Η εισήγηση παρουσιάζει έρευνα που εκπονήθηκε στο Πολυτεχνείο Κρήτης πάνω σε νέες χρήσεις και δυνατότητες των σύνθετων φύλλων αλουμινίου.

ΕΞΕΡΕΥΝΩΝΤΑΣ ΕΝΑ ΥΛΙΚΟ: ΑΙΣΘΗΤΙΚΗ, ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΛΙΜΑΚΑ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΣΤΗΝ ΚΛΙΜΑΚΑ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Αλέξανδρος Βαζάκας, Λέκτορας Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών Πολυτεχνείου Κρήτης Σύνοψη Η εισήγηση παρουσιάζει έρευνα που εκπονήθηκε στο Πολυτεχνείο Κρήτης πάνω σε νέες χρήσεις και δυνατότητες των σύνθετων φύλλων αλουμινίου. Η έρευνα στηρίζεται στην αμφίδρομη σχέση μεταξύ γεωμετρίας, υλικού και τεχνικής: καθώς προσπαθούμε να δώσουμε συγκεκριμένη μορφή στην ύλη, εφευρίσκουμε γεωμετρίες - αφαιρετικά μαθηματικά μοντέλα τα οποία με τη σειρά τους ενσωματώνονται στην αισθητική μας. Με τη χρήση αναλογικών μέσων καθώς και παραμετρικού λογισμικού και εργαλείων ψηφιακής πρωτοτυποποίησης μελετήθηκαν και κατασκευάστηκαν πρωτότυπα. Αυτά εξελίχθηκαν μέσω μεταφορών από τη φύση και τα μαθηματικά, μέσα από τη μελέτη παραδοσιακών τεχνικών, μέσα από την τεχνολογία και την τεχνογνωσία άλλων υλικών καθώς και μέσα από τις ιδιότητες των ίδιων των σύνθετων φύλλων αλουμινίου. Οι δυνατότητες του υλικού για καμπύλωση, κοπή και αναδίπλωση διερευνήθηκαν πάνω στο σχεδιασμό παραμετρικού και ανοικτού σχεδιασμού αντικειμένων και συστημάτων όψεων. Η γεωμετρία των origami και εν γένει των χάρτινων κατασκευών, τα πλέγματα voronoi και ο παραμετρικός τους έλεγχος, είναι μερικά από τα σχεδιαστικά εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν.

1.0 Εισαγωγή - Ερευνητικό πλαίσιο 1.1. Η εμπειρία της κατασκευής στην αρχιτεκτονική εκπαίδευση Στις αρχιτεκτονικές σχολές από τις οποίες έχω εμπειρία τείνουμε η πρακτική εφαρμογή, η ίδια η πράξη του κτισίματος να λαμβάνει χώρα συνήθως στο τέλος της αρχιτεκτονικής εκπαίδευσης ή και ποτέ. Οι φοιτητές προσεγγίζουν την αρχιτεκτονική μόνο μέσα από αναπαραστάσεις της σε απεικονίσεις ή και φυσικά μοντέλα. Ο λόγος πιθανότατα μπορεί να βρίσκεται στην παράδοση του Bauhaus όπου η κατασκευή του κτιρίου αποτελούσε και τον τελικό στόχο, τη σύνθεση όλων των δεξιοτήτων των φοιτητών. Ίσως στην τάση για εξειδίκευση που χαρακτηρίζει την εποχή μας, ίσως πάλι και στην ανάπτυξη των τεχνικών των αναπαραστάσεων από την αναγέννηση και μετά που επέτρεψαν στον αρχιτέκτονα να μελετάει το χώρο από απόσταση και τη συνεπαγόμενη θεώρησή του ως καλλιτέχνη αποκομμένου από τις τεχνικές της κατασκευής. Υπάρχει όμως και η αντίθετη άποψη, η οποία εκφράζεται μέσα από προγράμματα σπουδών που στηρίζονται στην κατασκευή και στην πρακτική του Learning by doing όπως στο NTNU Faculty of Architecture and fine arts στη Νορβηγία. Αναφέρεται σχετικά 1 ότι μια τέτοιου είδους προσέγγιση στην εκπαίδευση ανεβάζει την αυτοπεποίθηση των σπουδαστών και είναι δυναμικά διδακτική. Επίσης, η εισαγωγή των σπουδαστών σε ένα περιβάλλον με περιορισμούς (προϋπολογισμού, χρόνου, δεξιοτήτων, πρόσβασης σε εργαλεία και υλικά κλπ), σε ομάδες όπου η δουλειά είναι αλληλοεξαρτώμενη βοηθάει στην ανάπτυξη της ομαδικότητας και την πειθαρχία. Τέλος, η επαφή με τους χρήστες, τους τελικούς αποδέκτες, τους φορείς και άλλους παράγοντες που σχετίζονται με το χώρο, βοηθάει στην ανάπτυξη των κοινωνικών δεξιοτήτων, της ανάληψης ευθύνης και στην κατανόηση του ρόλου του αρχιτέκτονα. 1.2. Η αμφίδρομη σχέση των αφηρημένων χωρικών εννοιών με τα υλικά και τις κατασκευαστικές τεχνικές Υπάρχει μια αμφίδρομη σχέση μεταξύ των αφηρημένων εννοιών που αφορούν το χώρο, τη γεωμετρία και τις μορφές εν γένει, και των διαφόρων κατασκευαστικών τεχνικών: Από τη μια πλευρά ο άνθρωπος προσπαθεί να επιβάλει αφηρημένες γεωμετρικές φόρμες στα υλικά, και από την άλλη, οι τεχνικές επεξεργασίας αυτών των υλικών φαίνεται να «γεννούν» γεωμετρικές αλλά και «χωρικές» έννοιες. (π.χ. κεραμική-επιφάνειες εκ περιστροφής, υφαντική κάναβος). Συνεπώς και η ίδια η δημιουργική χρήση υλικών και τεχνικών, οδηγεί και σε διαφορετικές αντιλήψεις του χώρου, σε διαφορετικές αρχιτεκτονικές. Η άποψη αυτή, στηρίζεται στη θεωρία του Gottfried Semper 2 περί των δυναμικών διαδικασιών διαμόρφωσης της φόρμας στην τέχνη, η οποία υποστηρίζει την προέλευση όλων των μορφών από τέσσερις θεμελιώδεις «τεχνικές». 1 (Skotte, 2013, σσ. 88-89) 2 (Semper, 2004 (1860), p. 71) Η τέχνη είναι μια διαδικασία συνεχούς επαναπροσδιορισμού (in the process of becoming). Ο Semper προσπαθεί να διακρίνει μέσα από μεμονωμένες περιπτώσεις, την κανονικότητα και την τάξη που εμφανίζονται στην τέχνη και επαγωγικά να προσδιορίσει τις γενικές αρχές και τα θεμέλια μιας εμπειρικής θεωρίας της τέχνης. Πρόκειται όχι για μια θεωρία οδηγό που δείχνει πώς να δημιουργήσουμε μέσα στα πλαίσια μιας συγκεκριμένης μορφής τέχνης, αλλά περισσότερο ποια είναι η διαδικασία με την οπoία η τέχνη δημιουργείται, έρχεται στην κατάσταση της ύπαρξης. (comes into being) Το έργο τέχνης μελετάται σαν αποτέλεσμα όλων των παραγόντων που έχουν ένα ρόλο στη διαμόρφωσή του, και άρα η Τεχνική είναι ένα πολύ σημαντικό ζήτημα, αλλά μόνο στο βαθμό που επηρεάζει τις αρχές της καλλιτεχνικής δημιουργίας. Ο Semper πιστεύει σε έναν εσωτερικό νόμο που καθοδηγεί την τέχνη όπως και τη φύση. Η τέχνη βασίζεται σε ορισμένες σταθερές μορφές και τύπους οι οποίοι προέρχονται από τις αρχαιότερες παραδόσεις. Επανεμφανίζονται συνεχώς προσφέροντας απεριόριστη ποικιλία και όπως και οι τύποι

1.3. Associative design Η γεωμετρία, παρουσιάζει μια δομή βασισμένη σε σταθερές. Ο μαθηματικός Felix Klein το 1872 προτείνει μια ταξινόμηση των γεωμετρικών θεωριών σε διαδοχικά επίπεδα, ορίζοντας τη γεωμετρία ως τη μελέτη εκείνων των ιδιοτήτων ενός χώρου που παραμένουν σταθερές κάτω από μια δεδομένη ομάδα μεταβολών. Υπό αυτό το πρίσμα, και ενώ σε κάθε τέτοιο «επίπεδο» ουσιαστικά το μόνο που διαφοροποιείται είναι αυτές οι σταθερές, παρατηρείται μια συνέχεια μεταξύ των διαφορετικών «γεωμετριών» καθώς οι σταθερές αλλάζουν και κάθε ένα από αυτά τα γεωμετρικά «επίπεδα» εκφράζει και έναν διαφορετικό τρόπο σύλληψης του χώρου. Η θεωρία του Felix Klein περί των επιπέδων της γεωμετρίας μπορεί να επεκταθεί και στην αρχιτεκτονική. Μπορούμε να δούμε το κάθε κτίριο σαν ένα γεωμετρικό θεώρημα το οποίο και δομείται από σχέσεις που παραμένουν αμετάβλητες και επιτρέπουν ένα εύρος αλλαγών. Αυτό μας οδηγεί στη σύλληψη της αρχιτεκτονικής μορφής όχι ως μεμονωμένης, αλλά ως οικογένεια μορφών. Μια τέτοια προσέγγιση στην αρχιτεκτονική αλλά και σε οποιοδήποτε αντικείμενο σχεδιάζουμε, σχετίζεται άμεσα με αυτό που ονομάζεται παραμετρικός σχεδιασμός, μορφές αντικείμενα κτίρια που ελέγχονται από μια ιεραρχημένη δομή πληροφορίας η οποία και επιτρέπει μια απειρία παραλλαγών μέσα σε συγκεκριμένα πλαίσια. 1.4. Craft Ο Gottfried Semper 3 αναγνωρίζει την ανθρώπινη παρόρμηση που σύγχρονοί του ερευνητές ονόμαζαν «διαισθητική σκέψη» (intuitive thinking) στην τέχνη: Αυτή αναφέρεται στην ανεξάρτητη νοητική διαδικασία που καθιστά δυνατή την πλήρη σύλληψη και αντίληψη της ομορφιάς χωρίς τη διαμεσολάβηση της κριτικής διάνοιας. Αυτή η διαισθητική σκέψη κατά το Semper καλλιεργείται μέσα από την πρακτική των «υποδεέστρων» τεχνών. Μάλιστα, εκπαιδευτικά την θεωρεί και προϋπόθεση για έναν χαρακτήρα με ενεργή ανεξάρτητη δημιουργικότητα και ερευνητική διάθεση. Αυτού του είδους η έκφραση, που βρίσκεται στον πυρήνα της «ανώνυμης» τέχνης και αρχιτεκτονικής, έχει να κάνει με αυτό που στα αγγλικά ονομάζουμε craft, και που κατά τον της φύσης έχουν τη δική τους ιστορία. Τίποτα δεν είναι αυθαίρετο. Τα πάντα διαμορφώνονται μέσω συνθηκών και σχέσεων. Η θεωρία του Semper βλέπει την ομορφιά ως ενότητα, ψάχνει για τα συστατικά στοιχεία της μορφής που δεν είναι αυτά τα ίδια μορφή, αλλά η ιδέα, η δύναμη, το υλικό, και τα μέσα, με άλλα λόγια οι ουσιώδεις προϋποθέσεις της μορφής. Για το σκοπό του, ο Semper στρέφει την προσοχή του στις τέχνες εκείνες που χαρακτηρίζονται ως μικρότερης σημασίας για τρείς λόγους : διότι σε αυτές πρωτογενείς και απλούστερες επινοήσεις του καλλιτεχνικού ενστίκτου η αισθητική αναγκαιότητα είναι πιο εμφανής, διότι ένας κώδικας αισθητικής πρακτικού χαρακτήρα (practical aesthetics) διαμορφώθηκε και καθιερώθηκε σε αυτές πριν από την επινόηση της μνημειακής τέχνης, η οποία και υιοθέτησε το δικό τους μορφολογικό λεξιλόγιο προτού επηρεαστεί ευθέως και από άλλες απόψεις. Τέλος. ο Semper αναγνωρίζει την ανθρώπινη παρόρμηση που ο Rumhor ονομάζει «διαισθητική σκέψη» στην τέχνη και η οποία αναφέρεται στην ανεξάρτητη νοητική διαδικασία που καθιστά δυνατή την πλήρη σύλληψη και αντίληψη της ομορφιάς χωρίς τη διαμεσολάβηση της κριτικής διάνοιας. Αυτή η διαισθητική σκέψη κατά το Semper καλλιεργείται μέσα από την πρακτική των τεχνών αυτών. Μάλιστα, την θεωρεί και προϋπόθεση για έναν χαρακτήρα με ενεργή ανεξάρτητη δημιουργικότητα και ερευνητική διάθεση. Ο Semper προτείνει μια μη γραμμική ανάγνωση της ιστορίας και των πολιτισμών, παρατηρώντας ότι συνήθως, οι πολιτισμοί που αντιλαμβανόμαστε ως φτωχοί, δεν είναι πρωτόγονοι, αλλά εκφυλισμένες καταστάσεις πιο εξελιγμένων πολιτισμών, και συνεπώς δεν πρέπει να θεωρούμε ότι η ιστορία της τέχνης έχει μια γραμμικότητα από απλούστερα προς πιο σύνθετα στοιχεία. 3 (Semper, 2004 (1860), p. 73)

Richard Sennett είναι «μια ουσιαστική διαρκής ανθρώπινη παρόρμηση, η επιθυμία να γίνει μια δουλειά σωστά ως σκοπός αφ εαυτός.» 4 1.5. Open design Στον τομέα του βιομηχανικού σχεδιασμού, υπήρξαν δημιουργοί όπως ο Enzo Mari 5 με το «proposta per un autoprogettazione, ( «Πρόταση για έναν αυτό-σχεδιασμό ή αυτοκατασκευή») του 1974, οι οποίοι τήρησαν μια κριτική στάση απέναντι στα αντικείμενα που μας περιβάλλουν και κυρίως στο σύστημα παραγωγής, κατασκευής, διανομής, προώθησης, και εμπορίου που τα υποστηρίζει. Στη σειρά επίπλων του Mari, ο πελάτης αγοράζει ουσιαστικά ένα σετ από τυποποιημένες διατομές ξύλου. Κατασκευάζει τα έπιπλα μόνος του καρφώνοντας τα κομμάτια μεταξύ τους. Στο βιβλίο του, διατίθενται τα σχέδια βάσει των οποίων μπορεί κανείς να τα κατασκευάσει τα έπιπλα είτε ως έχουν, είτε αλλάζοντας το σχεδιασμό. Με τον τρόπο αυτό, ήρθαν στο προσκήνιο πολύ σημαντικά ζητήματα όσον αφορά το βιομηχανικό σχεδιασμό: η έννοια της αυτοκατασκευής, του «ανοικτού» σχεδιασμού, και της αποκεντρωμένης παραγωγής και διανομής των προϊόντων. Οι όλο και πιο προσιτές τεχνολογίες CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) - πολλές από τις οποίες όπως η τρισδιάστατη εκτύπωση είναι πλέον τεχνολογίες που μπορεί κανείς να έχει στο σπίτι του-, καθώς και η εξέλιξη του διαδικτύου, υποβοήθησαν μια τάση «αποκεντρωμένης», εκτός βιομηχανίας κατασκευής αλλά και σχεδιασμού η συν σχεδιασμού «βιομηχανικών» αντικειμένων. Ήδη από το 1996 στην έρευνα των E. Burdek και J. Gros 6 στο Offenbach University of Art and Design, υπήρχε η σκέψη της κατάργησης των συστημάτων διανομής των προϊόντων μέσω της διαδικτυακής διακίνησης της ψηφιακής πληροφορίας και ενός αποκεντρωμένου δικτύου CAM, την ίδια στιγμή που η βιομηχανία διερευνούσε τρόπους ώστε με τη χρήση των τεχνολογιών αυτών να αλλάξει το κυρίαρχο μοντέλο της, με προϊόντα περισσότερο κατά παραγγελία, περισσότερο συν διαμορφωμένα και από τους καταναλωτές. Συνδυάζοντας δύο λογικές, αυτή του παραμετρικού σχεδιασμού και αυτή της αυτοκατασκευής το «new DIY» η αλλιώς Open design χρησιμοποιεί την όλο και περισσότερο προσιτή τεχνολογία των ψηφιακών μηχανών cnc αλλά και του διαδικτύου προκειμένου να απευθυνθεί στο κοινό. Απευθύνεται στους χρήστες ως συνδιαμορφωτές των αντικειμένων. Στα πλαίσια του προπτυχιακού προγράμματος σπουδών της Σχολής Αρχιτεκτόνων του ΠΚ δημιουργήθηκε ένα μάθημα επιλογής το οποίο επιχειρεί να συνθέσει τα παραπάνω ζητήματα δηλαδή την τεχνική, τη γεωμετρία, την πληροφορική και τη συμμετοχή του τελικού αποδέκτη στη διαμόρφωση του σχεδιασμού. Το μάθημα αυτό αποτελεί και την αφετηρία της ερευνητικής προσπάθειας που παρουσιάζεται. Πρόκειται για ένα περιβάλλον εκμάθησης που πλαισιώνεται από το εργαστήριο ψηφιακής πρωτοτυποποίησης της Σχολής και στο οποίο οι σχεδιαστικές ασκήσεις κατασκευάζονται σε κλίμακα 1:1. Το υλικό και τα εργαλεία που διατίθενται στο 4 (Senett, 2009) O Sennett διερευνά το ρόλο του δημιουργού (Craftsman) στην Αρχαία Ελλάδα όπου στον Όμηρο αναφέρεται ως «δημιουργός» στον Αριστοτέλη απλά ως «χειροτέχνης» ενώ στον Πλάτωνα ως εκείνος που «ποιεί» 5 (Mari, 2010 (1974)) 6 (Krauter, 1995)

εργαστήριο αποτελούν κάθε φορά και ένα διαφορετικό κόσμο περιορισμών αλλά και δυνατοτήτων μέσα στον οποίο κινούνται οι φοιτητές. 2.0. Έπιπλα 2.1. Από το αντικείμενο στο σύστημα. Αφού δουλέψαμε για 2 εξάμηνα με το ξύλο, το 2012-13 συνεργαστήκαμε με την εταιρεία Elval Colour προκειμένου να διερευνήσουμε το ζήτημα των νέων χρήσεων για τα σύνθετα φύλλα αλουμινίου. Πρόκειται για ένα υλικό ιδανικό για αυτό που ονομάζουμε open design, διότι: Δουλεύεται στο cnc router, είναι μάλιστα ο κύριος τρόπος με τον οποίο αυτή τη στιγμή δημιουργούνται τα στοιχεία των όψεων τα οποία αποτελούν και την κύρια χρήση του υλικού. Αυτός είναι και ο λόγος που μας ώθησε στο να το χρησιμοποιήσουμε και για διερευνήσουμε κατασκευές με μη κανονικές γεωμετρίες. Η συμπεριφορά του «μοντελοποιείται» εύκολα και με σχετική ακρίβεια σε φυσικά μοντέλα, από χαρτόνι. Σε αντίθεση με το κόντρα πλακέ και το Mdf είναι ανθεκτικό στο νερό, συνεπώς είναι κατάλληλο και για βιομηχανικά προϊόντα τόσο εσωτερικού όσο και εξωτερικού χώρου Μετά την κοπή δεν απαιτείται βάψιμο ή άλλου είδους επεξεργασία Έτσι λοιπόν δουλέψαμε στα πλαίσια του μαθήματος σε 2 εξάμηνα με δύο διαφορετικές κλίμακες. Την κλίμακα των μεμονωμένων αντικειμένων και την κλίμακα των συστημάτων κτιριακών όψεων Εικόνα 1 : Οι εννέα καρέκλες που κατασκευάστηκαν με τη λογική του open design

Η πλαστικότητα και το μικρό βάρος του υλικού το καθιστά εύκολο στο χειρισμό του χωρίς ιδιαίτερα εξειδικευμένα εργαλεία. Με κατάλληλη επεξεργασία γίνεται πολύ σταθερό. Οι κύριες παραμορφώσεις του υλικού οι οποίες και μελετήθηκαν ήταν η αναδίπλωση και η καμπύλωση, παραμορφώσεις που μπορεί να πραγματοποιήσει κανείς με ένα κομμάτι χαρτί. Όλες οι καρέκλες κατασκευάστηκαν και μελετήθηκαν στο εργαστήριο. Σαν μέσο σύνδεσης χρησιμοποιήθηκαν πιρτσίνια ή βίδες. Κάθε πρόταση αποτελείται από ένα παραμετρικό μοντέλο, το οποίο, εκτός από αισθητικά κίνητρα, συνήθως προσαρμόζεται σε ανατομικά δεεδομένα, είτε αλλάζει χρήση (πχ καρέκλα παγκάκι). Κάθε πρόταση, μπορεί να ακολουθήσει το πρότυπο της ηλεκτρονικής αυτοκατασκευής. Δηλαδή, μέσω του ψηφιακού αρχείου το οποίο επιδέχεται προσαρμογές και επεμβάσεις, κανείς μπορεί με ένα cnc router να κόψει τα σύνθετα φύλλα αλουμινίου και να κατασκευάσει μόνος του την καρέκλα. Μελλοντική πρόθεσή μας είναι να φτιάξουμε μια ιστοσελίδα από όπου θα μπορεί πραγματικά να συμβαίνει αυτό, προκειμένου να δοκιμάσουμε και το μοντέλο αυτό παραγωγής και συμμετοχής στην πράξη. Θα σταθώ σε δύο πρωτότυπα, το d_light chair και το 3p_1c chair Εικόνα 2 : Το πρωτότυπο του d_light chair και τα μοντέλα μελέτης Το πρώτο, αντλώντας την έμπνευσή του από τη δουλειά του σχεδιαστή Gregg Fleishman 7 εκμεταλλεύεται την ικανότητα του Etalbond να καμπυλώνει και να δημιουργεί με αυτό τον τρόπο μια επιφάνεια με τάση και αντοχές στην περιοχή που κάθεται κανείς. Κατασκευάζεται από ένα και μόνο σύνθετο φύλλο αλουμινίου κομμένο κατάλληλα. Το φύλλο συνδυάζεται με ξύλινο καλούπι επίσης κομμένο στο cnc προκειμένου η καμπύλωση να γίνει ομοιόμορφα. Ο κατακόρυφος κύκλος της κύριας καθιστικής επιφάνειας αποτελεί τη βασική παράμετρο μεταβολής. Στον υπολογιστή, ελέγχουμε το ύψος και το πλάτος της καρέκλας, ενώ τίθενται περιορισμοί ανάλογα με τις διαστάσεις του υλικού και του μηχανήματος κοπής. 7 (Fleishman, 2008) ο Fleishman σχεδιάζει έπιπλα που «κατεβαίνουν» από το διαδίκτυο και τα οποία ως επί το πλείστον προέρχονται από την καμπύλωση φύλλων κόντρα πλακέ,

Εικόνα 3: Το πρωτότυπο του 3p_1C chair και η κατασκευαστική μέθοδος Το 3p_1c chair αντίθετα, χρησιμοποιεί μια πιο διαδεδομένη παραμόρφωση του υλικού προκειμένου να αποκτήσει αντοχές. Μέσω της αναδίπλωσης, η οποία επιτυγχάνεται με χάραξη και κοπή των φύλλων σχηματοποιείται μια καρέκλα που μοιάζει με origami. Αυτή είναι άλλωστε και η διαδικασία που ακολουθήθηκε ως προς τη μελέτη της καρέκλας στα αρχικά της στάδια. Κατασκευάζεται από 3 ξεχωριστά κομμάτια, τα οποία αναδιπλώνονται ξεχωριστά και εν συνεχεία συναρμολογούνται με πιρτσίνια ή βίδες. Στο λογισμικό ελέγχεται η γραμμή του κεντρικού προφίλ της καρέκλας, προκειμένου να αλλάξει

Εικόνα 4: παραλλαγές του 3p_1c chair 2.2. Συμπεράσματα Ως βιομηχανικά προϊόντα τα συγκεκριμένα παρουσιάζουν ορισμένα βασικά ερωτήματα, όπως, ποιο ακριβώς είναι το κόστος που κάποιος θα είναι διατεθειμένος να πληρώσει για αυτά και ποια ακριβώς είναι τα αντικειμενικά πλεονεκτήματά τους. Επίσης, με ποιο τρόπο επιτυγχάνεται η εξατομίκευση των προϊόντων και τι επιπτώσεις έχει αυτό στον αρχικό σχεδιασμό της «ταυτότητάς» τους. Σαν επόμενο βήμα λοιπόν κρίνεται απαραίτητη η δημιουργία μιας πλατφόρμας όπου τα προϊόντα αυτά θα λειτουργούν προκειμένου να γίνει μια αξιολόγηση σε έναν ικανό αριθμό χρηστών. 3.0. Συστήματα σκίασης 3.1. Συστήματα σκίασης και διαφάνεια Επάνω στην ίδια λογική όχι τόσο με την έννοια της αυτοκατασκευής αλλά περισσότερο του «ανοικτού» παραμετρικού σχεδιασμού, με βάση πάλι τα σύνθετα φύλλα αλουμινίου η έρευνα επεκτάθηκε σε πιο πολύπλοκα συστήματα. Μπορεί ο τελικός αποδέκτης των συστημάτων σκίασης να είναι ένας αρχιτέκτονας, μια εταιρία ή ακόμα και οι τελικοί χρήστες του κτιρίου; Η αισθητική της διαφάνειας στα σύγχρονα κτίρια δημιουργεί την ανάγκη για αντίστοιχη ανάπτυξη συστημάτων σκίασης, απαραίτητων σε κλίματα όπως το Ελληνικό. Αυτή η δεύτερη επιδερμίδα του κτιρίου πολύ συχνά καθορίζει και την ταυτότητά του. Τα κινητά συστήματα

σκίασης, είναι συνήθως ακριβές κατασκευές και παρουσιάζουν δυσκολίες στη χρήση τους ειδικά σε δημόσια κτίρια όπου και υπάρχουν διαφορετικοί χρήστες με διαφορετικές ανάγκες και επιθυμίες. Το σύστημα των οριζόντιων αλουμινένιων περσίδων είναι ένα ευρέως διαδεδομένο και αξιόπιστο σύστημα σκίασης που ανταποκρίνεται σε μεγάλο βαθμό στις παραπάνω προδιαγραφές. Καλύπτει ικανοποιητικά τους περισσότερους προσανατολισμούς και παρουσιάζει σημαντική ποικιλία ως προς τις διαστάσεις και τα διάκενα των περσίδων. Μπορεί δε, να διαδραματίσει περισσότερο ή λιγότερο σημαντικό ρόλο στην όψη. Είναι δυνατό, σκεφτόμενοι διαφορετικές χρήσεις του αλουμινίου και χρησιμοποιώντας παραμετρικά εργαλεία σχεδιασμού και κατασκευής να αντιμετωπίσουμε το θέμα ενός προσαρμόσιμου σταθερού συστήματος σκίασης; Στη συνέχεια, παρουσιάζονται δύο πρωτότυπα εξωτερικών συστημάτων σκίασης από σύνθετα φύλλα αλουμινίου. Και τα δύο αποτελούν παραμετρικές δομές οι οποίες και ενσωματώνουν διαφορετικές βαθμίδες σχεδιαστικής ελευθερίας από τους τελικούς αποδέκτες ενώ ταυτόχρονα, προσαρμόζονται και σε διαφορετικές γεωμετρίες όψεων. Τέλος, παραμετροποιούνται ώστε να εξασφαλίζουν επαρκή σκίαση για επιθυμητές χρονικές περιόδους, Η διαφάνεια στις τέχνες και την αρχιτεκτονική, με τους διαφορετικούς συσχετισμούς και νοήματα, είναι μια αισθητική ποιότητα με μια διττή ερμηνεία: μια ερμηνεία που βρίσκεται μεταξύ «αυτού που είναι σαφώς ξεκάθαρο και αυτού το οποίο είναι ξεκάθαρα ασαφές»8 Οι Rowe και Slutzky στο δοκίμιό τους Transparency: literal and phenomenal διακρίνουν δύο ειδών διαφάνειες: μια η οποία είναι εγγενής στην ύλη και μια η οποία είναι εγγενής στη δομή (organization) με άλλα λόγια μια διαφάνεια η οποία είναι κυριολεκτική και μια η οποία είναι φαινομενική. Ο Le Corbusier πρώτος συνέλαβε και υλοποίησε ένα εξελιγμένο σύστημα ηλιοπροστασίας το οποίο αποτελούσε αναπόσπαστο τμήμα του αρχιτεκτονικού του λεξιλογίου. Σύμφωνα με τους Rowe και Slutzky ο Le Corbusier στα κτίριά του χρησιμοποίησε τη διαφάνεια με έναν τρόπο φαινομενικό, δηλαδή χρησιμοποίησε τους τοίχους και τα υαλοστάσια σαν όρια που ορίζουν, διαρθρώνουν και υπαινίσσονται διαφορετικές αλληλεπιθέμενες χωρικές πραγματικότητες. Το σύστημα του brise soleil είναι για το Le Corbusier ένα μέσο για να επεκτείνει τη φαινόμενη διαφάνεια πάνω στις όψεις. Τα στοιχεία αυτά, άλλοτε σχηματίζουν μια επιπλέον επιδερμίδα και άλλοτε αποτελούν κανονικούς χώρους. Οι Rowe και Slutzky διερευνούν τη μεταφορά διαφορετικών τρόπων χειρισμού της διαφάνειας από τη ζωγραφική στην αρχιτεκτονική. Το επιχείρημά τους είναι ότι λανθασμένα η αρχιτεκτονική θεωρία απέδωσε την ενσωμάτωση όλων των εκφάνσεων της κυβιστικής διαφάνειας στην εκτεταμένη χρήση υαλοπετασμάτων στα μοντέρνα κτίρια. Συγκρίνοντας τον παλλόμενο και διφορούμενο του πίνακα L Arlesienne του Πικάσο, με το σαφή χώρο που δημιούργησε η εξίσου σαφής γυάλινη όψη του κτιρίου του Bauhaus στο Dessau (1925) συμπεραίνουν ότι η φαινόμενη διαφάνεια που μελετήθηκε εκτενώς σε ορισμένους κυβιστικούς πίνακες, θα πρέπει να αναζητηθεί αλλού στην Αρχιτεκτονική, και αναφέρονται στα κτίρια του Le Corbusier ως σημαντικά παραδείγματα από αυτή την άποψη. Η βίλλα Stein στη Garches (1927) και το κτίριο της Κοινωνίας των Εθνών (1927) παρ όλο που παρουσιάζουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά με το κτίριο του Bauhaus, χρησιμοποιούν τα υαλοπετάσματα με εντελώς διαφορετικό τρόπο: τονίζοντας περισσότερο την ιδιότητά τους ως επίπεδα παρά τη διαφάνειά τους. Αντί να χρησιμοποιήσει το γυαλί για να αποκαλύψει εσωτερικές επιφάνειες του κτιρίου, ο Le Corbusier χρησιμοποιεί αλληλεπιθέμενες διατάξεις αδιαφανών επιπέδων προκειμένου να οργανώσει το χώρο. Αναφερόμενοι στο κτίριο της κοινωνίας των Εθνών οι συγγραφείς αναφέρουν: «Οι επιφάνειες του Le Corbusier λειτουργούν σαν λεπίδες για τον τεμαχισμό του χώρου. Αν αποδίδαμε στον κενό χώρο τις ιδιότητες του 8 (Rowe & Slutzsky, 1960)

νερού, τότε το κτίριο αυτό λειτουργεί σαν φράγμα με το οποίο ο χώρος εμπεριέχεται, καναλιζάρεται, ρέει, και τελικά εκβάλει στους κήπους δίπλα στη λίμνη» Ήταν στο κτίριο του Στρατού της Σωτηρίας το 1929 στο Παρίσι όπου ο Le Corbusier εφευρίσκει και χρησιμοποιεί για πρώτη φορά το brise soleil. Τα στοιχεία σκίασης τοποθετήθηκαν εκ των υστέρων στην νότια γυάλινη όψη του κτιρίου έπειτα από εκτεταμένη υπερβολική άνοδο της θερμοκρασίας τον πρώτο χρόνο λειτουργίας του 9. Μετά από το κτίριο αυτό, τα στοιχεία σκίασης στις όψεις του Le Corbusier αποκτούν έναν ιδιαίτερο χαρακτήρα, διαρθρώνοντας το χώρο με τρόπους παρόμοιους με αυτούς που χρησιμοποιεί ο Αρχιτέκτονας για τα εσωτερικά των κτιρίων. Ένα σύστημα σκιασμού ιδιαίτερα στο μεσογειακό κλίμα, πρέπει να έχει τολμηρή παρουσία. Σύμφωνα με τον αρχιτέκτονα Marcel Breuer : «Η κατασκευή ελέγχου του ήλιου πρέπει να βρίσκεται στο εξωτρικό του κτιρίου, ένα στοιχείο της όψης, ένα στοιχείο της αρχιτεκτονικής. Και επειδή αυτή η κατασκευή είναι τόσο σημαντικό στοιχείο της ανοικτής αρχιτεκτονικής, μπορεί να εξελιχθεί σε μια τόσο χαρακτηριστική μορφή όπως ο Δωρικός κίονας» 10. Με όρους αρχιτεκτονικής γλώσσας τα δύο συστήματα σκίασης που παρουσιάζονται εδώ μπορούν να ειδωθούν σαν brise soleil τα οποία εναλάσσουν την προσοχή μεταξύ φαινομενικής και κυριολεκτικής διαφάνειας, ανάλογα με την οπτική γωνία και προοπτική. 3.2. Το σκίαστρο voronoi 3.2.1.Η γεωμετρία voronoi Το διάγραμμα voronoi, είναι μια μέθοδος υποδιαίρεσης του χώρου σε περιοχές (κελιά), η οποία έχει ως αφετηρία ένα σύνολο σημείων που ονομάζονται κέντρα ή γεννήτορες. Κάθε κελί αποτελείται από το σύνολο όλων των σημείων τα οποία είναι κοντύτερα σε ένα γεννήτορα. Μια απλή μορφή του διαγράμματος αυτού χρησιμεύει σαν βάση για το σκίαστρο. Όλα τα κέντρα βρίσκονται επί ενός ευκλίδειου επιπέδου. Τα όρια των κελιών είναι αλληλοτομίες επιπέδων που δημιουργούνται από διαδοχικά ζεύγη σημείων μεταξύ ενός κέντρου και των γειτονικών του. Με άλλο τρόπο, μπορεί κανείς να προσδιορίσει τις ακμές ενός κυρτού πολυγώνου κελλιού ως την κοινή χορδή αλληλοτεμνούμενων κύκλων κάθε ένας από τους οποίους έχει ως κέντρο από ένα γεννήτορα. Καθώς μεγαλώνουν οι ακτίνες των δύο κύκλων, καταλαμβάνουν όλο και περισσότερο χώρο μέχρις ότου τμήσουν είτε ένα γειτνιάζοντα κύκλο είτε ένα άλλο όριο. 9 (Lechner, 2008 ) 10 (Aladar Olgyay, Victor Olgyay, 1957, σ. 3)

Εικόνα 5: Κατασκευή του διαγράμματος Voronoi Τα διαγράμματα Voronoi έχουν διάφορες πρακτικές εφαρμογές στα πεδία της επιστήμης και της τεχνολογίας οι οποίες σχετίζονται κυρίως με την αναπαράσταση ή μοντελοποίηση στο χώρο συγκεκριμένων φαινομένων. Παραδείγματα αποτελούν η περιγραφή με τα διαγράμματα αυτά των πεδίων βαρυτικής έλξης των άστρων από το Descartes το 1644, η χαρτογράφηση των περιοχών ελέγχου των αεροδρομίων στην αεροπλοΐα κλπ. Λόγω της αισθητικής του, τον μαθηματικό του προσδιορισμό, την ευκολία χρήσης του η οποία ενισχύεται και από το τη χρήση παραμετρικών λογισμικών, η γεωμετρία Voronoi χρησιμοποιείται ευρέως στην αρχιτεκτονική και το βιομηχανικό σχεδιασμό. Πολύ συχνά συναντώνται τέτοιες μορφές ως διακοσμητικά μοτίβα σε κτίρια, έπιπλα, κοσμήματα, κλπ. 3.2.2. Γεωμετρία της κατασκευής: Σημεία, γραμμές, επιφάνειες Η γεωμετρία του σκιάστρου, έχει ως αφετηρία έναν αριθμό σημείων (κέντρα) ο οποίος είναι ανάλογος με τη γυάλινη επιφάνεια που προστατεύει. Η διανομή των σημείων συντελείται μέσω δυναμικά ελεγχόμενων μηχανισμών. Οι μηχανισμοί αυτοί ελέγχονται με γραμμές στο χώρο, οι οποίες «τρέχουν» παράλληλα με τη διαμήκη πλευρά του ανοίγματος. Μέσω των γραμμών, που είναι λίγες σε αριθμό ελέγχονται τα πολλά σε αριθμό σημεία. Οι γραμμές ασκούν ελκτικές και απωθητικές δυνάμεις στα σημεία μέσω παραμέτρων που καθορίζονται από το χρήστη και το σύστημα. Αυτές οι παράμετροι μπορεί να έχουν αντικειμενικό χαρακτήρα όπως π.χ. μια συγκεκριμένη θέα ή και υποκειμενικό/αισθητικό χαρακτήρα. Οι γραμμές ελέγχουν τα σημεία μέσω δύο κανόνων:1. Υπάρχει μια αρχική σταθερή απόσταση των σημείων από τις γραμμές και 2 τα σημεία διατηρούν μια ελάχιστη και μέγιστη απόσταση μεταξύ τους. Αυτή η απόσταση προσδιορίζεται μέσω διαδοχικών προσομοιώσεων και τελικά εξυπηρετεί κατασκευαστικούς και βιοκλιματικούς σκοπούς (σκίαση)

Εικόνα 6: Κατασκευή της γεωμετρίας του νότιου σκιάστρου βάσει του ηλιακού διαγράμματος Για τη διαμόρφωση του εξωτερικού ορίου του σκιάστρου, χρησιμοποιήθηκε ευρέως διαδεδομένο παραμετρικό λογισμικό με κάποια αντίστοιχα πρόσθετα προγράμματα που εξυπηρετούσαν προσομοιώσεις επιπέδων φωτισμού και παρείχαν περιβαλλοντικές πληροφορίες. Το παραμετρικό μοντέλο χρησιμοποιεί ως δεδομένα το γεωγραφικό πλάτος, τον προσανατολισμό της όψης, καθώς και μια περιορισμένη σχεδιαστική ελευθερία από την πλευρά των χρηστών. Μέσω του γεωγραφικού πλάτους, εισάγεται στο μοντέλο η πληροφορία όλων των διανυσμάτων των ηλιακών ακτίνων κατά τη διάρκεια του έτους. Εν συνεχεία προσδιορίζεται η χρονική περίοδος της επιθυμητής σκίασης μέσω της όψης. Αυτό το δεδομένο συντίθεται από την ημερήσια περίοδο (ώρες) και την ετήσια περίοδο (ημέρες του έτους) όπου και συνήθως ζητείται η ηλιοπροστασία κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Στη συνέχεια λαμβάνεται υπ όψιν η μέρα με τη «χαμηλότερη» ηλιακή διαδρομή για την οποία γίνονται οι υπολογισμοί ηλιοπροστασίας. Ενώνοντας σε επιφάνεια τα ηλιακά διανύσματα για τη συγκεκριμένη μέρα και το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, προκύπτει μια επιφάνεια τμήμα κώνου το οποίο και θα αποτελέσει το εξωτερικό όριο του σκιάστρου. Προεκτείνοντας ως επιφάνειες τις γραμμές του διαγράμματος του σκιάστρου κάθετα στην επιφάνεια της όψης και εν συνεχεία αποκόπτοντας τα τμήματα που διαπερνούν το προαναφερθέν εξωτερικό όριο (τμήμα κώνου) δημιουργούμε και την τελική μορφή του σκιάστρου. 3.2.3. Κατασκευή Δύο κατασκευαστικά συστήματα επινοήθηκαν για τη συγκεκριμένη γεωμετρία. Το πρώτο εξασφαλίζει ένα ομοιόμορφο περίγραμμα, αυτονομία κάθε κελιού κατά τη διαδικασία κατασκευής, και πιο αποδοτικές ανακλαστικές και διαθλαστικές ιδιότητες, χάρη στις συνεχείς καμπυλωμένες επιφάνειές του. Το δεύτερο σύστημα προσφέρει οικονομία υλικού, τόσο σε αισθητικό όσο και σε υλικό επίπεδο.

Εικόνα 7: Τα δύο κατασκευαστικά συστήματα του σκιάστρου Voronoi Το πρώτο κατασκευαστικό σύστημα, προσδιορίζεται γεωμετρικά «ξετυλίγοντας» τις επιφάνειες που περιβάλλουν το κάθε κελί. Οι επίπεδες επιφάνειες, μαζί με τις απαραίτητες εγκοπές της συνδετικής λεπτομέρειας, κόβονται στο cnc router. Μετά από την κοπή, κάθε επιφάνεια διπλώνει προκειμένου το κελί να πάρει το πραγματικό του σχήμα στο χώρο. Τα κελιά τοποθετούνται στις θέσεις τους ενώ κάθε ένα συνδέεται με το διπλανό του με πιρτσίνια. Τέλος το διαμορφωμένο σκίαστρο τοποθετείται στη θέση του πάνω στην όψη. Η συγκεκριμένη κατασκευαστική μέθοδος αξιοποιεί πλήρως την εσωτερική επιφάνεια των κελιών για ανακλάσεις. Από την άλλη πλευρά, σχεδόν κάθε πλευρά πρέπει να κατασκευαστεί δύο φορές. Στο δεύτερο κατασκευαστικό σύστημα αντιθέτως, τα πλευρικά τοιχώματα των κελιών είναι μονές επιφάνειες που συνδέονται μεταξύ τους ανά τρεις ή τέσσερις με ειδικούς κόμβους, με ένα πρεσσαριστό σύστημα (press fit). Για την κατασκευή του πρωτότυπου επιλέχθηκε αυτή η μέθοδος προκειμένου να απλοποιηθεί η κατασκευή όσο το δυνατόν περισσότερο. Κατά τη μελέτη του συστήματος αυτού, διάφορα υλικά δοκιμάστηκαν για την κατασκευή των κόμβων, όπως κόντρα πλακέ, ABS, καθώς και το ίδιο το Etalbond. Τα παράγωγα του ξύλου γρήγορα απορρίφθηκαν λόγω της ανάγκης επιπλέον προστασίας τους σε εξωτερικό περιβάλλον και το συνεπαγόμενο χρονικό και οικονομικό κόστος αυτής της διεργασίας. Το πλαστικό ABS κρίθηκε ενδιαφέρον με ικανοποιητικά αποτελέσματα σε σχέση με τη μορφή και την ανθεκτικότητά του, αλλά η χρήση του με την τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης σε 600 περίπου διαφορετικούς κόμβους κρίθηκε απαγορευτική. Έτσι επιλέχτηκε το Etalbond και για την κατασκευή των κόμβων, λόγω της οικονομίας χρόνου που παρέχει κατά την κατεργασία του στο router, αλλά και της αντοχής του στο εξωτερικό περιβάλλον. Παρά το γεγονός ότι η κατασκευή είναι κατά κανόνα συνεκτική και σταθερή λόγω των τριγωνισμών, στην περίμετρό της αντιμετωπίζει προβλήματα σταθερότητας λόγω του ότι δεν εξισορροπούνται οι τάσεις στις εξωτερικές ακμές. Για το λόγο αυτό η κατασκευή συνδέθηκε σε λεπτό μεταλλικό πλαίσιο το οποίο και στηρίχθηκε στην όψη.

Το πρώτο σύστημα αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί σε νότια όψη, όπου και θα ήταν πολύ περισσότερο λειτουργικό ως σκίαστρο και ανακλαστική επιφάνεια. Το δεύτερο σύστημα χρησιμοποιήθηκε σε μια λιγότερο σημαντική από άποψη σκιασμού όψη, (ανατολική). Εδώ ο έλεγχος της σκίασης επιτυγχάνεται μέσω του συνδυασμού της πυκνότητας των αρχικών σημείων και του βάθους των πλευρικών επιφανειών του κάθε κελιού. Εικόνα 8: Κατασκευασμένο πρωτότυπο σε ανατολική όψη

3.3. Parametric shading squames Εικόνα 9: Πρωτότυπη μονάδα του σκιάστρου Το σκίαστρο αυτό χρησιμοποιεί ομοίως τη λογική της μονάδας και της συναρμολόγησης. (component και assembly). Η γεωμετρική και κατασκευαστική του δομή αναφέρεται στη γεωμετρία του αναδιπλωμένου χαρτιού (origami). Η μονάδα, (κελί) «αναλαμβάνει» τη σκίαση και συνεπώς ελέγχοντας τη μονάδα ελέγχουμε το σύνολο της κατασκευής ως προς την ηλιοπροστασία. Η επανάληψη των μονάδων πάνω σε ένα «κανονικό» ή μη κάναβο συγκροτεί την συσκευή σκιασμού. Εικόνα 10: Η λειτουργία της μονάδας του σκιάστρου Η μονάδα αποτελείται από ένα τετράπλευρο πλαίσιο το οποίο φέρει ρομβοειδή τρύπα κατά τη μια του διαγώνιο. Το σχήμα με αυτό τον τρόπο υποδιαιρείται σε δύο περιοχές που