγίσεις που αναπτύχθηκαν από την ψηφιακή αρχιτεκτονική αποτελούν πιο ολοκληρωμένες διαδικασίες που εμπεριέχουν μεγάλο κομμάτι της πολυπλοκότητας που υπάρχει στις φυσικές διαδικασίες γένεσης και υλοποίησης της μορφής. Οι προσεγγίσεις αυτές βασίζονται σε αρχές που προέκυψαν από τη μελέτη της αναπτυξιακής βιολογίας και τη βιομιμητικής μηχανικής που εντάσσονται στο σχεδιασμό. Στις μεθόδους τους δεν υπάρχει διαχωρισμός και διαφοροποίηση μεταξύ της διεργασίας σχηματισμού της μορφής και διεργασίας υλοποίησης. Επίσης, αποτελεί προϋπόθεση η εκτυλισσόμενη μορφολογική πολυπλοκότητα και οι αποδοτικές ικανότητες 79 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley , London, March/April, 2006, σ.79 80

ibid 63

47. Σαπουνόφουσκες

48. SMO Architektur and Arup, Bubble Highrise

49. Πειραματισμός σε φυσικό μοντέλο με φιλμ σαπουνιού

50. Frei Otto, Multihalle, Mannheim, 1975

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

να πηγάζουν από τα εν δυνάμει υλικά. Τα υλικά δεν κατανοούνται σαν παράγωγα των τυποποιημένων οικοδομικών συστημάτων και στοιχεία που διευκολύνουν την κατασκευή των προκαθορισμένων σεναρίων σχεδιασμού, αλλά περισσότερο ως παραγωγικοί ρυθμιστές στη διαδικασία σχεδιασμού. Η επέκταση αυτής της έννοιας του υλικού γίνεται με την ενσωμάτωση των ουσιαστικών χαρακτηριστικών της ύλης και της γεωμετρικής συμπεριφοράς του στο σχεδιασμό. Απαραίτητα όμως πρέπει να συνδυαστεί με τους περιορισμούς της κατασκευής και συναρμολόγησης ώστε με το σχεδιασμό να δημιουργηθεί ένα ολοκληρωμένο σύστημα ικανό να παράγει ένα σχέδιο έτοιμο για υλοποίηση μέσω των εγγενών αποδοτικών ικανοτήτων του ίδιου του συστήματος. Αυτό ευνοεί την κατανόηση της μορφής, των υλικών και της δομής ως σύνθετων συσχετισμών σε πολυμορφικά συστήματα που προκύπτουν από την ενσωμάτωση παραμέτρων του σχεδιασμού, όπως ποικίλες εισροές και περιβαλλοντικές επιδράσεις. Με αυτούς τους τρόπους οι νέες ψηφιακές διαδικασίες σχεδιασμού καταφέρνουν να ενσωματώνουν τις τεχνικές σχεδιασμού, τις τεχνολογίες παραγωγής και την ικανότητα απόδοσης του συστήματος81 έχοντας ως βασικό ρυθμιστή την υλοποίηση. Διαδικασίες με τέτοια χαρακτηριστικά είναι κυρίως μορφογενετικά πειράματα σχεδιασμού, βασισμένα στις ψηφιακές μεθόδους και τα χαρακτηριστικά ή τις δομές της ύλης. Το πιο γνωστό παράδειγμα τέτοιας αρχιτεκτονικής προσέγγισης είναι η εργασία που άρχισε να εκτελείται το 1950 στο Ινστιτούτο ελαφριών κατασκευών στην Στουτγάρδη, σύμφωνα με την έμπνευση και την καθοδήγηση του Frei Otto. Βασίζεται στη χρήση του φιλμ σαπουνιού ως μέσο για την εξεύρεση ελάχιστων δυνατών μορφών. Πολλοί μηχανισμοί μορφογένεσης που υπάρχουν στη πραγματικότητα στη φύση βασίζονται σε μια τέτοια απλή ιδιαιτερότητα (singularity), όπως η ελάχιστη ενέργεια. Για παράδειγμα οι σαπουνόφουσκες προσπαθούν να ελαχιστοποιήσουν την τάση της επιφάνειας τους, ενώ οι κρύσταλλοι προσπαθούν να ελαχιστοποιήσουν την ενέργεια μεταξύ των δεσμών τους. Η διαδικασία γένεσης της μορφής που βρίσκεται πίσω από τις σαπουνόφουσκες ή τους κρυστάλλους βασίζεται σε κάτι παρόμοιο. Χωρίς περιορισμούς, μια λεπτή ταινία σαπουνιού θα καταλήξει πάντα σε σφαίρα, αλλά με τους κατάλληλους περιορισμούς (και ο ρόλος του σχεδιαστή είναι να καθορίσει τους περιορισμούς αυτούς) μπορεί να παράγει μια ποικιλία από ελάχιστες δυνατές επιφάνειες. Μια τέτοια εφαρμογή έγινε για να βρεθούν ελάχιστες επιφάνειες που ο

81 Manuel DeLanda, Material elegance, AD-Special Issue: Elegance Volume 77, Issue 1, Wiley, London, January/February, 2007, σ.22 65

51. Frei Otto, Olympic Stadium, Munich

52. Achim Menges & Michael Hensel, Πειραματισμοί με μεμβράνες

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

Otto θα χρησιμοποιούσε στη συνέχεια για τα σχέδια μιας στέγης σαν σκηνή82. Ο Frei Otto έχει να παρουσιάσει ένα πλήθος τέτοιων διαδικασιών σχεδιασμού. Ήταν ένας από τους κύριους εκπροσώπους μιας προσέγγισης για την αρχιτεκτονική βασισμένη στις μεθόδους της φύσης πάνω στη δομή και το υλικό. Η μέθοδός του βέβαια βασιζόταν περισσότερο στον αναλογικό παρά στον ψηφιακό τρόπο. Ασχολούνταν ως ένα βαθμό με την βιομίμηση και προσπάθησε μελετώντας υλικούς σχηματισμούς της φύσης να ανασυντάξει τις αρχές των συστημάτων τους μέσα στο μοντέρνο, υψηλής τεχνολογίας, κόσμο της σύγχρονης κατασκευής για να προσδώσει αποδοτικές λύσεις σε διάφορα προβλήματα και ερωτήματα. Η ικανότητα ορισμένων υλικών να αυτό-οργανωθούν σε μια σταθερή διάταξη κάτω από την πίεση είναι η θεμελιώδης αρχή στα φυσικά πειράματα εύρεσης της μορφής του Otto. Παρόμοια πειράματα για τη δημιουργία μορφής είχαν χρησιμοποιηθεί και από τον Gaudi. Η εύρεση της μορφής, κατά το παράδειγμα Frei Otto, είναι μια σχεδιαστική τεχνική που χρησιμοποιεί την αυτο-οργάνωση των υλικών συστημάτων υπό την επίδραση των εξωγενών δυνάμεων. Η οργάνωση εδώ αναφέρεται στην αναδιάταξη του υλικού ή στα συστατικά του συστήματος του υλικού, για την παραγωγή μορφής ή λειτουργικών χαρακτηριστικών όπως στατικής σταθερότητας83. Στο συμβατικό σχεδιασμό ο σχεδιαστής πρέπει να ορίσει πριν πραγματοποιηθεί οποιαδήποτε υλοποίηση ενός σχεδίου την ακριβή τοποθεσία και το ακριβές σχήμα όλων των στοιχείων που αποτελούν την κατασκευή. Η γεωμετρία του συστήματος που πρόκειται να κατασκευαστεί πρέπει να ελεγχτεί με ακρίβεια και για να γίνει αυτό απαιτείται ένα πλήθος μετρήσεων για τον καθορισμό του κάθε σημείου της κατασκευής. Μια τέτοια μέθοδος σχεδιασμού και υλοποίησης παραβλέπει την δυνατότητα χρήσης της ικανότητας για αυτό-οργάνωση που ενυπάρχει στα υλικά συστήματα. Μια καλύτερη προσέγγιση θα διαχειριζόταν ελάχιστα κομβικά σημεία του υλικού συστήματος που θα επηρέαζαν την αυτό-οργάνωσή του αποφέροντας τα αποτελέσματα που θα ήθελε ο σχεδιαστής. Η διαδικασία γένεσης της μορφής αλλά και της μετέπειτα υλοποίησης θα βασιζόταν σε ελάχιστους δυνατούς χειρισμούς. Ένα απλό παράδειγμα αυτής της διαδικασίας είναι οι κατασκευές από μεμβράνες. Σε αυτές 82 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.3 83 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.79 67

53. Achim Menges. Component Differentiation and Proliferation: Paper-Strip Experiment

54. Thomas Von Girsewald and Juan Subercaseaux, Sponge spicule

55. Ralph Doggen, Membrane Spaces GPA 02 Studio, 2005

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

τις κατασκευές ο εκτοπισμός συγκεκριμένων σημείων των ορίων τους και το μέγεθος της δύναμης προέντασης που εφαρμόζεται μπορεί να αποτελέσει τους μοναδικούς χειρισμούς για την εύρεση της μορφής αλλά και στη συνέχεια για την υλοποίηση της κατασκευής. Το υλικό συνδέεται άμεσα με τη μορφή και τη διαδικασία υλοποίησης, αφού η μορφή της κατασκευής μπορεί να περιγραφεί ως η κατάσταση της ισορροπίας εσωτερικών αντιστάσεων και εξωτερικών δυνάμεων. Οι δυνάμεις αυτές που εξαρτώνται από το υλικό και το σχεδιαστή είναι τα μόνα στοιχεία που χρειάζονται για να περιγράψουν την κατασκευή και η υλοποίησή της εξαρτάται από την εξασφάλισή τους84. Ο Otto δημιούργησε πολλές μηχανές κατασκευής και προσομοίωσης για μορφογένεση βασισμένες σε αυτά τα χαρακτηριστικά. Τα διάφορα πειράματα που ενέπλεκαν διάφορα υλικά και καινοτόμες διαδικασίες διαχείρισης τους αποτελούσαν στην ουσία αναλογικούς υπολογιστές με τους οποίους μπορούσε να καθορίζει τη μορφή ανάλογα με παραμέτρους και να τη χρησιμοποιεί σε διάφορα έργα. Οι προτάσεις αυτές του Otto επηρέασαν και ενέπνευσαν τη δουλειά του Lars Spuybroek και διαφόρων έργων του, όπως το Softoffice ή το Maison Folie. Οι σαπουνόφουσκες και τα άλλα αναλογικά μοντέλα του Frei Otto έχουν τώρα παραμεριστεί σε κάποιο βαθμό από τα ψηφιακά μοντέλα των υπολογιστών. Το αναλογικό μόντελινγκ παρόλα αυτά παραμένει πάντα επίκαιρο και πολύ αποδοτικό σε μορφογενετικές διαδικασίες που βασίζονται στις ιδιότητες της ύλης και τα χαρακτηριστικά των υλικών. Πάνω στην ίδια λογική βασίζονται σχεδιαστικές διαδικασίες που χρησιμοποιούνται από σύγχρονες αρχιτεκτονικές σχολές αλλά και από αρχιτέκτονες με εκτεταμένο κτισμένο έργο. Μια προσέγγιση του σχεδιασμού, όπου χρησιμοποιούνται τέτοιες μέθοδοι, δίνει τη δυνατότητα στους αρχιτέκτονες να καθορίσουν ειδικά υλικά συστήματα μέσω των συνδυασμένων διαδικασιών του σχηματισμού της μορφής και της υλοποίησης. Δεν δημιουργούνται πια συγκεκριμένα σχήματα στα οποία αρχικά δίνονται κάποιες λειτουργίες και έπειτα κατασκευάζονται με συμβατικές πρακτικές και επιλογές υλικών. Έτσι γίνεται η αντικατάσταση της συμβατικής μεθόδου. Τη θέση της παίρνει ο σχεδιασμός με στόχο την ανάπτυξη αποδοτικών ικανοτήτων, που είναι συμφυείς με τις ιδιότητες του υλικού και τις κατασκευαστικές μεθόδους, ώστε να καλύπτονται οι συγκεκριμένες απαιτήσεις

84 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.3 69

των κατασκευών που υλοποιούνται85. Αυτή η μέθοδος δίνει προτεραιότητα σε περίπλοκα, απρόβλεπτα και απροσδιόριστα αποτελέσματα που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της σχεδιαστικής διαδικασίας και βασίζονται στη συνολική της προσέγγιση. Μέσω της συνεχούς διαπραγμάτευσης από αυτούς τους περιορισμούς και τα συνακόλουθα, αναμενόμενα αλλά και νέα αποτελέσματα επιδόσεων και συμπεριφορών του συστήματος, αναδύεται η συνολική δυναμική του. Η έρευνα και η αξιολόγηση αυτών των αναδυόμενων ικανοτήτων επιτρέπει στη συνέχεια τον επαναπροσδιορισμό των κριτήριων καθοδήγησης της διαδικασίας, και ως εκ τούτου αποτελεί μια κριτική και καινοτόμο προσέγγιση στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό86. Προφανώς τέτοιες δυνατότητες στο σχεδιασμό δεν θα ήταν δυνατό να επιτευχθούν παρά μόνο μέσα από ψηφιακές διαδικασίες παραμετρικής μοντελοποίησης και ψηφιακές μεθόδους παραγωγής και επεξεργασίας των υλικών, που μπορούν να συνθέσουν τις διαδικασίες γένεσης της μορφής, τους γεωμετρικούς περιορισμούς σχετικούς με την υλοποίηση και τις διαδικασίες κατασκευής, όπως και τις δυναμικές των υλικών, παρέχοντας ένα μεγαλύτερο βαθμό συνοχής87. 4.3 Οι εξελίξεις στη μορφή και τη δομή των κτιρίων από τη χρήση των ψηφιακών εργαλείων Οι αρχιτέκτονες στις μέρες μας δημιουργούν και επεξεργάζονται επιφάνειες nurb παράγοντας κτιριακά κελύφη που έχουν ως αποτέλεσμα όχι μόνο καινούργιες εκφραστικές και αισθητικές ποιότητες αλλά και καινούργιες κατασκευαστικές και γεωμετρικές πολυπλοκότητες. Οι πειραματισμοί στην κατασκευασιμότητα γεωμετρικά πολύπλοκων κελυφών στα έργα της ψηφιακής πρωτοπορίας έχει οδηγήσει σε μία αναθεώρηση των

85 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.86 86 Michael Hensel, Achim Menges, Material and digital design synthesis σε AD- Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/ April, 2006, σ.95 87 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.86 70

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

κατασκευαστικών μεθόδων και των υλικών των εξωτερικών επιφανειών των κτιρίων88. Οι ιδέες που καθιερώθηκαν από το μοντερνισμό υποστήριζαν ότι η μορφή των κτιρίων πρέπει να αντανακλά την εσωτερική δομή και διάρθρωση του ακολουθώντας τη λειτουργία του. Πρέπει να υπάρχει εναρμόνιση μεταξύ μορφής και λειτουργίας εσωτερικού και εξωτερικού χώρου και η αισθητική να πηγάζει από τη σύνθεση των δομικών στοιχείων89. Στις μέρες μας οι αντιλήψεις του μοντερνισμού έχουν αμφισβητηθεί έντονα λόγω των αναγκών των σύγχρονών κτιρίων αλλά και κυρίως των δυνατοτήτων που πηγάζουν από τα νέα υλικά και τις κατασκευαστικές δυνατότητες των ψηφιακών τεχνολογιών. Το εξωτερικό περίβλημα του κτιρίου άρχισε να ξεχωρίζεται από τη δομή και τη φέρουσα κατασκευή, αποτελώντας πια ένα ανεξάρτητο κέλυφος που περιέβαλε το σύνολο του κτηρίου όπως ένα δέρμα περιβάλλει ένα ζωντανό οργανισμό. Δεν υπάρχει διάκριση μεταξύ στέγης και τοίχων και το κέλυφος αποτελεί ένα ενιαίο στοιχείο χωρίς εμφανείς διαφοροποιήσεις και ακραίες μεταβάσεις. Η δομή των κτιρίων έγινε σαν δομή ζωντανών οργανισμών βασισμένη σε διαφορετικό στατικό σύστημα και διαφορετικό περίβλημα όπως το σύστημα οστών και δέρματος (skin n bones structure)90. Η δημιουργία ενός ανεξάρτητου κελύφους που περιβάλλει τη δομή της κατασκευής είναι μία κοινή πρακτική σε βιομηχανίες όπως η αυτοκινητοβιομηχανία η αεροναυπηγική και η ναυπηγική. Μία τέτοια αντιμετώπιση αποτελεί σημαντική καινοτομία για την αρχιτεκτονική και μία ξεκάθαρη αντίθεση στην «πρωτοκαθεδρία της δομής» του μοντέρνου κινήματος91. Έχει δοθεί μεγάλη προσοχή ώστε το κέλυφος να μην αποτελεί ένα διακοσμητικό περίβλημα αλλά ένα δέρμα πολλαπλής χρησιμότητας. Οι αυστηρές προδιαγραφές, οι πολύπλοκες απαιτήσεις των σχεδιαστών σε επίπεδο επιδόσεων και μορφολογίας αλλά και τα σύγχρονα υλικά έχουν οδηγήσει το κέλυφος να αποτελεί ένα διαστρωματωμένο σύστημα πολλών επιπέδων92. Στα επίπεδά του γίνεται συγχώνευση του εξωτερικού δέρματος και 88 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.39 89

Christian Schittich, Building Skins new enlargement edition, Birkhauser, Munich, 2006, σ.9

ibid

91 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003 σ.41 92

Christian Schittich, Building Skins new enlargement edition, Birkhauser, Munich, 2006, σ.9 71

56. Κέλυφος και στατικός φορέας σε Herzog & de Meuron, Prada store, Tokyo, 2003

57. Asymptote, Yas Hotel, Abu Dhabi, 2009

58. Ημί-Μονοκόκ δομή κελύφους σε Zaha Hadid, London Aquatic centre, London, 2009-2012

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

της στατικής του δομής και ενός συνόλου εγκαταστάσεων. Καινούργια, διαστρωματομένα κτιριακά περιβλήματα κατασκευάζονται από πάνελ που δεν παρέχουν μόνο πλήρωση αλλά στατική ενίσχυση, αλλά είναι ικανά να συμπεριλαμβάνουν και συστήματα του κτιρίου που τυπικά τοποθετούταν στην οροφή ή στο πάτωμα93. Η συγχώνευση του δέρματος και της υποστήριξής τους δημιουργεί ένα στοιχείο ικανό να παράγει αυτοφερόμενες μορφές χωρίς την ανάγκη εξωτερικής. Η δομή που προστίθεται ή ενσωματώνεται στο κέλυφος δημιουργεί ημί-μονοκόκ (semi-monocoque) ή μονοκόκ (monocoque94) κατασκευές όπου το κέλυφος παραλαμβάνει από μόνο του περισσότερες από τις τάσεις που του ασκούνται. Με τέτοιες κατασκευαστικές μεθόδους το κέλυφος καταφέρνει να ανεξαρτητοποιηθεί όσο γίνεται περισσότερο από τη φέρουσα κατασκευή του κτιρίου έχοντας καινούργιες μορφολογικές ελευθερίες αλλά και μεγαλύτερες δυνατότητες να εκπληρώσει τα κριτήρια απόδοσης του κτιρίου με την ενσωμάτωση ποικίλων συστημάτων στη δομή του95. Όπως παρατηρεί ο Joseph Giovannini «Η ιδέα για ένα φέρον κέλυφος όχι μόνο απαιτεί νέα υλικά, αλλά και νέες μορφολογικές και γεωμετρικές αντιμετωπίσεις, όπως καμπύλες, αναδιπλώσεις που θα επιτρέψουν τη δημιουργία συνεχούς κελύφους που να δρα στατικά, δημιουργώντας ένα ανεξάρτητο στατικό σύστημα.» ( Joseph Giovannini, Building a better blob, Architecture vol 89 no 9, September 2000 σ. 126-128 )

Η συγχώνευση του δέρματος και της υποστήριξής του και των δευτερευόντων συστημάτων του κτιρίου σε μονοκόκ ή ημι-μονοκόκ κτιριακά κελύφη έχει σοβαρό αντίκτυπο στη σχεδίαση των κατασκευών. Σε όλα αυτά προστίθεται η ανάγκη για προσαρμοστικότητα του κελύφους που συνήθως προκύπτει από τις ανάγκες για βιωσιμότητα και χαμηλές ενεργειακές ανάγκες. Αρχικά αυτές τις απαιτήσεις κάλυπταν πολύπλοκα συστήματα κινητών στοιχείων με μεγάλη μηχανική υποστήριξη. Σιγά σιγά οι δυνατότητες αυτών των συστημάτων αντικαθίστανται από τις δυνατότητες των υλικών που χρησιμοποιούνται. Οι 93 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.40 94

τύπος αυτοφερόμενης κατασκευή με μεγάλες αντοχές

95 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.39 73

περσίδες αντικαθίστανται με διαστρωματομένα γυαλιά που προσφέρουν σκίαση ρύθμιση των ηλιακών κερδών προστασία από τη θάμβωση και διάχυση του φυσικού φωτισμού. Έτσι η ανάγκη για επιπρόσθετη ηλιοπροστασία εξαφανίζεται και μαζί της στοιχεία που επηρέαζαν μορφολογικά το κτίριο. Το κέλυφος σε αυτήν την περίπτωση αφήνεται πιο ελεύθερο από επιπρόσθετα στοιχεία διευκολύνοντας τηνν κατασκευή του και αφήνοντας ελεύθερη και ανεπηρέαστη την ανάπτυξη της μορφής του. Ακόμα πιο σύγχρονα υλικά, τα λεγόμενα έξυπνα υλικά, προσφέρουν ακόμα μεγαλύτερες δυνατότητες, παρουσιάζοντας βελτιωμένες ιδιότητες αλλά και ικανότητες απόκρισης και ευελιξίας αφού αναγνωρίζουν τις συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος και προσαρμόζουν ανάλογα τις ιδιότητές τους. Παράλληλα ενσωματώνονται στις δομές τους πολλές καινούργιες δυνατότητες που δεν μπορούσαν να πραγματοποιηθούν με κάποιο τρόπο από τις παλαιότερες τεχνολογίες. Η δομή και η μορφή των κτιρίων απαλλάσσεται από επιπρόσθετα στοιχεία και οι κατασκευές παρουσιάζουν μια κομψότητα βασισμένη σε αυτήν την καινοτόμα υλικότητα. Παρόλα αυτά χρησιμοποιούνται και πολλά συμβατικά βιομηχανικά ή ακόμα παραδοσιακά υλικά που με τη βοήθεια της τοποθέτησης και συναρμολόγησής τους από τα ψηφιακά εργαλεία ανταπεξέρχονται στις απαιτήσεις. Γενικότερα παρατηρείται μία στροφή προς το υλικό με κατευθύνσεις που δεν μένουν στην ποιότητα της αισθητικής των επιφανειών που δημιουργούν αλλά κυρίως προσανατολίζονται στις επιδόσεις των υλικών και των συστημάτων που δημιουργούνται με χρήσης τους96. Φυσικά η σχέση υλικών, μορφολογιών και κατασκευαστικών δυνατοτήτων είναι αμφίδρομη. Αφενός οι νέες μορφολογικές προθέσεις δημιουργούν μεγάλες κατασκευαστικές δυνατότητες και υλικά με εξελιγμένα χαρακτηριστικά και αφετέρου τα νέα υλικά ή οι νέες κατασκευαστικές μέθοδοι ανοίγουν το δρόμο για συνθετότερες μορφολογίες. Τα κιτρικά κελύφη χαρακτηρίζονται από μια συνεχώς αυξανόμενη πολυπλοκότητα. Η σύνθετη διαστρωματωμένη δομή τους ενσωματώνει πολλές εγκαταστάσεις όπως τα ψηφιακά και τα μηχανικά δίκτυα του κτηρίου97. Ακόμα καλύπτουν ανάγκες για επιδόσεις και αισθητικές ποιότητες του κτιρίου που πολλές φορές μεταφράζονται σε δυναμική συμπεριφορά της δομής τους και προσαρμοστικότητα σε αλλαγές του περιβάλλοντος. Τέτοιες απαιτήσεις που όλο και περισσότερο καλύπτονται αποκλειστικά από το κέλυφος φέρνουν συνεχώς 96

Christian Schittich, Building Skins new enlargement edition, Birkhauser, Munich, 2006, σ.9

97 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.40 74

4 Μορφές στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική και μορφογένεση προσανατολισμένη στο υλικό

στα όρια τις δυνατότητες της τεχνολογίας. Στη συμβατική αρχιτεκτονική είναι παρωχημένοι οι τρόποι σκέψης των μηχανικών σχετικά με τα υλικά και την αντιμετώπισή τους ως κάτι ανεξάρτητο από τη μορφή, την κατασκευαστική διαδικασία και τις επιδόσεις της τελικής κατασκευής98. Ένα υψηλότερο επίπεδο υλικών, η ενσωμάτωση του ψηφιακού σχεδιασμού και της ψηφιακής παραγωγής, αλλά κυρίως ο συνδυασμός τους με τεχνικές και τεχνολογίες στο μορφογενετικό σχεδιασμό που ενσωματώνει χαρακτηριστικά των υλικών και τις κατασκευαστικές δυνατότητες έχουν ήδη αρχίσει να αλλάζουν αυτές τις τρέχουσες αντιλήψεις. Η συνολική πρακτική της αρχιτεκτονικής υφίσταται ριζικές αλλαγές που φαίνονται στην εξέλιξη όχι μόνο της μορφής αλλά κυρίως της δομής και της τυπολογίας των κτιρίων και των δομικών τους στοιχειών όπως είναι τα διαστρωματωμένα δέρματα στα πολύπλοκα σύγχρονα κτιριακά κελύφη99.

98 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006, σ.36 99 Michael Hensel, Achim Menges, Material and digital design synthesis σε AD- Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/ April, 2006, σ.89 75

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών 5.1 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής και νέες δυνατότητες Σχετικά πρόσφατα οι εξελίξεις στις CAD (computer aided design) και CAM (computer aided manufacturing) τεχνολογίες άρχισαν να έχουν επίδραση στο σχεδιασμό και την κατασκευή των κτιρίων. Οι συνέπειες μπορεί να είναι προφανείς, όσο οι νέες ψηφιακά καθοδηγούμενες διαδικασίες σχεδιασμού, κατασκευής και παραγωγής προκαλούν όλο και περισσότερο την ιστορική σχέση μεταξύ αρχιτεκτονικής και μέσων παραγωγής100. Καθιερώθηκε μια ψηφιακή συνέχεια, μια άμεση σύνδεση από το σχεδιασμό στην κατασκευή. Τεχνολογίες και μέθοδοι παραγωγής, όπως η 3d printing, που αρχικά χρησιμοποιούνταν εξολοκλήρου για την άμεση παραγωγή πρωτοτύπων ή τη γρήγορη παραγωγή φυσικών μοντέλων, σταδιακά γίνονται αρκετά προσιτές, ώστε στο μέλλον να περιέλθουν στη βιομηχανική παραγωγική διαδικασία101. Οι μέθοδοι αυτές έχουν τόσο εξελιχθεί, ώστε με τη βοήθειά τους να μπορούν να παραχθούν τελικά προϊόντα. Με αυτές τις τεχνολογίες γίνεται δυνατή η πραγματοποίηση ενός τύπου σειράς παραγωγής που θα αποδώσει μια ποικιλία διαφορετικών αντικειμένων. Η μορφή του κάθε αντικειμένου καθορίζεται εξ ολοκλήρου από το λογισμικό που καθορίζει τον τρόπο λειτουργίας από τα μηχανήματα παραγωγής και προφανώς μια αλλαγή σε ένα σχεδιαστικό πρόγραμμα είναι πολύ πιο εύκολη από ό,τι η αλλαγή των καλουπιών και του συνόλου του εξοπλισμού που τα διαχειριζόταν. Με αυτές τις τεχνικές της μαζικής εξατομίκευσης ( mass customization) προκύπτει σημαντική μείωση στον απαιτούμενο μηχανικό εξοπλισμό 102 μιας και ένα μηχάνημα είναι ικανό για αρκετές διαφορετικές εργασίες, αλλά και επειδή αντικαθιστά τον εκτεταμένο μηχανικό εξοπλισμό της μαζικής παραγωγής (mass production). Επίσης ανοίγεται η προοπτική για παραγωγή απόλυτα εξατομικευμένων προϊόντων χωρίς σημαντική μεταβολή 100 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ. 4 101 σ.50

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

102

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.16 77

59. AA- DRL Probotics, Datareef 2008-2010

60. Μοντέλα από 3dprinter

61. Βραχίονας βιομηχανικού ρομπότ σε αρχιτεκτονικές εφαρμογές

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

στο κόστος παραγωγής. Η μαζική εξατομίκευση είναι ικανή να διαχειριστεί μεγαλύτερο ποσοστό πολυπλοκότητας, τη διαφοροποίηση και τη μεταλλαξιμότητα σε αντίθεση με τη μαζική παραγωγή που βασίζεται στην ομοιογένεια και την τυποποίηση. Είναι σίγουρα μία εξαιρετικά γοητευτική εξέλιξη, όμως υπάρχουν ερωτήματα ως προς το τι θα είναι αυτό που θα καθορίζει αυτές τις διαφοροποιήσεις. Θεωρητικά κάθε πελάτης θα μπορεί να παράγει τα δικά του προϊόντα. Παρόλα αυτά οι πελάτες θα βρίσκουν πιο εύκολο και λογικό να αφήνουν αυτόν τον τομέα σε κάποιον άλλο πιο ειδικό, όπως οι σχεδιαστές. Η βασική δυνατότητα που παρέχεται είναι ότι τέτοιες ευέλικτες μέθοδοι παραγωγής προσφέρουν νέες δυνατότητες στην κατασκευή μορφών. Λόγω των διαφοροποιήσεων που μπορούν να προκύψουν εύκολα, τα συστατικά στοιχεία μιας κατασκευής μπορούν να έχουν διαφορετικό σχήμα, ώστε να διαμορφώσουν την επιθυμητή μορφολογία ενός δομικού στοιχείου έξω από τα τυποποιημένα βιομηχανικά πρότυπα. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι τα κομμάτια τιτανίου στο μουσείο του Γκέρυ στο Μπιλμπάο τα οποία έχουν διαφορετικό σχήμα μεταξύ τους, ώστε να μπορέσουν να παράγουν εύκολα και με ακρίβεια τις πολύπλοκες μορφές που χαρακτηρίζουν το κτίριο. Η παραγωγή εντελώς διαφορετικών μεταξύ τους στοιχείων με τη χρήση τέτοιων μεθόδων παραγωγής είναι παρόμοια σε κόστος και χρόνο παραγωγής με την παραγωγή εντελώς ίδιων στοιχείων ή στοιχείων με συγκεκριμένες τυποποιημένες διαφοροποιήσεις103. Το κόστος μπορεί να μειωθεί, γιατί με τη χρήση ψηφιακών τεχνολογιών ελέγχεται καλύτερα η διαδικασία παραγωγής, γίνεται ορθή χρήση των πρώτων υλών και μειώνονται τα περισσεύματα. Οι καινοτόμες μέθοδοι παραγωγής καταφέρνουν, δηλαδή, εκτός από τη μείωση των αποβλήτων και της φύρας στην παραγωγή και την εξοικονόμηση ενέργειας104. Τα πλεονεκτήματα αυτών των διαδικασιών παραγωγής βασίζονται στην αρχή της μεθόδου τους. Το 3d printing, για παράδειγμα, βασίζεται στην προσθετική μέθοδο. Οι κλασσικές μέθοδοι παραγωγής βασίζονται σε αφαιρετικές μεθόδους. Τα υλικά βρίσκονται σε τυποποιημένες διαστάσεις και οι μορφές προκύπτουν από την αφαίρεση του περιττού υλικού, από τη παραμόρφωση του κομματιού ή το συνδυασμό περισσοτέρων τυποποιημένων κομματιών. Η προσθετική μέθοδος σου δίνει δυνατότητες στο σχεδιασμό σε μια τελείως διαφορετική 103 Ed van Hinte, Material World innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May 2003, σ.7 104

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003 σ.16 79

62. CNC milling

64. Καμπύλα μπετονένια στοιχεία

66. CNC milling

63. Γραμμή παραγωγής μαζικής εξατομίκευσης

65. Διπλά καμπυλωμένο ξύλινο δοκάρι

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

κατεύθυνση. Πρέπει να καθορίσεις από πριν όλα τα χαρακτηριστικά που πρέπει να υπάρχουν στη κατασκευή. Μετά πρέπει να γίνει η σωστή επιλογή του υλικού που θα ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της. Αυτή είναι μια τελείως διαφορετική κατασκευαστική και παραγωγική λογική. Η απελευθέρωση από αυτήν την τυποποίηση των συμβατικών μεθόδων φέρνει νέες δυνατότητες απελευθέρωσης της μορφής, αλλά και την οικονομία υλικού εκσυγχρονίζοντας τη βιομηχανική παραγωγή105. Η επεξεργασία των υλικών χάνει με τις μεθόδους αυτές την εξειδίκευση που είχε παλιότερα μιας και οι μέθοδοι παραγωγής και επεξεργασίας δεν είναι πια συγκεκριμένες και διαφορετικές για κάθε υλικό. Οι μέχρι τώρα συγκεκριμένοι τρόποι επεξεργασίας ενός υλικού αναθεωρούνται, γιατί με τη βοήθεια της τεχνολογίας η παραγωγή δεν περιορίζεται μόνο σε αυτούς τους τρόπους. Με τις σύγχρονες μεθόδους μπορεί να επεξεργαστεί κανείς το ξύλο με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο επεξεργάζεται τα συνθετικά υλικά. Τα κεραμικά μπορούν να συγκολληθούν, τα μέταλλα μπορούν να πλεχθούν. Νέα υλικά έχουν τροποποιηθεί με τέτοιο τρόπο, ώστε να κρατούν τις αρχικές τους ιδιότητες. Νέα πεδία έχουν δημιουργηθεί επιτρέποντας στα υλικά να χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς και προϊόντα. Όπως κάθε μέθοδος επεξεργασίας έχει συγκεκριμένα πλεονεκτήματα για την παραγωγή και το σχεδιασμό έτσι και κάθε υλικό έχει συγκεκριμένες ιδιότητες. Έτσι οι ερευνητές για να παράγουν μια ποικιλία πιθανών συνδυασμών σε υλικό και μέθοδο επεξεργασίας, παράγουν τα υλικά έτσι ώστε να μπορούν να παραλάβουν πολλά είδη επεξεργασίας106. 5.2 Ψηφιακές μέθοδοι παράγωγης στην κλίμακα κτιρίων – Προσαρμοστικό σύστημα δόμησης

Οι κατασκευαστικές ψηφιακές μέθοδοι παρόλη την προσαρμοστικότητα που τις διακρίνει δεν μπορούν να αλλάξουν κλίμακα. Η εκτύπωση αρχιτεκτονικής σε πραγματικό μέγεθος με ομοιογενή υλικά, όπως το φελιζόλ ή η σκόνη γύψου, δεν έχει κάποιο ιδιαίτερο

105 James carpenter σε Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.50 106

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003 σ.14 81

νόημα να πραγματοποιηθεί. Όπως επισημαίνει ο Fabian Scheurer107. «Απλά η τάση για δημιουργία όλο και μεγαλύτερων μηχανών δεν μπορεί πραγματικά να βοηθήσει όσον αφορά τη μεταφορά ενός μοντέλου υπο κλίμακα στην κλίμακα του πραγματικού κόσμου. Όλα τα μηχανήματα που χρησιμοποιούν ομοιογενή υλικά όπως οι 3D εκτυπωτές ή οι δρομολογητές πολύ σύντομα φτάνουν στα όριά τους όταν γίνει προσπάθεια να μεγαλώσει η κλίμακα εργασίας τους.»(Jeff Byles, The Architect’s Newspaper ISSUE 20_12.05.2007 I, Robot σ.3)

Η αρχιτεκτονική κατασκευάζεται από ετερογενή στοιχεία και για λόγους προϋπολογισμού, σχεδόν όλα τα μέρη πρέπει να δημιουργηθούν από τα συμβατικά τυποποιημένα οικοδομικά υλικά, τα οποία είναι είτε μονοδιάστατα (δοκοί, σωλήνες) είτε δύο διαστάσεων (επίπεδες σανίδες ή φύλλα υλικών). Ο παράγοντας της κατασκευασιμότητας συνήθως απαιτεί συμβιβασμούς και για να γίνει πιο ορθολογική η γεωμετρία των συστατικών στοιχείων μία μορφής. Τα κομμάτια αυτά μπορούν ανάλογα με το επιθυμητό κόστος και τρόπο επεξεργασίας τους να είναι ίσια ή επίπεδα, λυγισμένα, διπλά καμπυλωμένα, η διαμορφωμένα στο ακριβές σχήμα. Οι ψηφιακές τεχνολογίες επιτρέπουν στους αρχιτέκτονες να έχουν τον ακριβή έλεγχο πάνω στη διαμόρφωση των γεωμετριών108. Το μόνο υλικό που παράγεται από τη βιομηχανία χωρίς τυποποιημένη μορφή είναι το μπετόν. Η μοναδική τυποποίηση είναι στα χαρακτηριστικά του που προέρχονται από τη σύστασή του. Οι πλαστικές δυνατότητες του μπετόν είναι θεωρητικά απεριόριστες. Ακόμη και η άμορφη ύλη του σκυροδέματος χρειάζεται ένα καλούπι. Η μορφή του καθορίζεται εξολοκλήρου από τα καλούπια που θα χρησιμοποιηθούν για να κατασκευαστεί. Η τυποποίηση εμφανίζεται και στους ξυλότυπους και στους μεταλλότυπους και περιορίζει την ελευθερία της μορφής τουλάχιστον σε εφαρμογές κοινών κατασκευών109. Για αυτό το λόγο ο Scheurer και οι συνεργάτες του σπάνε τις δομές των πολύπλοκων 107 Fabian Scheurer των ΄designtoproduction΄, σχεδιαστική και κατασκευαστική εταιρία με έργα όπως παραμετρικά μοντέλα για το Μουσείο Mercedes-Benz των UN Studio και στρατηγικές κατασκευής για τελεφερίκ Hungerburg της Zaha Hadid στο Innsbruck 108 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.4 109 James carpenter se Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, S50 82

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

μορφών σε χιλιάδες μέρη χρησιμοποιώντας τις αρχές της μαζικής εξατομίκευσης. Ακόμα, επειδή συνήθως οι μορφές αυτές θα κατασκευαστούν από τα συνήθη υλικά, η πληροφορία της πολυπλοκότητας πρέπει να παραδοθεί μέσω της διαδικασίας παραγωγής και των παραγωγικών μεθόδων που θα χρησιμοποιηθούν. Κάτι τέτοιο μπορεί να γίνει σχετικά εύκολα μέσω παραμετρικών ψηφιακών μοντέλων που συνδυάζονται με ψηφιακές μεθόδους κατασκευής βασισμένες στη μαζική εξατομίκευση. Με αυτόν τον συνδυασμό δημιουργείται μια διαδικασία παραγωγής ικανής να προσαρμοστεί ειδικά στις απαιτήσεις του κάθε σχεδίου. Αυτό είναι που ονομάζεται προσαρμοστικό σύστημα δόμησης110. Μια τέτοια κατάσταση είναι αποδοτική και μπορεί να λειτουργήσει λόγω της μεγάλης κλίμακας της αρχιτεκτονικής και του πλήθους των συστατικών στοιχείων μια κατασκευής. Η κλίμακα αυτή αποτελεί πλεονέκτημα για τις αρχιτεκτονικές εφαρμογές. Σε αντίθεση με την παραγωγή καταναλωτικών αγαθών, δεν υπάρχει καμία ανάγκη να αναπτυχθούν λύσεις που ταιριάζουν σε μια-δυο χιλιάδες πελάτες πριν γίνουν οικονομικά αποδοτικές. Ο τεράστιος αριθμός των στοιχείων που απαιτούνται για την κατασκευή μιας σύνθετης πρόσοψης τουλάχιστον ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις ενός συγκεκριμένου κτιρίου και δεν πρέπει να παραχθεί, ώστε να ανταποκρίνεται στις κατασκευαστικές ή αισθητικές απαιτήσεις περισσότερων του ενός πελάτη111. Το έργο της Zaha Hadid για το τελεφερίκ Hungerburg στο Innsbruck για παράδειγμα, χρειαζόταν διπλούς καμπυλωτούς υαλοπίνακες που συγκρατούνται με 2.500 μοναδικά διαμορφωμένα προφίλ πολυαιθυλενίου. Ο μηχανικός του έργου παρέδωσε τα χαρακτηριστικά των γεωμετριών με τη μορφή spline καμπύλων σε ένα μοντέλο CAD, και οι κατασκευαστές του designtoproduction αυτοματοποίησαν την κατάτμηση των συστατικών, τη χωροθέτηση των τρυπημάτων, καθώς και τη δημιουργία κώδικα για τον πενταξονικό δρομολογητή CNC112. Όπως φαίνεται από το παράδειγμα η πληροφορία που είναι απαραίτητη για να περιγραφούν κτίρια με πολύπλοκες μορφές είναι πελώρια. Μια λύση στη διαχείριση αυτής της πολυπλοκότητας των κατασκευών είναι αυτό που αναφέραμε παραπάνω ως προσαρμοζόμενο σύστημα δόμησης. Αναλυτικότερα αποτελείται από ένα σύστημα των 110 SCHEURER, Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture σε Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.65 111

ibid σ.64

112

Jeff Byles, I. Robot, The Architect’s Newspaper, ISSUE 20_12.05.2007 σ.3 83

67. Βιομηχανικό ρομποτ σε γραμμή παραγωγής αρχιτεκτονικών στοιχείων

68. Στάδια κατασκευής από designtoproduction για Zaha Hadid, Hungerburg Funicular Stations, Innsbruck, 2007

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

παραμετρικών στοιχείων, τα οποία πολλαπλασιάζονται πάνω από το σχήμα της δομής και προσαρμόζονται στις επιμέρους απαιτήσεις της γεωμετρίας. Μια κλειστή ψηφιακή αλυσίδα παραγωγής εξασφαλίζει ότι οι πληροφορίες ταξιδεύουν από το σχεδιασμό έως την παραγωγή και το σύστημα προσαρμόζεται έγκαιρα σε αλλαγές και διαφοροποιήσεις εντός καθορισμένων ορίων. Οι γεωμετρικές πληροφορίες είναι εξ ολοκλήρου ενσωματωμένες στα στοιχεία, έτσι ώστε το καθένα να χωράει μόνο σε μια συγκεκριμένη θέση, οπότε και η γεωμετρία των επιμέρους τμημάτων του κτηρίου, καθορίζεται μόνο από τη σωστή γωνία της σύνδεσης χωρίς περαιτέρω προσαρμογές. Η πολυπλοκότητα των μη κανονικών μορφών και των δυνατοτήτων των υλικών τους μετατοπίζεται σχεδόν εξ ολοκλήρου από τον υλικό κόσμο στην ψηφιακή πληροφορία. Επανεμφανίζεται μόνο στο τέλος της διαδικασίας της κατασκευής στο σύνολο της πια στο ολοκληρωμένο κτίριο. Κατά τη διαδικασία κατασκευής τα εργαλεία και οι μηχανές που ελέγχονται από υπολογιστή δεν προσπαθούν να παράγουν παρόμοια ή ατομικά διαμορφωμένα στοιχεία, ούτε να επεξεργάζονται το ένα υλικό ή το άλλο, αλλά να έχουν μια έγκυρη ψηφιακή πληροφορία την οποία να εκτελούν113. 5.3 Διαχείριση συμβατικών υλικών και δομικών στοιχείων από ψηφιακές μεθόδους κατασκευής Εκτός από τη διαχείριση των μορφών και των κατασκευαστικών παραμέτρων τα υλικά και κυρίως τα συμβατικά υλικά, όπως το τούβλο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με καινοτόμους τρόπους μέσω των κατασκευαστικών μεθόδων της ψηφιακής τεχνολογίας. Η διαχείριση τέτοιων υλικών με τη βοήθεια των ψηφιακών μεθόδων παραγωγής ανοίγει νέες δυνατότητες στην παραγωγή μορφής προσφέροντας μεγάλες δυνατότητες πλαστικότητας με πλήρη και ελεγχόμενη εκμετάλλευση του συνόλου των δυνατοτήτων τους. Τα αποτελέσματα δεν θυμίζουν σε τίποτα τις παλαιότερες μορφές που υλοποιούνταν με εκμετάλλευση των συνηθισμένων μεθόδων επεξεργασίας των υλικών114. Τα συμβατικά υλικά χαρακτηρίζονται από την ανωνυμία και την ομοιογένεια λόγω του τυποποιημένου τρόπου παραγωγής τους. Ο σχεδιαστής όμως μπορεί να βγάλει θετικές ποιότητες από αυτά μέσω του διαφορετικού από τα συνηθισμένα τρόπου αντιμετώπισής 113 SCHEURER, Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture σε Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.63 114

Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing 2003 σ.48 85

69. Κατασκευή από διαφοροποιημένα component, iaac plasticity

70. Shigeru Ban /Jean de Gastines, Centre Pompidou Metz, 2010, σε στάδιο κατασκευής

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

τους και σύνθεσής τους σε μια κατασκευή115. Επίσης αν και τα περισσότερα υλικά προκύπτουν από την τυπική βιομηχανική διαδικασία παραγωγής και έχουν ζητούμενο σταθερές και τυποποιημένες ιδιότητες, έχουν πολλές φορές αναπάντεχες προοπτικές για καινοτομίες και πρόοδο. Πολύ συχνά παρουσιάζουν κρυφές δυνατότητες ή δυνατότητες που δεν χρησιμοποιούνται ευρέως και αν γίνει σωστή εκμετάλλευση μπορούν να διευρύνουν τις δυνατότητες χρήσης τους πέρα από αυτές για τις οποίες δημιουργήθηκαν116. Ακόμη η σύνθεση απλών συμβατικών υλικών με προβλέψιμες και σταθερές ιδιότητες μπορεί να φέρει ως αποτέλεσμα κατασκευές που παρουσιάζουν πολυπλοκότητα και μεταβλητότητα στα χαρακτηριστικά τους. Όπως επισημαίνει όμως ο James E. Gordon «Η ετερογένεια που παρουσιάζει μια κατασκευή πρέπει να αντανακλάται και στην πολυπλοκότητα των υλικών που την υλοποιούν…... Η χρήση του τυποποιημένου χάλυβα σε διαφορετικούς ρόλους σε μια κατασκευή (θλίψη, εφελκυσμός, συστροφή) θεωρείται ανεπιτυχής και περιοριστική στη δημιουργικότητα των σχεδιαστών» (James E. Gordon σε Manuel de Landa, Uniformity and Variability, an Essay in the Philosophy of Matter, presented at Doors of Perception 3: On Matter Conference, Netherlands Design Institute, Amsterdam, Holland, 07-11.11.95 σ.6)

Με τη βοήθεια της ψηφιακής τεχνολογίας μπορούμε όμως να διαχειριστούμε τέτοια υλικά πιο αποτελεσματικά παράγοντας και επιτυχημένα παραδείγματα προσθέτοντας την απαιτούμενη πολυπλοκότητα στην κατασκευή. Σύμφωνα με τα παραπάνω ένας τοίχος από τούβλα δεν θα μπορεί να παρουσιάζει πολυπλοκότητα αφού τα επίπεδα πληροφορίας που περιέχει είναι πολύ περιορισμένα. Εκτός από τις ιδιότητες του υλικού τους και τις διαστάσεις τους, οι οποίες είναι όλες σταθερές για έναν συγκεκριμένο τύπο τούβλου, οι μόνες μεταβλητές που μπορούν να ενσωματώσουν κάποια περεταίρω επεξεργασία είναι η θέση τους και η διάταξη τους στο χώρο. Αυτή είναι και η πληροφορία που ο χτίστης καλείται να προσθέσει στο σύστημα διατάσσοντας τα σε ορθοκανονικά μοτίβα λαμβάνοντας υπ όψιν τη στατικότητα του συστήματος σε έναν τοίχο πλήρωσης ή το αισθητικό αποτέλεσμα σε μια επένδυση από τουβλάκι. 115 Steinberg Marco σε Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.23 116 James carpenter se Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.50 87

71. Gramazio n Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich

72. Gramazio n Kohler, Gantenbein Vineyard Facade, FlÎ´sch (Switzerland), 2006

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

Υπάρχουν όμως τρόποι να προστεθεί περισσότερη πληροφορία στο σύστημα, όπως να αλλάξεις το μοτίβο διάταξης, ώστε να ενσωματωθούν οι ποιότητες και οι συμπεριφορές που απαιτεί ο σχεδιασμός. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι των Ελβετών αρχιτεκτόνων Gramazio και Kohler που χρησιμοποιούν ένα βιομηχανικό ρομπότ, ώστε να κατασκευάσουν τοίχους από τούβλα με διαφοροποιήσεις στην τοποθέτηση των τούβλων117. Με τη βοήθεια του ψηφιακού σχεδιασμού και των ψηφιακών παραγωγικών μεθόδων καταφέρνουν να ενσωματώσουν πληροφορία και να αυξήσουν την πολυπλοκότητα σε ένα δομικό σύστημα που είχε μείνει στάσιμο και παρουσίαζε έλλειψη χαρακτηριστικών που αναζητά η σύγχρονη αρχιτεκτονική. Οι τοιχοποιίες του Gramazio και Kohler αποτελούν μορφές που ξεφεύγουν από την ευκλείδεια γεωμετρία και μπορούν να ελέγξουν συμπεριφορές του κτιρίου ως προς τον αερισμό και τον ηλιασμό κ.ά. Η ακρίβεια του ρομπότ και ο ψηφιακός κώδικας που το ελέγχει του δίνει τη δυνατότητα για τη διαχείριση και παραγωγή τόσο πολύπλοκων μορφών από συμβατικά υλικά. Τα αποτελέσματα έχουν έντονο ενδιαφέρον για τις αισθητικές ποιότητες που παράγουν, αλλά κυρίως γιατί μπορούν να ενσωματώσουν και λειτουργικά χαρακτηριστικά που υπακούν στις αρχές τις μεταβλητότητας, της μεταλλαξιμότητας και της ρευστότητας. Αυτή η πρακτική δημιουργεί νέες αμεσότερες σχέσεις μεταξύ σχεδιασμού και παραγωγής. Η παραγωγή ελέγχεται πολύ καλύτερα και ο σχεδιασμός απελευθερώνεται με τις νέες παραγωγικές δυνατότητες. Ένας ακόμα τρόπος για να προσθέσει κανείς πληροφορία στις κατασκευές είναι η σταδιακή διαφοροποίηση του σχήματος των συστατικών κομματιών τους ακόμα και αν αυτά αποτελούνται από κάποιο συμβατικό υλικό. Ένα σύνολο τέτοιων διαφοροποιημένων κομματιών περιέχει το μεγαλύτερο από το σύνολο της πληροφορίας μιας πολύπλοκης μορφής μιας και αυτή είναι ενσωματωμένη στο ξεχωριστό σχήμα του κάθε ξεχωριστού κομματιού. Η προσπάθεια που απαιτείται για την συναρμολόγηση της τελικής κατασκευής είναι λιγότερη απ΄ ό,τι με τον προηγούμενο τρόπο, με δεδομένο ότι τα συστατικά μέρη της είναι σωστά αριθμημένα, με σωστά κατασκευασμένες συνδέσεις. Τα γειτονικά κομμάτια φωλιάζουν μεταξύ τους μιας και υπάρχει μία και μόνο συγκεκριμένη θέση για το καθένα στην κατασκευή118. Πάντα οι κατασκευές χρειάζονται κάποιο χρόνο και κάποια προσπάθεια είτε 117 SCHEURER, Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture σε Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.61 118 SCHEURER, Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture σε Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.61 89

73. Evan Douglis, Auto Breeding

74. σχέδια ξυλοτύπων για καμπυλόμορφα τοιχία από μπετόν, designtoproduction

75. Pointb design, Milled Plyboo

5 Ψηφιακές μέθοδοι παραγωγής, κατασκευής και διαχείρισης υλικών

αποτελούνται από απλά μέρη που συνδυάζονται με πολύπλοκο τρόπο είτε από πολύπλοκα μέρη που συνομολογούνται εύκολα. Και στις δύο περιπτώσεις η προσπάθεια μεταφέρεται ή στη διαχείριση του υλικού ή στη διαχείριση της πληροφορίας. Η πολυπλοκότητα των μορφών πάντως δεν συγκρίνεται ποτέ με την πολυπλοκότητα της κατασκευαστικής διαδικασίας. Αυτό είναι μια αρχή που οι αρχιτέκτονες δεν αντιλαμβάνονται πάντα. Όπως δήλωσε και ο ίδιος ο Scheurer: «Όλο αυτό το κορυφαίο λογισμικό προσομοίωσης κρύβει αποτελεσματικά την πολυπλοκότητα της γεωμετρίας. Αλλά η πολυπλοκότητα εμφανίζεται πάλι μόλις προσπαθήσετε να την αναλύσετε σε τμήματα και να την κατασκευάσετε.» (SCHEURER,

Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture σε Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 σ.61)

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

6 Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική 6.1 Η επιρροή του 20ου αιώνα στα υλικά Η σύγχρονη αντίληψη για την αντιμετώπιση ζητημάτων που θα λαμβάνει υπόψη της όλο και μεγαλύτερο τμήμα της πολυπλοκότητας των παραγόντων που τα επηρεάζουν έχει περάσει και στην αρχιτεκτονική. Η προσπάθεια διαχείρισης της πολυπλοκότητας με όσο το δυνατόν καλύτερο τρόπο είναι πια ένα από τα κυριότερα ζητήματα στη σύγχρονη αρχιτεκτονική πρακτική. Η ανάγκη όμως για διαχείριση της πολυπλοκότητας στον τομέα των υλικών και της ύλης γενικότερα δημιουργήθηκε από παλαιότερα και σε άλλους επιστημονικούς χώρους. Η σπουδαιότητα της μελέτης της ύλης στο σύνολο της πολυπλοκότητάς της έγινε κατανοητή από τον προηγούμενο αιώνα από τις θετικές επιστήμες και την επιστήμη των υλικών119. Στην αρχιτεκτονική η ανάγκη αλλά και η ικανότητα διαχείρισης πιο πολύπλοκων ζητημάτων στον τομέα των υλικών εμφανίζεται στα τέλη του προηγούμενου αιώνα από τάσεις που χαρακτηρίζονται από την εκτεταμένη χρήση ψηφιακών μέσων. Το πλαίσιο εξέλιξης των υλικών μέσω της μεθόδου και κυρίως μέσω της κινητήριας δύναμης της παραγωγής περιγράφηκε γενικότερα από τον Lewis Mumford στο γνωστό του έργο Technics and Civilization που δημοσιεύτηκε το 1934. Από την εποχή που χαρακτηρίζεται από το τη χρήση του ξύλου και του νερού, περάσαμε στην εποχή του σιδήρου και του άνθρακα, για να φτάσουμε στην εποχή του ηλεκτρισμού και των κραμάτων120. Ο 20ος αιώνας χαρακτηρίστηκε από τη ραγδαία βιομηχανοποίηση που έγινε στις αρχές του και είχε μεγάλο αντίκτυπο στην αρχιτεκτονική λόγω των νέων παραγωγικών μεθόδων και υλικών που προέκυψαν. Τα υλικά παράγονται από τυπική βιομηχανική διαδικασία παραγωγής και έχουν σαν ζητούμενο την ομοιογένεια και τις σταθερές, τυποποιημένες ιδιότητες. Τα υλικά είναι αυστηρά κατηγοριοποιημένα ανάλογα με τη χρήση τους σε μια κατασκευή (βλ. στατική, πλήρωσης, επένδυσης κτλ.), ενώ η μορφή τους έχει 119 Manuel de Landa, Uniformity and Variability, an Essay in the Philosophy of Matter, presented at Doors of Perception 3: On Matter Conference, Netherlands Design Institute, Amsterdam, Holland, 07-11.11.95 σ.1 120 σ.35

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

76. Μηχάνημα μαζικής Βιομηχανικής παραγωγής 78. Δομή των ινών και των ρόζων του ξύλου

77. Μεσαιωνικός ολόγλυφος πέτρινος διάκοσμος

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

τυποποιηθεί πλήρως (βλ. τυποποιημένες διατομές σωλήνων, τυποποιημένες διαστάσεις πλακιδίων)121. Αρχικά τα βιομηχανικά υλικά του προηγούμενου αιώνα και γενικότερα η πρόθεση της βιομηχανίας για ομοιομορφία επισκίασαν κάποιες ποιότητες χαρακτηριστικές της αρχιτεκτονικής των προηγούμενων αιώνων οι οποίες τώρα, με την ψηφιακή τεχνολογία, έρχονται πάλι στο προσκήνιο αλλά διαφοροποιημένες. Η ομοιογενοποίηση των υλικών έγινε παράλληλα με την κατασκευή μηχανών επεξεργασίας που αντικατέστησαν την επεξεργασία υλικών από τεχνίτες. Όπως επισημαίνει ο Cyril Stanley Smith: «Ο craftsman (αριστοτέχνης) μπορεί να κατανοήσει και να αντισταθμίσει τις διαφορές στην ποιότητα του υλικού του βάζοντας την κατάλληλη δύναμη και μέθοδο χρήσης των εργαλείων του στα σημεία διαφοροποίησης του υλικού. Αντιστρόφως η σταθερή κίνηση της μηχανής απαιτεί σταθερά υλικά .» (Cyril Stanley Smith σε Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.18)

Με την είσοδο της μηχανής και γενικότερα την ομοιομορφία που έφερε η βιομηχανοποίηση της παραγωγής ο ρόλος των τεχνιτών περιορίστηκε κατά πολύ για δύο κυρίως λόγους. Πρώτον, επειδή πράγματι η μηχανή αντικατέστησε πολλές από τις δυνατότητές τους και δεύτερον, επειδή τα νέα βιομηχανικά υλικά παράγονταν τυποποιημένα και πολύ κοντά στην τελική τους κατάσταση και μορφή. Έτσι αρκούσαν λίγες μόνο περιορισμένες γνώσεις που αφορούσαν τη συναρμολόγηση και όχι πια την περαιτέρω επεξεργασία. Με αυτόν τον τρόπο χάθηκαν με το πέρασμα του χρόνου πολλές από τις ικανότητες των τεχνιτών. Όπως επισημαίνει ο Manuel De Landa το μεγαλύτερο μέρος της γνώσης για τα υλικά και τις πολύπλοκες ιδιότητες της ύλης αναπτύχθηκε πρώτα έξω από τον επιστημονικό κλάδο από μεμονωμένους εμπειρικούς τεχνίτες, μεταλλουργούς και άλλους . Μαζί με τις ικανότητες των τεχνιτών χάθηκε και ένα μέρος της γνώσης σχετικά με την πολυπλοκότητα των υλικών, αφού η εμπειρική γνώση και η εμπειρική τεχνογνωσία

121 James carpenter se Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.50 95

ήταν κεκτημένη στις ικανότητες των εμπειρικών τεχνιτών122. Μαζί με την τυποποίηση της παραγωγικής διαδικασίας και τoυ υλικού τυποποιήθηκε και η σχεδιαστική διαδικασία. Οι σύγχρονοι σχεδιαστές έχουν μάθει να σχεδιάζουν κατασκευές, όπως στατικούς φορείς, με δεδομένο ότι το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί είναι ισοτροπικό, δηλαδή έχει απαράλλαχτες ιδιότητες σε όλα τα σημεία του και σε όλες τις διευθύνσεις του. Δεν θα μπορούσαν να σχεδιάσουν κάτι ανάλογο με ανισοτροπικά υλικά. Τώρα με τα σύγχρονα υλικά που παρουσιάζουν πολύπλοκες και συνεχώς μεταβαλλόμενες ιδιότητες η ικανότητα αντιμετώπισης της πολυπλοκότητας και της διαφοροποίησης στο σχεδιασμό είναι πια το κύριο ζητούμενο. Έτσι πρέπει να καλλιεργηθεί ξανά η ικανότητα της διαχείρισης της πολυπλοκότητας και της διαφοροποίησης ως δημιουργικές δυνάμεις, ώστε κατασκευές που συνδυάζουν ετερογενή υλικά αλλά και δομικά στοιχεία γενικότερα να μπορούν να αντιμετωπιστούν ικανοποιητικά από το σύγχρονο σχεδιασμό123. Αυτή η αντίληψη της ομοιογενοποίησης δυστυχώς ξέφυγε από τα όρια της παραγωγής της κατασκευής και του σχεδιασμού επηρεάζοντας και άλλους κλάδους, όπου είχε πολύ πιο σημαντικό αντίκτυπο. Η καλλιέργεια και η κτηνοτροφία στις μέρες μας παρουσιάζουν ομοιομορφία που εντοπίζεται ακόμα και στο γενετικό κώδικα των καλλιεργειών ή των ζώων. Ακόμη και ο τρόπος ζωής και οι κοινωνίες γενικότερα παρουσιάζουν επίσης τέτοια σημάδια ομοιομορφίας που παράγονται από θεσμούς, όπως για παράδειγμα τα ΜΜΕ. Το πρόβλημα είναι ότι μετά την εξάπλωση της αντίληψης αυτής η ανομοιογένεια και η διαφοροποίηση αντιμετωπίζεται ως κάτι που πρέπει να αποφεύγεται, ως κάτι αρνητικό που θα μπορούσε να επηρεάσει την ενότητα ενός συνόλου με ανεπιθύμητα αποτελέσματα124. Κατά τη διάρκεια της ιστορίας της αρχιτεκτονικής η υλοποίηση μιας μορφής είχε να κάνει με τον όσο δυνατό μεγαλύτερο έλεγχο της ύλης. Η εστίαση στις γραμμικές και ισορροπημένες συμπεριφορές της ύλης έχει οδηγήσει σε μία αντίληψη ότι η ύλη είναι ένα αδρανές δοχείο για μορφές που επιβάλλονται από εξωτερικούς παράγοντες. Μία τέτοια 122 Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.21 123

ibid

124 Manuel de Landa, Uniformity and Variability, an Essay in the Philosophy of Matter, presented at Doors of Perception 3: On Matter Conference, Netherlands Design Institute, Amsterdam, Holland, 07-11.11.95 σ.7 96

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

αντίληψη για τη γένεση της μορφής αναφέρεται από τον Gilles Deleuze ως το υλομορφικό μοντέλο. Σύμφωνα με τον Deleuz και Guattari το υλομορφικό μοντέλο προϋποθέτει μία σταθερή μορφή και μία ύλη που κρίνεται ομογενής. Οι επεξεργασίες επιβάλουν την ύλη σε αυτήν η την άλλη μορφή, και αντιστρόφως, στην ύλη προστίθεται μία δεδομένη ιδιότητα που συνάγεται από τη μορφή που έχει επιβληθεί. Παρόλα αυτά οι τεχνίτες, οι μάστορες και γενικότερα οι εμπειρικοί επιστήμονες, θεωρείται, ότι από πάντα είχαν μία διαφορετική άποψη για την σχέση ύλης και μορφής. Δεν θέλουν να επιβάλλουν αλλά να προκαλούν μία μορφή από ένα ενεργό υλικό. Προτιμούν συνεργαζόμενοι με αυτό να παράγουν το τελικό προϊόν παρά να το διατάσουν να υπακούσει και να αποδεχθεί παθητικά μια μορφή προκαθορισμένη. Η επιθυμητή μείωση των αλλαγών και η εξουδετέρωση της επίδρασης που μπορούσε να φέρει η υλικότητα αλλά και ο ίδιος ο τρόπους υλοποίησης των μορφών έγινε εφικτή με διαφόρους τρόπους. Η λογική που ακολουθήθηκε είχε να κάνει με τον έλεγχο και την σταθεροποίηση των ιδιοτήτων της ύλης ή και τη δημιουργία αντίστασης στην εκδήλωσή τους. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η αλλαγή των διαστάσεων των υλικών ανάλογα με τις συνθήκες του περιβάλλοντος, όπως οι θερμικές διαστολές και οι τρόποι αντιμετώπισής τους. Τέτοια φαινόμενα αντιμετωπίστηκαν ως ανεπιθύμητα και προβληματικά και αποφευχθήκανε με κάθε τρόπο στην αρχιτεκτονική πρακτική125. Το υλομορφικό μοντέλο αφήνει πολλές τέτοιες ενεργές και αποτελεσματικές παραμέτρους της ύλης ανεκμετάλλευτες και άλλες τις περιορίζει για χάρη της ομοιογενοποίησης. Η εκμετάλλευση παρόμοιων ιδιοτήτων της ύλης από άλλους τομείς έρευνας όμως δεν είναι κάτι καινούργιο και έχει φέρει επιτυχημένα αποτελέσματα και πολλά εφαρμοσμένα παραδείγματα. Έτσι μια τέτοια αντιμετώπιση σωστά χαρακτηρίζεται από τον Michael Hensel και την Defne Sunguroglu ως η μεγαλύτερη χαμένη ευκαιρία της αρχιτεκτονικής. 6.2 Σύγχρονες αντιλήψεις και εξελίξεις στον τομέα των υλικών Κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα παρατηρήθηκε μια μεγάλη αύξηση και στον αριθμό και στην ποικιλία των δομικών υλικών χωρίς όμως να καταργηθούν οι αρχές της βιομηχανικής τυποποίησης. Παρόλα αυτά η αλλαγή στις ιδιότητες και τις συμπεριφορές των υλικών έγινε σιγά-σιγά επιθυμητή ως και αναγκαία. Η φιλοσοφία σχετικά με τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε άλλους κλάδους όπως στην ιατρική, την οπτική, την αεροναυπηγική 125 Michael Hensel & Defne Sunguroglu, Material Performance, AD Volume 78 Issue 2, Wiley, London, March 2008 σ35 97

79. Υλικό spandex, BMW GINA

80. Εικόνες μικροσκοπίου από επεμβάσεις νανοτεχνολογίας

81. Andres Harris, Biomimetics

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

και τη διαστημική ή στον πρωταθλητισμό και την αυτοκινητοβιομηχανία126 άλλαξε με γρήγορους ρυθμούς προς αυτήν την κατεύθυνση πολύ πριν αλλάξουν οι αντιλήψεις για τα δομικά υλικά. Το κενό που δημιουργήθηκε όλα αυτά τα χρόνια από τα βιομηχανικά υλικά με τις αυστηρές προδιαγραφές ως προς την ομοιογένεια και τις σταθεροποιημένες ιδιότητες, προσπάθησαν να καλύψουν υλικά με έντονη ανάμειξη, ακόμη και αντίθετων, ιδιοτήτων, αλλά και με δυνατότητες να διαφοροποιούν τις ιδιότητές τους ανάλογα με τους εξωτερικούς παράγοντες του περιβάλλοντός τους . Νέα πεδία έρευνας και νέες τεχνολογίες αναπτύσσονται κάνοντας δυνατή την παραγωγή και επεξεργασία υλικών που αντιτίθενται στα παραδοσιακά υλικά ή ακόμα και στα βιομηχανοποιημένα υλικά του 20ου αιώνα τόσον όσον αφορά στις ιδιότητες, στους φυσικούς και χημικούς νόμους που τα χαρακτηρίζουν, στην παραγωγή αλλά και στην φιλοσοφία που κρύβεται πίσω από τις διαδικασίες παραγωγής και χρήσης τους127. Η παραγωγή υλικών με ποικίλες ιδιότητες αλλά και εξειδικευμένα χαρακτηριστικά επομένως δεν είναι κάτι τελείως καινούργιο. Οι δυνατότητές τέτοιων υλικών γίνονται σιγάσιγά όλο και πιο απαραίτητες στην σύγχρονη αρχιτεκτονική. Έτσι χρησιμοποιούνται τέτοια υλικά αυτούσια στις κατασκευές, τα κτίρια και τα αντικείμενα, αλλά κυρίως χρησιμοποιείται η φιλοσοφία που διέπει τη χρήση τους, οι μέθοδοι και οι τεχνολογίες παραγωγής τους, έτσι ώστε να παραχθούν υλικά με παρόμοιες δυνατότητες ειδικά για την αρχιτεκτονική. Οι σημερινές εξελίξεις στον τομέα και των δομικών υλικών βασίζονται πια στη μοριακή χημεία και με εμπλεκόμενη τη νανοτεχνολογία οι νέες μέθοδοι μπορούν να χαρακτηριστούν εύκολα λιγότερο τεκτονικές, διέπονται όμως από νέες αρχές απομακρυσμένες από την τυποποίηση. Παρόλα αυτά προσφέρουν πολύ μεγάλες βελτιώσεις στα χαρακτηριστικά και τις επιδόσεις των υλικών προσθέτοντας νέες ιδιότητες που ξεφεύγουν από τα βιομηχανικά πρότυπα128και εκμεταλλεύονται την ύλη στην πλήρη πολυπλοκότητά της. Έτσι η ετερογένεια και η ικανότητα αλλαγής που συναντάται στα ανισοτροπικά υλικά θεωρείται τώρα πια ένα θετικό χαρακτηριστικό του υλικού. Αυτό οφείλεται κατά πολύ στους τρόπους που εφηύραν όσοι κατάφεραν να 126

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.10

127

ibid σ.10

128 σ.52

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

διαχειριστούν την ετερογένεια αυτή μέσω των νέων έξυπνων υλικών επηρεάζοντας έτσι την αντίληψη μας για τις δυνατότητες που αυτή προσφέρει και καλύπτοντας τις ανάγκες που δημιουργήθηκαν τις προηγούμενες εποχές, όπου ήταν κυρίαρχο το αίτημα της ομοιομορφίας. Τα σύγχρονα υλικά δεν ανταποκρίνονται στην παραδοσιακή κατηγοριοποίηση με διάκριση ανάμεσα σε ξύλο, πέτρα, κεραμικό, μέταλλο και πλαστικό129. Τα υβρίδια που παράγονται από την σύγχρονη μεταποίηση δεν μπορούν να ταξινομηθούν πια σε αυτές τις κατηγορίες, γιατί τα περισσότερα δημιουργούνται κατά κανόνα από την σύντηξη υλικών ή μορίων που παρουσιάζουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Τα χαρακτηριστικά αυτά συντίθενται για την παραγωγή νέων ουσιών που θα τα ενσωματώσουν στις ιδιότητές τους130. Ακόμη είναι δυνατόν να αναμειχθούν πολλές ουσίες και η σύσταση αυτή μπορεί να μεταβάλλεται διαρκώς σύμφωνα με περεταίρω ιδιότητες που πρέπει να καλύπτει το υλικό για να καταφέρει να ανταπεξέλθει στις εκάστοτε απαιτήσεις131. Ακόμη και η κατηγοριοποίηση των υλικών στο πλαίσιο του μοντέρνου σύμφωνα με τη χρήση και τη λειτουργία τους (υλικά πλήρωσης, φέροντα, διαφανή, αδιαφανή) δεν έχει νόημα μιας και τα νέα υλικά μπορεί να συγκεντρώνουν διάφορες ιδιότητες αποτελώντας ταυτόχρονα φέροντα υλικά που να παρουσιάζουν διαφάνεια ή υλικά πλήρωσης με μεγάλες στατικές αντοχές. Σε πολλά παραδείγματα σύγχρονων υλικών οι ιδιότητες τους μπορεί να διαφοροποιούνται και σε τμήματα της ίδιας επιφάνειάς τους, αλλά και να τροποποιούνται στον χρόνο ανάλογα με τις απαιτήσεις της κατασκευής και του χρήστη. Στόχος των σύγχρονων υλικών είναι οι κατασκευές να γίνονται ανθεκτικότερες, ελαφρύτερες και πιο συμπαγείς 132. Με τις σύγχρονες πρακτικές γίνεται προσπάθεια να βελτιστοποιηθούν κάποια χαρακτηριστικά των υλικών, όπως η μέγιστη αντίστασή τους στην πίεση, το ελάχιστο βάρος τους, το ελάχιστο κόστος τους, η μέγιστη ελαστικότητά τους, η ελάχιστη πυκνότητά τους κ.ά. Ο στόχος είναι να αναπτυχθεί ένα όσο το δυνατό 129 Ed van Hinte Material World innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May, 2003, σ.7 130

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.10

131

ibid σ.12

132 Ed van Hinte Material World innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May, 2003, σ.7 100

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

μεγαλύτερο εύρος παραγωγικών μεθόδων, ώστε να δημιουργηθεί το καλύτερο δυνατό περιβάλλον για την ανάπτυξη και εξέλιξη των ιδιοτήτων των υλικών, όπως της διάρκειας ζωής τους, της ασφάλειάς τους, της αντοχής τους στην πίεση, της αισθητικής τους ποιότητας, της ανακυκλωσιμότητας κ.τ.λ. Επιπλέον γίνεται η προσπάθεια, ώστε τα προϊόντα και οι κατασκευές μέσω των υλικών να αποκτήσουν επιπρόσθετες ιδιότητες και χρήσεις με λειτουργίες που ενσωματώνονται στα ίδια τα υλικά. Για παράδειγμα ένα συνθετικό υλικό με μεγάλη αντοχή και μικρό βάρος θα μπορούσε να αντικαταστήσει το βαρύ χάλυβα κάνοντας ένα εργαλείο πιο ελαφρύ και συνεπώς πιο φιλικό στο χρήστη133. Ακόμη πιο εξελιγμένα υλικά αναγνωρίζουν ερεθίσματα από μόνα τους και μπορούν να αντιδρούν σε αυτά χωρίς κάποια μηχανολογική υποστήριξη. Ο μηχανικός εξοπλισμός εξελίχθηκε σε ηλεκτρονικό και ο ηλεκτρονικός με τη βοήθεια της νανοτεχνολογίας ενσωματώνεται πια στις χημικές ιδιότητες των υλικών134. Η εξέλιξη των νέων υλικών πηγαίνει παράλληλα με την εξέλιξη νέων τρόπων παραγωγής, και η ανάπτυξη μιας νέας τεχνολογίας μπορεί να αποτελέσει νέα μέθοδο παραγωγής υλικών που ήδη υπάρχουν δίνοντάς τους καινούργιες δυνατότητες135. Οι σύγχρονες κατασκευές έχουν συνήθως αυξημένες απαιτήσεις και τα σύγχρονα υλικά παράγονται με όλο καλύτερα χαρακτηριστικά, ώστε να μπορούν να καλύψουν τις απαιτήσεις αυτές. Όμως παρατηρείται και μια ακόμα πιο σημαντική εξέλιξη. Τα υλικά επιλέγονταν παλαιότερα συνήθως στο τέλος της σχεδιαστικής διαδικασίας ή ακόμα και κατά τη διάρκεια επεξεργασίας των κατασκευαστικών λεπτομερειών, σαν να ήταν κάτι διαφορετικό από το συνολικό σχεδιασμό, κάτι απλό ή σαν μια ανεξάρτητη σκέψη που μπορεί να γίνει στη συνέχεια. Το να μην συμπεριλαμβάνεις τα υλικά στο σχεδιασμό μπορεί να οδηγήσει προφανώς σε μια λιγότερο επιτυχημένη κατασκευή136. Για να γίνει δυνατή μια ουσιαστική διαχείριση μέρους της πολυπλοκότητας των κατασκευών από το ίδιο υλικό οι σχεδιαστές δεν επιλέγουν πολλές φορές υπάρχοντα 133

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, , Birkhauser, Basel, 2003, σ.12

134 Ed van Hinte Material World innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May, 2003, σ.8 135

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, , Birkhauser, Basel, 2003, σ.10

136 Victoria Ballard Bell, Patrick Rand Materials For Architectural Design, Laurence King Publishing, London, 2006, σ.9 101

82. Michael Hensel, project βασισμένα στις ιδιότητες των υλικών

83. Neri Oxman, Cartesian Wax

84. Ikuko Iwamoto,Tactile Ceramics

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

υλικά, αλλά σχεδιάζουν τα υλικά που θα χρησιμοποιήσουν όπως σχεδιάζουν και την υπόλοιπη κατασκευή137. Είμαστε στο σημείο που για πρώτη φορά στην ιστορία των υλικών η τεχνολογία επιτρέπει το σχεδιασμό αυτών των συγκεκριμένων υλικών που θα καλύψουν τις εξειδικευμένες ανάγκες μιας κατασκευής138. Ο σχεδιαστής είναι σε θέση λοιπόν με τη χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας όχι μόνο να χρησιμοποιήσει ελέγχοντας τα απόλυτα ασυνήθιστα υλικά, αλλά και να σχεδιάσει νέες ιδιότητες ανύπαρκτες μέχρι εκείνη τη στιγμή και να τις ενσωματώσει σε αυτά. Το υλικό ως παράμετρος μπαίνει αποφασιστικά από την αρχή της σχεδιαστικής διαδικασίας, όπου προσδιορίζονται τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητές του ή λαμβάνονται υπόψη οι δυναμικές και οι περιορισμοί του. Μετά την επιλογή του μπορεί να ακολουθήσει η επεξεργασία του και η τροποποίησή του. Μπορεί ακόμη να μην υπάρξει καν επιλογή ενός υπάρχοντος υλικού, αλλά να σχεδιαστεί και να δημιουργηθεί από την αρχή ένα νέο υλικό, το οποίο θα ανταποκρίνεται πλήρως στις ανάγκες του σχεδιασμού139 Ο σχεδιασμός στα νέα παραδείγματα προσανατολίζεται κυρίως στο σχεδιασμό ιδιοτήτων, συστημάτων και γενετικών κωδίκων, σύμφωνα με τα οποία γίνεται η γένεση των μορφών. Τα χαρακτηριστικά που πρέπει να καλύπτουν τα υλικά προκύπτουν με τον ίδιο τρόπο και τα υλικά επιλέγονται και τροποποιούνται ανάλογα με τις απαιτήσεις ή παράγονται από την αρχή, ώστε να πληρούν τις κατάλληλες προϋποθέσεις140. Το υλικό πρέπει να υπακούει στους κανόνες, τις αρχές και τους περιορισμούς που διαμορφώνουν το concept με τον ίδιο βαθμό που υπακούει η μορφή ή η λειτουργικότητα. Παράλληλα με το πλήθος των νέων αυτών υλικών που προσαρμόζονται στις εκάστοτε απαιτήσεις έχει δημιουργηθεί μια τεράστια παλέτα νέων δυνατοτήτων. Τα καινοτόμα χαρακτηριστικά των υλικών έχουν δυναμικά μεταβαλλόμενες ιδιότητες και προσαρμοστικότητα, λειτουργικά διαβαθμιζόμενη σύσταση (στη δομή του υλικού ή σε μακροκλίμακα στις ιδιότητες της 137 σ.49

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

138 Victoria Ballard Bell, Patrick Rand Materials For Architectural Design, Laurence King Publishing, London, 2006, σ.10 139 Μαρία Βογιατζάκη, Η μετα-φυσική του τεχνητού στη σύλληψη της υλικότητας της αρχιτεκτονικής, Σ.Α.Θ, τεύχος 9, σ.5 140

ibid σ.4 103

85. Μορφογενετική δυνατότητα πετρωμάτων

86. Nico Reinhardt, The Intensifier 01 project

88. μικροδομή υλικού

87. Gramazio n Kohler, The Foam

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

κατασκευής ) καταφέρνοντας να παράγουν εντελώς καινούργιες δυνατότητες ως προς τη μορφή. Προσφέρουν επίσης πρωτοφανείς επιδόσεις με σύγχρονα αισθητικά αποτελέσματα και υλικότητα πιθανώς ειλικρινέστερη από αυτή των παραδοσιακών υλικών. Η έμφαση δίνεται στο γεγονός ότι η μορφογενετική δυνατότητα των υλικών είναι πολύ καλά εκφρασμένη, όχι με την απλή και ομοιόμορφη συμπεριφορά τους, αλλά με τη πολύπλοκη και μεταβλητή συμπεριφορά τους. Με αυτήν την έννοια, τα σύγχρονα βιομηχανικά μέταλλα, όπως ο χάλυβας, μάλλον δεν είναι πια η καλύτερη απεικόνιση αυτής της καινούργιας αντίληψης για την ύλη σε αντίθεση με τα σύνθετα υλικά που παρουσιάζουν ένα εύρος ιδιοτήτων και συμπεριφορών141. Ο χάλυβας βιομηχανικής κατεργασίας παρουσιάζει απλούστερες και περισσότερο προβλέψιμες συμπεριφορές, όπως και όλα τα ισοτροπικά, ομοιόμορφα και ομογενή υλικά, ενώ τα σύνθετα υλικά, όπως τα υαλωνήματα, συνδυάζουν ένα ετερογενές πλέγμα συστατικών, παρουσιάζοντας πολύπλοκες συμπεριφορές142. Ακόμα όμως και τα συμβατικά υλικά όπως το γυαλί, το μπετόν, το ξύλο, το μέταλλο, το πλαστικό, όταν αντιμετωπίζονται στην πλήρη πολυπλοκότητα των ιδιοτήτων τους, έξω από τη βιομηχανική τυποποίηση, μπορούν να αυξήσουν κατά πολύ τις δυνατότητές τους και έχουν ιδιότητες που ακόμη εξερευνώνται και αξιοποιούνται συνεχώς με νέους τρόπους143. Κάθε υλικό, όσο απλή και να είναι η συμπεριφορά του έχει ενδογενείς τάσεις και ικανότητες. Αν όμως το υλικό που ερευνάται είναι ομοιογενές οι ιδιαιτερότητες και οι επιρροές του θα είναι τόσο απλές ώστε να φαίνεται ότι υπακούν σε ένα γραμμικό νόμο. Με μία έννοια αυτά τα υλικά αποκρύπτουν αυτό το πλήρες σύνολο των αυτό-οργανωτικών ιδιοτήτων της ύλης και της ενέργειας τους. Από την άλλη αν το υλικό είναι μακριά από κάποια ισορροπημένη κατάσταση αν είναι πολύπλοκο και ετερογενές ή αν η διαφοροποίηση χαρακτηριστικών του όπως η πυκνότητα και οι διαφορές ανάμεσα στα συστατικά του δεν ακυρωθούν από την ομοιογενοποίηση ολόκληρο το σύνολο των ιδιαιτεροτήτων και των

141 Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.19-20 142 Manuel de Landa, Uniformity and Variability, an Essay in the Philosophy of Matter, presented at Doors of Perception 3: On Matter Conference, Netherlands Design Institute, Amsterdam, Holland, 07-11.11.95 σ.6 143 Victoria Ballard Bell, Patrick Rand Materials For Architectural Design, Laurence King Publishing, London, 2006, σ.10 105

90. Νανοκρύσταλλοι

89. Μεταλλικό κράμα

91. Kevlar

92. Carbonfibers

93. Συνθετικοί αφροί

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

επιρροών θα αποκαλυφθεί και η πολύπλοκη υλικότητα θα μπορέσει να εκδηλωθεί144. Έτσι η αυθόρμητη γένεση της μορφής που εισάγει η ψηφιακή αρχιτεκτονική με ποικίλους τρόπους μπορεί να εκφραστεί εύκολα με υλικά που είναι κατασκευασμένα ή έστω επεξεργασμένα με την παραπάνω λογική δίνοντας στις νέες μορφές μια ταιριαστή και ειλικρινή υλικότητα. 6.3 Σύγχρονα Υλικά Υλικά με σύγχρονες δυνατότητες Κατά τα τελευταία χρόνια το σύνολο του πεδίου της επιστήμης των υλικών και των σχετικών τεχνολογιών έχει υποστεί μία ολοκληρωτική ανανέωση. Χρησιμοποιώντας αποτελεσματικά τεχνικές που μπορούν να χειριστούν ισχυρές μη-εξισορρόπημένες συνθήκες δίνουν τη δυνατότητα να ξεφύγουμε από την θερμοδυναμική ισορροπία και να επεξεργαστούμε τελείως καινούργιες και συνθετότερες δομές υλικών. Υλικά όπως μη συμβατικοί τύποι γυαλιών, νανοκρυστάλοι και υπερδυκτιώματα έχουν γίνει πραγματικότητα. Όσο οι απαιτήσεις για υλικά με μεγάλη αντίσταση στην καταπόνηση και τη θραύση αυξάνονται από συγκεκριμένες εφαρμογές, μια θεμελιώδης κατανόηση της συνολικής συμπεριφοράς των μηχανισμών της δομής της ύλης είναι αναγκαία για την παραγωγή τους145. Η τεχνολογία των υλικών βασισμένη σε τέτοιες πρακτικές τείνει να βελτιώνει συνεχώς τις δυνατότητες και τα χαρακτηριστικά των συμβατικών υλικών αυξάνοντας την ποιότητα και τις επιδόσεις τους. Μέσα σε αυτό το κλίμα υπάρχοντα υλικά που δεν χρησιμοποιούταν παραδοσιακά από την αρχιτεκτονική και παρουσιάζουν αυξημένες επιδόσεις και ποιότητα έρχονται στο προσκήνιο και η χρήση τους πια γίνεται διαθέσιμη σε ευρεία κλίμακα. Τέτοια υλικά αποτελούν τα κράματα. Πρόκειται για τα αποκαλούμενα διαστρωματωμένα υλικά, δηλαδή τα πολυμερή, τα αφρώδη και γενικότερα σύνθετα υλικά που αποτελούν έναν συνδυασμό από πολύ γερά ή σκληρά υλικά και ένα συνδετικό στοιχείο

144 Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.19 145

ibid 107

94. Vault-Structured Metal

95. Λεπίδα μαχαιριού

97. Ακατέργαστο μέταλλο

96. Μικροδομή ινών γιαλιού

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

και πλησιάζουν περισσότερο στην κατηγορία των κατασκευών και όχι των υλικών146. Αυτού του είδους τα υλικά χρησιμοποιούνται ευρέως σε άλλους κλάδους όπως της αεροναυπηγικής, ναυπηγικής, αυτοκινητοβιομηχανίας και αλλού προσφέροντας πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα συμβατικά δομικά υλικά. Τα υλικά αυτά τράβηξαν την προσοχή των αρχιτεκτόνων, γιατί η σύστασή τους μπορεί να ελεγχθεί με μεγάλη ακρίβεια, ώστε να μπορέσει να ανταπεξέλθει σε συγκεκριμένα κριτήρια απόδοσης. Αυτό επιτυγχάνεται με τη βοήθεια των ψηφιακών τεχνολογιών και των μεθόδων παραγωγής και επεξεργασίας υλικών που βασίζονται σε αυτές147. Η ελεγχόμενη σύνθεσή τους μπορεί να ενσωματώσει στατική δομή, επιφάνεια πλήρωσης, μηχανικά και ηλεκτρικά συστήματα σε μία υλική ενότητα. Επίσης γίνεται δυνατή η τροποποίηση της σύνθεσής τους σημειακά για να ανταπεξέρχονται σε τοπικά μεταβαλλόμενες απαιτήσεις των κατασκευών. Για παράδειγμα, η διαφάνεια μπορεί να αλλάζει πάνω στην ίδια επιφάνεια, η στατική αντοχή μπορεί να μεταβάλλεται αλλάζοντας τη ποσότητα ή την οργάνωση των ενισχυτικών ινών. 148 Ο πειραματισμός για χρήση τους στην αρχιτεκτονική έχει δείξει ότι με τέτοια υλικά οι επιδόσεις της κατασκευής που απαιτούνται αρχίζουν να καλύπτονται σε μεγάλο βαθμό από το ίδιο το υλικό. Ακόμη οι ιδιότητές του μπορεί να διαφέρουν σε σημεία του ίδιου του υλικού, έτσι ώστε να μπορεί να ανταποκριθεί σε αυτές τις διαφορετικές απαιτήσεις και να παίξει σύνθετους ρόλους στην κατασκευή. Για παράδειγμα η στατική ικανότητα του υλικού να μεταβάλλεται και να μπορεί να είναι από μεγάλη έως και ισχνή ανάλογα με τις συγκεκριμένες στατικές απαιτήσεις της κάθε περιοχής της κατασκευής149. Τέτοιες δυνατότητες και συμπεριφορές των υλικών υπήρχαν όμως από πάντοτε στα παραδοσιακά υλικά πριν την βιομηχανοποίηση. Οι παλαιότεροι αρχιτεχνίτες είχαν κατανοήσει αυτές τις δυνατότητες και με βάση τις εμπειρικές τους γνώσεις ήταν σε θέση να τις διαχειριστούν. Από πολύ παλιά, σύμφωνα με το Manuel De Landa, οι εμπειρικοί μεταλλουργοί κατανοούσαν ότι οποιοδήποτε κομμάτι μετάλλου μπορεί να αναγκαστεί να 146

Ed van Hinte Material World innovative structures and finishes for interiors, 2003, σ.6

147 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.48 148

ibid σ.50

149

ibid 109

98. Isogrid

99. Συνθετικός αφρός, Evan Douglis, Auto Breeding

101. Corian σε TDC, Frame Bar

100. Fiberglass

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

αλλάξει τη συμπεριφορά του. Να γίνει, δηλαδή, από όλκιμο και ανθεκτικό, άκαμπτο και εύθραυστο με τη σφυρηλάτηση, ενώ κρυώνει. Η αντίθετη μεταστοιχείωση, από σκληρό σε όλκιμο, επίσης μπορεί να επιτευχθεί ζεσταίνοντας το κομμάτι του μετάλλου ξανά και αφήνοντας το να κρυώσει αργά (διαδικασία ανόπτησης). Μολονότι οι σιδεράδες ήξεραν από παλιά εμπειρικά πώς να προκαλέσουν αυτές τις μεταμορφώσεις, μόνο τις τελευταίες δεκαετίες οι επιστήμονες κατανόησαν τον ακριβή μικροσκοπικό μηχανισμό της διαδικασίας αυτής. Eξηγώντας τη φυσική βάση της ολκιμότητας προέκυψε μία ριζική εννοιολογική αλλαγή. Οι επιστήμονες έπρεπε να σταματήσουν να βλέπουν τα μέταλλα με στατικούς όρους, δηλαδή ότι αποκομίζουν την ενέργεια τους με έναν απλό τρόπο από τους χημικούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων που αυτά αποτελούνται, και ξεκίνησαν να τα αντιμετωπίζουν ως δυναμικά συστήματα. Η πραγματική αιτία του ποσοστού θραύσης των άκαμπτων υλικών και ο λόγος που εξηγεί γιατί τα όλκιμα υλικά μπορούν να αντισταθούν της θραύσης, έχει να κάνει με τη πολύπλοκη δυναμική εσωτερικών δομών και μηχανισμών. Στα μέταλλα ο μηχανισμός αυτός φαίνεται να βασίζεται σε συγκεκριμένη σειρά ελαττωμάτων ή ατελειών μέσα στους κρυστάλλους από τους οποίους αποτελούνται. Χονδρικά αν οι πληθυσμοί από αυτές τις σειρές ελαττωμάτων είναι ελεύθερες να κινούνται μέσα σε ένα υλικό, θα το εφοδιάσουν με την ικανότητα να υποχωρεί τοπικά χωρίς να σπάει, έτσι, θα κάνουν το υλικό ανθεκτικό. Από την άλλη περιορισμένη μετακίνηση των εξαρθρώσεων θα προκαλέσει ένα περισσότερο δύσκαμπτο υλικό. Και οι δύο αυτές μαζί οι ιδιότητες είναι επιθυμητές για διαφορετικούς σκοπούς, αλλά μπορούν να είναι επιθυμητές ταυτόχρονα σε ένα υλικό για την κατασκευή ενός αντικειμένου: σε ένα σπαθί ή ένα μαχαίρι, το φέρον σώμα πρέπει να είναι ανθεκτικό, ενώ η κόψη πρέπει να είναι δύσκαμπτη για να μπορεί να διατηρεί το κοφτερό τριγωνικό σχήμα της. Αυτό που έχει σημασία λοιπόν από τη φιλοσοφική σκοπιά είναι ακριβώς το ότι η ανθεκτικότητα ή η δυσκαμψία είναι ιδιότητες που προκύπτουν από ένα μεταλλικό υλικό ως αποτέλεσμα μιας πολύπλοκης δυναμικής συμπεριφοράς μερικών τμημάτων των συστατικών του. Για τους επιστήμονες των υλικών αυτή η συμπεριφορά είναι άμεσης πρακτικής σημασίας αφού σημαίνει ότι όσο αρχίζουν να αντιμετωπίζουν όλο και πιο πολύπλοκες ιδιότητες υλικών, τόσο περισσότερο μπορούν να χρησιμοποιήσουν εργαλεία που προέρχονται από μη γραμμικές δυναμικές και μη ισορροπημένες θερμοδυναμικές εργαλεία που μπορεί να έχουν αναπτυχθεί για να αντιμετωπίζουν τελείως διαφορετικά προβλήματα150. 150 Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.17-18 111

102. Panton Chair

103. Carbon fibred Concrete

104. Carbon Kevlar fabric

105. Monocoque

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

Με βάση αυτήν τη λογική αντιμετώπισης γύρω από την πολυπλοκότητα της σύστασης και των εσωτερικών δομών των υλικών έγινε η ανάπτυξη των σύγχρονων σύνθετων υλικών. Οι νέες κατασκευές παρουσιάζουν ιδιότητες που είναι σε συνεχή διαφοροποίηση και κάποια σημεία τους να πρέπει να ανταποκρίνονται σε θλίψη ενώ άλλα να ανταποκρίνονται σε εφελκυσμό. Στη θεωρία το συνολικό νόημα των σύνθετων υλικών είναι ότι αντίθετα με τα τυποποιημένα μέταλλα, δεν έχουν τυπικές ιδιότητες επειδή το υλικό είναι σχεδιασμένο όχι μόνο για να ταιριάζει στην συγκεκριμένη κατασκευή αλλά σε συγκεκριμένο σημείο της151. Γενικότερα τα υλικά αυτά παρουσιάζουν πολύ καλά χαρακτηριστικά. Είναι ελαφρύτερα, παρουσιάζουν μεγάλη στατική αντοχή, και μπορούν εύκολα να παραλάβουν οποιαδήποτε μορφή. Εγγενώς τα ετερογενή υλικά σαν το fiberglass και άλλα σύγχρονα σύνθετα δίνουν στους σχεδιαστές αυτές τις δυνατότητες προσαρμογής στις απατήσεις ταυτόχρονα με πολύ υψηλές επιδόσεις152. Το fiberglass σύμφωνα με τα φυσικά χαρακτηριστικά του είναι κατάλληλο για την παραγωγή πολύπλοκων μορφών. Το επεξεργαζόμαστε σε υγρή μορφή και μπορεί να παράγει οποιαδήποτε μορφή παρουσιάζοντας επιφάνειες εξαιρετικά ομαλές. Άλλα απλά πολυμερή, όπως πλαστικά σαν το Corian της DuPont, αν και έχουν αυξημένες μορφολογικές δυνατότητες είναι ομοιογενή υλικά, ίδια σε πυκνότητα και δύναμη σε όλες τις κατευθύνσεις. Για κάποιες εφαρμογές όμως χρειάζονται πιο πολύπλοκα πολυμερή που να μην είναι ομοιογενή, και μπορούν να παραχθούν με επιφάνειες που έχουν διαφορετικές ιδιότητες από το εσωτερικό του πολυμερούς. Τέτοια πολύπλοκα πολυμερή κατασκευάζονται από λεπτά στρώματα υλικών σε πολλαπλές στρώσεις που έχουν ξεχωριστές και διαφοροποιημένες λειτουργίες. Πολλά τέτοια πολυμερή επίσης κατασκευάζονται με τη μίμηση της αυτο-οργανούμενης συμπεριφοράς και την προσαρμογή των σύνθετων λειτουργιών των φυσικών πολυμερών153. Έτσι μπορούν να παραχθούν πολύ ισχυρά υλικά αλλά και διαφανείς ή ημιδιαφανείς επιστρώσεις με πολύ αποδοτικές ιδιότητες. Το ενισχυμένο σκυρόδεμα από ίνες ανθρακονήματος αποτελεί ένα σύνθετο 151 Manuel delanda, Material complexity σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004, σ.20 152 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.49 153 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.37 113

106. Active Protection

108. Hyper Surface

110. μικροδομή έξυπνου υλικού

107. SystemTiled Wall

109. Temporal Light

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

υλικό που θα χρησιμοποιηθεί έντονα στην αρχιτεκτονική. Το ανθρακόνημα θα τείνει να αντικαταστήσει το δομικό χάλυβα στους σκελετούς των κτιρίων μιας και προσφέρει πολύ καλύτερες στατικές ιδιότητες που πηγάζουν από τη δομή του υλικού σε νάνοκλίμακα, με πολύ μικρότερο βάρος. Ο συμβατικός συνδυασμός μπετόν χάλυβα μπορεί να αντικατασταθεί τα επόμενα χρόνια καθιστώντας το ανθρακόνημα δομικό υλικό του 21ου αιώνα154. Τα σύνθετα αυτά υλικά είναι κατάλληλα για τέτοιες επεξεργασίες προϊόντων βιομηχανικού σχεδιασμού ή και μικρών δομικών στοιχείων κτιρίων. Για παράδειγμα, προϊόντα που παράγονται από ένα μόνο υλικό και πιθανώς σε ένα μόνο βήμα ήταν πάντα πρόκληση για τη τεχνολογία των υλικών. Ένα κλασσικό παράδειγμα είναι η καρέκλα Panton Chair που αποτελεί μια παραλλαγή του χυτού καλουπιού πολυμερούς ABS. Τα προϊόντα ενός υλικού θέτουν πολύ υψηλές απαιτήσεις στο υλικό. Συνήθως παράγονται με μεθόδους που καταφέρνουν την ελάχιστη χρήση υλικού και χρειάζονται πολύ μεγάλη τεχνική ακρίβεια, πετυχαίνουν ωστόσο πολύ καλά λειτουργικά και αισθητικά αποτελέσματα. Η χρήση ουσιών που συνδυάζουν ποικίλες ιδιότητες και μεταβαλλόμενη σύσταση μπορεί να οδηγήσει σε νέες εξελίξεις σε μορφολογικό επίπεδο αλλά και σε επίπεδο επιδόσεων. Ενισχύσουν επίσης χαμηλού κόστους παραγωγές, όπως των προϊόντων ενός υλικού155. Υλικά με ικανότητες προσαρμογής Υπάρχει μια καινούργια τάση για τη ενσωμάτωση της εξωγενούς πληροφορίας στα υλικά. Η τάση πρωτοάρχισε το 19ο αιώνα με το ενδιαφέρον στραμμένο στην αγωγιμότητα των υλικών σύμφωνα με τις αρχές διάδοσης του ηλεκτρισμού στο ευρύ κοινό156. Τα τελευταία χρόνια το πεδίο των υλικών με τη μεγαλύτερη ανάπτυξη είναι

154 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.49 155

Nicola Stattmann, Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.12

156 Sheila Kennedy in Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.13 115

111. T-OPAL

113. Ευλύγιστο αυτό-επισκευαζόμενο μπετόν

112. Northen Lights

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

αυτό των υλικών με ιδιότητες που προσαρμόζονται με τον έναν ή τον άλλο τρόπο157. ΄Intelligent΄, ΄ smart΄, ΄ adaptive ΄ και άλλοι όροι χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν αυτό το υψηλότερο επίπεδο συνθετικών υλικών που παρουσιάζουν ικανότητες αίσθησης, νόησης, ελέγχου, κίνησης και μεταβλητότητας. Υλικών που αλλάζουν τις ιδιότητές τους δυναμικά. Σύμφωνα με έναν άλλο ορισμό intelligent υλικά είναι αυτά που κατέχουν προσαρμοστικές ιδιότητες σε εξωτερικά ερεθίσματα μέσω της ενσωματωμένης τους ευφυΐας. Αυτή η ευφυΐα του υλικού μπορεί να προγραμματιστεί μέσω της σύνθεσής του, της μικροδομής ή της προσαρμογής του. Το υλικό μεταβάλλεται με ένα συγκεκριμένο τρόπο σε διαφορετικά επίπεδα ερεθισμάτων. Γνωστά ως νανο-υλικά ή έξυπνα υλικά αυτά τα σύνθετα υλικά έχουν τους δικούς τους αισθητήρες, ενεργοποιητές, λογισμικό ελέγχου και υπολογισμού ενσωματωμένο μέσα στη σύστασή τους. Αναγνωρίζουν ερεθίσματα από μόνα τους και μπορούν να αντιδρούν σε αυτά χωρίς κάποια μηχανολογική υποστήριξη. Περιέχουν ενσωματωμένες λειτουργίες που μέχρι τώρα απαιτούνταν πολύπλοκα συστήματα αισθητήρων για να τις πραγματοποιήσουν. Οι δυνατότητές τους αυτές δημιουργούνται από το συνδυασμό ποικίλων ουσιών σε μορφή σκόνης σε νανο-μέγεθος ή ακόμη και σε μοριακό επίπεδο για την διαμόρφωση νέων υλικών ή την ενσωμάτωση συγκεκριμένων λειτουργιών επιπρόσθετα στα παραδοσιακά υλικά. Η νέα έρευνα πάνω στη μοριακή συναρμολόγηση των υλικών αλλά και μικρότερων δομών στη φύση έδειξε ότι φυσικά υλικά, μερικά από τα οποία παλαιότερα θεωρούνταν ομοιογενή, παρουσιάζουν πολύπλοκη σύνθεση. Τα αποτελέσματα αυτά οδήγησαν σε «βιομιμητικές» κατασκευαστικές τεχνικές για την παραγωγή συνθετικών υλικών. Δηλαδή, οι αρχές και οι τρόποι με τους οποίους βιολογικές διεργασίες αναπτύσσουν ένα φυσικό σύστημα υλικού εφαρμόζονται με ανάλογες μεθόδους σε βιομηχανικό πλαίσιο. Τα σύνθετα υλικά αναπτύσσονται και εξελίσσονται βασιζόμενα σε βιολογικά μοντέλα και παρουσιάζουν ολοένα και πιο περίπλοκες εσωτερικές δομές ανάλογες με τις δομές που συναντούνται στη φύση158. Στη βιομηχανία χρησιμοποιούνται ισχυρότερες και πιο βελτιωμένες ουσίες στην παραγωγική διαδικασία και τα τεχνητά υλικά αποκτούν πιο εξελιγμένες ιδιότητες από τα

157 Ed van Hinte Material World innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May 2003, σ.6 158 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.36 117

υλικά που υπάρχουν στη φύση159. Οι επεξεργασίες των έξυπνων υλικών βασίζονται σε ψηφιακά ελεγχόμενες σύγχρονες μεθόδους, όπως τη νανοτεχνολογία και τις μεθόδους της ψηφιακής μεταποίησης (digital fabrication), όπως το additive coating (επιπρόσθετο επίχρισμα) το surface manipulation (διαχείριση επιφανείας), τις solid state technologies και τους προσθετικούς τρόπους κατασκευής σε πολλαπλά στρώματα. Το σύνολο των ιδιοτήτων των υλικών που παράγονται προκύπτει κατά την παραγωγική διαδικασία160. Με αυτές τις μεθόδους υπάρχουν δυνατότητες για μια πιο ουσιαστική σχέση ανάμεσα στην οργάνωση της πληροφορίας, και των ιδιοτήτων των υλικών161 και είναι δυνατόν να εμφυτευτούν ποικίλα λειτουργικά μέρη στη δομή ενός υλικού δημιουργώντας ένα ακέραιο σύνολο ιδιοτήτων ενός πολύπλοκου σύνθετου υλικού.162 Η κατασκευή σύνθετων υλικών βασίζεται στον έλεγχο της δομής στο εσωτερικό του ίδιου του υλικού, μερικές φορές ακόμα και σε μοριακό επίπεδο. Εδώ η μεταποίηση αποτελεί στην ουσία τον έλεγχο των παραμέτρων και της ανάπτυξης του υλικού. Αυτά τα υλικά παράγονται μόριο προς μόριο, για τη δημιουργία διακριτών μικρο-δομών σε πολύ λεπτά επίπεδα κάνοντας νέους συνδυασμούς πολλών επιπέδων, όπως από μέταλλο συνδυασμένο με κεραμικό που δεν υπάρχουν στη φύση και παράγονται εξολοκλήρου από τεχνητό σχεδιασμό. Νέοι τύποι σύνθετων υλικών, όπως ανεκτικών σε φθορές κεραμικά και κατευθυνόμενης στερεοποίησης μέταλλα, μπορεί να φαίνεται ότι είναι πολύ μακριά από τα υλικά που προσφέρονται στους αρχιτέκτονες, αλλά είναι ήδη σε χρήση σε πολλούς

159 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.36 160 σ.49

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

161 Sheila Kennedy in Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.13. 162 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.50 118

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

άλλους τομείς163. Υπάρχουν όμως πολλές διαφορετικές επεξεργασίες και συστήματα που παράγουν τελικά ένα είδος ενσωματωμένης ευφυΐας στο υλικό. Η ευφυΐα των υλικών μπορεί να περιορίζεται μόνο ως προς την αίσθηση ή την κίνηση. Για παράδειγμα, ένα υλικό αίσθησης είναι ικανό να αναγνωρίζει τις ξεχωριστές καταστάσεις του ή τα χαρακτηριστικά του και να στέλνει ένα ανάλογο σήμα. Ένα προσαρμοστικό υλικό είναι ικανό να αλλάζει τις ιδιότητές του όπως τον όγκο, τη διαφάνεια, το χρώμα, την αντίσταση κτλ. ανταποκρινόμενο σε κάποιο εξωτερικό ερέθισμα. Ένα ενεργό υλικό όμως μπορεί να περιέχει και αισθητήρες και ενεργοποιητές με μια ανατροφοδότηση μεταξύ των δύο και είναι ικανό για πολύπλοκες συμπεριφορές, δηλαδή δεν αισθάνεται μόνο μια αλλαγή σε μία κατάσταση, αλλά και αντιδρά σε αυτήν ανάλογα164. Οι εφαρμογές υλικών που αντιδρούν σε εξωτερικές επιρροές, προκαλώντας αλλαγές στην κατάστασή τους είναι πολλές και πολύ χρήσιμες στην αρχιτεκτονική. Η συγκεκριμένη απόκριση ενός υλικού σε αλλαγές, παρουσιάζει ενδιαφέρουσες δυνατότητες για σχεδιασμό προσανατολισμένο στις επιδόσεις τις κατασκευής165. Στο πεδίο αυτό εξελίσσονται υλικά που μπορούν να σκοτώσουν μικρόβια, να είναι πυρίμαχα, αυτοκαθαριζόμενα κ.ά. Υλικά, όπως οι λειτουργικές επιστρώσεις εφαρμόζονται σαν ένα πολύ λεπτό στρώμα, όπως η μπογιά και επιφέρουν αποτελέσματα που επιτυγχάνονταν παλιότερα με πολύπλοκα συστήματα μηχανολογικών και ηλεκτρολογικών εγκαταστάσεων. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα σε αυτή την κατηγορία είναι οι επιστρώσεις που εφαρμόζονται σε υλικά που χρησιμοποιούνται για κτιριακά κελύφη. Τα υλικά αυτά μπορούν να αλλάξουν για παράδειγμα τη διαφάνειά τους ή το χρώμα τους ανάλογα με την αύξηση της θερμοκρασίας προστατεύοντας το κτίριο και τους χρήστες από τη ζέστη και την άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Με τέτοιου είδους υλικά θα μπορέσει το στοιχείο της μεταβλητότητας να ενταχθεί σε δομικά στοιχεία και σε αντικείμενα ακόμα και αν αυτά είναι κατασκευασμένα από μόνο ένα υλικό χωρίς πρόσθετο μηχανολογικό ή ηλεκτρολογικό εξοπλισμό. Τέτοια προϊόντα 163 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.3 164 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.51. 165 Michael Hensel & Defne Sunguroglu, Material Performance, AD Volume 78 Issue 2, Wiley, London, March 2008 σ37 119

115. IQ glass 116. τομή ινών ξύλου

114. Smart-Warp

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

φτιαγμένα από ένα υλικό θα μπορούν να αλλάζουν τη μορφή τους σύμφωνα με κάποιο ερέθισμα ή ακόμα να φωτίζονται συμπληρώνοντας το φυσικό φωτισμό, όταν αυτός είναι ελαττωμένος166. Οι δυνατότητες αυτές των έξυπνων υλικών περνάνε το υλικό σε ένα άλλο επίπεδο και κάνουν δυνατή τη διαχείριση πολλών παραμέτρων μιας κατασκευής αποκλειστικά από αυτό. Μηχανολογικός εξοπλισμός, αλλά και δομικά στοιχεία μπορούν να αντικατασταθούν από τις δυνατότητες των σύγχρονων υλικών και τις συμπεριφορές που παρουσιάζουν. Χαρακτηριστικό παράδειγμα ενός τέτοιου πολύ εξελιγμένου έξυπνου υλικού είναι το Smartwrap. Αποτελεί μια λεπτή πλαστική μεμβράνη που έχει σχεδιαστεί για εξωτερικά κτιριακά κελύφη και ενεργεί ως ευφυής τοίχος με ποικίλες εφαρμογές. Το Smartwrap ενσωματώνει τις συνήθεις λειτουργίες που συναντώνται στα στρώματα ενός συμβατικού τοίχου και τα συνδυάζει σε ένα υψηλής τεχνολογίας σύνθετο υλικό μόνο μερικών χιλιοστών παχύ. Έχει μονωτικές ικανότητες μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια και ρυθμίζει ψηφιακά τη θερμοκρασία και τον έλεγχο του φωτός. Είναι ελαφρύ, μπορεί να μεταφερθεί και να εγκατασταθεί πολύ γρήγορα. Επίσης είναι τελείως επαναχρησιμοποιήσιμο. Οι χρήστες μπορούν να προγραμματίσουν τα κομμάτια του να φωτίσουν να αλλάζουν χρώμα ή να μεταβούν από διαφανείς σε αδιαφανείς επιφάνειες. Αν και υλικά υψηλής τεχνολογίας, όπως Smartwrap δεν έχουν προχωρήσει και πολύ στην οικοδομική βιομηχανία μέχρι σήμερα σημάδια δείχνουν ότι αυτό πρόκειται να αλλάξει στο μέλλον. Το Smartwrap είναι σαφώς ένα υλικό του μέλλοντος, και είναι μόνο θέμα χρόνου πριν από την ευρεία οικοδομική εφαρμογή του167. Στην περίπτωση των έξυπνων υλικών οι ικανότητες αντίληψης των ερεθισμάτων του περιβάλλοντός τους και αντίδρασης σε αυτά αποτελούσαν το κεντρικό ζητούμενο υπερσύχρονων μελετών και παραγωγικών μεθόδων. Η ικανότητα θερμικής απόκριση θεωρείται κατηγορία κλειδί των σύγχρονων έξυπνων υλικών. Τα υλικά που αλλάζουν σχήμα ανάλογα με τα θερμικά ερεθίσματα που δέχονται χρησιμοποιούνται σε πλήθος εφαρμογών. Γιατί όμως ένα βιομηχανικό υλικό να θεωρείται έξυπνο λόγω της πρόσθετης δυνατότητας ανταπόκρισης σε ερεθίσματα του περιβάλλοντος και ένα κομμάτι ξύλο, που λειτουργούσε

166

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.2

167

Jill Fehrenbacher, SMARTWRAP: Interactive Building Film, www.inhabitat.com, 06/26/05 121

από πάντα με παρόμοιο τρόπο, όχι168; Παρ’ όλες τις ατέλειωτες εφαρμογές του ξύλου, που είναι από τα πρώτα δομικά υλικά στην ιστορία της αρχιτεκτονικής, δεν έχει κατανοηθεί και αναπτυχθεί το εύρος των δυνατοτήτων που αυτό μπορεί να προσφέρει. Οι πραγματικές δυνατότητες μεταβολής του υλικού συγκρατούνται, παρεμποδίζονται ή και εξουδετερώνονται ολοκληρωτικά στις περισσότερες εφαρμογές του ακυρώνοντας τη χρήση του ως ένα ευμετάβλητο υλικό ικανό να αντιδρά σε εξωγενείς επιδράσεις. Η υλική διάρθρωση (material articulation) του ξύλου ευθύνεται για το ότι αλλαγές στη μοριακή κλίμακα ή άλλες κλίμακες της διάρθρωση του ιστού θα έχουν τεράστιες επιρροές στις επιδόσεις αλλά και την εμφάνιση του συνολικού συστήματος του υλικού. Γενικότερα είναι σημαντικό να γίνει κατανοητό ότι τα βιολογικά συστήμαστα παρουσιάζουν μια αναπόσπαστη υλική διάρθρωση(articulation) σε όλο το εύρος και τις κλίμακές τους. Η διάρθρωση αυτή μπορεί να κυμαίνεται από το μοριακό επίπεδο της ύλης μέχρι και τη μακρό-δομή ενός οργανισμού, δηλαδή στο παράδειγμα του ξύλου, από αλυσίδες πολυμερών μέχρι τη γενική μορφή ενός οργανισμού, όπως ένα δέντρο169. Από τη στιγμή που η ποικιλότητα στα χαρακτηριστικά του υλικού και η αντίδραση σε ερεθίσματα έχουν γίνει επιθυμητά χαρακτηριστικά, ο έλεγχος της διαφοροποίησης της σύνθεσης του υλικού σε διάφορες κλίμακες του εύρους του είναι ο τρόπος με τον οποίο θα γίνει δυνατή η διαχείριση της ποικιλότητας και της αντίδρασής της. Πολλά υλικά με εξελιγμένες ιδιότητες δεν χρησιμοποιούνται όμως για κάποιο πραγματικά χρήσιμο σκοπό, αλλά μόνο και μόνο για να παράγουν κάποιο ενδιαφέρον εφέ. Πολλές προσπάθειες χρήσης τέτοιων υλικών έχουν καταλήξει να μην παράγουν τίποτα παραπάνω από ένα gadget και εφαρμογές χωρίς καμία πρακτική σημασία. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το θερμοχρωμικό μελάνι με το οποίο είναι ενδιαφέρον να παίζεις, αλλά μέχρι στιγμής δεν συμβάλει στη βελτίωση ως προς κάτι της κατασκευής. Επιπλέον οι περισσότερες εφαρμογές του από αισθητικής απόψεως αγγίζουν τα όρια του κιτς. Έτσι οι ιδιότητες που υπάρχουν στα υλικά μονό και μόνο για εφέ προκαλούν έναν πρώτο εντυπωσιασμό, αλλά δεν προσφέρουν καμία άλλη χρησιμότητα170. 168 Michael Hensel & Defne Sunguroglu, Material Performance, AD Volume 78 Issue 2, Wiley, London, March 2008 σ37 169

ibid σ.38

170 Ed van Hinte Material World innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May 2003, σ.6 122

6.Υλικά στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική

Η περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ της μορφής, των υλικών, της δομής και των παραγωγικών διαδικασιών είναι το βασικό χαρακτηριστικό των νέων σχεδιαστικών και κατασκευαστικών προσεγγίσεων στη σύγχρονη ψηφιακή αρχιτεκτονική. Η επιρροή των φυσικών υλικών συστημάτων σε τέτοιες διαδικασίες είναι εμφανής και εκτείνεται από τις μορφογενετικές διεργασίες μέχρι την παραγωγή νέων highperformance (υψηλά επιτελεστικών) υλικών. Τέτοια υλικά, κυρίως σύνθετα, μέταλλα και κεραμικά, προσφέρουν ένα εντελώς νέο σύνολο των επιδόσεων και των υλικών ποιοτήτων. Αναπροσδιορίζουν και αναζωογονούν τις στρατηγικές απέναντι στο υλικό και δίνουν νέες δυνατότητες στις μορφές αλλά και στην αρχιτεκτονική μηχανική και υλοποίηση. Κατά την κλίμακα των πολύ μεγάλων αρχιτεκτονικών σχεδίων, η έμφαση στη διαδικασία δίνεται όχι μόνο ως κάτι σημαντικό για τη σχεδιαστική στρατηγική, αλλά και ως το μοναδικό οικονομικό μέσο για τη μείωση των σχεδιαστικών δεδομένων και πληροφοριών για την παραγωγή. Τέτοιες στρατηγικές που ενσωματώνουν το σχεδιασμό, τη μορφή, το υλικό και τη δομή σε μια ενιαία διαδικασία υιοθετήθηκαν αρχικά από τη νανοκλίμακα των υλικών και έφτασε μέχρι το σχεδιασμό και τη κατασκευή των πολύ μεγάλων κτιρίων171. Οι αρχιτέκτονες, αφενός θα μπορέσουν να επεξεργαστούν αποτελεσματικότερα, να ελέγξουν καλύτερα τις μορφές και τις κατασκευαστικές τους διαδικασίες χρησιμοποιώντας συμβατικά ή παραδοσιακά υλικά με καινοτόμους τρόπους, αλλά και θα εκμεταλλευτούν το σύνολο των δυνατοτήτων και την πολυπλοκότητα των νέων υλικών172.

171 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.41 172 σ.13

Toshiko Mori, immaterial/ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002,

123

Michael Hensel/ Achim Menges, Form-Finding and Dynamic Relaxation:

117. Membrane Morphologies

7 Case studies

7 Case studies Στο κεφάλαιο αυτό θα παρουσιαστούν κάποια παραδείγματα αρχιτεκτονικών πειραματισμών αλλά και κτιρίων που ενσωματώνουν τις φιλοσοφίες σχεδιασμού και υλοποίησης μίας ψηφιακής αρχιτεκτονικής με προσανατολισμό στην κατασκευή και το υλικό. Τα παραδείγματα δεν είναι χωρισμένα σε κατηγορίες μία και δεν έχουν σαφείς ομοιότητες ή διαφορές. Τα περισσότερα είναι προϊόντα αρχιτεκτονικών διαδικασιών που συνδέονται άμεσα με τη βοήθεια των ψηφιακών μέσων. Τα ψηφιακά μέσα ή χρησιμοποιούνται δυναμικά στη σχεδιαστική διαδικασία ή βοηθούν την υλοποίηση ή και συνδυάζουν τις δύο διαδικασίες στα πιο επιτυχημένα παραδείγματα. Ακόμα με τη χρήση ψηφιακών εργαλείων στα παραδείγματα αυτά επεκτείνονται οι δυνατότητες σε μορφή και επιδόσεις των συμβατικών υλικών είτε διαχειρίζεται αποτελεσματικά η πολυπλοκότητα των σύγχρονων σύνθετων και έξυπνων υλικών για να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις του σχεδιασμού. Πειραματική αρχιτεκτονική Michael Hensel/ Achim Menges, Form-Finding and Dynamic Relaxation: Membrane Morphologies Στις περισσότερες διεργασίες μελέτης της μορφής μέσω υλικών, οι χειρισμοί εστιάζονται στην άσκηση επιρροής σε στρατηγικά σημεία του συστήματος, το οποίο οδηγεί σε μια γενικότερη διαχείριση του όλου συστήματος173. Το παράδειγμα των μεμβρανών που περιγράφηκε παραπάνω χρησιμοποιήθηκε από τον Michael Hensel και τον Achim Menges για τη δημιουργία εκθεσιακών εγκαταστάσεων σε διάφορες τοποθεσίες. Το τελικό αποτέλεσμα της μορφολογίας της μεμβράνης στην ουσία είναι μια σταθερή κατάσταση ενότητας μεταξύ της μορφής και της εξωτερικής δύναμης. Η συσχέτιση της πολύπλοκης καμπυλότητας της μεμβράνης και τα ανοίγματα που προκύπτουν από τις τρύπες παρέχουν διαφορετικό βαθμό οπτικής διαπερατότητας με αποτέλεσμα τη δυνατότητα για διαφοροποίηση της έκθεση των εκθεμάτων.

173 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.81 125

Achim Menges, Component Differentiation and Proliferation:

118. Paper-Strip Experiment

Joseph Kellner/David Newton (Michael Hensel/ Achim Menges), Differential Surface Actuation: Metapatch Project

7 Case studies

Achim Menges, Component Differentiation and Proliferation: Paper-Strip Experiment Μια άλλη παρόμοια εφαρμογή βασίζεται στη διαφοροποίηση των συστατικών στοιχείων του συστήματος σύμφωνα με τις δυνατότητες και τους περιορισμούς του υλικού τους και στη συνέχεια τον πολλαπλασιασμό τους. Παραμετρικά συστατικά στοιχεία ορίζονται από γεωμετρικές σχέσεις και ο πολλαπλασιασμός των διαφορετικών εκδοχών ενός παραμετρικού στοιχείου δημιουργεί ένα υλικό σύστημα με διαφοροποιημένες υποπεριοχές. Μια τέτοια διαδικασία δημιουργήθηκε μέσω ενός πειράματος που βασίζεται σε απλά υλικά στοιχεία, δηλαδή στριφτές και λυγισμένες λωρίδες χαρτιού. Ένα ψηφιακό στοιχείο ορίζεται ως ένα ανοικτό επεκτάσιμο γεωμετρικό πλαίσιο βασισμένο στις «λογικές» ενός υλικού συστήματος που συνδυάζει τις δυνατότητες και τα όρια της διαδικασίας πραγματοποίησης, τις τάσεις αυτοδιαμόρφωσης αλλά και τους περιορισμούς του υλικού. Μέσα από την επεξεργασία φυσικών μελετών για τη συμπεριφορά των στριφτών και λυγισμένων λωρίδων χαρτιού, τα βασικά γεωμετρικά χαρακτηριστικά, όπως είναι τα σημεία καμπυλότητας, η δυνατότητα ανάπτυξης των επιφανειών και οι ευθυγραμμίσεις των επαφών μεταφέρθηκαν σε ένα αντίστοιχο ψηφιακό στοιχείο. Το στοιχείο αυτό περιγράφει μη μετρικές γεωμετρικές ενώσεις από μια λωρίδα χαρτί, ως ένα συστατικό στοιχείο έτοιμο για τη διαδικασία της συναρμολόγησης και της ενσωμάτωσής του σε ένα ευρύτερο σύστημα. Με άλλα λόγια, μέσω παραμετρικών γεωμετρικών σχέσεων της ψηφιακής αυτής συνιστώσας εξασφαλίζει ότι κάθε μορφολογία που παράγεται μπορεί να υλοποιηθεί με ταινίες που προέρχονται από ένα φύλλο κάποιου υλικού174. Joseph Kellner/David Newton (Michael Hensel/ Achim Menges), Differential Surface Actuation: Metapatch Project Ένα πείραμα, από μια ομάδα φοιτητών (Joseph Kellner and David Newton) για το εργαστήριο του Hensel και του Menges, Generative Proto-Architectures studio στο Rice School of Architecture, βασίζεται στην υπόθεση ότι σε ένα σύστημα, τα ομοιόμορφα στοιχεία που το αποτελούν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επίτευξη μεταβλητών ακόμη και 174 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.82 127

119. Steffen Reichert, Responsive Surface Structures

7 Case studies

σταθερών διαμορφώσεων του συστήματος, με έντονη και πολύπλοκη καμπυλότητα, μέσα από ένα ευρύ φάσμα τοπικών ενεργοποιήσεων της υλικότητάς τους. Οι διαμορφώσεις επιτυγχάνονται με τη διαφορετική ενεργοποίηση ίσων στοιχείων. Πιο αναλυτικά ορθογώνια ξύλινα στοιχεία συνδέονται με ένα μεγαλύτερο κομμάτι ξύλου με τέσσερις βίδες, μία στην κάθε γωνία. Δύο από τις βίδες στις απέναντι γωνίες είναι μόνιμες και έτσι καθορίζουν σταθερά το μήκος της διαγώνιας γραμμής μεταξύ τους, ενώ οι άλλες δύο βίδες παραμένουν ρυθμιζόμενες. Σφίγγοντας τις δύο αυτές βίδες αυξάνεται η απόσταση μεταξύ του στοιχείου και του μεγαλύτερου κομματιού και το σύστημα αρχίζει να λυγίζει. Λεπτομερείς έρευνες με αντικείμενο τη συσχέτιση των ομοιόμορφων στοιχείων και της μεταβολής της επιφάνειας έδειξαν ότι παράμετροι όπως το μέγεθος, το πάχος και ο προσανατολισμό από τις ίνες, η τοποθεσία του ενεργοποιητή και η ροπή στρέψης επηρεάζουν τη συνολική συμπεριφορά του συστήματος και οδηγούν στη δημιουργία των γεωμετρικών σχημάτων. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για την περιγραφή του συστήματος και τη δυνατότητα ψηφιοποίησής του, ώστε να διευκολυνθεί η μελέτη και η κατασκευή ενός μεγάλου πρωτότυπου175. Steffen Reichert, Responsive Surface Structures Ένα πείραμα, που διενεργήθηκε από τον Steffen Reichert του Form Generation an Materialisation στο Hochschule für Gestaltung (HfG) του Offenbach, της Γερμανίας, το 2006/07, διερευνά τη δυνατότητα επίδοσης μίας ξύλινης κατασκευής, χρησιμοποιώντας τη μεταβολή διαστάσεων του ξύλου που προκαλούνται από τις αλλαγές σε σχετική υγρασία στο περιβάλλον. Το έργο είχε στόχο την ανάπτυξη μιας επιφάνειας η οποία να προσαρμόζει τη διαπερατότητα του δέρματός της, καθώς και τον επακόλουθο αερισμό, σε απόκριση στη σχετική υγρασία χωρίς την ανάγκη μηχανολογικών συσκευών ελέγχου. Το σύνολο των διεργασιών της αίσθησης της αλλαγής στην υγρασία και της αντίδρασης με αλλαγή του σχήματος πρέπει να γίνει από το ίδιο το υλικό. Οι αλλαγές στο ποσοστό υγρασίας του υλικού ενεργοποιούν ανάλογες αλλαγές στο σχήμα ενός υλικού στοιχείου, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει το βαθμό της δομής της πορώδους επιφάνειας. Κομμάτια καπλαμά είναι προσαρμοσμένα σε ένα υποστηρικτικό υπόστρωμα. Η 175 Achim Menges, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.81 129

120. Envirogrid pergola

7 Case studies

αύξηση της σχετικής υγρασίας και συνεπώς της υγρασίας του υλικού προκαλεί τα στοιχεία από καπλαμά να φουσκώσουν προεκτείνοντας το σχήμα τους στην κατεύθυνση των ινών τους. Η συνακόλουθη σταδιακή αλλαγή στο σχήμα ανοίγει το κενό μεταξύ των συστατικών στοιχείων κάμπτοντας τα στοιχεία πάνω στο υπόστρωμα. Έτσι αυξάνεται σταδιακά ο βαθμός του ανοίγματος. Η υγροσκοπική ικανότητα του υλικού για την απορρόφηση και τη διατήρηση της υγρασίας είναι πλήρως αναστρέψιμη. Ακόμα και σε μια ακραία και πολύ γρήγορη μεταβολή στην σχετική υγρασία, η μετάβαση από την κλειστή σε μια πλήρως ανοικτή κατάσταση, έγινε σε λιγότερο από 20 δευτερόλεπτα. Η έμφυτη ικανότητα του υλικού των συστατικών στοιχείων που αναπτύχτηκε ενσωματώνει τις ιδιότητες, ενός αισθητήρα υγρασίας, και ενός ενεργοποιητή αλλαγών και τελικά ελέγχει τη διαπερατότητα της συνολικής επιφάνειας. Η άμεση αντίδραση του κάθε στοιχείου στις περιβαλλοντικές μεταβολές υποδηλώνουν ένα τοπικά ελεγχόμενο σύστημα στο οποίο κάθε υποπεριοχή ‘αισθάνεται’ και αντιδρά αυτόνομα ως μέρος ενός αναδυόμενου συνολικού περιβαλλοντικού συγχρονισμού. Envirogrid pergola Μία μη υλοποιημένη μελέτη για μια πέργκολα εξωτερικού χώρου εξετάζει τις δυνατότητες της εναλλακτικής χρήσης ενός υλικού διαδεδομένου σε άλλα πεδία αλλά και στηρίζει τη μορφή και τις επιδόσεις της σε ένα σενάριο βασισμένο στις ιδιότητες και την εσωτερική δομή ενός σύγχρονου σύνθετου βιομηχανικού υλικού. Το υλικό Envirogrid εξετάζεται για να χρησιμοποιηθεί ως δομικός σκελετός για μια καμπυλωτή επιφάνεια ενός εξωτερικού υπόστεγου. Το Envirogrid είναι ένα τρισδιάστατο κυψελωτό σύστημα συγκράτησης που αναπτύχτηκε και χρησιμοποιήθηκε εκτενώς από το στρατό. Παρόλα αυτά έχει ευρεία και επιτυχημένη χρήση στο τομέα των κατασκευών. Οι κοινές χρήσεις του Envirogrid περιλαμβάνουν συγκράτηση εδάφους, προστασία από τη διάβρωση στις ακτογραμμές, καθώς κάθετη σταθεροποίηση χωμάτινων τοίχων. Οι ταινίες που το αποτελούν είναι φτιαγμένες από διάτρητο πλαστικό πολυαιθυλενίου και είναι θερμό-κολλημένες όλες μαζί δημιουργώντας ορθωγώνιους πίνακες. Αν η δομή της γεμίσει με κάποιο υλικό όπως το χώμα μπορεί να υποστηρίξει μεγάλα φορτία όπως τανκς και φορτηγά. Το υλικό έχει εγγενείς δομικές ιδιότητες, ωστόσο, από μόνο του δεν μπορούσε να διαμορφώσει μια επιφάνεια μη κανονικής γεωμετρίας, η οποία ήταν ο κύριος στόχος του έργου αυτού. Διερευνήθηκε ο συνδυασμού του Envirogrid με αφρό για τη δημιουργία ενός σύνθετου στοιχείου, μεγαλύτερης ακαμψίας, διατηρώντας παράλληλα μικρό βάρος. Η ιδέα της χρήσης του αφρού στο εσωτερικό της κυψελωτής κατασκευής πηγάζει από ένα 131

άλλο σύνθετο υλικό που ανακαλύφθηκε στο κατάλογο υλικών Materials Collection. Το Mikor είναι ένα κυψελωτό πλέγμα γεμάτο αφρό, το οποίο συνδυάζει τις φυσικές ιδιότητες του αφρού και τις κυψέλες. Έτσι προκύπτουν ιδιότητες υψηλής αντοχής προς την αναλογία του βάρους του υλικού. Το αφρώδες υλικό γεμίζοντας την κυτταρική δομή του Envirogrid θα αποτελέσει μία άκαμπτη επιφάνεια σταθερή αρκετά για περπατείται. Οι άλλοι τομείς του Envirogrid παραμένουν ανοικτοί για να εκμεταλλευτεί η αρχική ευελιξία του ώστε να μπορέσει να δημιουργήσει πολύπλοκες γεωμετρίες, καθώς είναι δυνατή η μετάδοση του φωτός. Δεδομένου ότι το Envirogrid χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της διάβρωσης και συγκράτησης του εδάφους, ένα στρώμα χαμηλών φυτών μπορεί δυνητικά να φυτευτεί εσωτερικά στις κυψέλες. Η διάτρηση των ταινιών που υπάρχει από την αρχή στο υλικό κάνει δυνατή και την αποστράγγιση των υδάτων. Δημιουργείται έτσι μία κατασκευή με μεγάλες δυνατότητες σε σχηματισμό πολύπλοκων μορφολογιών που μπορούν να φιλοξενήσουν φυτεύσεις αλλά και με αυξημένες επιδόσεις που συμπεριλαμβάνουν μεγάλη στατική αντοχή ικανότητα για έλεγχο του φυσικού φωτός και του αερισμού176.

176

Tomas Janka, The Envirogrid Pergola, gsdmaterialscollection.blogspot.com, March 19, 2008 132

7 Case studies

133

121. UN Studio, Mercedes Benz Museum, Stuttgart, 2006

7 Case studies

Κτίρια UN Studio, Mercedes Benz Museum, Stuttgart, 2006 Το Mercedes Benz UN Studio Μουσείο στη Στουτγάρδη αποτελεί κτίριο πρότυπο για τη χρήση των ψηφιακών τεχνολογιών τόσο στην περιγραφή της μορφολογίας του όσο και στην υλοποίησή του. Συμβατικά υλικά όπως το σκυρόδεμα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του διαχειρίζονται με καινοτόμες μεθόδους υποβοηθούμενες από ψηφιακές τεχνολογίες και οι δυνατότητές τους κυρίως σε μορφολογικό επίπεδο επεκτείνονται σε νέα όρια. Ακόμη τα υλικά που επενδύουν την πρόσοψη (αλουμίνιο και γυαλί) είναι υλικά που χρησιμοποιούνται στα εξωτερικά των αυτοκινήτων και επεξεργάζονται ώστε παραλάβουν καμπυλόμορφες γεωμετρίες. Το σχήμα του μουσείου καθορίζεται από δύο διαπλεκόμενες ράμπες που περιστρέφονται γύρω από τρεις πυρήνες. Το πολύπλοκο σύστημα ραμπών εξασφαλίζει μια συνέχεια στην κίνηση του επισκέπτη σε όλη τη διάρκεια της έκθεσης. Υπάρχουν σημεία όπου η οροφή γίνεται τοίχος και ταυτόχρονα στρίβει ώστε να δημιουργηθούν οι ράμπες που συνδεθούν απευθείας τον επόμενο εκθεσιακό χώρο. Οι ράμπες δημιουργούν μια μοναδική χωρική εμπειρία για τον επισκέπτη, και δημιουργούν μια χωρική συνέχεια ανάμεσα στα εκθέματα και τις αίθουσες του μουσείου. Το σχήμα τους όμως είναι σχεδόν αδύνατο να περιγραφεί με παραδοσιακές κατόψεις και τομές. Για να περιγραφούν τα πολύπλοκα σχήματα του μουσείου ήταν απαραίτητη υπερσύγχρονη ψηφιακή τεχνολογία. Τη βάση για το σύνολο του σχεδιασμού του κτιρίου έπρεπε να αποτελέσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο με το σύνολο των δεδομένων και των απαραίτητων πληροφοριών. Η designtoproduction υλοποίησε ένα παραμετρικό 3D μοντέλο ολόκληρου του κτιρίου για να συντονίσουν όλα τα επόμενα βήματα του σχεδιασμού και οι πολυάριθμοι εμπλεκόμενοι κλάδοι. Το μοντέλο εμπεριείχε με ακρίβεια από το στατικό σύστημα τις μηχανολογικές εγκαταστάσεις μέχρι και τις καλωδιώσεις. Το σύνολο των πληροφοριών συγκεντρωμένο σε ένα ψηφιακά υλοποιημένο μοντέλο κτιρίου στο οποίο υπήρχε μέχρι και η τελευταία λεπτομέρεια ήταν αναγκαίο για το έλεγχο της υλοποίησης. Παρόλα αυτά ενημερώθηκε 50 φορές κατά τη φάση της κατασκευής. Χιλιάδες σχέδια που προέρχονται από αυτό το μοντέλο χρησιμοποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οικοδόμησης. Οι απαιτήσεις των πολύπλοκων γεωμετριών σε επίπεδο υλοποίησης μπορούσαν να καλυφθούν μόνο με τις στατικές και γεωμετρικές ιδιότητες του οπλισμένου σκυροδέματος, το οποίο αποτελεί και ένα πολύ καλό φόντο για τις εκθέσεις του μουσείου. Οι διπλής καμπυλότητας, λείες επιφάνειες εμφανούς σκυροδέματος του μουσείο της Mercedes 135

122. UN Studio, Mercedes Benz Museum, Stuttgart, 2006

7 Case studies

Benz είναι μια εντυπωσιακή αντανάκλαση της οργάνωσης του εσωτερικού χώρου του. Η πολυπλοκότητα της γεωμετρίας ήταν ωστόσο πέρα από το τις δυνατότητες των υφιστάμενων εφαρμογών με τυποποιημένα συστήματα καλουπιών και των χειροκίνητων συμβατικών μεθόδων κατασκευής. Η designtoproduction ανέπτυξε μια μέθοδο που επέτρεψε τη συναρμολόγηση των διπλά καμπύλων τμημάτων του ξυλότυπου από επίπεδες σανίδες. Τα πάνελ ήταν κομμένα ακριβώς σε ένα CNC μηχάνημα από πριν και λυγιζόταν αξιοποιώντας την ελαστικότητά τους στο επιθυμητό σχήμα στο εργοτάξιο κατά τη διάρκεια της κατασκευής. Τα στοιχεία που περιέχονται στο 3D μοντέλο ήταν ιδιαίτερα χρήσιμα για την συγκεκριμένη εργασία. Ακόμα και η ενίσχυση χάλυβα έπρεπε να εγκιβωτιστεί μέσα στις καμπύλες γεωμετρίες και τις ενώσεις του κτιρίου, και σε πολλές περιπτώσεις δεν θα μπορούσε να περιγραφεί σε δύο διαστάσεις. Η συνέχεια του εσωτερικού χώρου αποτελεί και τη διαρθρωτική αρχή της πρόσοψης. Στο εξωτερικό έχουν χρησιμοποιηθεί πλάκες αλουμινίου και γυαλιού. Το γυαλί και το αλουμίνιο περιβάλουν τη μπετονένια υποδομή και είναι τοποθετημένα με κλίση πάνω σε οριζόντιες γραμμές οδηγούς. Τα υαλοστάσια είναι κατασκευασμένα από τραπεζοειδή φύλλα προσαρμοσμένα σε προφίλ χάλυβα. Ούτε ένα από τα 1800 τριγωνικά γυάλινα πάνελ είναι ίδιο με κάποιο άλλο. Χρησιμοποιήθηκαν προγράμματα υψηλών δυνατοτήτων για να υπολογίσει το σχήμα του κάθε πάνελ ώστε να περιγραφεί με ακρίβεια η μορφή των περιμετρικών υαλοστασίων του κτιρίου. Το γυαλί είναι διαυγές, άχρωμο και μονωτικό. Έχει κατασκευαστεί από ένα καινοτόμο υλικό με ίνες γυαλιού ενισχυμένες με άνθρακα που συμβάλλει στο να μεγιστοποιήσει την επίδοση του υλικού. Ο Van Berkel, των UN studio λέει ότι για να αποδώσει καρπούς η άσκηση του έργου απαιτούνται τόσο παραδοσιακά 2D σχέδια όσο και το παραμετρικό μοντέλο, διότι: «Η οικοδομική κατασκευή δεν είναι ακόμη τόσο προχωρημένη όσο η αυτοκινητοβιομηχανία,» στη χρήση των πληροφοριών από τη ολοκληρωμένη μοντελοποίηση κτιρίου. Όμως, προβλέπει, ότι η ημέρα που ένα έργο θα εκτελεστεί χωρίς κανένα 2D σχέδιο «δεν είναι τόσο μακριά 177.»

177

Mercedes Benz Museum, en.wikiarquitectura.com www.designtoproduction.ch media.daimler.com 137

123. Shigeru Ban/Jean de Gastines, Centre Pompidou, Metz, 2010

7 Case studies

Shigeru Ban/Jean de Gastines, Centre Pompidou, Metz, 2010 Ένα παράδειγμα κατασκευής από ξύλο που η πολυπλοκότητά της επιτυγχάνεται με τη σταδιακή διαφοροποίηση του σχήματος των συστατικών κομματιών της είναι η στέγη της νέας πτέρυγας του Centre Pompidou στο Metz. Το κτίριο σχεδιασμένο από τον Shigeru Ban και τον Jean de Gastines χρησιμοποιεί συμβατικά υλικά που οι μορφολογικές τους δυνατότητες επεκτείνονται από τις ψηφιακές μεθόδους παραγωγής. Το Centre PompidouMetz είναι σχεδιασμένο με στόχο να ανταπεξέρχεται στα κριτήρια της αειφόρου ανάπτυξης δημιουργώντας μία ποιότητα περιβάλλοντος συνεπή με το αστικό πρόγραμμα ανάπλασης που εκτελείται στο σύνολο της συνοικίας Amphithéâtre. Το ξύλο επιλέχτηκε ως βασικό υλικό γιατί είναι ένας ανεξάντλητος και εύκολα ανακυκλώσιμος πόρος. Το κτίριο χαρακτηρίζεται από την παραμετρική στέγη του που είναι κατασκευασμένη από laminated ξυλεία ή αλλιώς κόντρα πλακέ178 σε εξαγωνικά σχήματα. Το 95% της ξυλείας στέγης είναι κατασκευασμένα από αυστριακό ή ελβετικό έλατο. Το υπόλοιπο είναι η οξιά και λάριξ. Το σύνολο της γεωμετρίας σχεδιάστηκε με ακρίβεια με τη βοήθεια λογισμικού διερεύνησης μορφολογιών από την γερμανική κατασκευαστική εταιρεία Holzbau Amann.Η δομή οροφής έχει συναρμολογηθεί από την πλέξη έξι δοκαριών σε ένα εξάγωνο, μία καινοτόμο ιδέα που αποτέλεσε σημείο αναφοράς στον κόσμο των κατασκευών. Οι δοκοί του παρουσιάζουν διπλή καμπυλότητα και κατασκευάστηκαν σε CNC μύλο πέντε αξόνων. Πρώτα όμως έπρεπε να τροποποιηθεί η γεωμετρία της κατασκευής του, ώστε να γίνει δυνατή η διάσπαση της δομής της σε τμήματα. Τα τμήματα αυτά εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τα μηχανήματα που θα δημιουργήσουν. Οι διαστάσεις των μηχανημάτων, τα εργαλεία που μπορούν και παραλάβουν και το πεδίο της δυνατότητας επεξεργασίας τους είναι καθοριστικά. Δημιουργήθηκαν έτσι πολλά διαφορετικά κομμάτια μεταξύ τους που το καθένα είχε διαφορετική θέση στην κατασκευή και σχήμα ανάλογο με την μορφή της κατασκευής στο συγκεκριμένο σημείο. Χρειάστηκαν δέκα μήνες για την προετοιμασία και τέσσερεις μήνες για την εγκατάσταση του ξύλινου πλέγματος, το οποίο αποτελείται από 18 χιλιόμετρα δοκαριών από κοντραπλακέ. Μία συνθετική μεμβράνη καλύπτει ολόκληρο το κτίριο, προστατεύοντας τον ξύλινο σκελετό του κελύφους από τη βροχή, τον ήλιο και τον άνεμο. Η μεμβράνη είναι κατασκευασμένη από fiberglass και τεφλόν (PTFE ή πολυτετραφθοροαιθυλένιο). Χρειάστηκαν 8000 τετραγωνικά υφαντής μεμβράνης που έγιναν στην Ιαπωνία από την εταιρία Taiyo, και εγκαταστάθηκαν μέσω της γερμανικής θυγατρικής, Taiyo Europe. 178 υλικό από απανωτές στρώσεις ξύλου ενωμένες με κόλα ,μια τεχνική που εφευρέθηκε πριν από 100 χρόνια 139

124. Asymptote, Yas Hotel, Abu Dhabi, 2009

7 Case studies

Η μεμβράνη είναι ημιδιαφανές, αφήνοντας με το 15% του φωτός να τη διαπερνά και αποκαλύπτει την εξαγωνική δομή της οροφής όταν το κτήριο φωτίζεται από το εσωτερικό τη νύχτα179. Asymptote, Yas Hotel, Abu Dhabi, 2009 Το ξενοδοχείο Yas Hani Rashid Lise σχεδιάστηκε από Hani Rashid και Lise Anne Couture των Asymptote και χρησιμοποιεί ένα πολύ μεγάλο εξωτερικό κέλυφος που προσαρμόζεται στο περιβάλλον παράγοντας μεταβλητά οπτικά εφέ. Η αναζήτηση εδώ εμπνεύστηκε από αυτό που θα μπορούσαμε να ονομάσουμε «τέχνη» και την ποιητική του μηχανοκίνητου αθλητισμού, και συγκεκριμένα τη Φόρμουλα 1. Η αισθητική του βασίζεται σε μορφές που εμπνέουν ταχύτητα κίνηση και μεταβλητότητα ενώ ενσωματώνονται και επιρροές από το μεράκι και τις γεωμετρίες που αποτελούν τη βάση της αρχαίας ισλαμικής τέχνης και των παραδοσιακών κατασκευαστικών τεχνικών. Το βασικότερο στοιχείο του κτιρίου αποτελεί το εξωτερικό κέλυφος του. Είναι μία καμπολόμορφη κατασκευή που περικλείει τους κτιριακούς όγκους του συγκροτήματος δημιουργώντας οπτική ενότητα αλλά προστατεύοντας παράλληλα και τους ενδιάμεσους χώρους. Η σύνδεση των δύο βασικών κτιρίων γίνεται από μία γέφυρα η οποία κατασκευάστηκε ως μία μονοκόκ χαλύβδινη κατασκευή. Ο βασικός του ρόλος όμως του κελύφους είναι να αποτελέσει μία κατασκευή που ανταποκρίνεται στο περιβάλλον και να προσαρμόζεται στις αλλαγές του. Η δομή του προσαρμόζεται στο περιβάλλον παράγοντας οπτικά εφέ που βασίζονται στις αντανακλάσεις του ουρανού της θάλασσας και της ερήμου αλλά και δημιουργούν το κατάλληλο κλίμα για τους αγώνες F1. Τη νύχτα φωτίζεται από ένα σύστημα φωτισμού LED με δυνατότητα εναλλαγής και αναπαράστασης ολόκληρου του φάσματος των χρωμάτων. Η κατασκευή αυτού του κελύφους έχει έκταση μέχρι και 217 μέτρα στο μεγαλύτερο σημείο της και αποτέλεσε δύσκολο εγχείρημα για του μηχανικούς. Αποτελείται από ένα παραμετρικό χωροδικτύομα με καμπυλόμορφη γεωμετρία υπολογισμένο με ψηφιακά μέσα. Το μεταλλικό πλέγμα επενδύεται με 5.800 περιστρεφόμενους υαλοπίνακες σε σχήμα ρόμβου. Το μέγεθος και η κλίση που παρουσιάζει η τοποθέτηση των υαλοπινάκων μεταβάλλεται ανάλογα με τη θέση του στοιχείου στο σύνολο του κελύφους. Η κατασκευή από μακριά φαίνεται ως ένα πέπλο που καλύπτει τους πύργους 179 Rose Etherington, Centre Pompidou-Metz by Shigeru Ban, www.dezeen.com, 17-02-2010 Jeff Byles, I. Robot, The Architect’s Newspaper, ISSUE 20_12.05.2007 σ.3 141

125. Barkow Leibinger, Gatehouse for the Trumpf factory,

Ditzingen, 2007

7 Case studies

του ξενοδοχείου και τα κομμάτια της πίστας που διέρχονται από κάτω του. Σύμφωνα με τα λεγόμενα των Asymptote το κτίριο έχει σκοπό να αποτελέσει μια τέλεια ένωση και αρμονική αλληλεπίδραση μεταξύ κομψότητα και θεάματος. Η κομψή καμπυλόγραμμη μορφή του συνδετικού κελύφους δεν είναι άσκοπα πολύπλοκή και δεν έχει φορμαλιστικές πρόθεσεις με στόχο τον εντυπωσιασμό. Ένα εντυπωσιακό θέαμα πετυχαίνεται λόγω των αντανακλάσεων στους υαλοπίνακες του κελύφους αλλά και με τη βοήθεια του φωτισμού από το προηγμένο σύστήμα LED που το διατρέχει180. Barkow Leibinger, Gatehouse for the Trumpf factory, Ditzingen, 2007 Το κτίριο της πύλης του εργοστασίου μηχανημάτων και εργαλείων Trumpf σχεδιάστηκε από τον Barkow Leibinger και κατασκευάστηκε στο Ditzingen της γερμανίας με τη βοήθεια των ψηφιακών εργαλείων του ίδιου του εργοστασίου. Αποτελεί ένα καλό παράδειγμα χρήσης της ψηφιακής τεχνολογίας για τον υπολογισμό μίας κατασκευής δύσκολων στατικών απαιτήσεων και την άμεση σύνδεση του σχεδιασμού και της υλοποίησης. Το υλικό εντάσσεται από την αρχή στον υπολογισμό και χρησιμοποιείται έτσι ώστε να εκμεταλλευτούν πλήρως οι δυνατότητες του επηρεάζοντας τη μορφή της κατασκευής. Το νέο κτίριο της πύλης του Trumpf είναι το τελευταίο κτίριο που κατασκευάστηκε στο επεκτεινόμενο συγκρότημα. Το έργο αποτελεί πραγματοποίηση των φιλοδοξιών του αρχιτέκτονα αλλά και του πελάτη. Μία στέγη 32χ11 μέτρα υποστηρίζεται από τη μία μεριά αφήνοντας πρόβολο 20 μέτρων πάνω από τις γραμμές του δρόμου. Η τεράστια οροφή από χάλυβα αποτελεί πρόβολο στο μεγαλύτερο μέρος της και συγκρατείται κάτω χρησιμοποιώντας ουσιαστικά θεμέλια στο ένα άκρο. Για να γίνει μία τέτοια κατασκευή πραγματοποιήσιμη θα έπρεπε η δομή και το υλικό της να διαχειριστούν με μεγάλη ακρίβεια. Ζητούμενο του πελάτη ήταν να χρησιμοποιηθεί η υψηλή τεχνολογία 2D αλλά και 3D κοπής laser που κατέχει η Trumpf για να κατασκευαστεί ένα κτίριο εξολοκλήρου από κομμένων σε λέιζερ και συγκολλημένων φύλλων μετάλλου. Κατασκευάστηκε ένα κυψελώδες δομικό πλέγμα βάθους 60 εκ από φύλλα ανοξείδωτου χάλυβα η πλέξη του οποίου γίνεται πυκνότερη, όταν απαιτείται. Τα περιττά κομμάτια χάλυβα αφαιρέθηκαν και το υλικό διαφοροποιείται σε πάχος για να καλύψει με ακρίβεια και οικονομία υλικού τις αλλαγές στις απαιτήσεις της στατικότητας. 180

www.materia.nl www.asymptote.net/buildings/yas-hotel 143

126. Nox Architects, Maison Folie, Lille, 2004

7 Case studies

Ο υπολογισμός αλλά και η υλοποίηση της κατασκευής είχαν μεγάλες απαιτήσεις λόγω το μεγέθους του προβόλου. Οι υπολογιστικές δυνατότητες των ψηφιακών υπολογιστικών μοντέλων που ενσωματώνουν τις παραμέτρους και τις συμπεριφορές των υλικών έκαναν δυνατό των ακριβή υπολογισμό του πλέγματος της οροφής. Η πραγματοποίηση της κατασκευής έγινε δυνατή λόγω απευθείας σύνδεση της παραγωγής με το σχεδιασμό που καταφέρνουν οι ψηφιακές τεχνολογίες των προηγμένων CNC λέιζερ μηχανημάτων σαν αυτά που διέθετε το εργοστάσιο της Trumpf181. Nox Architects, Maison Folie, Lille, 2004 Το Maison Folie στοLille, France είναι σχεδιασμένο από τους Nox Architects και κύριο χαρακτηριστικό του είναι μία πρόσοψη από μεταλλικό ύφασμα που η δομή και η μορφή της στηρίζεται στην ικανότητα αυτό-οργάνωσης του υλικού της. Η χρήση του μετάλλου σε ύφασμα αλλάζει το πεδίο εφαρμογής του συγκεκριμένου υλικού και αναδεικνύει την ικανότητα της τεχνολογίας των υλικών να διαχειρίζεται υλικά σαν το μέταλλο με τρόπους και επεξεργασίες που συμβατικά προορίζονται για υλικά με τελείως διαφορετικά χαρακτηριστικά. Το ύφασμα πυκνής ύφανσης αποτελείται από μεταλλικά νήματα ανοξείδωτου χάλυβα και ενσωματώνει τα ανθεκτικά χαρακτηριστικά του μετάλλου ενώ παράλληλα είναι εύκαμπτο και παρουσιάζει τα χαρακτηριστικά ενός συμβατικού υφάσματος. Το μεταλλικό ύφασμα Mini Escale από την εταιρία GKD μπορεί εύκολα να προσαρμοστεί στο πολύπλοκο σχέδιο του αρχιτέκτονα, λόγω των ευέλικτων ιδιοτήτων του. Παρουσιάζοντας τις αυτό-οργανωτικές ιδιότητες των υφασμάτων, η διαχείριση της μορφής της πρόσοψης μπορεί να επιτευχθεί από τον έλεγχο όχι ολόκληρης της επιφάνειας του υφάσματος αλλά συγκεκριμένων σημείων του. Δημιουργείται μία ενιαία επιφάνεια καμπυλωμένη στις τρεις διαστάσεις παρόλο που ο σκελετός που το στηρίζει το ύφασμα έχει δημιουργηθεί με βάση αραιές χαρακτηριστικές τομές τις επιθυμητής μορφολογίας. Αυτή η καμπύλωση θα ήταν αδύνατη να επιτευχθεί με υλικό που θα παρουσίαζε μικρότερη ευελιξία. Η χρήση του μεταλλικού υφάσματος εκτός από τις κατασκευαστικές ανάγκες που καλύπτει δημιουργεί εντυπωσιακά αισθητικά αποτέλεσμα αντιδρώντας στο φυσικό και τεχνητό φωτισμό. Ακόμα αποτελεί και αναφορά στο παρελθόν του αποκατεστημένου

181 Lecture Review: Integrated (Digital) Praxis: From Digital to Material by Dr. Branko Kolarevic, alexgeddes.blogspot.com, 6 October, 2008 www.barkowleibinger.com 145

127. Herzog & de Meuron, 40 Bond Street, New York, 2007

7 Case studies

κτιρίου αφού παλιότερα αποτελούσε εργοστάσιο κλωστοϋφαντουργίας182. Herzog & de Meuron, 40 Bond Street, New York, 2007 Το κτίριο της 40 Bond Street, New York των Herzog & de Meuron αν και δεν αποτελεί παράδειγμα σύγχρονης ψηφιακής αρχιτεκτονικής αποτελεί ένα ακόμη σύνολο αντισυμβατικών εξερευνήσεων στον τομέα υλικό. Χρησιμοποιώντας πολύ εξελιγμένα σύγχρονα υλικά προσπαθεί να ανταπεξέλθει στις αισθητικές αλλά και σε κάποιες λειτουργικές απαιτήσεις των σχεδιαστών του. Χαρακτηρίζεται από μια σκούρα μπλεπράσινη πρόσοψη από γυαλί με μεγάλους γυάλινους κυλινδρικούς σωλήνες που κάνουν αναφορά στις προσόψεις από χυτοσίδηρο πολλών κτιρίων χαμηλού ύψους του 19ου αιώνα στις γειτονιές του Σόχο και Νόχο του Μανχάταν. Το 40 Bond Street αποτελεί τη πρώτη δουλειά κατοικίας των Herzog & de Meuron στις ΗΠΑ αλλά και ένα ακόμα παράδειγμα εντατικής έρευνας πάνω στο υλικό. Το έργο αυτό προκάλεσε διαμάχη για την αντισυμβατική υλικότητά του. Το πράσινο γυαλί διαθέτει αυτό-καθαριζόμενες υδρόφοβες νάνο-επικαλύψεις που απωθούν το νερό και τη σκόνη. Το υλικό, που αναπτύχθηκε από Diamon-Fusion International Nanotechnology, περιλαμβάνει δύο στάδια κατασκευής. Πρώτον, η τραχιά επιφάνεια του γυαλιού λειαίνεται. Στη συνέχεια, μια υδρόφοβη επίστρωση εναποτίθεται να αποκρούσει τη σκόνη και νερό. Η επίστρωση διατηρεί την επιφάνεια καθαρή, μειώνοντας αποτελεσματικά μακροπρόθεσμο κόστος συντήρησης. Η πρόσοψη του είναι αποτελεί ένα σύνολο από κυρτούς υαλοπίνακες, που κατασκευάζονται στη Βαρκελώνη με την εξουσιοδότηση της DFI, από την άκρως εξειδικευμένη στην αρχιτεκτονική υαλουργική, CRICURSA. Η ειδική επίστρωση έχει επιλεγεί από τους αρχιτέκτονες για την προστασία του γυαλιού κυρτής επιφάνειας ονομάζεται CRICURSA SHIELD (DFI) νανο-επικάλυψη. Η CRICURSA, δήλωσε ότι αυτή η επεξεργασία γυαλιού μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιοδήποτε τύπο γυαλιού όπως γυαλιά πολλαπλών στρώσεων, επίπεδα αλλά και κυρτά. Ένα ιδιαίτερο πλεονέκτημα που προσφέρει αυτό το υλικό είναι ότι δεν είναι ασυμβίβαστο με σιλικόνες, σε αντίθεση με το λεγόμενο «αυτοκαθαριζόμενο» γυαλί. Η επεξεργασία της DFI δεν γεμίζει μόνο τις μικρό-ρωγμές του γυαλιού, καθιστώντας την επιφάνειά του απωθητική στο νερό, αλλά καθιστά επίσης το γυαλί πολύ εύκολο και γρήγορο στο καθάρισμα αν αυτό απαιτείται. 182

Maison Folie - A work of Art, architecturalmetalfabric.blogspot.com, October 23, 2008 www.nox-art-architecture.com 147

128. Foreign Office Architects, International Port Terminal, Yokohama, 2002

7 Case studies

Επιστρωμένη με αντισυμβατικά υλικά και κατασκευασμένη με αντισυμβατικές μεθόδους, η πρόσοψη αυτή είναι όμως ουσιαστικά ένα συμβατικό σύστημα τοίχου με παράθυρα. Κάμπτοντας τα τμήματα γυαλιού σε σχήμα καμπάνας, τα ενδιάμεσα στηρίγματα από ανοξείδωτο χάλυβα καλύπτονται. Το γυαλί επίσης έχει επάλληλες στρώσεις από ένα κεραμικό τρίμμα για τον έλεγχο της διαύγειά του. Η περιεκτικότητα από αυτό το τρίμμα μεγαλώνει καθώς το γυαλί καμπυλώνει προς τον τοίχο με το παράθυρο για να κρυφτούν τελείως οι αρθρώσεις των τμημάτων της. Με αυτούς του χειρισμού δημιουργείται μία πρόσοψη αποτελούμενη εξολοκλήρου από ένα υλικό που προσαρμόζεται σε κατασκευαστικές λειτουργικές και αισθητικές απαιτήσεις του σχεδιασμού. Έτσι επιτυγχάνεται μία ομοιόμορφη αντανάκλαση του φωτός στο σύνολο της πρόσοψης που είναι και το επιθυμητό αποτελέσματα για τους αρχιτέκτονες183. Foreign Office Architects, International Port Terminal, Yokohama, 2002 Στο Yokohama International Port Terminal των Foreign Office Architects το γυαλί που χρησιμοποιείται στα κεντρικά υαλοστάσια του κτιρίου αναλαμβάνει στατικό ρόλο αναθεωρώντας την συμβατική χρήση και επεκτείνοντας τις δυνατότητες του υλικού. Γενικότερα η παλέτα των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν στο Yokohama International Port Terminal των Foreign Office Architects έπρεπε να αναδεικνύει ακόμα και στις λεπτομέρειες της κατασκευής τις βασικές αρχές που υπαγόρευε το ψηφιακό μοντέλο του σχεδιασμού. Οι οριζόντιες επιφάνειες χρησιμοποιούνται ως χωρικά περιβλήματα ενώ οι κατακόρυφες προέκυψαν αργότερα ως απαραίτητα διαχωριστικά μεταξύ κυρίως εσωτερικού και εξωτερικού χώρου αλλά και αιθουσών διαφορετικής χρήσης. Στα υαλοστάσια που αποτελούν αυτό το πλευρικό περίβλημα των κεντρικών αιθουσών ο στόχος από την αρχή ήταν ξεκάθαρος : τα τζάμια έπρεπε να συγκρατούνται χωρίς συνδέσμους ή άλλες εμφανείς κατασκευαστικές λεπτομέρειες σαν να στηρίζονται μαγικά. Μηχανισμοί στήριξης ή άλλες εμφανείς ενισχύσεις δεν θα έπρεπε να επιβαρύνουν την ισχνή υπόσταση που έπρεπε να έχουν τα υαλοστάσια ως δευτερεύοντα στοιχεία του κτιρίου. Τα εγκάρσια υαλοστάσια του κτιρίου φτάνουν το ύψος των 9 m σε μερικά σημεία και γι αυτό απαιτείται κάθετη ενίσχυση για να αντέξουν την ανεμοπίεση. Σαν λύση στο πρόβλημα οι επιφάνειες των τσαμιών έγιναν πτυχωτές, ώστε τα κάθετα τμήματα τους να τους προσφέρουν την απαραίτητη ενίσχυση στα φορτία του αέρα. Μ αυτόν τον τρόπο 183 2009

Clara Wong, 40 Bond Street, New York, gsdmaterialscollection.blogspot.com, March 12,

149

129. Peter Cook/ Colin Fournier, Kunsthaus, Graz, 2003

7 Case studies

παρακάμπτονται όλα τα εμφανή ,κατασκευαστικά απαραίτητα, στηρίγματα για τέτοιο μέγεθος υαλοστασίων. To γυαλί αναλαμβάνει εκτός από το ρόλο της πλήρωσης και το στατικό ρόλο της ίδιας της επιφάνειας που παράγει. Δημιουργεί μια αυτοφερόμενη κατασκευή βασιζόμενη στις ιδιότητες ενός υλικού που ενισχύονται συνδυαζόμενες με τις στατικές δυνατότητες των πτυχωτών μορφών χωρίς πρόσθετα υποστηρικτικά στοιχεία και ενισχύσεις. Η τελική κατασκευή των υαλοστασίων παρουσιάζει πλήρη διαφάνεια ενδιαφέρουσα μορφολογία και μεγάλες στατικές δυνατότητες ικανοποιώντας τις αισθητικές απατήσεις των αρχιτεκτόνων184. Peter Cook/ Colin Fournier, Kunsthaus, Graz, 2003 Το Kunsthaus Graz των Peter Cook και Colin Fournier αποτελεί ένα κτίριο που χρησιμοποιεί την ψηφιακή τεχνολογία στο σχεδιασμό και κατασκευή. Η Blob μορφή του υλοποιείται από μικρά συστατικά στοιχεία σύνθετου υλικού. Ακόμη η ψηφιακή τεχνολογία χρησιμοποιείται ώστε το κέλυφος του να γίνει διακρατικό μέσω της παραγωγής φωτεινών σημάτων. Το Kunsthaus Graz, χτίστηκε ως μέρος της Πολιτιστικής Πρωτεύουσας της Ευρώπης γιορτές το 2003 και έκτοτε έχει γίνει ένα αρχιτεκτονικό ορόσημο στο Graz, Αυστρία. Το κτίριο βρίσκεται στις όχθες του Mur, ανάμεσα στις κόκκινες στέγες των γειτονικών ιστορικών κτιρίων, το νέο αρχιτεκτονικό σύμβολο τοπικά αναφέρεται ως «φιλικός εξωγήινος185 «. Το εκθεσιακό πρόγραμμα του ειδικεύεται στη σύγχρονη τέχνη των τελευταίων τεσσάρων δεκαετιών186. Χτισμένο κατά κύριο λόγο από οπλισμένο σκυρόδεμα και καλύπτεται με ημιδιαφανή επένδυση από ακρυλικό γυαλί χρώματος μπλε, ενώ στο εσωτερικό του τα κυριότερα υλικά είναι μεταλλικά πλέγματα και λευκός. Τα μικρά κομμάτια του πλεξιγκλάς συνδέονται μεταξύ τους διαρθρώνοντας τη καμπυλόμορφη γεωμετρία του κελύφους. Το Kunsthaus δίνει την 184 Farshid Moussavi σε Bernard Cache, Phylogenesis Foa’s Ark: Foreign Office Architects, Actar, Barcelona, 2004, σ.234 185 Hans Robert, Spacelab Cook-Fournier, Kunsthaus Graz Gobli, www.arcspace.com, January 12, 2004 186

en.wikipedia.org 151

εντύπωση πολύ καλής κατασκευής , παρά το χαμηλό προϋπολογισμό187. Η βιομορφική κατασκευή του κελύφους τυλίγει δύο μεγάλες αίθουσες έκθεσης που εκτείνονται έως και 60 μέτρα σε πλάτος χωρίς πρόσθετες στηρίξεις. Από την επιφάνεια του εξωτερικού δέρματος εξέρχονται «ακροφύσια» με εντυπωσιακό σχήμα ώστε να παραλάβουν το φως της ημέρας. Είναι στραμμένα με κλίση προς το βορρά και έτσι παρέχουν τον καλύτερο δυνατό φυσικό φωτισμό188. Η κύρια ανατολική πρόσοψη του Kunsthaus χαρακτηρίζεται από μία επιπρόσθετη εγκατάσταση που ονομάζεται Bix. To Bix, είναι ένα όνομα το οποίο αποτελείται από τις λέξεις «Big» και «pixels» και ως ιδέα αναπτύχθηκε από τους αρχιτέκτονες realities: united189 Η εγκατάσταση αποτελείται από ένα σύνολο 930 λαμπτήρων που έχουν ενσωματωθεί στην ανατολική πρόσοψη πίσω από το διαυγές πλεξιγκλάς του κελύφους. Οι λαμπτήρες είναι δακτυλίδια φθορισμού 40 Watt και το επίπεδο φωτισμού του κάθε ενός να είναι βαθμιαία μεταβαλλόμενο μεταξύ 0 και 100%. Κάθε φωτεινό δαχτυλίδι λειτουργεί ως pixel, και η φωτεινότητα του μπορεί να ελεγχθεί από ένα κεντρικό υπολογιστή. Έτσι η πρόσοψη μετατρέπεται σε χαμηλή ανάλυση οθόνης, ικανή να προβάλει μηνύματα σχετικά με τις εκθέσεις του κτιρίου και την περιοχή γενικότερα επικοινωνώντας με τον αστικό χώρο. Το κέλυφος του κτιρίου μετατρέπεται σε ένα «communicative display skin” αναμιγνύοντας την αρχιτεκτονική τη τεχνολογία και τη πληροφορία190.

187

Ali Stokes, www.galinsky.com 2005

188 Hans Robert, Spacelab Cook-Fournier, Kunsthaus Graz Gobli, www.arcspace.com, January 12, 2004 189

en.wikipedia.org

190 Hans Robert, Spacelab Cook-Fournier, Kunsthaus Graz Gobli, www.arcspace.com, January 12, 2004 152

7 Case studies

153

130. Zaha Î&#x2014;adid, Hotel Americana Puerto

7 Case studies

Zaha Ηadid, Interiors Οι εσωτερικοί χώροι που έχει σχεδιάσει τα τελευταία χρόνια η Zaha Hadid αποτελούν χαρακτηριστικά παραδείγματα χρήσης ψηφιακών τεχνολογιών για το σχεδιασμό και την υλοποίηση ρευστών γεωμετριών με τη χρήση και την αποτελεσματική διαχείριση σύνθετων υλικών με μεγάλη μορφολογική ευελιξία. Δύο κυριότερα παραδείγματα είναι το εσωτερικό του πρώτου ορόφου του Hotel Americana Puerto στη Μαδρίτη και η εγκατάσταση στη ναυαρχίδα των καταστημάτων του Neil Barrett στο Τόκιο. Ο πρώτος όροφος Hotel Americana Puerto στη Μαδρίτη στο εσωτερικό του αποτελεί ένα ρευστό 3D τοπίο που δεν είχε καθόλου σκληρές άκρες και γωνίες. Στα δωμάτια, όλα τα έπιπλα, συμπεριλαμβανομένων κρεβατιών, γραφείων, πολυθρόνες και ντουλάπες, φαίνονται σαν να βγαίνουν μέσα από το ρευστό εσωτερικό περίβλημα του δωματίου, σε άσπρο ή μαύρο χρώμα. Η μπανιέρα και ο νιπτήρας επίσης αποτελεί προέκταση των τοίχων και της οροφής στο μπάνιο. Η ρευστότητα του εσωτερικού έχει επιτεχθεί με τη χρήση ενός υλικού που ονομάζεται thermoformable LG HI MACS. Αυτό το συνθετικό υλικό είναι τα δύο τρίτα μεταλλικό (αλουμίνιο-trihydrate σε αυτό το έργο) και το ένα τρίτο ακρυλική ρητίνη. Έτσι, τα κύρια χαρακτηριστικά του περιλαμβάνουν πυροπροστασία, αντοχή στις γρατσουνιές και τα χτυπήματα , καθώς και ευκολία καθαρισμού. Τυπικά, το LG HI MACS χρησιμοποιείται σε εφαρμογές όπως πάγκων κουζίνας. Η κατασκευή του υγρού μορφών εκτελέστηκε από Rosskopf & Partner, μια γερμανική εταιρεία που ειδικεύεται στην επεξεργασία υλικών με βάση μεταλλικά στοιχεία. Το ψηφιακό 3D μοντέλο, που δημιουργήθηκε από τους αρχιτέκτονες ήταν χωρισμένο σε τμήματα. CNC μηχανές τότε με βάση τα 3D ψηφιακά δεδομένα δημιούργησαν μια σειρά καλουπιών. Το κομμάτια των καλουπιών έγιναν από MDF(σανίδες από ίνες ξύλου κολλημένες με ρητίνη). Τμήματα του LG HI MACS κομμένα από πριν προσαρμόστηκαν με τη βοήθεια θερμότητας πάνω στα καλούπια. Τα χυτά τμήματα συναρμολογήθηκαν στο σημείο κατασκευής, όπου κολλήθηκαν και λειάνθηκαν ώστε να γίνουν οι ενώσεις και οι αρμοί αόρατοι και η επιφάνεια να φαίνεται συνεχής. Συνολικά, κάθε δωμάτιο με μπάνιο περιέχει περίπου 250 τμήματα. Υπάρχουν 4 είδη δωματίων και 2 διαφορετικές σουίτες, τα οποία είναι όλα μαύρα ή άσπρα. Ανεξάρτητα από τις παραλλαγές, οι χώροι παρουσιάζουν μία

155

131. Zaha Î&#x2014;adid, Neil Barrett

7 Case studies

ρευστότητα και φαίνονται σαν να δημιουργήθηκαν από το πάγωμα κάποιου παχύρευστου υγρού191. Ο σχεδιασμός για τη ναυαρχίδα των καταστημάτων του Neil Barrett στο Τόκιο από τη Zaha Hadid βασίζεται στη μινιμαλιστική γραμμή του σχεδίου μόδας της εταιρίας. Μια παράλληλη προσέγγιση σε αυτήν επιτεύχθηκε με τη χρήση ίδιων παραμέτρων σχεδιασμού όπως σταθερών σημείων, αναδιπλώσεων, πτυχώσεων και αφαιρέσεων. Αντί για τον καθορισμό ενός ενιαίου δωμάτιο ή χώρου, οι εγκαταστάσεις τοποθετήθηκαν σε καίρια σημεία σε όλο το κατάστημα δημιουργώντας ένα κυκλικό πέρασμα που επιτρέπει στον πελάτη να περιπλανηθεί το χώρο με διαφορετικούς τρόπους και να τον καταλάβει από διαφορετικές προσεγγίσεις. Στα δύο κύρια στοιχεία μια συμπαγής μάζα από πολλές επιφάνειες εκτυλίσσεται και αναδιπλώνεται για να αποτελέσει τα ράφια και τα καθίσματα. Η αναδυόμενες διπλώσεις θα χρησιμοποιηθούν κυρίως ως σημείο έκθεσης για τη συλλογή αξεσουάρ του ΝΒ. Η εγκατάσταση είναι κατασκευασμένη από λευκό Corian με ομαλές επιφάνειες και ματ φινίρισμα. Η αίσθηση που προκαλεί έρχεται σε αντίθεση με τον υπόλοιπο χώρο ο οποίος αποτελείται από τοίχους με ακατέργαστο εμφανές μπετόν αλλά και μαύρο γυαλιστερό πάτωμα. Τα τελικά σχέδια που έχουν διαμορφωθεί από 3D μοντέλα με τη βοήθεια της ψηφιακής τεχνολογίας. Στη συνέχεια ο κατασκευαστής επεξεργάστηκε περεταίρω τα μοντέλα ώστε να προκύψει το σύνολο των πληροφοριών που χρειάζονται ώστε τα φύλλα του Corian να διαμορφωθούν με τη χρήση θερμότητας στις 3D επιφάνειες που σχεδιάστηκαν. Στις επιφάνειες που παράχθηκαν δημιουργήθηκαν σύνδεσμοι ώστε να μπορέσουν αν ενωθούν εύκολα στη σημείο της κατασκευής για να σχηματίσουν τις συνολικές επιφάνειες. Χρησιμοποιώντας τις τελευταίες τεχνολογίες 3D μοντέλων και προγραμματισμού CNC, οι αρχιτέκτονες και οι κατασκευαστές είναι σε θέση να εγγυηθούν μια πολύ ακριβή και αυτόματη μετάφραση του σχεδιασμού στην υλοποιημένη κατασκευή192.

191 Anna Szybowski, Thermoplastics Shape Zaha Hadid’s Fluid Space, gsdmaterialscollection. blogspot.com, July 31, 2008 192

www.zaha-hadid.com 157

132. PTW Architects, National Aquatics Center (Watercube), Beijing, 2008

7 Case studies

PTW Architects, National Aquatics Center (Watercube), Beijing, 2008 Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα διαδικασιών που χρησιμοποιούνται στο σύνολο του σχεδιασμού της υλοποίησης και έχουν προσανατολισμό στην υλικότητα και τις δομές τις ύλης αποτελεί το κτίριο Beijing National Aquatics Center των PTW Architects με μηχανικούς το Arup international engineering group, CSCEC (China State Construction Engineering Corporation), και κατασκευαστική την CCDI (China Construction Design International) . Στο κτίριο ακόμη γίνεται χρήσης σύγχρονων σύνθετων υλικών ώστε να καλυφτούν οι απαιτούμενες από το πρωτοποριακό σχεδιασμό επιδόσεις. Στο ψηφιακό μοντέλο του Watercube, όπως αλλιώς ονομάζεται, χρησιμοποιήθηκαν μαθηματικά γεωμετριών που συναντώνται σε σχηματισμούς αφρωδών υλικών για να παράγουν τη δομική οργάνωση, σιγουρεύοντας υπολογιστικά μια ορθολογικά βελτιστοποιημένη και κατασκευάσιμη στατική γεωμετρία. Σχεδιαστικές και κατασκευαστικές στρατηγικές που βασίζονται στα πολύεδρα πλήρωσης και σε γεωμετρίες σαν του αφρού προσφέρουν ανοικτά δομικά συστήματα που είναι ισχυρά και όλκιμα. Ο έλεγχος του μεγέθους των κυττάρων, η κατανομή και διαφοροποίηση των μεγεθών στο σύνολο της δομής και ο βαθμός και ο αριθμός των συνδέσεων αποτελούν μεταβλητές που μπορούν να διερευνηθούν προκειμένου να παράγουν στατική αντοχή αλλά και διαπερατότητα. Παρά την εμφάνιση της τυχαιότητας, τα στοιχεία της δομής είναι άκρως ορθολογικά και έτσι το κτίριο είναι οικονομικά δυνατό να οικοδομηθεί. Υπάρχει ένα σύνολο 4000 φυσαλίδων στο Watercube, η οροφή αποτελείται από τον συνδυασμό 7 μόνο παραλλαγών και οι τοίχοι από16 μόνο παραλλαγές, που επαναλαμβάνονται. Η γεωμετρία αναπτύχθηκε από εκτεταμένες ψηφιακές δέσμες ενεργειών (scripting), για μαθηματικά μοντέλα και με ένα επιπλέον script που απαιτούνται για την τελική αναλυτική και γεωμετρική διόρθωση 3-D μοντέλο. Τέτοια script που τρέχουν μέσα σε λίγα λεπτά μπορούν να διαχειριστούν τις δεκάδες χιλιάδες κόμβους και στοιχεία δοκών. Scripting επίσης χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη των μοντέλων στατικής ανάλυσης αλλά και μοντέλα από τα οποία τα σχέδια είχαν δημιουργηθεί αυτόματα.Το Watercube είναι ένα τεράστιο κτήριο, 177 μέτρα (581 πόδια) σε κάθε πλευρά και περισσότερα από 30 μέτρα (98 πόδια) υψηλά. Το δίκτυο του χαλύβδινων σωληνωτών μελών είναι υπενδεδυμένα με ημιδιαφανές προστατευτική επένδυση από ETFE. Το ETFE είναι ένα πολυμερές που χρησιμοποιείται στην αρχιτεκτονική ως ημιδιάφανο υλικό αντικαθιστώντας το γυαλί συνήθως σε κατασκευές με πολύπλοκες μορφολογίες. Σε σύγκριση με το γυαλί, το ETFE έχει το 1% του βάρους, μεταδίδει περισσότερο φως και στοιχίζει 24% με 70% λιγότερο για την εγκατάσταση του. Είναι επίσης 159

133. PTW Architects, National Aquatics Center (Watercube), Beijing, 2008

7 Case studies

ελαστικό (σε θέση να σηκώσει 400 φορές το βάρος του), αυτο-καθαριζόμενο (λόγω της αντικολλητικής του επιφάνειας ) και ανακυκλώσιμο. Από την άλλη πλευρά, είναι επιρρεπές σε διατρήσεις με αιχμηρά αντικείμενα, γι αυτό χρησιμοποιείται κυρίως για τις στέγες. Σε μορφή φύλλων, όπως συνήθως χρησιμοποιείται για την αρχιτεκτονική, είναι σε θέση να τεντώσει και τρεις φορές το μήκος του, χωρίς απώλεια της ελαστικότητας του193. Σε ένα τόσο μεγάλο και ελεύθερο από κώλωνες χώρο, η ανάγκη να ελαχιστοποιηθεί το ίδιο βάρος της κατασκευής είναι ύψιστης σημασίας, καθώς η περισσότερη από την στατική δουλειά έγινε για να εξασφαλιστεί το ότι η οροφή μπορεί να συγκρατήσει τον εαυτό της. Η προστατευτική επένδυση από ETFE κάνουν το κτίριο πολύ υψηλής ενεργειακής απόδοσης. Η απαιτούμενη ηλιακή ενέργεια για τη θέρμανση του νερού από τις πισίνες αλλά και του συνόλου του εσωτερικό χώρο παγιδεύεται μέσα στο κτήριο. Ακόμη η διείσδυση του φυσικού φωτός με αυτό το υλικό μεγιστοποιείται στους εσωτερικούς. χώρους194. Έτσι το Watercube αποτελεί ένα σύγχρονο παράδειγμα κτιρίου ψηφιακής αρχιτεκτονικής προσανατολισμένης στις επιδόσεις, τη δομή, τις κατασκευαστικές μεθόδους και τα υλικά με μορφή που πηγάζει από διαδικασίες βασισμένες σε φυσικά υλικά συστήματα.

193

en.wikipedia.org/wiki/ETFE

194 Michael Weinstock, Self-organisation and material constructions, Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006, σ.40 161

8 Επίλογος

8 Επίλογος Μια από τις πιο σημαντικές προσπάθειες της αρχιτεκτονικής στην ιστορία της συνδέεται με την κατανόηση των δυνατοτήτων και χρήσεων των υλικών. Η πέτρα, το ξύλο, το γυαλί, το σίδηρο έδειχναν τις ικανότητές τους σταδιακά καθώς ο τεχνίτης μάθαινε τα φυσικά τους χαρακτηριστικά και πειραματιζόταν σχετικά με όλα αυτά που μπορούσε να κάνει με το κάθε υλικό. Η επεξεργασία των υλικών ανήκει στους σημαντικότερους παράγοντες που δίνουν κατασκευαστική αλλά και αισθητική αξία σε ένα κτίριο. Η βιομηχανοποίηση ομογενοποιώντας τα υλικά και τις μεθόδους παραγωγής αφαίρεσε από την αρχιτεκτονική διαδικασία τις ποικίλες επεξεργασίες των υλικών και μαζί με αυτές και την κατασκευαστική και αισθητική ποιότητα από τα κτίρια195. Οι αλλαγές που έγιναν με την ψηφιακή επανάσταση της εποχής της πληροφορίας και της παγκοσμιοποίησης άσκησαν πρωτοφανείς επιρροές στην κοινωνία, την οικονομία και τον πολιτισμό σε παγκόσμιο επίπεδο. Οι αρχιτέκτονες, όπως κάνουν επί αιώνες, προσπάθησαν να ερμηνεύσουν αυτές τις αλλαγές και να βρουν πώς θα εκφράσουν και θα αιχμαλωτίσουν μέσα από την αρχιτεκτονική το πνεύμα της αυγής μιας εποχής που χαρακτηρίζεται από την επανάσταση της πληροφορίας. Η χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας στο σχεδιασμό, στην κατασκευή αλλά και γενικότερα η ένταξη κάποιων αρχών της στη λογική των κτιρίων κρίνεται αναγκαία στη σύγχρονη εποχή. Οι φόβοι ότι η χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας θα οδηγήσει σε παράλογες και απάνθρωπες καταστάσεις αποδεικνύεται ότι δεν έχουν βάση196. Ακούστηκαν βέβαια κατά καιρούς κάποιοι ακραίοι ισχυρισμοί και μερικές αβάσιμες προσδοκίες κυρίως σε ακαδημαϊκούς κύκλους μέσα σε ένα πλαίσιο «μόδας» που δημιουργήθηκε για τον ψηφιακό σχεδιασμό. Για το λόγο αυτό είναι ευπρόσδεκτη μια κριτική στάση προς τις δυνατότητες της ψηφιακής αρχιτεκτονικής. Παρόλα αυτά πρέπει κανείς να προσπαθήσει να κοιτάξει πέρα από τη μορφολογία ή πέρα από την κατασκευαστική δυνατότητα σε μια πιο συνολική αντιμετώπιση των αρχιτεκτονικών διαδικασιών μέσω των ψηφιακών εργαλείων. Στο κλίμα αυτό παρατηρούμε ότι αναπτύσσονται πολλές προσεγγίσεις οι οποίες εκφράζουν τις απρόσμενες γενεσιουργές δυνατότητες των ψηφιακών τεχνικών. Η αισθητική των blobs, η οποία κυρίευσε για ένα χρονικό διάστημα την αρχιτεκτονική πρωτοπορία έχει αρχίσει να υποχωρεί. Οι αρχιτέκτονες κατανοούν πια σε βάθος τις δυνατότητες των 195

Exploring Materials, The work Of Peter Rice, Riba Dauern 1992 σ.4

196

ibid 163

ψηφιακών εργαλείων και την ευκαιρία τους να πάρουν στα χέρια τους ξανά ολόκληρη την αρχιτεκτονική διαδικασία συμπεριλαμβανομένης και της κατασκευής. Μέσα στο πλαίσιο αυτό οι αρχιτέκτονες εκτός από σχεδιαστές μπορούν να γίνουν και αρχιτεχνίτες, δηλαδή βασικοί και άμεσοι συντονιστές της διαδικασίας υλοποίησης, σύμφωνα με τον Branko Kolarevic, αρχιτεχνίτες της πληροφορίας (information master-builders). Αυτό το κλίμα σε συνδιασμό με την ανάγκη για αναθέρμανση κάποιων αξιών που υπήρχαν πριν τη βιομηχανική επανάσταση, οδήγησε τους σχεδιαστές σε κατασκευαστικούς πειραματισμούς οι οποίοι προχώρησαν πολύ πιο πολύ λόγω των μεγαλύτερων δυνατότητων που προσφέρει η ψηφιακή τεχνολογία. Σύμφωνα με τον Riba Dauern «Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε κάποια από τα ισχυρά εργαλεία μας που έχουμε δημιουργήσει για να αναθεωρηθεί το συναίσθημα ότι όλα είναι προκαθορισμένα από μία βιομηχανική λογική.» ( Exploring Materials, The work Of Peter Rice, Riba Dauern 1992 σ.4) Ο πειραματισμός αυτός δεν επηρέασε μόνο την κατασκευαστική διαδικασία και τη διαχείριση των υλικών, αλλά βελτίωσε με τη βοήθεια των ψηφιακών μέσων γενικά τη διαχείριση της πολυπλοκότητας κατά το σχεδιασμό και τη γένεση της μορφής. Προφανώς τα blobs δεν θα είχαν σημαντική επίδραση στην αρχιτεκτονική αν είχαν κατανοηθεί ως μορφολογικοί παράγοντες μόνο ή σαν ουτοπικά αρχιτεκτονικά οράματα, όπως ήδη είχε γίνει στο παρελθόν τη δεκαετία του 60. Η πρόκληση για το επάγγελμα του αρχιτέκτονα είναι να κατανοηθεί η εμφάνιση του γενεσιουργού σχεδιασμού και των μεθόδων παραγωγής με τη βοήθεια των ψηφιακών μέσων με πιο θεμελιώδη τρόπο και να μην αντιμετωπίζονται τα ψηφιακά μέσα μόνο ως ένα εργαλείο για την παραγωγή και υλοποίηση πολύπλοκων μορφολογικών αναζητήσεων197. Τα ψηφιακά μέσα δημιουργούν πανίσχυρα σχεδιαστικά λογισμικά με θεωρητικά απεριόριστες μορφολογικές και υπολογιστικές δυνατότητες, καινοτόμες μεθόδους παραγωγής, κατασκευής και υλοποίησης που χαρακτηρίζονται από ευέλικτα εργαλεία ικανά να διαχειριστούν πολύπλοκες καταστάσεις με μεγάλη ακρίβεια, και νέες μεθόδους παραγωγής και επεξεργασίας καινοτόμων υλικών με επαναστατικές ιδιότητες. Το νέο σύνολο εργαλείων που έχει προκύψει από τα ψηφιακά μέσα δημιουργεί μια σύνδεση των αρχιτεκτονικών διαδικασιών και επιτρέπει στο σχεδιαστή τον όλο και πιο αποτελεσματικό έλεγχο των παραμέτρων τους. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι η σύνδεση 197 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003, σ.27 164

8 Επίλογος

αυτή και η μεταξύ τους αλληλεξάρτηση καταργεί τα συμβατικά τους όρια. Η συσχέτιση και η χρήση αυτού του συνόλου των εργαλείων είναι όμως κάτι πολύ νέο. Λειτουργεί σε μεγάλο βαθμό μέσα σε ένα περιβάλλον μεταβαλλόμενων συνθηκών και επιδράσεων με αρχές που προέρχονται αποκλειστικά από τη βιωματική εμπειρία. Ήδη όμως έχουν προκύψει συζητήσεις για το επόμενο στάδιο της ανάπτυξης. Αυτό που λείπει και είναι μια κοινωνική διάσταση που θα πρέπει να ενσωματωθεί στην υλική υπόσταση της αρχιτεκτονικής. Απαραίτητο είναι να ληφθούν υπόψη και οι μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες σε σχηματισμούς που εκτός από χωρική διάσταση θα παρέχουν τη δυνατότητα κοινωνικών ρυθμίσεων. Τοπολογικές μεταβολές της κάθε εξελιγμένης σχεδιαστικής περίπτωσης μπορούν να αποδώσουν εναλλακτικές και καινοτόμες χωρικές ρυθμίσεις που θα συνδυάζονται με πρότυπα κοινωνικού σχηματισμό που αυτοί οι χώροι μπορούν να παρέχουν. Σε γενικές γραμμές, η δυνατότητα για αυτή την ανανέωση είναι ίσως ο πιο σημαντικός δείκτης για μια παραδειγματική αλλαγή στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό και για την μετέπειτα εξέλιξή του στο μέλλον198. Το ερώτημα που προκύπτει είναι ότι κατά πόσο οι αρχιτέκτονες μπορούν και πρέπει να συμβαδίζουν με τις τρέχουσες εξελίξεις στις επιστήμες αλλά και να διαχειριστούν από μόνοι τους το σύνολο της αρχιτεκτονικής διαδικασίας Υπάρχουν πολλοί υπαινιγμοί για τις επιπρόσθετες ευθύνες που προκύπτουν από τον καθορισμό από τους ίδιους του συνόλου των παραμέτρων των κατασκευών, όπως για παράδειγμα το σχεδιασμό των υλικών που χρησιμοποιούν σε αυτές199. Ακόμα εκφράζονται αμφιβολίες αν πράγματι υπάρχει ενδιαφέρον εκτός από τη δυνατότητα να ενσωματωθούν στα κτίρια τις κατασκευές και τα αντικείμενα όλοι αυτοί οι παράγοντες που είναι πέρα από την οπτική σύνθεση ή την κατασκευαστική συνέπεια. Με το χρόνο θα φανεί αν όλες αυτές οι νέες εξελίξεις έχουν κάποια πραγματική χρησιμότητα, αν καταφέρουν πράγματι να έχουν κάποια συνεισφορά στη δημιουργία ενός καλύτερου πιο άνετου αλλά και οικολογικού περιβάλλοντος που θα παίρνει υπόψη τις κοινωνικές και πνευματικές διαστάσεις της ανθρώπινης ζωής. Αν θέσει κανείς το στόχο αυτό είναι προφανές ότι το σημαντικότερο ρόλο πρέπει να τον έχουν οι σχεδιαστές παρόλη

198 Michael Hensel, Achim Menges, Material and digital design synthesis σε AD- Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/ April 2006, σ.95 199 Toshiko Mori, immaterial / ultramaterial, George Braziller, Cambridge, Mass, October 2002, σ.49 165

την βοήθεια που τους παρέχει η εξέλιξη της ψηφιακής τεχνολογίας200. Θα μπορέσουν οι αρχιτέκτονες να διαχειριστούν την πολυπλοκότητα αυτή ,έστω και με την βοήθεια της ψηφιακής τεχνολογίας, παράγοντας ένα περιβάλλον που δεν θα στηρίζεται μόνο στην χωρική διάσταση, την υλικότητα και τις επιδόσεις αλλά θα ενσωματώνει κοινωνικούς, ψυχολογικούς και άλλους παράγοντες απαραίτητους για την ζωή των ανθρώπων;

200

Nicola Stattmann Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003, σ.20

166

8 Επίλογος

167

Ξενόγλωσση Βιβλιογραφία Ballard Bell Victoria, Patrick Rand, Materials For Architectural Design, Laurence King Publishing, London, 2006 Bernard Cache, Phylogenesis Foa’s Ark: Foreign Office Architects, Actar, Barcelona, 2004 Branko Kolarevic, Architecture in the digital age. Design and Manufacturing, Spon Press, New York, 2003 Byles Jeff, I. Robot, The Architect’s Newspaper, ISSUE 20_12.05.2007 Ed van Hinte, Material World. innovative structures and finishes for interiors, Birkhäuser, Basel, May 2003 Frampton Kenneth, Studies in Tectonic Culture, MIT Press, Cambridge, Mass, 1995 Frampton Kenneth, Μοντέρνα Αρχιτεκτονική ιστορία και κριτική, Θεμέλιο, Αθήνα, 1987 Giovannini Joseph, Building a better blob, Architecture vol 89 no 9, September 2000 σ. 126-128 Glancey Jonathan, Modern Architecture - the structures that shaped the modern world, Carlton Books, London, 2007 Hegger, Auch-Schwelk, Fuchs, Rosenkranz, Construction Materials Manual, Birkhauser, Munich, December 2006 Hensel Michael & Defne Sunguroglu, Material Performance, AD Volume 78 Issue 2, Wiley, London, March 2008 Hensel Michael, Achim Menges, Material and digital design synthesis σε AD- Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April, 2006 Manuel De Landa Material elegance, AD-Special Issue: Elegance Volume 77, Issue 1, Wiley, London, January/February, 2007 Manuel de Landa, Material complexity, σε Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, (eds), Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004 168

Βιβλιογραφία

Manuel de Landa, Uniformity and Variability, an Essay in the Philosophy of Matter, presented at Doors of Perception 3: On Matter Conference, Netherlands Design Institute, Amsterdam, Holland, 07-11.11.95 Menges Achim, Instrumental Geometry, A D-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006 Menges Achim, Polymorphism Michael Hensel; Frei Otto;, AD-Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/ April, 2006 Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams (eds), Digital Tectonics, Wiley-Academy, Great Britain, 2004 Peck Martin (ed.), Detail Practice, Concrete, Birkhauser, munich, 2006 Riba Dauern, Exploring Materials - The work Of Peter Rice, 1992 Scheurer Fabian, Size Matters: DigitalManufacturing inArchiteture, Dimension, 306090 Books, Volume 12 Emily Abruzzo, Jonathan D. Solomon, 2008 Schittich Christian (ed.), Building skins, Birkhauser, Munich, 2001 Slessor Catherine, Material Witnesses, The architectural Review 1239 Materiality, May 2000 Stattmann Nicola, Ultra Light Super Strong, Birkhauser, Basel, 2003 Toshiko Mori, Ιmmaterial/ultramaterial, Cambridge, Mass, October 2002 Verebes Tom, Associative Practices in the Management of Complexity AD-Volume 76 Issue 5, Wiley, London, December 2006 Weinstock Michael, Self-organisation and material constructions Special Issue: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design σε AD-Volume 76, Issue 2, Wiley, London, March/April 2006

169

Ελληνόγλωσση Βιβλιογραφία Βογιατζάκη Μαρία, Η μετα-φυσική του τεχνητού στη σύλληψη της υλικότητας της αρχιτεκτονικής, Σ.Α.Θ, τεύχος 9 Λάββας Γεώργιος Π., Επίτομη ιστορία της αρχιτεκτονικής, University�� Studio�� Press�� , Θεσσαλονίκη, 2002 Διαδυκτιακή Βιβλιογραφία Αsymptote, Υas-hotel, www.asymptote.net Etherington Rose, Centre Pompidou-Metz by Shigeru Ban, www.dezeen.com, 17-02-2010 Fehrenbacher Jill, SMARTWRAP: Interactive Building Film, www.inhabitat.com, 06/26/05 Gray Lucas, Materialism: a new movement in architecture, www.demagazine.co.uk, 01-032010 Hadid Zaha, Neil Barrett Flagship Store, Tokyo Japan, www.zaha-hadid.com Janka Tomas, The Envirogrid Pergola, gsdmaterialscollection.blogspot.com, March 19, 2008 Kolarevic Branko, Lecture Review: Integrated (Digital) Praxis: From Digital to Material, alexgeddes.blogspot.com, 6 October, 2008 Maison Folie - A work of Art, architecturalmetalfabric.blogspot.com, October 23, 2008 Mercedes Benz Museum, en.wikiarquitectura.com Robert Hans, Spacelab Cook-Fournier, Kunsthaus Graz Gobli, www.arcspace.com, January 12, 2004 Stokes Ali, www.galinsky.com 2005 Szybowski Anna, Thermoplastics Shape Zaha Hadid’s Fluid Space, gsdmaterialscollection. blogspot.com, July 31, 2008

170

Βιβλιογραφία

Wong Clara, 40 Bond Street, New York, gsdmaterialscollection.blogspot.com, March 12, 2009 en.wikipedia.org/wiki/ETFE media.daimler.com www.barkowleibinger.com www.designtoproduction.ch www.materia.nl www.nox-art-architecture.com

171

Πηγές Εικόνων εικόνα εξωφύλλου Pointb design, Milled Plyboo- www.pointbdesign.com- b_digi_ door08.jpg εικόνα κεφάλαιο 1 Τyron Marshall, automorphotectono- www.digitecture.orgevoloPOV_clip2 εικόνα κεφάλαιο 2 Le Corbusier, Unite d’Habitation, 1952 σε στάδιο κατασκευής- www. diestadtvonmorgen.de 1. Η πρώτη γέφυρα από χυτοσίδηρo, Shropshire, 1779- www.lightobsession.co.uk -BW_P1_B032_Iron_Bridge.jpg 2. Διακοσμητική σιδηροκατασκευή art nouveau, Grand Palais, Paris, 1900- www. loupiote.com 57508799-art-nouveau-ironwork-grand-palais-paris.jpg 3. Τα πρώτα χρόνια εμφάνισης του σιδηροδρόμου- www.lightobsession.co.uk- BW_ P7_B362_1_J94.jpg 4. Mies Van Der Rohe, Seagram Building Chicago 1924- recursos.educarex.es- Mies_ Van_Der_Rohe_Seagram_Building_Chicago2_jpg.jpg 5. Mies Van Der Rohe, Περίπτερο της Βαρκελώνης 1929 - www.flickr.com3199457846_43768d7b9a_o.jpg 6. Le Corbusier, Vihan Sabha Chandigarh 1957- www.britannica.com 74688-050-CC370F6C.jpg 7. Πινακίδες στο κέντρο μεγαλούπολης- www.flickr.com 8. Μεταμοντέρνες προσόψεις στην Φρανκφούρτη- www.flickr.com 3622783625_ a98e6fa4f0_o.jpg 9. James Stirling, New State Gallery (Staatsgalerie),Stuttgart, 1977-84- www.macalester. edu- new state gallery.jpg 10. Renzo Piano, Richard Rogers Centre George Pompidou, 1977- www.hormiga.org NV-PF-330-Centre-Pompidou.jpg, api.ning.com- Pompidu2Medium.JPG 11. Norman Foster, London tower Swiss Re HQ, London, 2004- en.wikivisual.comTop_of_30_St_Mary_Axe_RJL.JPG 12. Norman Foster, Commerzbank Frankfurt, 1997- www.panoramio.com -9550414 13. Frank Gehry, Guggenheim Museum, Bilbao, 1997-www.flickr.com- 2293643258_ f0afe76643_o.jpg 14. OMA, CCTV, Beijing, 2002 Flickr-www.flickr.com- 2543308685_e00575a2b7_o. 172

Βιβλιογραφία

jpg 15. Herzog & de Meuron, Beijing Olympic stadium, Beijing, 2003-www.flickr.com2960473478_96462f033c_o.jpg 16. Frank Owen Gehry, private residence, Santa Monica, 1979- www.flickr.com68a67b78e9_o.jpg 17. Rem Koolhaas, Kunsthal, Rotterdam, 1992 www.flickr.com 18. Παλέτα σύγχρονων υλικών, transmaterial2 - www.transmaterial.com 19. Fiberglass σε Herzog & de Meuron, Prada store, Tokyo, 2003 www.flickr.com εικόνα κεφάλαιο 3 Ali Rahim, Residencial Tower, Dubai- AD- Volume 77, Issue 1, January/February 2007, σ.67 20. Μορφογενετική διαδικασία βασισμένη στη μέθοδο voronoi- ht.aaschool.ac.uk/ content/images/aa23.jpg 21. Greg Lynn FORM, 2003 Tea & Coffee Tower -AD-Volume 77 Issue 1-15 Fabricating elegance σ.93 22. SCI-Arc design studio, bridge/species replacing the Brooklyn Bridge – ADVolume 76, Issue 5, September/October 2006, σ.111 23. CNC βραχίονας- AD- Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.8 24. Amanda Levete Architects, Corian supersurface - www.quotesque.net 25. Daniel Coll I Capdevila, Strip Morphologies, AA Diploma Unit 4 Design Study for Environmentally Differentiated Healing Environments-AD -Volume 76, Issue 2, March/April 2006, pages 64–65 26. Asymptote, Penang global city center-www.eikongraphia.com/images/Asymptote_ PGCC_1s.jpg&imgrefur 27. FOA, Yokohama Terminal-www.flickr.com- 427217205_0b3578715d_o 28. Nox, Sonohouse- www.nox-art-architecture.com- 04_sonohouse_1.jpg 29. Andrew Kudless, Υλοποιημένο μοντέλο από ψηφιακές παραγωγικές διαδικασίεςmlab.cca.edu/wp-content/uploads/2008/12/img_1322.jpg 30. Zaha Hadid, Guangzhou Opera House σε στάδιο κατασκευής www.bcadi.com20095182151125087 εικόνα κεφάλαιο 4 Ali Rahim, Wall of the future- prw.kyodonews .jp 31. Greg Lynn FORM, Alessi Flatware, Venice, California, US, 2006 - ΑD Volume 77, Issue 1, January/February 2007, σ.6 173

32. Dae Song Lee, Diploma Unit 4, DIFFERENTIATED SPACE FRAMES-ΑDVolume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.56 33. Greg Lynn, Embriological Housing 34. Patrik Schumacher, Istanbul block - www.patrikschumacher.com Istanbul_blocktype_2_sm 35. SCI-Arc design studio, the Long Beach airport variation 1- AD- Volume 76, Issue 5, September/October 2006, σ.111 36. Γραμμικά σχέδια- djcoregon.com- blue-flat-dk 37. Greg Lynn / Fabian Marcaccio, Secession Project, 1999- www.secession.at- lynnmarcaccio1 38. Παραμετρικό μόντελινγκ από Foster and Partners, Smithsonian Institute Courtyard Enclosure- AD- Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.48-49 39. Zaha Hadid Architects, Civil Courts – Madrid, Accentuating Environmentally Adaptive Façade, 2007- www.patrikschumacher.com- Zaha Hadid Architects_Civil Courts of Justice_close_up 40. Φτερό εντόμου- 3.bp.blogspot.com insect 41. Δομή φυτικού οργανισμού- ΑD- Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.20 42. Νερά , ίνες ξύλου- www.de.abk-stuttgart.de- finalreview_sm001 43. Δομή οστού- www.andres.harris.cl- radiolaria 44. Shuang-xu, μορφογενιτικός πειραμτισμός- shuang-xu woard.net 45. Σπογγώδη ιστός των οστών- AD- Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.34 46. Στατικό σύστημα βασισμένο σε σχηματισμούς αφρών, Ptw architects, Watercubepicasaweb.google.com- 113 Water Cube 47. Σαπουνόφουσκες- AD- Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.36 48. SMO Architektur and Arup, Bubble Highrise- AD- Volume 76, Issue 2, March/ April 2006, σ.38 49. Πειραματισμός σε φυσικό μοντέλο με φιλμ σαπουνιού- www.bustler.net- audi_ urban_future_award_4b 50. Frei Otto, Multihalle, Mannheim, 1975- www.annular.org.uk- photo33_33 51. Frei Otto, Olympic Stadium, Munich- aesthetechtonik.files.wordpress.comsimplexity-canopy 52. Achim Menges & Michael Hensel, Πειραματισμοί με μεμβράνες- AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.76 53. Achim Menges. Component Differentiation and Proliferation: Paper-Strip Experiment- ΑD- Volume 76, Issue 2, JUN 2006 σ.83 54. Thomas Von Girsewald and Juan Subercaseaux, Sponge spicule- AD- Volume 76, 174

Βιβλιογραφία

Issue 2, March/April 2006, σ.38 55. Ralph Doggen, Membrane Spaces GPA 02 Studio, 2005- AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.76 56. Κέλυφος και στατικός φορέας σε Herzog & de Meuron, Prada store, Tokyo, 2003aviondesulfito.files.wordpress.com- dsc03770 57. Asymptote, Yas Hotel, Abu Dhabi, 2007-09- online.wsj.com PJ- AS286_SP_ EMI_G_20091103190842 58. Ημί-Μονοκόκ δομή κελύφους σε Zaha Hadid, London Aquatic centre, London, 2009-2012- static.worldarchitecturenews.com- 12816_4_aquatics roof4big εικόνα κεφάλαιο 5 Zaha Hadid, Guangzhou Opera House, Guangzhou China, 2003–2010 - www.zaha-hadid.com 59. AA- DRL Probotics, Datareef 2008-2010- theprobotics.blogspot.com4411143308_aca3569dcd_b 60. Μοντέλα από 3dprinter- www.iaac.net- diatoms-exhibition-1 61. Βραχίονας βιομηχανικού ρομπότ σε αρχιτεκτονικές εφαρμογές- icd.uni-stuttgart. de 62. CNC milling- ripple02_iaac31.jpg 63. Γραμμή παραγωγής μαζικής εξατομίκευσης- smartindsol.com- images-assembly. jpg 64. Καμπύλα μπετονένια στοιχεία- zahahadid.vm.bytemark.co.uk/wp-content/ uploads/2010/04/zha_guangzhou-opera-house_cr-27.jpg 65. Διπλά καμπυλωμένο ξύλινο δοκάρι- www.detail.de- pompidu shigeruban.jpg 66. CNC milling- 22_ripple_iaac.jpg 67. Βιομηχανικό ρομποτ σε γραμμή παραγωγής αρχιτεκτονικών στοιχείων- icd.unistuttgart.de- ICD_Web_Robolab_DSC_2678_Neu 68. Στάδια κατασκευής από designtoproduction για Zaha Hadid, Hungerburg Funicular Stations, Innsbruck, 2007 - www.designtoproduction.ch/content/ view/9/33/ 69. Κατασκευή από διαφοροποιημένα component, iaac plasticity- www.iaac.net/ archivos/researchs/6c5a5e5e898ba74e0e4d25ef3687519b.jpg 70. Shigeru Ban /Jean de Gastines, Centre Pompidou Metz, 2010, σε στάδιο κατασκευής- withworks.blogspot.com 71. Gramazio n Kohler, Architecture and Digital Fabrication, ETH Zurich-www.dfab. arch.ethz.ch 175

72. Gramazio n Kohler, Gantenbein Vineyard Facade, Flδsch (Switzerland), 2006 www.mimoa.eu- 3909_l.jpg 73. Evan Douglis, Auto Breeding- architettura.supereva.com- 17 Auto Breeding.jpg 74. σχέδια ξυλοτύπων για καμπυλόμορφα τοιχία από μπετόν, designtoproductionwww.designtoproduction.com 75. Pointb design, Milled Plyboo- www.pointbdesign.com- b_digi_door08.jpg εικόνα κεφάλαιο 6 Gramazio n Kohler, The Foam- www.dfab.arch.ethz.ch 76. Μηχάνημα μαζικής Βιομηχανικής παραγωγής- www2.emersonprocess.com -svilosa_machine_hires.jpg 77. Μεσαιωνικός ολόγλυφος πέτρινος διάκοσμος- santitafarella.files.wordpress.com100_8721.jpg 78. Δομή των ινών και των ρόζων του ξύλου- AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.38 79. Υλικό spandex, BMW GINA-http://www.telegraph.co.uk/news/picturegalleries/ picturesoftheday/4601052/Pictures-of-the-day-12-February-2009.html?image=1 80. Εικόνες μικροσκοπίου από επεμβάσεις νανοτεχνολογίας- www.msm.cam.ac.uk, www.pestaola.gr- nanotechnology.jpg 81. Andres Harris, Biomimetics- www.andres.harris.cl- 01shell-detail03.jpg 82. Michael Hensel, project βασισμένα στις ιδιότητες των υλικά www.edgargonzalez. com - michael hensel.jpg 83. Neri Oxman, Cartesian Wax- www.transmaterial.com 84. Ikuko IwamotoTactile Ceramics- www.transmaterial.com 85. Μορφογενετική δυνατότητα της πέτρας σε σχηματισμούς βράχων- www.art-ofoak.comAntelope_Canyon_1.jpg 86. Nico Reinhardt, The Intensifier 01 project – AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.90 87. Gramazio n Kohler, The Foam- www.dfab.arch.ethz.ch 88. μικροδομή υλικού- nanobugle.files.wordpress.com- canyon_xxl1.jpg 89. Μεταλλικό κράμα- www.espressonews.gr- metalla3_494x320.jpg 90. Νανοκρύσταλλοι- www.rpi.edu- nanocrystals.jpg 91. Kevlar- fc01.deviantart.net- kevlar_texture_pack_by_dunker8.jpg 92. Carbonfibers- www.idea.ideabing.com- Carbon-Fiber-Frame-lg.jpg 93. Συνθετικοί αφροί www.krreynoldscompany.com- home1.jpg 94. Vault-Structured Metal- www.transmaterial.com 176

Βιβλιογραφία

95. Λεπίδα μαχαιριού- www.deviantart.com- Knife_by_shinzooo.jpg 96. Μικροδομή ινών γιαλιού - www.tech.plym.ac.uk-The image shows debonded glass fibres.jpg 97. Ακατέργαστο μέταλλο- users.forthnet.gr- Lutetium.jpg 98. Isogrid- www.transmaterial.com 99. Συνθετικός αφρός, Evan Douglis, Auto Breeding- architettura.supereva.com- 18 Auto Breeding.jpg 100. Fiberglass- www.adventuresofgreg.com- fiberglass.JPG 101. Corian σε TDC, Frame Bar- www.tdc.gr 102. Panton Chair- www.mattblatt.com.au- IMG_9591.jpg 103. Carbon fibred Concrete- www.transmaterial.com 104. Carbon Kevlar fabric- upload.wikimedia.org- Kevlar-Carbon-Sail.JPG 105. Monocoque- www.transmaterial.com 106. Active Protection System- www.transmaterial.com 107. Tiled Wall- www.transmaterial.com 108. Hyper Surface- www.transmaterial.com 109. Temporal Light- www.transmaterial.com 110. μικροδομή έξυπνου υλικού- architectural-world.blogspot.com- lee-chips.jpg 111. T-OPAL- www.transmaterial.com 112. Northen Lights- www.transmaterial.com 113. Ευλύγιστο αυτό-επισκευαζόμενο μπετόν- cdn.physorg.com- selfhealingconcrete. jpg 114. Smart-Warp- cooperhewitt.org/images/header/ex_smartwrap.jpg 115. IQ glass- www.transmaterial.com 116. τομή ινών ξύλου- AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.37 εικόνα κεφάλαιο 7 Watercube σε στάδιο κατασκευής www.flickr.com-2425482700_ ac983b88b5_o 117. AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.74-79 ibid. ibid. AD- Volume 76, Issue 2, JUN 2006 σ.80 118. AD- Volume 76, Issue 2, JUN 2006 σ.83 ibid. ibid. 177

AD- Volume 76, Issue 2, JUN 2006 σ.82 AD- Volume 76, Issue 2, JUN 2006 σ.81 119. AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.40 AD- Volume 78, Issue 2, March/April 2008, σ.41 ibid. ibid. 120. bp0.blogger.com ibid ibid ibid ibid 121. news.diephotodesigner.de- 01_060404_15_23_24.jpg AD- Volume 77, Issue 1, January/February 2007, σ.46 www.designtoproduction.com ibid 122. AD- Volume 77, Issue 1, January/February 2007, σ. 53 ibid σ. 45 ibid σ. 46 www.designtoproduction.com ibid 123. www.centrepompidou-metz.frcpm_home2.jpg www.centrepompidou-metz.frcpm_home1.jpg upload.wikimedia.org- Centre_Pompidou-Metz_-_Montage_de_la_charpente_ en_bois_et_des_pièces_de_fixation_de_la_toile.JPG ibid a7.idata.over-blog.com-DSCF3941.JPG 124. www.aashishchandarana.co.uk- 12_1.jpg www.rifz10.com/wp-content/uploads/2009/12/LED-Architecture-Project-YasHotel-in-Abu-Dhabi-6.jpg www.flickr.com- 4248478137_2006d82fd6_o.jpg ibid ibid 125. www.architectmagazine.com- tmp10A9.tmp_tcm20-193387.jpg ibid ibid 178

Βιβλιογραφία

ibid 126. www.flickr.com- 2826811604_86a638c531_o.jpg ibid ibid- 4243698823_0412801ab6_o.jpg ibid-3281201763_e56498b097_b.jpg ibid- 3434737433_de1f285d4e_b.jpg 127. www.flickr.com- 4650758705_914892a332_b.jpg ibid- 4683666352_b.jpg 4.bp.blogspot.com ibid ibid 128. www.flickr.com- 812473386_0c64171c25_b.jpg ibid 3372367742_1a5cbfb88c_o.jpg ibid projekt-foa-yokohama-11.jpg 129. www.flickr.com- 1305688832_de1848893e_b.jpg ibid 173698278_8fdf66ac79_o.jpg ibid 3574792752_0968bfe289_o.jpg 130. www.zaha-hadid.com ibid ibid ibid 131. www.flickr.com- 3266541593_b109094346_b.jpg ibid ibid- 3266541593_b109094346_b.jpg 132. www.flickr.com- 10574_1_Watercube big.jpg AD- Volume 76, Issue 2, March/April 2006, σ.40 ibid 2.bp.blogspot.com-DSC_1044.jpg 133. www.flickr.com- 484443810_d89e6d534a_o.jpg upload.wikimedia.org- Construction_beijing_2008_water_cube_2.jpg www.flickr.com- 2483433594_3cb8542bca_b.jpg ibid- 4032289353_62df6b760a_o.jpg εικόνα φόντου κεφάλαιο 8 Hernan Diaz Alonso- AD- Volume 77, Issue 1, pages 88–89, January/February 2007 179