kin arx xoris mhx merh r

Nδιάλεξη

κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρηε.μ.π. σχολή αρχιτεκτόνων μηχανικών σπουδάστρια: Μαραγκουδάκη Άννα

επιβλ. καθ.: Παπαλεξόπουλος ΔημήτρηςΟκτώβρης 2012

MECHO

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΧΩΡΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΕΡΗ ///

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΔΙΑΛΕΞΗ / ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΧΩΡΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΕΡΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2012

ΣΠΟΥΔΑΣΤΡΙΑ / ΜΑΡΑΓΚΟΥΔΑΚΗ ΑΝΝΑ

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ / Δ. ΠΑΠΑΛΕΞΟΠΟΥΛΟΣ

ΕΠΙΤΡΟΠΗ / Γ. ΠΑΡΜΕΝΙΔΗΣ, Κ. ΔΕΜΙΡΗ

ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΟΛΟΥΣ ΟΣΟΥΣ ΣΥΝΕΒΑΛΑΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΑ ΚΑΙ

ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΣΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΑΥΤΟΥ ΤΟΥ ΤΕΥΧΟΥΣ ΚΑΙ

ΕΙΔΙΚΟΤΕΡΑ ΤΟΥΣ ΔΗΜΗΤΡΗ ΠΑΠΑΛΕΞΟΠΟΥΛΟ, ΑΛΕΞΑΝΔΡΟ

ΠΕΤΕΙΝΑΡΕΛΗ ΚΑΙ ΤΗ ΜΗΤΕΡΑ ΜΟΥ ΜΕΝΗ ΦΩΤΙΑΔΟΥ ΓΙΑ

ΤΗΝ ΥΠΟΜΟΝΗ ΠΟΥ ΔΕΙΞΑΝΕ ΚΑΤΑ ΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ ΑΥΤΟ.

CREATIVE COMMONS / ΑΝΑΦΟΡΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥ-ΜΗ ΕΜΠΟΡΙΚΗ ΧΡΗΣΗ-ΟΧΙ

ΠΑΡΑΓΩΓΑ ΕΡΓΑ 3.0 ΜΗ ΕΙΣΑΓΩΜΕΝΟ


Η κινητική αρχιτεκτονική είναι ένας κλάδος που ενώ πάντα

βρισκόταν στο επίκεντρο της τεχνολογικής πρωτοπορίας δεν

έχει καταφέρει να παράξει σημαντικό έργο και να εδραιωθεί

παρά τα σημαντικά θέματα που θίγει και στοχεύει να λύσει. Η

ανικανότητα αυτή σε συνδυασμό με τον εντοπισμό των

προβλημάτων που αντιμετωπίζουν οι κατασκευές της και τις

καθιστούν μη αποδοτικές και δυσκίνητες έχουν δημιουργήσει

μια απομάκρυνση από τον τομέα αυτό. Εδώ και αρκετά χρόνια

υπάρχει ένα σύνολο ερευνών το οποίο μέσω διαφορετικών

μεταξύ τους παραδειγμάτων έχει φέρει στο προσκήνιο ξανά την

κινητική αρχιτεκτονική προσφέροντας μια πιθανότητα

αναζωογόνησης της. Κοινό των παραδειγμάτων αυτών είναι η

χρήση ελαφριών ευμετάβλητων υλικών που χαρακτηρίζονται

έξυπνα και έχουν το πλεονέκτημα της ενσωμάτωσης της

κίνησης μέσα τους. Όλα αυτά τα ποικίλα και διαφορετικά

αρχιτεκτονικά παραδείγματα που έχουν σχέση με την

ανταπόκριση της σε κλιματικά δεδομένα παρουσιάζονται εδώ

κάτω από έναν ενιαίο τίτλο, την βασική ιδιότητα που έχουν

κοινή, την κίνηση χωρίς μηχανικά μέρη.

‘Η ουσία της τεχνολογίας δεν σημαίνει απαραίτητα κάτι

τεχνολογικό.’ Heidegger (1978)


ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ///

ΕΙΣΑΓΩΓΗ/// 8

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΧΩΡΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΕΡΗ/// 10

ΟΡΙΣΜΟΣ __ 10

ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΤΙΤΛΟΥ/// 11

ΚΙΝΗΤΙΚΗ __ 12

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ __ 12

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΗ-ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΕΡΗ __ 14

16

ΚΑΤΑΒΟΛΕΣ ΚΑΙ ΜΕΡΗ/// 17

ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ __ 17

ΚΥΒΕΡΝΗΤΙΚΗ __ 17

LOW-TECH __ 19

NO-TECH __ 23

ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΚΙΝΗΤΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ __ 24

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ/// 27

ΜΕΛΟΣ = ΥΛΙΚΟ 29

/// ELECROACTIVE POLYMERS _ DIELECTRIC ELASTOMERS 29

SHAPE SHIFT 32

PHOTOTROPIA 38

/// ΦΥΣΙΚΑ ΥΛΙΚΑ / ΚΑΠΛΑΜΑΣ_ΞΥΛΟ 43

BIOMIMETIC RESPONSIVE SURFACE STRUCTURES: 46

RESPONSIVE SURFACE STRUCTURE I 46

RESPONSIVE SURFACE STRUCTURE I Ι 50

HYGROSCOPE: METEOROSENSITIVE MORPHOLOGY 53

/// THERMOBIMETAL_BIMETALLIC STRIP 58


BLOOM 60

TBM BLOCKS / TBM DOUBLE GLAZED PANELS 63

ΜΕΛΟΣ + ΥΛΙΚΟ 65

/// SHAPE MEMORY ALLOYS_SMA WIRE – FOILS 66

LIVING GLASS 69

SMART SCREEN III (+I II) 75

PROGRAMMABLE MATTER BY FOLDING 81

ΖΗΤΗΜΑΤΑ- ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ/// 89

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ __ 89

ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ __ 90

ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ (COMPLEXITY) __ 91

ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΑ ΥΛΙΚΑ __ 92

ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ __ 93

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΣΜΟΣ __ 94

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ///ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ/// 98

ΥΛΙΚΑ/// 98

ΕΞΥΠΝΑ ΥΛΙΚΑ/// 98

ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ/// 102

ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΤΕΣ/// 105

ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΚΑΤΑ M. ADDINGTON/// 107

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ/// 109

ΕΡΓΑΣΙΕΣ (PAPERS) 110

ΠΕΡΙΟΔΙΚΑ - ΑΡΘΡΑ 112

ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ /17-10-2012 113

ΠΗΓΕΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΩΝ 115

ΠΗΓΕΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΩΝ TIMELINE 117

ΠΗΓΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ 118


ΕΙΣΑΓΩΓΗ///

Η κινητική αρχιτεκτονική πάντα, στο επίκεντρο της τεχνολογικής πρωτοπορίας, έκανε

χρήση των νέων υλικών και τεχνολογικών εξελίξεων που προέκυπταν από την έρευνα άλλων

τομέων της επιστήμης1. Στρεφόμενη στα σύγχρονα ζητούμενα της εξοικονόμησης ενέργειας,

της εξάλειψης του ενεργειακού αποτυπώματος των κτιρίων και της βιωσιμότητας των

αστικών περιβαλλόντων απέτυχε μέχρι στιγμής να κάνει τον εαυτό της απάντηση στα

σύγχρονα αρχιτεκτονικά ζητούμενα παρόλο που μετρά πολλά και ικανά παραδείγματα. Η

οικειοποίηση της τεχνολογίας των έξυπνων υλικών που έχουν ενσωματωμένη την ιδιότητα

της κίνησης, από την αρχιτεκτονική, έχει καταφέρει να παράξει αποτελέσματα που καλύπτουν

τις μέχρι τώρα ελλείψεις και αστοχίες της. Όντας ακόμη σε πειραματικό στάδιο οι κατασκευές

αυτές αφήνουν ανοικτό το ενδεχόμενο ύπαρξης μιας πραγματικά οικολογικής αντιδρώσας

κινητικής αρχιτεκτονικής που θα είναι εύκολα πραγματοποιήσιμη και συμφέρουσα

ξεπερνώντας το κύριο μειονέκτημα της προηγούμενης, την εξάρτηση της από μηχανικά μέρη

και μηχανολογικά συστήματα.

Το σύνολο αυτής της εργασίας έχει προκύψει από μια σύνδεση, μια συγκέντρωση

μεμονωμένων μελετών που εντοπιστήκαν στο διαδίκτυο και έχουν πραγματοποιηθεί στα

πλαίσια μαθημάτων σχολών αρχιτεκτονικής αλλά και προσωπικών πειραματισμών ερευνητών

κινητικών και ανταποκριτικών περιβαλλόντων κάτω από το γενικό όνομα της αντιδρώσας

αρχιτεκτονικής (responsive architecture) και θεωρήθηκε πως αποτυπώνουν αυτή τη συνεχώς

εξελισσόμενη τάση που υπάρχει. Το σώμα αυτό παρουσιάζεται με έναν ενιαίο τίτλο με

πρωταγωνιστικό κοινό χαρακτηριστικό την κίνηση χωρίς μηχανικά και μηχανολογικά μέρη. Η

εργασία παρουσιάζει τι είναι η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη, την σχέση της με

την κλασσική κινητική αρχιτεκτονική, ποια είναι τα μηχανικά μέρη από τα οποία

απαλλάσσεται και ποιά τα μη μηχανικά που αποκτά. Παραθέτει μια σειρά παραδειγμάτων

άλλων αναλυτικά, άλλων ονομαστικά, που περιγράφουν την συνεχώς μεταβαλλόμενη πορεία

της.

1 Michael Fox, Catching up with the past: A small contribution to a long history of interactive environments, Digitally-driven Architecture, Footprint no.6, Delft School of Design Journal, Spring 2010, σελ. 5


Στο πρώτο μέρος του κειμένου παραθέτονται τα προκαταρκτικά στοιχεία της μη

μηχανικής κινητικής αρχιτεκτονικής, όπως ορισμοί και περιγραφή, και γίνεται μια ανάλυση

του τίτλου. Απόρροια της διαδικασίας αυτής είναι να προκύψουν εξηγήσεις για τις λέξεις :

κινητική – αρχιτεκτονική – μηχανικά/μη μηχανικά μέρη – μηχανή. Ακολουθούν κάποια

στοιχεία που αφορούν την κλασική κινητική αρχιτεκτονική και μια παράθεση των ειδών στα

οποία αυτή κατατάσσεται σύμφωνα με διάφορους ερευνητές. Η σχέση της με την

κυβερνητική παρουσιάζεται συνοπτικά καθώς κρίνεται πως παίζει καθοριστικό ρόλο στην

κατασκευή των διαδικασιών που ακολουθεί και στο τρόπο λειτουργίας της (input-output).

Τέλος, παρουσιάζονται τα δυο είδη της, Low tech και No tech και στη συνέχεια αναλύεται η

διαδικασία που ακολουθεί το κάθε είδος.

Στο δεύτερο μέρος παρατίθενται αντιπροσωπευτικά παραδείγματα ανά υλικό και

μέθοδο προσέγγισης της κινητικότητας της επίλυσης, οι τεχνικές πληροφορίες για το καθένα

από αυτά καθώς και περιγραφή του κάθε υλικού. Τα παραπάνω χωρίζονται σε κατηγορίες

που προκύπτουν από τη φύση και τις ιδιότητες των υλικών που εφαρμόζονται στο κάθε ένα.

Με την ανάλυση των παραδειγμάτων εντοπίζονται και εγείρονται ζητήματα σε σχέση με τη

μεθοδολογία, αποτελεσματικότητα και βιωσιμότητα τους καθώς και την σύγχρονη ψηφιακή

αρχιτεκτονική στο σύνολο της.

Στο τρίτο μέρος αναπτύσσονται τα ζητήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω σε

συνδυασμό με την γενική κοινωνικοοικονομική συνθήκη και τις πρωτοπορίες στην

αρχιτεκτονική. Κλείνοντας, παραθέτονται κάποια συμπεράσματα που προκύπτουν συνολικά

από αυτή τη μελέτη και κάποια θέματα περαιτέρω έρευνας που αυτή δημιουργεί.

Στο παράρτημα που ακολουθεί αναλύονται τα υλικά που αφορούν το σύνολο της αντιδρώσας αρχιτεκτονικής καθώς και μια επιπλέον κατηγοριοποίηση της κινητικής αρχιτεκτονικής κατά την Μ. Addington.


ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΧΩΡΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΑ

ΜΕΡΗ///

ΟΡΙΣΜΟΣ __Η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη αναφέρεται στην

αρχιτεκτονική που έχει την ιδιότητα της μεταβολής στο χρόνο μέσω της χρήσης έξυπνων

υλικών που έχουν την ιδιότητα της κίνησης, η οποία είναι ενσωματωμένη στη δομή τους. Η

αρχιτεκτονική αυτή έχει την ιδιότητα να ανταποκρίνεται (responsive architecture) σε αυτό για

το οποίο έχει προγραμματιστεί, είτε αυτό είναι κλιματικά δεδομένα, είτε ανθρώπινη

παρουσία. Εντάσσεται στο γενικότερο πλαίσιο της κινητικής αρχιτεκτονικής που

ανταποκρίνεται παρόλα αυτά διαφοροποιείται σημαντικά από αυτήν εξαιτίας των μέσων που

χρησιμοποίει και των αποτελεσμάτων που παρουσιάζει.

Με δεδομένη τη μη χρήση μηχανικών μερών για την κίνηση της, η αρχιτεκτονική αυτή

μπορεί να λειτουργεί με δυο τρόπους. Εντελώς αυτόνομα εξαρτημένη μόνο από τις ιδιότητες

του υλικού ή με χρήση ηλεκτρονικών συστημάτων, που απαρτίζονται από αισθητήρες,

τροφοδοτικά ηλεκτρικού ρεύματος κλπ. Ο διαχωρισμός αυτός την μοιράζει σε δυο ειδών

διεργασίες αντίστοιχα, την No-mech και την Low-tech κινητική αρχιτεκτονική. Για κάθε μια

από αυτές έχει αναπτυχθεί ένα μεγάλο θεωρητικό πλαίσιο που αρχικά τις αποσυνδέει από

παλαιότερους ορισμούς και στη συνέχεια τις επανασυνδέει με τις σύγχρονες ψηφιακές

τεχνολογίες και την δημοκρατικοποίηση των πληροφοριών και της γνώσης που αυτές

παράγουν. Όπως θα δούμε παρακάτω η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη

βρίσκεται στο προσκήνιο των θεμάτων και της έρευνας που αφορούν στην ψηφιακή

αρχιτεκτονική και είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με αυτές τις πρακτικές αφού χωρίς αυτές δε θα

μπορούσε να σχεδιαστεί αποτελεσματικά.


Εικ.1: Leonardo Da Vinci, κινητικές

κατασκευές

Εικ.2: Jean Nouvel, Institut du

Monde Arabe

Εικ.3: Santiago Calatrava,

Milwaukee Art Museum

Εικ.4: Richard Foster, Round House

Εικ.5: Studio Gang Architects,

Starlight Theatre

Εικ.6: Studio Gang Architects,

Starlight Theatre, εσωτερικό

Εικ.7: Kiefer Technic, Dynamic

Facade

Εικ.8: Santiago Calatrava, Valencia Planetarium

ΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ


ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΤΙΤΛΟΥ///

ΚΙΝΗΤΙΚΗ __Ο χαρακτηρισμός κινητική περιγράφει την αρχιτεκτονική που αποτελείται

ή περιέχει τμήματα που μεταβάλλονται με τη πάροδο του χρόνου. Αυτά μπορεί να

διαδραματίζουν από μικρό μέχρι μεγάλο ρόλο στη λειτουργία και την κατασκευή του κτιρίου

επηρεάζοντας από μια όψη έως ολόκληρη τη στατική του δομή καθώς και να αντιδρούν ή

αλληλεπιδρούν (responsive, interactive) αντίστοιχα με το περιβάλλον ή τον άνθρωπο.

Σύμφωνα με τους Clark και Zuk είναι η μορφή που θα μπορούσε να μετατοπίζεται,

παραμορφώνεται και επεκτείνεται συνεχώς2. Ξεκινώντας από την απαίτηση της σύγχρονης

πραγματικότητας να καλύπτονται από τα κτίρια οι συνεχώς μεταβαλλόμενες ανάγκες τους,

τίθεται ένα νέο πλαίσιο για το τι είναι αρχιτεκτονική και ποια η σχέση της με τον εξωτερικό

κόσμο. Η μεταβλητότητα και η ευελιξία που προτείνεται έρχεται σε σύγκρουση με την

καθιερωμένη αντίληψη για το δομημένο περιβάλλον. Η αρχιτεκτονική θεωρούνταν πάντα

στερεή και σταθερή3. Ο σχεδιασμός της αντανακλά την εποχή στην οποία πραγματοποιήθηκε.

Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τα περισσότερα κτίρια να έχουν κατασκευαστεί σαν μνημεία της

εποχής κατασκευής τους4. Αυτή η αντίληψη αναστρέφεται με δυναμικό τρόπο με την

ανάπτυξη της κινητικής αρχιτεκτονικής και ακόμη περισσότερο με αυτής χωρίς μηχανικά μέρη

που τείνει να καλύψει τις ελλείψεις της πρώτης.

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ __Είναι η επιστήμη της κατασκευής και του σχεδιασμού.

Περιλαμβάνει οτιδήποτε αφορά τη σχέση του ανθρώπου με το δομημένο περιβάλλον στο

οποίο λειτουργεί. Ανά κάποιες δεκαετίες ο ορισμός και τα ιδανικά της επαναπροσδιορίζονται

ανάλογα με τα κοινωνικοοικονομικά και πολιτικά συμφέροντα που κινούνται παράλληλα.

Ποτέ δεν υπήρξε πραγματικά αποστασιοποιημένη από το άρχων κοινωνικοπολιτικό σύστημα

και συχνά οι αισθητικές μορφολογικές και υλικές αναζητήσεις της έγιναν με γνώμονα αυτό το

ρεύμα. Η υλικότητα της είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την κοινωνική σταθερότητα και

προβολή που αναζητά και συχνά έχει γίνει όπλο για να κερδηθούν μάχες κοινωνικού

περιεχομένου5. Φτάνοντας στη σύγχρονη αρχιτεκτονική που οδηγείται από τη χρήση του

υπολογιστή και των αλγοριθμικών προβλημάτων η πολυπλοκότητα στον σχεδιασμό αυξάνεται

2 Roger H. Zuk, William Clark, Kinetic Architecture, Van Nostrand Reinhold Co., 1970 3 Jonathan Hill, Immaterial Architecture, Routledge, 1 edition, April 30, 2006, σελ. 2 4 Roger H. Zuk, William Clark, Kinetic Architecture, Van Nostrand Reinhold Co., 1970, σελ. 4 5 Katie Lloyd Thomas, Material Matters: Architecture and Material Practice, Routledge, 1 edition, May 15, 2007, σελ. 189

http://www.amazon.com/Jonathan-Hill/e/B001HMPQLS/ref=ntt_athr_dp_pel_1


Εικ.9: Chuch Hoberman, Iris dome

Εικ.10: Everingham House, Australia

Εικ.11: Robert Fisher, Dubai

Dynamic Tower

Εικ.12: Decoi, Aegis Hyposurface

Εικ.13: Robert Fisher, Dubai Dynamic Tower, φάσεις

Εικ.14: Archigram, A Walking city, 1964

Εικ.15: Michael Fox, Kinetic skylight


αναγκάζοντας τον σχεδιαστή να λειτουργήσει με δυο τρόπους ταυτόχρονα6. Ενώ αρχικά η

δουλειά του περιστρέφεται κυρίως γύρω από μια διαισθητική διαδικασία και πολύ μικρότερη

λογική τώρα καλείται να λειτουργήσει και διαισθητικά, μέσω της συνθετικής παραγωγής και

λογικά, μέσω της υπολογιστικής διαδικασίας του σχεδιασμού που είναι απαραίτητη για την

διαχείριση της πολυπλοκότητας. Δεδομένης αυτής της νέας μεθοδολογίας παραγωγής

αρχιτεκτονικής κάποιοι δημιουργοί-ερευνητές επιθυμούν την ελαχιστοποίηση των

πληροφοριών που απαιτούνται για την παραγωγή μιας κατασκευής. Η μη μηχανική κινητική

αρχιτεκτονική απλουστεύει την συνθετική διαδικασία αφού πολύπλοκα μηχανικά μέρη και

συνδέσεις δεν είναι απαραίτητα και έτσι αντισταθμίζεται η πολυπλοκότητα που συχνά ο

ψηφιακός σχεδιασμός γεννά η οποία εξαρτάται πλέον και από τα χαρακτηριστικά του υλικού.

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΗ-ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΕΡΗ __Η διαφορά των δυο κινητικών

αρχιτεκτονικών που προαναφέρθηκαν όπως έχει δηλωθεί είναι τα ίδια υλικά που τις

αποτελούν και οι τρόποι με τους οποίους προκύπτει και πραγματοποιείται η κίνηση.

Μηχανικά τυπικά λέγονται τα μέρη που λαμβάνοντας ενέργεια παράγουν δύναμη και είναι σε

θέση να κινήσουν τα συστατικά μέρη τους ώστε να προωθήσουν την κίνηση αυτή στη μηχανή-

σύστημα στο οποίο ενσωματώνονται (Εικ.18). Η κινητική αρχιτεκτονική μέχρι στιγμής κάνει

χρήση αυτών των συστημάτων στα οποία οφείλονται κάποια από τα μεγαλύτερα

μειονεκτήματα της. Αρχικά το θέμα του κόστους αποτρέπει από την εφαρμογή τέτοιων

συστημάτων, ο θόρυβος που παράγουν, η συντήρηση που απαιτούν και το κυριότερο η

ποσότητα της ενέργειας που καταναλώνουν είναι μερικά από τα προβλήματα που

παρουσιάζονται. Η κινητική αρχιτεκτονική όψεων για παράδειγμα στόχευε στην αντιμετώπιση

των μεγάλων καταναλώσεων ενέργειας των κτιρίων που οφειλόταν στο κεντρικό σύστημα

θέρμανσης και εξαερισμού τους (HVAC). Τελικά όμως ενώ έχει σχεδιαστεί με το σκεπτικό της

οικονομίας δεν πετυχαίνει τους στόχους της. Τυπικό παράδειγμα είναι το κτίριο του

Ινστιτούτου του Αραβικού Κόσμου του Jean Nouvel (Εικ.2) όπου τα έξοδα συντήρησης της

πρωτοποριακής όψης δεν αντισταθμίζουν το ενεργειακό κέδρος της σκίασης που προσφέρει

με αποτέλεσμα να μην συντηρείται και να μη λειτουργεί. Πέρα από αυτά η σύνθετη

λειτουργία και ανάγκη γνώσης της χρήσης των μηχανικών συστημάτων κάνει δύσκολο για

έναν μη ειδικό τον πειραματισμό με αυτά και από πλευράς κόστους και από πλευράς

τεχνογνωσίας.

Τα μη μηχανικά μέρη που προτείνονται εδώ έχουν να κάνουν με μια κατηγορία έξυπνων

υλικών που παρουσιάζουν κινητικές ιδιότητες ενσωματωμένες στη δομή τους. Η λειτουργία-

6 Kostas Terzidis, Algorithmic Architecture, Architectural Press, 1 edition, July 5, 2006, σελ.51


Εικ.19: Theo Jansen, Ancora, μηχανές που μετατρέπουν τον αέρα σε

κινητική ενέργεια

Εικ.17: ρομπότ Sticky Bot,

πανεπιστήμιο του Stanford

Εικ.21: κίνηση με μη μηχανικούς

τρόπους μέσω ιδιοτήτων του

ξύλου, responsive surface structure

2, Steffen Reichert

Εικ.23: μηχανισμός με σύρμα NiTi

Εικ.20: Theo Jansen, Animaris

Percipiere

Εικ.16: Jaquel Droz, η μηχανή που

γράφει το χρόνο

Εικ.18: μηχανικά μέρη, servo

motors

Εικ.22: κίνηση με μη μηχανικούς

τρόπους μέσω ηλεκτροενεργών

πολυμερών, Shape shift


κίνηση που συντελείται στα μηχανικά μέρη εδώ γίνεται σε μοριακό επίπεδο κυρίως με τις

ιδιότητες που αυτά παρουσιάζουν όταν θερμανθούν. Τέτοια υλικά αναφορικά είναι τα

κράματα μνήμης σχήματος ή αλλιώς Shape Memory alloys (SMA) και ποιο συγκεκριμένα το

σύρμα Niti (Εικ.23), τα ηλεκτροενεργά πολυμερή (Εικ.22) ή αλλιώς Electroactive polymers

(EAP), φυσικά υλικά όπως το ξύλο (Εικ.21) ή το χαρτί και τέλος σύνθετα μέταλλα όπως το

θερμο-διμεταλλικό έλασμα ή Thermobimetal. Αυτά θα παρουσιαστούν αναλυτικότερα στο

τμήμα των παραδειγμάτων. Η αρχιτεκτονική έτσι ανεξαρτητοποιείται από τους μεσάζοντες τις

κίνησης έχοντας σε ένα μέλος τη μηχανή και τον ενεργοποιητή. Το σύστημα απλοποιείται

αισθητά αφού παρακάμπτεται ένα ολόκληρο στάδιο στην διαδικασία σχεδιασμού και

παραγωγής. Ενώ πριν χρειαζόταν η ενέργεια δηλαδή τα ηλεκτρονικά μέρη, μετά τα μηχανικά

και τέλος ο ενεργοποιητής, τώρα αρκούν τα ηλεκτρονικά μέρη και ο ενεργοποιητής και σε

μερικές περιπτώσεις μόνο ο ενεργοποιητής. Όπως αναφέρει ο Michael Fox η σμίκρυνση της

κλίμακας της γένεσης της κίνησης αναγκάζει σε μια επανερμηνεία του μηχανικού προτύπου.

Τα βιολογικά συστήματα φαίνεται να υπερτερούν των μηχανικών, τα οποία, χωρίς να

αμφισβητείται η αισθητική ειλικρίνεια που προσφέρουν, μοιάζουν να έχουν φτάσει στην

αρχή του τέλους τους.

Η συμβατική σημασία της λέξης ‘μηχανή’ ορίζει ένα εργαλείο, που

αποτελείται από ένα σύνολο μηχανικών μερών, το οποίο χρησιμοποιείται για την παραγωγή

έργου, τη μετατροπή δηλαδή οποιασδήποτε μορφής ενέργειας σε παραγωγή τέτοιου. Άλλος

ορισμός την διατυπώνει ως ενεργειακό σύστημα που ‘απορροφά μηχανική ενέργεια, δηλαδή

κινείται από έναν κινητήρα και εκτελεί ένα έργο επιδρώντας πάνω στην ύλη, με τρόπο τέτοιο

ώστε να αλλάξει η μορφή ή η θέση ή η ενέργεια’7. Τρίτος ορισμός επεξηγεί πως μετατρέπει

μια μορφή ενέργειας, για παράδειγμα την ηλιακή, σε μια άλλη πιο αποδοτική για ένα έργο,

όπως κινητική. Αντίστοιχα με αυτούς τους ορισμούς μηχανή θεωρείται και ένας έμβιος

οργανισμός παρόλο που δεν αποτελείται από μηχανικά μέρη. Από το 1751 που ο Robert

Whytt περιέγραψε την λειτουργία της κόρης του ματιού, οι βιολόγοι θεωρούν τους έμβιους

οργανισμούς μηχανές που λειτουργούν με τους δικούς τους άγνωστους κανόνες. Η έννοια της

μηχανής αποτελεί ένα ασαφές πεδίο για την κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέσα.

Παρόλο που δεν αποτελείται από τα συνηθισμένα μηχανολογικά μέρη εξακολουθεί να είναι

μια μηχανή, ένα σύστημα που έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με μια ‘μηχανική’ μηχανή.

7 http://el.wikipedia.org/wiki/Μηχανή, Wikipedia, Electroactive polymers, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9A%CE%B9%CE%BD%CE%B7%CF%84%CE%AE%CF%81%CE%B1%CF%82

http://el.wikipedia.org/w/index.php?title=%CE%88%CF%81%CE%B3%CE%BF&action=edit&redlink=1

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%8E%CE%BB%CE%B7

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%95%CE%BD%CE%AD%CF%81%CE%B3%CE%B5%CE%B9%CE%B1

http://el.wikipedia.org/wiki/Μηχανή


ΚΑΤΑΒΟΛΕΣ ΚΑΙ ΜΕΡΗ///

ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ __Οι σύγχρονες εξελίξεις στον τομέα της κινητικής

αρχιτεκτονικής σηματοδοτούν μια στροφή από ένα μηχανικό μοντέλο σε ένα βιολογικό

πρότυπο που οδηγεί σε μια εξέλιξη των υλικών, της βιομιμιτικής και των συστημάτων των

οποίων οι ιδιότητες λειτουργούν σε πολύ μικρή κλίμακα. Η επικράτηση του οργανικού αυτού

προτύπου αλλάζει το εννοιολογικό μοντέλο που εφαρμόζουμε για να κατανοήσουμε το

περιβάλλον και κατά συνέπεια τον σχεδιασμό. Η αρχιτεκτονική που ανταποκρίνεται στα

κλιματικά δεδομένα έχει στηριχτεί σε αυτή την εξέλιξη. Κατανοώντας το βιολογικό αυτό

πρότυπο, χωρίς να προσπαθεί να το μιμηθεί αδιάκριτα, λειτουργεί πιο πολύ σαν αυτό και όχι

τόσο βάση του μηχανικού, όπως έκανε μέχρι τώρα. Εκμεταλλεύεται την εξέλιξη των υλικών

κάτι που της δίνει την δυνατότητα να λειτουργήσει σε πολύ μικρή κλίμακα αφού η κίνηση

όπως έχει αναφερθεί είναι ενσωματωμένη στη δομή. Λόγω αυτής της βελτιστοποίησης στην

κατασκευή, η κίνηση που δημιουργείται είναι πιο ομαλή και οργανική και μπορεί να

συγκριθεί με αυτή των βιολογικών μορφών.

ΚΥΒΕΡΝΗΤΙΚΗ __Η κυβερνητική χρονολογείται από το 1942 όταν ορίστηκε από τον

Norbert Wiener (Εικ.28) που την περιγράφει ως την επιστήμη του ελέγχου και της

επικοινωνίας του ζώου και της μηχανής. Αναφέρεται στον έλεγχο και την καθολικότητα της

ροής πληροφοριών είτε αυτή προέρχεται από οργανικά είτε από ανόργανα συστήματα. Είναι

σημαντική για την μελέτη των μηχανικών, φυσικών, βιολογικών, γνωστικών και κοινωνικών

συστημάτων. Την σύνδεση της με την διαδραστική αρχιτεκτονική μελέτησε πρώτος ο Gordon

Pask με τη δημιουργία διαφόρων θεωριών πάνω στο αντικείμενο με ποιο σημαντική την

‘Conversation Theory’ (Εικ.29) η οποία επέτρεπε στον χρήστη για πρώτη φορά να έχει

καθοριστικό ρόλο στο περιβάλλον του. Λόγω της μικρής εμπορικότητας του θέματος εκείνη

την εποχή αρχικά δεν αναπτύχτηκε αρκετά8, μέχρι κάποια χρόνια αργότερα που ήρθε στο

προσκήνιο και χρησιμοποιήθηκε από την αρχιτεκτονική. Ένας από τους πιο σημαντικούς

αρχιτέκτονες που εμβάθυνε στην κυβερνητική είναι ο Cedric Price με το Fun Palace (Εικ.31) το

1961 που έδινε το έναυσμα για μια μεταβλητή αρχιτεκτονική. Η κυβερνητική έχει προσφέρει

πολύ στην αρχιτεκτονική που ανταποκρίνεται σε κλιματικά δεδομένα παρέχοντας της το

μοντέλο πρόσληψης (Εικ.32), επεξεργασίας και απόδοσης δεδομένων (είσοδος, επεξεργασία,

έξοδος / input, processing, output), δηλαδή μια καθαρή γραμμική ροή πληροφοριών που η

8 Usman Haque, Architecture, Interaction, Systems, AU: Arquitetura & Urbanismo, AU 149 August 2006, σελ. 3


Εικ.27: Hylozoic Soil, Philip Beesley

Εικ.29: Gordon Pask, Conversation

Theory

Εικ.28: Norbert Wiener

Εικ.24: βιολογικά πρότυπα, Christian Joakim Antlia, machine pneumatique i

Εικ.26: Polymorphism, Achim Menges, μορφολογία εμπνευσμένη από την κερήθρα

Εικ.30: Cybernetics concept map, Peter Solderitsch

Εικ.25: η φύση σαν έμπνευση


σωστή διαχείριση τους την κάνουν αποτελεσματική σε σχέση με τους στόχους της. Η ροή

αυτή έχει άμεση σχέση με το σχεδιασμό του συστήματος και το πώς αυτό αντιδρά σε σχέση

με τα ερεθίσματα που λαμβάνει. Οι αισθητήρες του λαμβάνουν τις πληροφορίες από το

περιβάλλον και τις τροφοδοτούν στον ενεργοποιητή μέσω μιας διαδικασία ανάλυσης και

επεξεργασίας που προσδιορίζει το τελικό αποτέλεσμα. Στην μη μηχανική κινητική

αρχιτεκτονική λόγω των υλικών που χρησιμοποιεί, ενώ η σειρά της διεργασίας παραμένει η

ίδια με την παραπάνω, δεν είναι απαραίτητο τα στάδια της να παράγονται από διαφορετικές

οντότητες όπως θα εξηγηθεί παρακάτω.

LOW-TECH __ Τυπικά είναι μια περιγραφή για διαδικασίες σχεδιασμού και

κατασκευής που χρησιμοποιούν μέσα που προηγούνται της βιομηχανικής επανάστασης

(Εικ.34-35). Ένας δεύτερος ορισμός του αφορά κατασκευές που έχουν μικρό κόστος και δεν

απαιτούν για την πραγματοποίηση τους μεγάλη εξειδίκευση ή καταμερισμό εργασίας. Η

έννοια Low-tech έρχεται να περιγράψει πολλές διεργασίες και τεχνολογίες που θεωρούνται

αιχμής από την άποψη ότι είναι σε πειραματικό στάδιο ή λίγο διαδεδομένες χωρίς αυτό να τις

κάνει απρόσιτες ή κρυμμένες σε ένα εργαστήριο. Ο ορισμός του Low-Tech, έτσι όπως

χρησιμοποιείται στα παραδείγματα που αναλύονται παρακάτω, δεν αναφέρεται τόσο στο

είδος της παραγόμενης αρχιτεκτονικής που περιγράφει ο πρώτος ορισμός, αλλά περισσότερο

στις διεργασίες και τα μέσα που περιγράφει ο δεύτερος, τη λογική που διέπει το καθένα, το

πώς οργανώνει τη λειτουργία-κίνησή του καθώς και στο ποσό της ενέργειας που

καταναλώνει. Έτσι το Low-tech τελικά αντιπροσωπεύει μια κατασκευή που καταναλώνει

ελάχιστη ενέργεια (minimum energy structure), έχει τις δυνατόν λιγότερες συνδέσεις μεταξύ

των μερών του, δεν απαιτεί πολύπλοκα μέρη για τη λειτουργία του και ενίοτε από μια

κατασκευαστική απλότητα προσιτή σε μη ειδικούς. Στην μη κινητική αρχιτεκτονική, και σε

αντίθεση με τον ορισμό της κυβερνητικής, δεν έχει τρία διακριτά τμήματα στη διάθρωση του

συστήματος του. Κάνει χρήση αισθητήρων για την πρόσληψη πληροφοριών από το

περιβάλλον, τις οποίες μέσω ηλεκτρονικών συστημάτων τις μετατρέπει σε ηλεκτρικό

ερέθισμα που παρέχεται στο υλικό για την κίνηση του. Το πώς θα κινηθεί το υλικό αυτό είναι

ενσωματωμένο στη δομή του και προγραμματισμένο από πριν, έτσι δεν υπάρχει ανάγκη του

σταδίου της επεξεργασίας στο σύστημα ούτε διαχωρίζεται ο τρόπος κίνησης με το υλικό όπως

συμβαίνει στα κλασικά παραδείγματα κινητικής αρχιτεκτονικής. Μπορεί να υπάρχουν δυο

τύποι ελέγχου του συνόλου της κατασκευής. Ο άμεσος (Εικ.40) και ο έμμεσος (Εικ.41) (direct,

in-direct control). Στον άμεσο κάθε στοιχείο έχει το δικό του σένσορα και άρα η κίνηση του

διαφοροποιείται από αυτή των άλλων στοιχείων ανάλογα με τις ανάγκες του και τα δεδομένα

που λαμβάνει. Στον έμμεσο ένας κεντρικός επεξεργαστής παίρνει δεδομένα από ένα σένσορα


Εικ.36: minimum energy structures, materializing a responsive interior, Aurelie Mosse, Guggi Kofod

Εικ.37: Usman Haque, Adam

Somlai-Fischer, low-tech sensors

and actuators for artists and

architects

Εικ.34: low-tech αρχιτεκτονική

Εικ.31: Cedric Price, Fun Palace Εικ.33: αισθητήρες λαμβάνουν τα

ερεθίσματα

Εικ.38: high-low tech MIT group

Εικ.32: ακολουθία διαχείρισης

ροής πληροφοριών

Εικ.35: low-tech αρχιτεκτονική

Εικ.39: high-low tech MIT group


και τροφοδοτεί δεδομένα σε όλα τα στοιχεία ανεξαιρέτως και άρα όλα έχουν την ίδια

πρόσληψη ενέργειας.

Παρόλο που μπορεί αρχικά να φαίνεται πως ο παλιός και ο καινούργιος ορισμός του

Low-Tech δεν παρουσιάζουν κανένα κοινό σημείο, τα επιχειρήματα που προτάσσει ο παλιός

θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν υπέρ του νέου. Σύμφωνα με τον Bramwell (1989) η αντι-

βιομηχανική πολεμική αυτή παρουσιάζει τα εξής θέματα. Το ζήτημα της ενέργειας, της

ηθικής, της υγείας, της ψυχολογίας, της εργασίας, της οικονομίας, της αισθητής. Αυτά

αποτελούν το ιδεολογικό σκελετό του κλασικής σημασίας του Low-Tech9. Στο πρώτο αναφέρει

πως η τεχνολογία κάνει χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, στο δεύτερο πως

καταστρέφει το φυσικό περιβάλλον, στο τρίτο πως αυτή έχει επιζήμιες παρενέργειες που δεν

μπορούν να προβλεφτούν, στο τέταρτο πως προβάλει την ατομικότητα του καθενός, στο

πέμπτο πως δημιουργεί εργασιακή εκμετάλλευση, στο έκτο πως τα κόστη της είναι υψηλά και

τέλος στο έβδομο πως τα προϊόντα της δεν είναι τόσο αισθητικά ελκυστικά όσο τα

χειροποίητα. Με μια γρήγορη ανασκόπηση όσων έχουν παρουσιαστεί μέχρι στιγμής και μετά

την παρουσίαση των παραδειγμάτων θα αποδειχτεί πως η μη μηχανική αρχιτεκτονική παρόλο

που θεωρείται τεχνολογία αιχμής μπορεί να αντικρούσει όλα αυτά τα επιχειρήματα κάτι που

την καθιστά πραγματικά χαμηλής τεχνολογίας ακόμη και σύμφωνα με τον παλιό ορισμό.

Αξίζει να αναφερθεί πως τα τελευταία χρόνια στην σύγχρονη αρχιτεκτονική έχει

αναπτυχτεί ένα κίνημα που λειτουργεί με τους όρους του Low-tech και αναφέρεται στην

παραγωγή κινητικών κατασκευών από ανακυκλωμένα μηχανικά και ηλεκτρονικά μέρη συχνά

παιχνιδιών ή πεταμένων αντικειμένων που προσφέρουν ανακυκλωμένους χαμηλής

τεχνολογίας σένσορες και ενεργοποιητές10 (Εικ.43-46). To Low-Tech παρέχει μια πλατφόρμα

για αρχιτέκτονες και σχεδιαστές που επιδιώκουν να πειραματιστούν με διαδραστικά και

ανταποκρινόμενα συστήματα αρχιτεκτονικής, ένα πεδίο ενασχόλησης μέχρι πρόσφατα

δύσκολο λόγω της μεγάλης πολυπλοκότητας και του κόστους των συστημάτων που αυτή

χρησιμοποιούσε. Η έρευνα και η δημιουργία ενός πρωτοτύπου ήταν κάτι που λίγοι

μπορούσαν να καταφέρουν συχνά μόνο με την εύρεση κάποιου σπόνσορα. Το πρόβλημα

αυτό βρίσκει τώρα λύση αρχικά με την δημοκρατικοποίηση των ψηφιακών τεχνολογιών που

έχουν κάνει προσιτές τις γνώσεις και τις τεχνικές, κατά δεύτερον με την χρήση Low-tech και

ανακυκλωμένων υλικών. Όσο περισσότερο ανοίγει αυτός ο κύκλος και γίνεται προσιτός και

9 Marcin M. Kołakowski, The Low-tech Movement in Architecture: its psychological and cultural contexts, summary of PHD thesis, σελ. 1 10 Usman Haque, Adam Somlai-Fischer, Low tech sensors and actuators for artists and architects, Research project sponsored and commissioned by FACT, Foundation for Art and Creative Technology, Liverpool, U.K, July 2005, σελ. 3-5

http://www.fact.co.uk/


Εικ.41: έμμεσο σύστημα έλεγχου,

Michael Fox, 2001

Εικ.43: DIY ηλεκτρονικά

Εικ.48: DIY μηχανή

Εικ.40: άμεσο σύστημα έλεγχου,

Michael Fox, 2001

Εικ.46: ‘ανακυκλωμένα’

ηλεκτρονικά

Εικ.44: DIY ηλεκτρονικά

Εικ.42: έμμεσο σύστημα έλεγχου

που ανταποκρίνεται, Michael Fox,

2001

Εικ.45: κατασκευή από

ανακυκλωμένα ηλεκτρονικά

Εικ.47: do-it-yourself = κάντο

μόνος σου


γνωστός, ακόμη και σε μη ειδικούς, τόσο πιο πιθανή είναι και η ενσωμάτωση της κινητικής

αρχιτεκτονικής στην καθημερινή ζωή. Επίσης το κίνημα αυτό σχετίζεται άμεσα με τα

συστήματα ανοικτού λογισμικού (open source), προγραμματισμού μέσω ανοικτού λογισμικού

όπως το πρόγραμμα Processing, το DIY κίνημα (Do It Yourself) και με τον μικροεπεξεργαστή

Arduino(Εικ.49), ένα εργαλείο διαχείρισης του φυσικού κόσμου μέσω υπολογιστή το οποίο

χρησιμεύει στην κινητική αντιδρώσα αρχιτεκτονική ως κεντρικός επεξεργαστής έλεγχου της

κίνησης, των αισθητήρων και του ρεύματος που παρέχεται στην κατασκευή. Ήδη με μια

αναζήτηση στο διαδίκτυο φαίνεται η μεγάλη διάδοση που έχουν αυτοί οι νέοι τρόποι

σχεδιασμού και κατασκευής οι οποίοι περιλαμβάνουν σε μεγάλο κομμάτι τους και τα έξυπνα

υλικά, κυρίως το σύρμα Niti (κράματα μνήμης σχήματος, SMA) που λόγω της εύκολης

προσβασιμότητας και του μικρού κόστους του έχει γίνει μέσο να αναπτυχτούν πολλές

κατασκευές που προωθούν την μη μηχανική κινητική αρχιτεκτονική. Χαρακτηριστικό

παράδειγμα αποτελούν οι David Benjamin και Soo-In Young (Living Architects,) που

παρουσιάζονται παρακάτω στα παραδείγματα, οι οποίοι μέσω των της έρευνας και των

μαθημάτων τους προωθούν τον σχεδιασμό με φτηνούς αισθητήρες, απλούς

μικροεπεξεργαστές και κράματα μνήμης σχήματος (Εικ.51). Τα περισσότερα υλικά που

χρησιμοποιούνται στην κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη είναι σε θέση να

υποστηρίξουν την εύκολη πρόσβαση τουλάχιστον στα πλαίσια του πειραματισμού. Η μη

μηχανική αρχιτεκτονική που παρουσιάζεται εδώ κάνει χρήση της ίδιας τεχνολογίας

αισθητήρων που χαρακτηρίζονται Low-tech.

NO-TECH __ Η No-Tech στρατηγική περιγράφει κατασκευές οι οποίες δεν εξαρτώνται

από την ενέργεια για τη λειτουργία τους, είναι δηλαδή εντελώς αυτόνομες από ηλεκτρονικά

συστήματα και αισθητήρες και μπορούν να χαρακτηριστούν ως συστήματα μηδενικής

ενέργειας (zero energy structure). Η αυτονομία αυτή προκύπτει βάσει των ιδιοτήτων των

υλικών που χρησιμοποιούνται. Ενώ οι συμβατικές κατασκευές, σύμφωνα με το κυβερνητικό

μοντέλο, έχουν τρία διακριτά μέρη στη διάρθρωση τους, αισθητήρα, επεξεργαστή δεδομένων

και ενεργοποιητή (sensor, processing, actuator), εδώ δεν χρειάζεται τίποτα από αυτά αφού τη

θέση και τη λειτουργία των τριών σταδίων την έχει ενσωματωμένη μέσα του το υλικό. Αυτό

σημαίνει πως η κατασκευή λειτουργεί βάση ενός άμεσου συστήματος έλεγχου (direct system

of control) όπου κάθε στοιχείο του συνόλου είναι αυτόνομο και λειτουργεί ατομικά βάση των

δεδομένων που λαμβάνει. Δεν υπάρχει δηλαδή ένα κεντρικό σύστημα που να μεσολαβεί

ρυθμιστικά στη συμπεριφορά των μερών του καθώς όλα τα μεμονωμένα στοιχεία είναι

επιφορτισμένα με το ρυθμιστικό αυτό ρόλο.


Εικ.52: list of common sensors that could be used in building automation, society of robots, 2010

Εικ.49: μικροεπεξεργαστής

Arduino Εικ.51: Living Architects, πείραμα

Εικ.50: σύρμα NiTi και

μικροεπεξεργαστής Arduino


ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΚΙΝΗΤΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ __ Η κινητική αρχιτεκτονική αναφέρεται

σε διάφορα είδη κατασκευών τα οποία έχουν κατηγοριοποιηθεί κατά καιρούς από

διαφορετικούς ερευνητές και με διαφορετικούς τρόπους. Οι Zuk και Clark11 δημιουργούν

οκτώ κατηγορίες κινητικών περιβαλλόντων τα οποία μπορούν να εντάσσονται σε πάνω από

μια κατηγορία ταυτόχρονα. Οι πρώτες τέσσερις περιγράφονται σαν κλειστού συστήματος στις

οποίες οι αποφάσεις που αφορούν σε αλλαγές του συστήματος πρέπει να ληφθούν υπόψη

εξ’ αρχής πριν τον σχεδιασμό του. Κάποιες από αυτές τις κατηγορίες είναι οι κινητικά

ελεγχόμενες στατικές κατασκευές (Kinetically controlled static structures), οι δυναμικές αυτό-

συναρμολογούμενες δομές (Dynamically self-erecting structures), τα κινητικά συστατικά

(Kinetic components) , η αναστρέψιμη αρχιτεκτονική (Reversible architecture) και άλλες.

Σύμφωνα με τον Michael Fox12 υπάρχουν κάποιες τυπολογίες που διαχωρίζουν τα

κινητικά συστήματα ανάλογα με τη θέση και τη λειτουργία τους στην κατασκευή (Εικ.53). Τα

ενσωματωμένα συστήματα (Embedded Kinetic Structures) οποία ανήκουν σε ένα

αρχιτεκτονικό σύνολο και βρίσκονται σε μια σταθερή θέση. Χρησιμοποιούνται για να

ελέγχουν το σύνολο του κτιρίου σε σχέση με τις μεταβαλλόμενες ανάγκες του που

προκαλούνται είτε από τον άνθρωπο είτε από μεταβολή του περιβάλλοντος του. Τα δυναμικά

κινητικά συστήματα (Dynamic kinetic structures) όπως πόρτες, διαχωριστικά και περσίδες,

είναι μέρος πάλι ενός συνόλου αλλά κινούνται αυτόνομα. Τέλος τα αυτό-αναπτυσσόμενα

κινητικά συστήματα (Deployable Kinetic Structures) είναι αυτόνομες εφήμερες κατασκευές με

το πλεονέκτημα της εύκολης μεταφοράς και συναρμολόγησης, όπως περίπτερα και

καταφύγια.

Η κατηγοριοποίηση του Maziar Asefi13 (Εικ.57) περιλαμβάνει δυο τύπους μετασχηματιζόμενων κινητικών κατασκευών. Αυτές που αποτελούνται από μετασχηματιζόμενες εφελκιστικές δομές (Transformable tensile structures) και μετασχηματιζόμενες δομές κάμψης και συμπίεσης (Transformable bending and compression structures) όπως χωρικά πλαίσια.

Άλλοι που έχουν προβεί σε τέτοιες αναλύσεις είναι οι Michael Schumacher και Michelle

Addington, η κατηγοριοποίηση της οποίας παρουσιάζεται στο παράρτημα.

11 Roger H. Zuk, William Clark, Kinetic Architecture, Van Nostrand Reinhold Co., 1970 12 Michael Fox, Yeh P. Bryant, Intelligent Kinetic Systems in Architecture, Kinetic Design Group, MIT 13 Maziar Asefi, Transformable and Kinetic Architectural Structures, Breinigsville: Vdm Verlag Dr. Mueller, 2010


Εικ.55: Thermobimetal, υλικό που

έχει την ιδιότητα της κίνησης

Εικ.53: κατηγοριοποίηση κινητικών κατασκευών κατά M. Fox Εικ.54: κατηγοριοποίηση

κατασκευών ανάλογα με τον τρόπο

κίνησης τους κατά A. Φωτιάδου

Εικ.56: responsive surface

structure, η κίνηση γίνεται χωρίς

χρήση ενέργειας

Εικ.57: κατηγοριοποίηση κινητικών κατασκευών κατά M. Asefi


‘Smart and active materials have obvious advantages compared to standard actuators. Conventional technologies always require a large framework, consisting of many rigid components. Active materials, however, are not mechanically complex and a separation between structure and driving actuator can be avoided. This allows the design and realization of holistic dynamic structures.

Once these materials become more reliable and available, they will eventually alter the way we think about and interact with the environment. The development of lightweight constructions and flexible skins allows for more diverse geometries, reduced transportation costs, and easier and faster construction. This shift towards a biologically inspired design that extends formal and structural adaption to a new understanding of materiality might lead to the "end of mechanics" and the start of a revolutionary transformation.

The research projects presented here aim at the notion of a soft and responsive architecture examined through algorithmic design and fabrication strategies with a specific focus on new (smart) material performance, bio-inspired structures and evolutionary computation.’

RESPONSIVE DESIGN STUDIO

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ///

Οι τρόποι εφαρμογής αυτών των υλικών και τα τελικά προϊόντα που αυτά παράγουν

αναπόφευκτα μπορούν να ομαδοποιηθούν με πολλά κριτήρια. Ενώ πιθανόν μια

κατηγοριοποίηση σε σχέση με την λειτουργία του καθενός, από τη στιγμή που συζητάμε για

αρχιτεκτονική, να ήταν λογική κρίνεται πως η βέλτιστη αφορά όχι τη λειτουργία του όλου

δηλαδή τη χρήση, αλλά τη λειτουργία και τη θέση του κάθε υλικού μέσα στη σύνθεση, τη

σχέση υλικού και αρχιτεκτονικού μέλους. Είναι εμφανές ότι κάποια από αυτά είναι τα ίδια το

αρχιτεκτονικό μέλος ενώ άλλα εμπεριέχονται (embedded) σε αυτό και αποτελούν μόνο το

‘μηχανισμό’ που εκτελεί την κίνηση, όχι αυτό που μορφοποιεί τη λειτουργία. Μέσα σε αυτές

τις δυο μεγάλες κατηγορίες μοιράζονται τα παραδείγματα, όχι σαν μονάδες, αλλά σαν σύνολα

ορισμένα από τα είδη των υλικών.

Επίσης παρατηρήθηκε πως τα παραδείγματα αυτά, ανεξαρτήτως υλικού ή τρόπου

ενσωμάτωσης (μέλους-μη μέλους) μοιράζονται και σε δυο άλλες κατηγορίες. Η πρώτη τα

διαχωρίζει σε αυτά που παράγουν ένα αποτέλεσμα 1:1 είναι δηλαδή πρωτότυπα και σε αυτά

που αποτελούν απλές μακέτες της τελικής πρότασης. Αυτό έχει σημασία διότι ενώ στα πρώτα

η κατασκευή είναι μια αποδεδειγμένα βιώσιμη και λειτουργική λύση, τουλάχιστον τεχνικά,

στα δεύτερα η πραγματική κατασκευή δεν περιλαμβάνει τα υλικά αυτά τα οποία θα

αντικατασταθούν στην μεγάλη κλίμακα με μηχανικά μέρη. Η δεύτερη κατηγορία τα χωρίζει

ανάλογα με την προέλευση του ερεθίσματος που δέχονται. Αυτά που ενεργοποιούνται

απευθείας από το περιβάλλον χωρίς ηλεκτρονικά μέρη (μόνο actuators / θερμοκρασία /

υγρασία / αέρας) ανήκουν στην No-Tech κατηγορία, ενώ αυτά που λαμβάνουν ερεθίσματα

μέσω σενσόρων και ηλεκτρισμού (sensors + actuators /ηλεκτρονικά κυκλώματα / θερμότητα /


ρεύμα) στην Low-Tech. Στην παρούσα εργασία η πλειοψηφία είναι παραδείγματα που

αποτελούν πρωτότυπα και προτείνουν τελικά αποτελέσματα χωρίς μηχανικά μέρη που

μπορούν να είναι είτε No-Tech είτε Low-Tech. Ακόμα όμως και αυτά που παρουσιάζονται που

δεν είναι σε πραγματική κλίμακα προτείνουν τελικά αποτελέσματα με τα ίδια υλικά. Οι

κατηγορίες αυτές δεν χρησιμοποιούνται για κατάταξη παρά μόνο για μια καλύτερη

κατανόηση του εύρους του θέματος. Τέλος παρόμοια παραδείγματα με μια χρονική διαφορά

στην υλοποίηση τους δεν θα παρουσιάζονται εκτενώς παρά μόνο αυτό που είναι πιο

ολοκληρωμένο. Αυτό που χαρακτηρίζει ως επί το πλείστον το σύνολο και ήταν το πρωταρχικό

κριτήριο επιλογής τους είναι η ανταπόκριση τους σε κλιματικά δεδομένα και όχι η διάδραση

με ανθρώπους (είτε αυτό είναι απλά παρουσία είτε κίνηση σε ένα χώρο). Πέρα από αυτά που

παρουσιάζονται εδώ το θέμα αυτό περιλαμβάνει έναν σημαντικό αριθμό άλλων εργασιών

μεγάλων και μικρών που θα παρουσιαστούν αναφορικά στο τέλος σε χρονολογική σειρά ώστε

να παρουσιαστεί το εύρος της εξάπλωσης των υλικών αυτών και οι δυνατότητες που

προσφέρουν. Σε αυτό το ‘timeline’ βρίσκονται δουλειές που λαμβάνουν ερεθίσματα και από

τον άνθρωπο και από το περιβάλλον. Τέλος η πειραματική φύση και εφαρμογή των

παρακάτω παραδειγμάτων αφήνει ανοικτά κάποια ερωτήματα σε σχέση με τη δυνατότητα

ευρείας εφαρμογής τους σήμερα στο αστικό και μη περιβάλλον.


ΜΕΛΟΣ = ΥΛΙΚΟ

/// ELECROACTIVE POLYMERS _ DIELECTRIC ELASTOMERS

Τα ηλεκτροενεργά πολυμερή (EAP) είναι πλαστικά που μπορούν να μεταβάλλουν τη

μορφή και το μέγεθος τους, δίνοντας την αίσθηση της κίνησης, όταν τους παρέχεται

ηλεκτρικό ρεύμα. Χαρακτηριστικό τους είναι ότι ενώ διατηρούν την παραμόρφωση αυτή

μπορούν να υποστηρίζουν μεγάλα βάρη14 (Εικ.58, 61). Εκτός από ρεύμα τα πολυμερή

ενεργοποιούνται μέσω περιβαλλοντολογικών συνθηκών, διαφόρων διαλυμάτων (αλκαλικά,

όξινα) και άλλων ειδών ερεθισμάτων ακόμα και μέσω pΗ. Παρόλα αυτά έχει υπερισχύσει η

έρευνα βάση ηλεκτρικού ερεθίσματος κυρίως για την ευχρηστία και τη δυνατότητα μίμησης

βιολογικών συστημάτων. Η μελέτη του υλικού ξεκίνησε το 1880 όταν ο Wilhelm Röntgen

φορτίζοντας ένα πλαστικό λαστιχάκι με ηλεκτρικό ρεύμα παρατήρησε την αλλαγή στο

μέγεθος του. Ο αριθμός ερευνητών που ακολούθησαν είναι μεγάλος και τα ευρήματα

σημαντικά. Αξίζει να αναφερθεί η ανακάλυψη τις αρχές του 1990 ιονικών συνθέτων από

πολυμερή και μέταλλων με ηλεκτροενεργές ιδιότητες που έχουν την δυνατότητα μεγαλύτερης

παραμόρφωσης τροφοδοτούμενα με πολύ λιγότερο ρεύμα (1-2 volt).

Διαχωρίζονται σε δυο βασικές κατηγορίες ανάλογα με τη σύσταση τους και τα

αποτελέσματα της ενεργοποίησης. Στην πρώτη, τα διηλεκτρικά – ηλεκτρονικά EAP, η κίνηση

προκύπτει μέσω ηλεκτροστατικής δύναμης που αναπτύσσεται μεταξύ δυο ηλεκτροδίων στις

δυο πλευρές του πολυμερούς (Εικ.64). Αυτά πλεονεκτούν λόγω της μεγάλης παραμόρφωσης

τους, της γρήγορης αντίδρασης και της μεγάλης πυκνότητας ενέργειας που απαιτούν.

Χρειάζονται μεγάλη τάση ρεύματος παρόλα αυτά κάνουν χρήση πολύ λίγης ενέργειας. Για να

διατηρήσουν το σχήμα τους δεν απαιτείται συνεχής παροχή ενέργειας. Τα συνηθέστερα υλικά

από τα οποία κατασκευάζονται τα σύγχρονα πολυμερή είναι η σιλικόνη και τα ακρυλικά15. Η

δεύτερη κατηγορία είναι τα ιονικά ΕΑΡ (Εικ.60) στα οποία η κίνηση παράγεται από την

μετακίνηση των ιόντω ν στο εσωτερικό του πολυμερούς. Για αυτά απαιτείται μικρή τάση

14 http://en.wikipedia.org/wiki/electroactive_polymers, Wikipedia, Electroactive Polymers, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012 15 http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/72289/---/l=1, EMPA, Κέντρο έρευνας του ETH, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012

http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen

http://en.wikipedia.org/wiki/Electroactive_polymers

http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/72289/---/l=1


Εικ.59: κάλεσμα για χειροπάλη

άνθρωπου με EAP, Bar-Cohen

Εικ.61: συσκευή με ‘δάκτυλα’ από EAP που πιάνει μια πέτρα

Εικ.58: σχεδιάγραμμα συσκευής με

EAP ικανής να σηκώσει αντικείμενο

Εικ.60: ιονικά ηλεκτροενεργά

πολυμερή

Εικ.62: αερόστατο - ψάρι που

αυτοπροωθείται μέσω EAP / EMPA,

GmBh

Εικ.64: παραμόρφωση των ΕΑΡ

ELECROACTIVE POLYMERS _ DIELECTRIC ELASTOMERS

Εικ.63:η χρήση EAP συνεχώς

εξαπλώνεται

http://en.wikipedia.org/wiki/Yoseph_Bar-Cohen


ρεύματος και μεγάλη ποσότητα ενέργειας που πρέπει να προσφέρεται διαρκώς προκειμένου

να διατηρήσουν την παραμόρφωση τους. Τα πειράματα που παρουσιάζονται εδώ κάνουν

χρήση διηλεκτρικών ΕΑΡ.

Τα ηλεκτροενεργά πολυμερή εφαρμόζονται κυρίως στην ρομποτική τεχνολογία και πιο

ειδικά στα βιομιμιτικά συστήματα. Η φύση τους τούς επιτρέπει να μιμηθούν σε μεγάλο

βαθμό ανθρώπινους μύες, έχουν υψηλή αντοχή σε θραύση και πολύ καλή αντιμετώπιση και

διαχείριση των κραδασμών. Η εύκολη κατασκευή τους επιτρέπει την δημιουργία μιας

μεγάλης γκάμας σχημάτων. Αυτό σε συνδυασμό με τα πλεονεκτήματα που προαναφέρθηκαν

τα βάζει στην πρώτη γραμμή της έρευνας. Ένας από αυτούς που έχουν συνεισφέρει

δραματικά στο πεδίο αυτό είναι ο Yoseph Bar-Cohen, φυσικός και ιδρυτής του συνεδρίου

SPIE's Electroactive Polymer Actuators and Devices (EAPAD). Η έρευνα του ασχολείται με την

ενσωμάτωση του υλικού στην επιστήμη της ρομποτικής και στην δημιουργία τεχνιτών μελών

και μυών (artificial muscles) όπως πολύ συχνά αποκαλούνται τα EAP. Άλλες πιθανές χρήσεις

τους είναι η ενσωμάτωση σε μικρο-ηλεκτρο-μηχανικά συστήματα (MEMS) για τη δημιουργία

έξυπνων ενεργοποιητών, μικρών τρομπών για ιατρικές χρήσεις, οπτικών μεμβρανών και

οθόνων Braille. Τέλος δεν είναι μακριά η εποχή, όπως προτείνει ο Yoseph Bar-Cohen, που τα

ΕΑΡ θα κατασκευάζονται μέσω της στερεολιθογραφίας και της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3d

printing)16.

16 Electro-active polymers: Current capabilities and challenges, Yoseph Bar-Cohen, Paper 4695-02, Proceedings of the SPIE Smart Structures and Materials Symposium, EAPAD Conference, San Diego, CA, March 18-21, 2002, σελ. 2




SHAPE SHIFT ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2010

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Εργαστήριο στο Computer Aided

Architectural Design, μεταπτυχιακό πρόγραμμα στο

ETH, Ζυρίχη, Swiss federal laboratories for material

sciences and technology (EMPA)

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ / Manuel Kretzer

ΦΟΙΤΗΤΕΣ / Edyta Augustynowicz, Sofia

Georgakopoulou, Dino Rossi Stefanie Sixt

ΥΛΙΚΑ / electro-active polymers, laser-cut acrylic, silicon,

high voltage converters (5v to 5000v) /// LOW-TECH

Αυτό είναι το πρώτο δημοσιευμένο πείραμα της έρευνας του ΕΤΗ για τα ηλεκτροενεργά

πολυμερή που προσπαθεί να αποδείξει πως το υλικό αυτό είναι ικανό να δώσει βιώσιμα και

εφαρμόσιμα αρχιτεκτονικά αποτελέσματα. Συνδυάζοντας την τεχνολογία υλικών με τον

ψηφιακό σχεδιασμό στόχος είναι η δημιουργία μιας επιδερμίδας που αρχικά θα προσφέρει

ένα αποδεκτό αισθητικό αποτέλεσμα, που θα μεταβάλει την εμπειρία του δομημένου

περιβάλλοντος με πιο ρευστές και μαλακές μορφές και θα είναι συνεπής στα σύγχρονα

ζητούμενα ενέργειας. Ταυτόχρονα στοχεύει στη βέλτιστη ένωση της ακαδημαϊκής έρευνας

με την πραγματικότητα προωθώντας την χρήση πειραματικών υλικών σε

πραγματοποιήσιμες και ρεαλιστικές εφαρμογές.17

‘..Βuilt examples up until now are restricted to huge mechanical systems,

and their functional as well as visual impact is rather small. EAPs on the other

hand, have the potential to replace existing mechanical actuators such as

motors or hydraulics, and at the same time can become aesthetically

interesting visible and structural parts of our built environment.’18

Το Shape Shift (Εικ.65-67) προορίζεται για την πρόσοψη του κτιρίου. Είναι ένα σύστημα

όψης που λειτουργεί για την σκίαση και τον αερισμό κάνοντας μια οργανική κίνηση που

αποτελείται από πολυαξονικές ελαστικές παραμορφώσεις συγκεκριμένου σημείου

διαρροής. Η αλληλεπίδραση του με το περιβάλλον προκαλείται από ηλεκτρικό ρεύμα το

17 από την επίσημη δήλωση της ομάδας, http://dl.dropbox.com/u/1325890/shapeshift_booklet.pdf, τελευταία επίσκεψη 05-10-2012 18 από την επίσημη δήλωση της ομάδας, http://dl.dropbox.com/u/1325890/shapeshift_booklet.pdf, τελευταία επίσκεψη 05-10-2012

http://dl.dropbox.com/u/1325890/shapeshift_booklet.pdf



Εικ.70: διαδικασία συναρμολόγησης

SHAPE SHIFT

Εικ.65: Shape Shift

Εικ.68: η μονάδα





οποίο παρέχουν καλώδια συνδεδεμένα σε αυτό και το οποίο λόγω της φύσης του υλικού

μετατρέπεται σε μηχανική δύναμη. Η κίνηση που πραγματοποιείται οφείλεται στο υλικό

από το οποίο είναι φτιαγμένο, το διηλεκτρικό ηλεκτροενεργό πολυμερές και δημιουργείται

λόγω της ταυτόχρονης συντέλεσης δυο αντιδράσεων (Εικ.75). Αρχικά εξαιτίας της έλξης των

αντίθετων φορτίων ανάμεσα στα ηλεκτρόδια των δυο πλευρών το πάχος μειώνεται μέχρι

και 380% και κατά δεύτερον λόγω της απώθησης των ιδίων φορτίων παρατηρείται μια

γραμμική μεταβολή που αυξάνει την επιφάνεια του κάθε στοιχείου. Η μεταβολή αυτή

πραγματοποιείται όταν διοχετεύεται ρεύμα, δηλαδή όταν δεν παρέχεται ρεύμα τα στοιχεία

έχουν μεγαλύτερο πάχος και μικρότερη επιφάνεια ενώ όταν παρέχεται αυτά ανοίγουν και

λεπταίνουν καλύπτοντας περισσότερη επιφάνεια. Επιστρέφουν στην αρχική θέση με την

διακοπή του.

Έρευνα σε διάφορα παραμετρικά μοντέλα (Εικ.81) με τη βοήθεια ψηφιακών

τεχνολογιών σχεδίασης (Rhino, Grasshopper, Εικ.80) παρήγαγε τις δυο διαφορετικές

γεωμετρίες που δοκιμαστήκαν (Εικ.77-79). Και οι δυο βασίζονται στην στρεβλή

παραμόρφωση του τετραγώνου και κάνουν χρήση μεμονωμένων στοιχείων που ενώνονται

μεταξύ τους και δημιουργούν ένα μορφολογικά πολύπλοκο σύστημα αλληλοεξαρτώμενο

από τα μέλη του. Το σχήμα των μεμονωμένων στοιχείων (Εικ.68) είναι το ίδιο σημαντικό με

το σχέδιο της επιφάνειας και το πώς αυτά θα συνδεθούν μεταξύ τους. Η κατασκευή,

έχοντας πρώτα μελετήσει και αποκλείσει τα στατικά, χρησιμοποιεί δυναμικά συστήματα

στήριξης, δηλαδή συστήματα που κάμπτονται μαζί με το υλικό. Έτσι με αυτή τη λογική ο

τρόπος διάρθρωσης των στοιχείων της επιφάνειας γίνεται ακόμα πιο σημαντικός. Το

ηλεκτροενεργό πολυμερές έχει τοποθετηθεί σε εύκαμπτα πλαίσια τα οποία περικλείουν την

ηλεκτροενεργή επιφάνεια. Τα πλαίσια αυτά έχουν μεγάλο βαθμό ευκαμψίας ώστε να μην

αποτρέπουν την κίνηση του πολυμερούς αλλά παράλληλα να μπορούν να το στηρίξουν και

επηρεάζουν αρκετά τη μορφή της κίνησης. Ενώνοντας όλα αυτά μαζί δημιουργείται μια

αυτοφερόμενη μορφή η οποία έχει μεγάλο βαθμό περιπλοκότητας αφού κάθε στοιχείο

επηρεάζει και παραμορφώνει το μέγεθος και το μήκος του συνόλου.

Η κατασκευή του ηλεκτροενεργού πολυμερούς έγινε στο RapLab (rapid architectural

prototyping laboratory) του ETH (Εικ.70-72). Τα ακριλικά πλαίσια έχουν 1,5 χιλ. πάχος και

είναι κομμένα σε μηχανήματα κοπής laser. Για την μεταφορά του ρεύματος στην επιφάνεια

το κεντρικό διηλεκτρικό ελαστομερές φιλμ έχει καλυφτεί και από τις δυο πλευρές με σκόνη

μαύρου άνθρακα και κατόπιν έχει επικαλυφτεί με ένα λεπτό στρώμα σιλικόνης ώστε να

μονωθεί και να προστατευτεί αυξάνοντας έτσι τον κύκλο ζωής του. Τέλος έχουν

χρησιμοποιηθεί μετασχηματιστές που μετατρέπουν την τάση από 5V σε 5ΚV, την

απαραίτητη για τη λειτουργία του πειράματος και την εκτέλεση της κίνησης (Εικ.73-74).


Εικ.76: Manuel Kretzer Εικ.75: ανάλυση μερών μονάδας

Εικ.73: ηλεκτρονικά μέρη

Εικ.71: διαδικασία κατασκευής υλικού

Εικ.72: διαδικασία κατασκευής

υλικού

Εικ.74: ηλεκτρονικά μέρη


Πλεονεκτήματα του, όπως έχει αναφερθεί, είναι η εύκαμπτη σύσταση του, το ελάχιστο

βάρος του, η ομαλή γρήγορη και αθόρυβη κίνηση του καθώς και η ελάχιστη ενέργεια που

καταναλώνει. Μπορεί να μορφοποιηθεί σε μια πληθώρα γεωμετριών και τα πλεονεκτήματα

του οδηγούν σε μείωση τους κόστους μεταφοράς στην κατασκευή και στην απλοποίηση των

κατασκευαστικών μεθόδων. Αστοχίες στο υλικό υπάρχουν και αποδεικνύονται κατά τη

διάρκεια των πειραμάτων. Τα μειονεκτήματα που παρατηρούνται ή αναφέρονται είναι η

έλλειψη επαρκούς μόνωσης καθότι η τάση του ηλεκτρικού ρεύματος που απαιτείται είναι

αρκετά μεγάλη, όπως επίσης και η εύκολη καταστροφή των στοιχείων, το σκίσιμο τους,

κατά τη διάρκεια της κίνησης κάτι που μπορεί να αποδοθεί όχι μόνο στη φύση του υλικού

αλλά σε λάθη κατά την κατασκευή. Ακόμη θα μπορούσαμε να παρατηρήσουμε την αβέβαιη

και ασταθή κίνηση που πραγματοποιείται η οποία δε φαίνεται να είναι ιδανική για όψη

κτιρίου, κάτι που μπορεί όμως να αποδοθεί στις συνθετικές επιλογές ή στις μικρές

διαστάσεις του υπό εξέταση κομματιού.

Το σύστημα αυτό κατατάσσεται στην κατηγορία low-tech αφού χρειάζεται ένα

εξωτερικό ερέθισμα για να προκαλέσει την κίνηση, το ρεύμα. Στην πραγματικότητα για να

είναι αυτό το σύστημα βιώσιμο το ηλεκτρικό ρεύμα διοχετεύεται όταν σένσορες που

λαμβάνουν δεδομένα από το περιβάλλον το επιτρέπουν κάτι που εδώ γίνεται χειροκίνητα

από την ομάδα. Οι σένσορες αυτοί μπορούν να λαμβάνουν πάνω από ένα είδος

ερεθίσματος, στην συγκεκριμένη περίπτωση από τον ήλιο και από τον άνεμο. Στην ουσία

αυτό είναι ένα κλειστό σύστημα γιατί τα ηλεκτροενεργά πολυμερή έχουν θεωρητικά την

δυνατότητα να λειτουργούν σαν μπαταρίες19. Το σύνολο μπορεί να τρέχει χωρίς την παροχή

νέας ενέργειας σε κάθε κίνηση αρκεί να αποθηκεύει αυτά τα 5V που χρειάζεται για την

πρώτη. Οι κανόνες κίνησης είναι ίδιοι για όλα τα στοιχεία του συνόλου. Το μόνο σημείο

διαφοροποίησης τους είναι το πόσο ρεύμα λαμβάνει το καθένα. Αυτό επηρεάζει την μορφή

της κίνησης του και κατ’ επέκταση την τελική γεωμετρία του συνόλου που θα είναι κάθε

φορά διαφορετική εκτός από τις ακραίες θέσεις (νύχτα).

19 Συνέντευξη του Manuel Kretzer στο http://we-make-money-not-art.com, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012

http://we-make-money-not-art.com/


Εικ.78: εύρος κίνησης μονάδας

Εικ.77: εναλλακτική μορφολογία

Εικ.80: στιγμιότυπα από τον ψηφιακό σχεδιασμό

Εικ.79: οπτικές πραγματοποιηθείσας μορφολογίας


Εικ.81: πειραματισμοί στη γεωμετρία, Shape Shift

Εικ.84: απόψεις της κατασκευής,

Phototropia

SHAPE SHIFT / PHOTOTROPIA




Phototropia


Phototropia


PHOTOTROPIA ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2012

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Εργαστήριο στο

Computer Aided Architectural Design

μεταπτυχιακό πρόγραμμα στο ETH,

Ζυρίχη M6 Customized materials (ETHZ D-

ARCH CAAD MAS

/http://www.mas.caad.arch.ethz.ch/)

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ / Manuel

Kretzer ΥΛΙΚΑ /electro-active

polymers, screen-printed dye-sensitized

solar cells, microcontroller- NXP-LPC1769,

Infrared Proximity Sensor- Sharp

GP2Y0A21YK, eco-friendly

bioplastics///LOW- TECH

Η συνέχεια του Shape Shift έρχεται με το Phototropia δυο χρόνια μετά. Αυτό δεν

αποτελεί μια τελική πρόταση όψης όπως το Shape Shift αλλά προτείνει ένα συνολικό μοντέλο

αξιοποίησης των υλικών αυτών. Εδώ γίνεται η πρόσθεση των φωτοβολταικών πανέλων που

αναφέρθηκαν και έτσι αποδεικνύεται πως μπορεί να δημιουργηθεί ένα αυτό-ανακυκλούμενο

σύστημα που είναι σε θέση να υποστηρίζει ενεργειακά τα υλικά αυτά. Τα ηλεκτροενεργά

πολυμερή, οι ηλεκτροφωτοβόλες οθόνες (electroluminescent screens) και οι

ευαισθητοποιημένες μέσω βαφής ηλιακές κυψέλες (dye-sensitized solar cells) που έχουν

χρησιμοποιηθεί έχουν όλα κατασκευαστεί στο εργαστήριο από την ομάδα εργασίας. Η χρήση

οικολογικών βιοπλαστικών κάνει το μοντέλο ακόμα πιο φιλικό στο περιβάλλον στόχος του

οποίου είναι με την πάροδο του χρόνου η πλήρης αποσύνθεση του.

Σύμφωνα με την ομάδα20, η δουλειά έχει επηρεαστεί από τις αρχιτεκτονικές αρχές του

Yona Friedman και την τέχνη του Constant Nieuwenhuys. Με μια περιέργεια για τα

χειροποίητα έξυπνα υλικά και την απέχθεια για τα μηχανικά συστήματα κινητικής

αρχιτεκτονικής, στοχεύει στη δημιουργία μιας πειραματικής μορφής που ενώ είναι εύκολα

διασπώμενη, λόγω των υλικών κατασκευής της, μπορεί ταυτόχρονα να είναι αυτόνομη και να

αυτοσυντηρείται, απαντώντας έτσι στη σύγχρονη εποχή, αυτή της παγκοσμιοποίησης και της

ψηφιοποίησης. Στόχος εδώ είναι μια λιγότερο αποτελεσματική αρχιτεκτονική σε σχέση με το

πρόγραμμα χρήσεων της αλλά περισσότερο δυναμική, ευέλικτη, προσωρινή και ευμετάβλητη.

20 Από την επίσημη δήλωση της ομάδας, http://issuu.com/responsivedesign/docs/phototropia, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012

http://www.mas.caad.arch.ethz.ch/

http://issuu.com/responsivedesign/docs/phototropia


Εικ.87: Phototropia

Εικ.89: λεπτομέρεια των ηλιακών

κυψελών

PHOTOTROPIA

Εικ.90: κατασκευή των

ευαισθητοποιημένων μέσω

βαφής ηλιακών κυψελών




Ο συνολικός χρόνος κατασκευής είναι τέσσερις εβδομάδες εκ των οποίων οι τρεις για τον

πειραματισμό και την κατασκευή των υλικών.

Η διάδραση εδώ ενεργοποιείται με την ανθρώπινη παρουσία και εκφράζεται με το

φωτισμό και την κίνηση. Το μοντέλο αναπαριστά μια κατασκευή σαν στέγαστρο η

μορφολογία του οποίου έχει βασιστεί σε ένα κλασσικό αναδιπλούμενο σχέδιο origami το

οποίο έχει δυο τελικές θέσεις, μια κλειστή και μια ανοικτή. Η πτυχωτή επιφάνεια που

δημιουργείται αποτελείται από τη συρραφή δυο διαφορετικών ειδών τριγώνων (Εικ.84-85).

Το πρώτο είδος είναι ηλεκτροφωτοβόλες οθόνες οι οποίες παράγουν το φωτισμό, με

προσανατολισμό της ’ωφέλιμης’ επιφάνειας προς τα κάτω και είναι τα κομμάτια που

κρύβονται όταν η γεωμετρία κλείνει ενώ το δεύτερο είναι ευαισθητοποιημένες μέσω βαφής

ηλιακές κυψέλες οι οποίες απορροφούν την ηλιακή ενέργεια αποθηκεύοντας την σε

μπαταρίες στη βάση με στόχο όλο το μοντέλο να τροφοδοτείται από αυτές. Τα πανέλα αυτά

αποτελούν την πάνω επιφάνεια του στεγάστρου ακόμα και όταν η γεωμετρία είναι κλειστή.

Όλο το σύστημα στηρίζεται σε διαφορετικών διαστάσεων καθ’ ύψος χυτές κολόνες από

βιοπλαστικό που στο εσωτερικό τους φιλοξενούν την απαραίτητη, για τη μεταφορά της

ενέργειας στις μπαταριές, καλωδίωση. Στη συνέχεια μικροεπεξεργαστές διοχετεύουν το

ηλεκτρικό ρεύμα που συλλέχτηκε στις οθόνες και σε αρχιτεκτονικά στοιχεία φτιαγμένα από

ηλεκτροενεργά πολυμερή τοποθετημένα κάτω από το στέγαστρο (Εικ.86). Όταν οι

αισθητήρες απόστασης αντιληφτούν κίνηση τα μεν αυξομειώνουν το φωτισμό τους, τα δε

δημιουργούν ένα κινούμενο τοπίο, πραγματοποιώντας ανάλογα με την απόσταση του θεατή

μια ελάχιστη κίνηση που μοιάζει να έχει το ρυθμό αναπνοής. Η χρησιμότητα του

συγκεκριμένου μοντέλου σαν πραγματική κατασκευή θα μπορούσε να αμφισβητηθεί αρκεί

όμως να αναλογιστούμε τι πλεονεκτήματα θα είχε τουλάχιστον το στέγαστρο στην εφαρμογή

του στο δημόσιο χώρο και πόσο αποτελεσματικό θα ήταν στην οικονομία πόρων ειδικά σε μια

εποχή οικονομικής αλλά και περιβαλλοντικής κρίσης. Το παράδειγμα αυτό κατατάσσεται στη

low-tech κατηγορία γιατί κάνει χρήση αισθητήρων για να δημιουργήσει την κίνηση.

Ένα άλλο ζήτημα που επισημαίνει αυτή η έρευνα, κάτι που αποτελεί σαφώς ένα από τα

πλεονεκτήματα της σύγχρονης αρχιτεκτονικής, είναι η διεπιστημονική σύμπραξη που

ενθαρρύνει. Για το συγκεκριμένο έργο η ομάδα εργασίας πήρε τεχνογνωσία διαφορετικών

κλάδων και την ενσωμάτωσε στη δουλειά της, κάτι που έκανε το έργο της πιο αποτελεσματικό

σε σχέση με τους στόχους του. Για παράδειγμα οι ευαισθητοποιημένες μέσω βαφής ηλιακές

κυψέλες (Εικ.89-90) είναι δημιουργημένες βάσει της έρευνας του Michael Graetzel21 και είναι,

21 http://en.wikipedia.org/wiki/dye-sensitized_solar_cell, Wikipedia, Grätzel Cells, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012

http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell


λόγω χρήσης διοξειδίου του τιτανίου αντί για σιλικόνη που έχουν τα συμβατικά

φωτοβολταικά πανέλα, πολύ περισσότερο αποδοτικές και οικολογικές. Σε μια εποχή που η

βελτιστοποίηση των διαδικασιών και των κατασκευών καθώς και η περιβαλλοντολογική

βιωσιμότητα είναι ζητούμενα οι επιλογές οφείλουν να είναι προσανατολισμένες στις λύσεις

που προσφέρουν την καλύτερη αναλογία κόστους – υλικού.


/// ΦΥΣΙΚΑ ΥΛΙΚΑ / ΚΑΠΛΑΜΑΣ_ΞΥΛΟ

Το ξύλο, ένα από τα παλιότερα οικοδομικά υλικά, έχει μελετηθεί και αναλυθεί σε τέτοιο

βαθμό που σίγουρα δεν ήταν αναμενόμενο να βρεθεί στα μέσα του εικοστού πρώτου αιώνα

ένας νέος τρόπος χειρισμού του. Στο επίκεντρο εδώ δεν είναι το ξύλο σαν υλικό ευρείας

χρήσης αλλά αυτές οι ιδιότητες του που θεωρούνται ανεπιθύμητες. Το ξύλο είναι ένα

ανομοιογενές φυσικό υλικό με μεταβαλλόμενη μηχανική αντοχή στις διάφορες κατευθύνσεις

του. Ανάμεσα στα πολλά χαρακτηριστικά του ξεχωρίζουν δυο. Είναι υγροσκοπικό, δηλαδή

συρρικνώνεται και διογκώνεται με την απώλεια ή πρόσληψη υγρασίας από την ατμόσφαιρα

και ανισότροπο, δηλαδή διαφοροποιείται η δομή του, η μηχανική αντοχή του και οι ιδιότητές

του στις τρεις κύριες κατευθύνσεις του. Η υγροσκοπικότητα του οφείλεται στη χημική

σύνθεσή του αφού τα συστατικά του, κυτταρίνη, ημικυτταρίνες, πηκτινικές ουσίες και λιγνίνη

είναι υγροσκοπικά. Εξαιτίας της ιδιότητάς αυτής περιέχει πάντοτε υγρασία είτε ως κορμός

δένδρου, είτε ως στρογγύλη, είτε ως πριστή ξυλεία. Το σημείο κορεσμού είναι η μέγιστη

υγρασία που μπορεί να συγκρατήσει και εξαρτάται από τους κενούς χώρους που υπάρχουν

στη μάζα του. Ανάλογα με το είδος του ξύλου όταν τα τοιχώματα γεμίζουν με νερό, οι

εσωτερικές κοιλότητες αδειάζουν. Το πόσο νερό θα εξατμιστεί από το εσωτερικό του, άρα

πόσο θα συρρικνωθεί, εξαρτάται από την υγρασία της ατμόσφαιρας. Σε περίπτωση 100%

υγρασίας δεν θα αποβάλει καθόλου εσωτερική υγρασία, ενώ για 0% θα την αποβάλει όλη22.

Αυτό εξαρτάται άμεσα από την πυκνότητα του ή αλλιώς το ειδικό βάρος του.

Η μείωση των διαστάσεων του ξύλου, όταν αποβάλλει υγρασία κάτω από το σημείο

ινοκόρου (30-32%) ονομάζεται ρίκνωση του ξύλου23. Αυξάνει τις διαστάσεις του, δηλαδή

διογκώνεται, όταν η υγρασία του αυξάνεται από μία χαμηλή υγρασία ή υγρασία 0% μέχρι το

σημείο ινοκόρου. Στις μεταβολές αυτές υπάρχει και η αντίστοιχη αύξηση και μείωση των

διαστάσεων του και στις τρεις κατευθύνσεις του, την εγκάρσια, την ακτινική και την

εφαπτομενική. Για μεταβολές της υγρασίας πάνω από το σημείο ινοκόρου, δηλαδή μέσα στις

κυτταρικές κοιλότητες του ξύλου, δεν παρατηρούνται μεταβολές στις διαστάσεις του ξύλου.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν τη ρίκνωση και τη διόγκωση του ξύλου είναι η υγρασία, η

πυκνότητα, η δομή του και η χημική σύσταση του. Η ρίκνωση και η διόγκωση του ξύλου δεν

είναι ίδιες στις διάφορες κατευθύνσεις του ξύλου. Οι μεγαλύτερες μεταβολές στις διαστάσεις

παρατηρούνται στην εφαπτομενική κατεύθυνση ενώ η ακτινική ρίκνωση και διόγκωση είναι

22 Achim Menges, Performative Wood: Integral computational design for timber constructions, ACADIA 09: reform, σελ. 66-67 23 Γεώργιος Μαντάνης, Δομή & Ιδιότητες Ξύλου, μέρος 1, διδακτικές σημειώσεις του τμήματος σχεδιασμού και τεχνολογίας ξύλου και επίπλου του Τ.Ε.Ι. Λάρισας, σελ. 20-35


Εικ.94: μικρογραφία δομής ξύλου

βελανιδιάς

Εικ.97: εγκάρσιες επιφάνειες

ξύλου πλατύφυλλων Εικ.96: μικρογραφία δομής λευκού πεύκου και μαύρης καρυδιάς

Εικ.95: μικρογραφία δομής πεύκου

Εικ.92: επίδραση διαφοράς

εφαπτομενικής και ακτινικής

πύκνωσης και διόγκωσης

Εικ.93: σχηματική παράσταση ξυλώδους κυττάρου σε εγκάρσια τομή

ΦΥΣΙΚΑ ΥΛΙΚΑ / ΚΑΠΛΑΜΑΣ_ΞΥΛΟ


μικρότερη, περίπου 40-60% της εφαπτομενικής. Η αξονική μεταβολή είναι μικρή και δεν

λαμβάνεται καθόλου υπόψη.

Η κίνηση του υλικού προκύπτει από τις παραπάνω ιδιότητες οι οποίες και αυτές όπως τα

τεχνητά μέταλλα (SMA) χρειάζονται τον κατάλληλο προγραμματισμό. Αυτό σημαίνει πως

αφενός τα χαρακτηριστικά της πρώτης ύλης είναι σημαντικά και καθορίζουν το τελικό

αποτέλεσμα αφετέρου η σωστή διαχείριση και ο σχεδιασμός τους είναι αυτά που θα δώσουν

το επιθυμητό αποτέλεσμα. Η διαχείριση αυτή είναι το κομμάτι του σχεδιασμού που καθορίζει

για παράδειγμα τη σχέση σχεδίου με τις κατευθύνσεις του ξύλου και άρα την επιθυμητή

κίνηση. Έτσι το κάθε είδος ξύλου αντιδρά διαφορετικά εφόσον έχει διαφοροποιημένα

χαρακτηριστικά όπως πυκνότητα, χημική σύσταση κλπ. και δίνει διαφορετικό αποτέλεσμα,

μέσω της πειραματικής και σχεδιαστικής διαδικασίας όμως καθορίζεται πιο είναι

καταλληλότερο και για ποια εργασία.


BIOMIMETIC RESPONSIVE SURFACE

STRUCTURES:

RESPONSIVE SURFACE STRUCTURE I

ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2006-07

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Steffen Reichert / HfG Offenbach

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ / Achim Menges

ΥΛΙΚΑ / Ξύλο – καπλαμάς /// NO-TECH

RESPONSIVE SURFACE STRUCTURE II ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2008

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Steffen Reichert / HfG Offenbach

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ / Achim Menges

ΥΛΙΚΑ / Ξύλο – καπλαμάς /// NO-TECH

Αφετηρία για αυτή την έρευνα είναι οι ανισότροπες και υγροσκοπικές αντιδράσεις που

παρατηρούνται στη φύση και διαχειρίζονται τα διαφορετικά κλιματικά δεδομένα

προκαλώντας μεταβολές μεγέθους και σχήματος στους οργανισμούς. Οι οργανισμοί όντας

στατικά επαρκείς πραγματοποιούν κινήσεις χωρίς τη χρήση μυών, η κινητική ιδιότητα δηλαδή

είναι ενσωματωμένη στο υλικό μαζί με την αισθητηριακή και ρυθμιστική ικανότητα. Τα

συστήματα αυτά προσφέρουν ένα καινοτόμο θεωρητικό και πρακτικό πλαίσιο για μια

πραγματικά περιβαλλοντολογικά μεταβαλλόμενη αρχιτεκτονική όπου δεν χρησιμοποιούνται

ούτε ηλεκτρονικά ούτε μηχανικά συστήματα έλεγχου και κίνησης24.


Το Responsive Surface Structure I (Εικ.98) είναι το πρώτο πρωτότυπο στην ακολουθία

κατασκευών που έχουν προέρθει από την συνεργασία των Menges και Reichert, η οποία

καταλήγει στο Hygroscope που θα παρουσιαστεί παρακάτω. Η εργασία αυτή διερευνά τις

δυνατότητες εκμετάλλευσης της σχηματικής αλλαγής του ξύλου που προκαλείται από

αλλαγές των τιμών της υγρασίας του περιβάλλοντος (Εικ.99). Μέσω μιας επαγωγικής λογικής

σχεδιασμού και μελέτης βιολογικών αρχών στόχος είναι η δημιουργία μιας επιδερμίδας που

θα αναπνέει όπως οι έμβιοι οργανισμοί.

24 http://icd.uni-stuttgart.de/?p=5655, Biomimetic Responsive Surface Structure, A. Menges, S. Reichert, ICD Institute for computational design, τελευταία επίσκεψη 17-10-2012

http://icd.uni-stuttgart.de/?p=5655


Εικ.101: χαμηλές τιμές υγρασίας

Εικ.105: η κάθε μονάδα

μεταβάλλεται αυτόνομα

Εικ.102: υψηλές τιμές υγρασίας Εικ.103: ψηφιακός σχεδιασμός

Εικ.98: η τελική κατασκευή


Εικ.99: μεταβολή καπλαμά

Εικ.100: το παράδειγμα του

κουκουναριού

Εικ.104: σκελετός και επικάλυψη


Η αντίδραση πραγματοποιείται από την αλλαγή υγρασίας που έχει απορροφήσει το

υλικό και ενεργοποιείται μέσω παραμορφώσεων των στοιχείων της επικάλυψης που στη

συνέχεια επηρεάζουν τη διαπερατότητα όλης της κατασκευής (Εικ.101). Οι καπλαμάδες που

αποτελούν την επικάλυψη της σκεβρώνουν ελεγχόμενα όταν οι τιμές υγρασίας είναι

αυξημένες με αποτέλεσμα να ανοίγουν οπές στην επιδερμίδα ενώ όταν μειώνονται αυτές

επιστρέφουν στην αρχική επίπεδη θέση τους. Η αλλαγή αυτή σε μια κατάσταση ακραίων

τιμών, μεγάλης δηλαδή αυξομείωσης, διαρκεί λιγότερο από είκοσι δευτερόλεπτα και είναι

απολύτως αντιστρεπτή. Μια μεταβολή σε πραγματικές συνθήκες δε θα είναι τόσο γρήγορη

αλλά θα είναι σίγουρα αντιληπτή. Οι υδροσκοπικές ιδιότητες του ξύλου είναι αυτές που του

επιτρέπουν να παραμορφώνεται. Η φορά των νερών του σε σχέση με τον σχεδιασμό είναι

αυτή που του δίνει την κινητική συμπεριφορά του.

Η φυσική διεργασία που προσπαθεί να αναπαράγει η δουλεία είναι το παράδειγμα του

κουκουναριού25 (Εικ.100). Αυτό είναι σχεδιασμένο ώστε πέφτοντας από το δέντρο να

περιμένει τις κατάλληλες κλιματολογικές συνθήκες για να αποβάλει τους σπόρους που έχει

μέσα του. Μην έχοντας καμία περεταίρω επαφή με το δέντρο από το οποίο έπεσε ανοίγει

στην αύξηση της υγρασίας για να αποβάλει τους σπόρους και μετά κλείνει, διαδικασία που

μπορεί να επαναληφτεί για μεγάλο αριθμό κύκλων.

Σε σχέση με το υλικό κατασκευής μια εκτεταμένη έρευνα έχει προϋπάρξει της έρευνας

που αφορά στα διάφορα είδη σύνθετων καπλαμάδων, τα μεγέθη τους, τη φορά των νερών

τους, τους χρόνους διάδρασης και των σχημάτων που προκύπτουν βάση αυτών. Οι

περιορισμοί του υλικού και το επιθυμητό τελικό μορφολογικό αποτέλεσμα παγιώνουν το

σχήμα των επιμέρους σχημάτων σε ορθογωνικές γεωμετρίες που είναι εύκολα διαχειρίσημες.

Η κίνηση γίνεται παράλληλα στη φορά των νερών και τηρείται η επιπεδότητα ώστε η

επιφάνεια να κλείνει εντελώς. Ταυτόχρονα, η ψηφιακή μορφογένεση στοχεύει να

ακολουθήσει και τις σχεδιαστικές αρχές του κουκουναριού με τα διαφορετικά μεγέθη των

επιμέρους στοιχείων κάνοντας όμως μια απλούστευση ώστε να προκύψουν μονάδες εύκολα

κατασκευάσιμες και συναρμολογήσημες. Και εδώ παρατηρούμε την μόρφωση ενός στοιχείου,

μιας μονάδας η οποία επαναλαμβανόμενη παράγει την τελική επιφάνεια. Η κατασκευή

αποτελείται από δυο συστήματα (Εικ.104). Ο φέρον οργανισμός, από pvc, αποτελείται από

πολλά στοιχεία επικολλημένα μεταξύ τους, κάθε ένα εκ των οποίων σχηματίζει δυο τριγωνικά

πλαίσια στην πάνω του πλευρά πάνω στα οποία επικολλούνται κατά τη διαγώνιο οι

25 Steffen Reichert, Responsive Surface Structure, http://steffenreichert.com/projects/surface/surface.html, τελευταία επίσκεψη 17-10-2012

http://steffenreichert.com/projects/surface/surface.html


Εικ.109: συναρμολόγηση

Εικ.114: τμήμα της επιφάνειας

του ψηφιακού μοντέλου Εικ.112: ψηφιακή ανάλυση της

επιφάνειας

Εικ.110: κοπή των στοιχείων

στηρίξεως

Εικ.106: χάρτινη μακέτα

Εικ.107: τα στοιχεία που

στηρίζουν τους καπλαμάδες και

το ανάπτυγμα τους

Εικ.108: συναρμολόγηση

Εικ.111: η ψηφιακά επεξεργασμένη

επιφάνεια

Εικ.113: αναπτύγματα για την

κατασκευή


καπλαμάδες (Εικ.107). Οι καπλαμάδες αυτοί, που καλύπτουν όλη την επιφάνεια, είναι από

ένα είδος σφενδάμου το οποίο προτιμήθηκε λόγω του μικρού συντελεστή ελαστικότητας που

παρουσιάζει. Η επιφάνεια διατηρεί ένα σύστημα αξόνων σε όλα τα στοιχεία της τα οποία

έχουν ευθυγραμμιστεί με τις καμπυλώσεις της. Ως αποτέλεσμα κάθε ένα από τα 600 στοιχεία

που την απαρτίζουν είναι μοναδικό και κατέχει συγκεκριμένη θέση σε αυτήν (Εικ.105).

Όσον αφορά το ψηφιακό σχεδιασμό (Εικ.111-114) έχει χρησιμοποιηθεί ένας εξελικτικός

μαθηματικός αλγόριθμος που επαναξιολογεί συνεχώς τα αποτελέσματα βάση των δεδομένων

που προαναφέρθηκαν, δηλαδή τις τιμές υγρασίας και την επιθυμητή φορά των νερών σε

σχέση με την κίνηση, καθώς και τις μεταξύ των στοιχείων δημιουργούμενες μακρό-μικρό-

θερμοδυναμικές σχέσεις.26 Αυτό επιτρέπει στη δημιουργία ενός ψηφιακού μοντέλου άμεσα

συνδεδεμένου με τα δεδομένα του περιβάλλοντος όπου η ανατροφοδότηση των στοιχείων

επηρεάζει το σχέδιο καθολικά όχι μόνο το τρισδιάστατο μοντέλο αλλά και τα αναπτύγματα

των κομματιών που χρειάζονται για την κοπή και κατασκευή.

RESPONSIVE SURFACE STRUCTURE I Ι

Η δεύτερη φάση της έρευνας ακολούθησε πλήρως της αρχές της πρώτης με τη διαφορά

ότι εστίασε στη δημιουργία μιας πιο εξελιγμένης μορφής που έχει την ιδιότητα να είναι

αυτοφερόμενη, δηλαδή ο φέρον οργανισμός και η επικάλυψη να είναι ένα. Η λειτουργία και

η συμπεριφορά ως προς τα κλιματικά δεδομένα είναι η ίδια με την κατασκευή της πρώτης

φάσης της έρευνας.

Η επιφάνεια της κατασκευής όταν είναι κλειστή προσομοιάζει τη γεωμετρία του

διαμαντιού με διαφορετικών μεγεθών κωνικά πολύγωνα τα οποία αποτελούνται από

τριγωνικές επιφάνειες καπλαμάδων που ανοίγουν ακτινωτά από το κέντρο προς την

περίμετρο, σαν να ξεφλουδίζουν (Εικ.115). Η ιεράρχηση των τετράπλευρων έως επτάπλευρων

πολυγώνων είναι προϊόν αλγοριθμικού σχεδιασμού (Εικ.119-120) και στοχεύει στην επίλυση

των στατικών καταπονήσεων και αναγκών κάθε περιοχής. Έτσι προκύπτει μια διπλά καμπύλη

επιφάνεια με μεταβαλλόμενη πυκνότητα στοιχείων. Εναλλαγές στο πάχος και στη φορά των

ινών των επιμέρους στοιχείων αυτών δημιουργούν ένα σύστημα που δεν έχει ανάγκη από

περαιτέρω στήριξη.

26 Achim Menges, Performative Wood: Integral computational design for timber constructions, ACADIA 09: reform, σελ. 71-72


Εικ.121: Faz Pavilion Εικ.120: ψηφιακά σχέδια

Εικ.119: κώδικας

RESPONSIVE SURFACE STRUCTURE IΙ

Εικ.116: στοιχείο της επιφάνειας

Εικ.115: κλειστή και ανοικτή επιφάνεια

Εικ.117: λεπτομέρεια κλειστής


Εικ.118: λεπτομέρεια ανοικτής



Και εδώ κατασκευάστηκε ένα λειτουργικό μοντέλο που αποδεικνύει πως το υλικό μπορεί

να είναι ταυτόχρονα στατικός φορέας, επιδερμίδα, αισθητήρας, κινητικό στοιχείο και

ρυθμιστής χωρίς τη χρήση εξωτερικών τεχνολογιών. Η έρευνα αυτή προχώρησε ακόμη

παραπέρα όταν η τεχνογνωσία των ερευνών με τη μορφολογία του Responsive Surface

Structure IΙ εφαρμόστηκαν στο FAZ Pavilion Frankfurt27 (Εικ.121) το οποίο υλοποιήθηκε το

2010 από τους Scheffler + Partner και Steffen Reichert στη βόρεια κοίτη του ποταμού Main

στο κέντρο της πόλης της Φρανκφούρτης. Αυτό το καλοκαιρινό υπόστεγο προσφέρει στην

πόλη ένα υπαίθριο χώρο όπου τις μέρες με ηλιοφάνεια και μικρό ποσοστό υγρασίας η

επιφάνεια είναι ανοικτή ενώ όταν η υγρασία αυξάνεται λόγω επικείμενης βροχής αυτή

κλείνει δημιουργώντας ένα υδατοστεγές στέγαστρο.

27 http://www.achimmenges.net/?p=4967, Faz Pavillion Frankfurt, Scheffler + Partner, Steffen Reichert, Achim Menges, τελευταία επίσκεψη 17-10-2012

http://www.achimmenges.net/?p=4967


HYGROSCOPE: METEOROSENSITIVE

MORPHOLOGY ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2012

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Achim Menges , Steffen Reichert,

Boyan Mihaylov / ICD, Institute For Computational

Design, Universität Stuttgart, Transsolar Climate

Engineering

ΥΛΙΚΑ / Ξύλο – καπλαμάς, κόντρα πλακέ, Ureol

blocks /// NO-TECH

Το Hydroscope (Εικ.122-123) ακολουθεί στην έρευνα για την κίνηση χωρίς μηχανικά και

ηλεκτρονικά μέρη. Όπως τα πειράματα που έχουν προηγηθεί, τα Responsive Surfaces

Structures I και II που προαναφέρθηκαν και ασχολούνται με τα ίδια υλικά και αρχές, το

Hydroscope χρησιμοποίει τις εγγενείς ιδιότητες του ξύλου από το οποίο είναι σχεδιασμένο

ώστε να μεταβάλλει τη γεωμετρία του σε σχέση με την υγρασία του περιβάλλοντος.

Η διάδραση ενεργοποιείται με την υγρασία και πραγματοποιείται μέσω κίνησης των

διαφραγμάτων που κλείνουν τις οπές της γεωμετρίας. Το σύστημα χρησιμοποιεί πάλι την

υγροσκοπική ιδιότητα του ξύλου για να απορροφά την υγρασία όταν είναι στεγνό και να την

αποβάλλει όταν είναι υγρό. Όταν αυτή αυξάνεται μέσα στην προθήκη που είναι

τοποθετημένη η κατασκευή (Εικ.124), το σύστημα ανοίγει, σαν να αναπνέει, ώστε να

καταφέρει να αποβάλει την περίσσια στον αέρα, ενώ όταν μειώνεται κλείνει (Εικ.125-126). Η

κατεύθυνση με την οποία κινούνται τα διαφράγματα αυτά οφείλεται στα ανισότροπα

χαρακτηριστικά του ξύλου και έχει σχέση με την φορά των νερών του. Κατά τη διαδικασία

απορρόφησης ή αποβολής υγρασίας το υλικό αλλάζει καθώς μόρια υλικού και νερού

ενώνονται ή διαχωρίζονται. Έτσι η απόσταση μεταξύ των παριών της επιφάνειας του

μεταβάλλεται επηρεάζοντας την αντοχή και τις διαστάσεις του. Με τους καταλλήλους

μορφολογικούς χειρισμούς αυτή η μεταβολή δημιουργεί και την κίνηση του μέλους.

Η αλλαγή στα επίπεδα υγρασίας είναι τεχνητή και επιτυγχάνεται μέσω μιας προθήκης

στην οποία είναι τοποθετημένο το Hygroscope και αναπαράγει με μια επιτάχυνση τις τιμές

της σχετικής υγρασίας στην περιοχή του Παρισιού. Ταυτόχρονα ένα δεύτερο σύνολο

μεταβλητών που επηρεάζεται από τον αριθμό των επισκεπτών και την υγρασία που αυτοί

εκπέμπουν στο χώρο καθορίζει την απόλυτη υγρασία. Τα δυο σύνολα συνδυάζονται ώστε οι

αλλαγές που παρατηρούνται στη μορφολογία να έχουν μια σύνθετη και μη γραμμική

ανταπόκριση στα κλιματικά δεδομένα ώστε το αποτέλεσμα να μην είναι κυκλικό χρονικά. Η

εισαγωγή του Hygroscope στην προθήκη γίνεται γιατί σε κάθε άλλη περίπτωση οι αλλαγές

http://icd.uni-stuttgart.de/




Εικ.125: κλειστή επιφάνεια

Εικ.129: λεπτομέρεια επιφάνειας

εν κινήσει

Εικ.128: τμήμα του σκελετού

Εικ.126: ανοικτή επιφάνεια

Εικ.122: Hygroscope

Εικ.123: Hygroscope

HYGROSCOPE

Εικ.127: λεπτομέρεια κλειστής


Εικ.124: Hygroscope στον χώρο

έκθεσης του


των φύλλων δε θα ήταν εύκολα αντιληπτές λόγω του μεγάλου χρόνου μεταβολής, της

έλλειψης θορύβου της κίνησης και του εντελώς ελεγχόμενου περιβάλλοντος του χώρου στον

οποίο βρίσκεται (ανήκει στην μόνιμη συλλογή του κέντρου Pompidou, Παρίσι) στον οποίο η

υγρασία είναι σταθερή. Στην πραγματικότητα, σε εξωτερικές συνθήκες, η μεταβολή της

υγρασίας από 35-40% σε 75-80%, όπως παρατηρείται στο Παρίσι είναι ικανή να προκαλέσει

την μεταβολή των στοιχείων.

Η διαδικασία του ψηφιακού σχεδιασμού (Εικ.130-134) περιλαμβάνει την ανάπτυξη

κώδικα ο οποίος σχεδιάζει τη μορφολογία του συστήματος βάση κάποιων μεταβλητών

εγγενών σε αυτό και κάποιων εξωτερικών, από τα κλιματικά δεδομένα. Ένας αλγόριθμος

κάνει επαναληπτικά περάσματα μέσα σε ένα πεδίο τιμών της υγρασίας της ψηφιακής

αναπαράστασης της γυάλινης θήκης και δίνει τα στοιχεία για τη διαδικασία της ψηφιακής

μορφογένεσης. Μέσω της δυναμικής της οντογενετικής ανάπτυξης ένας δεύτερος

επαναληπτικός αλγόριθμος τρέχει το σύστημα μέσω γραμμικών μοντέλων και εστιάζει σε

συγκεντρώσεις σε κλιματικά ασταθείς περιοχές. Στη διαδικασία αυτή συνέβαλε και μια σειρά

περιορισμών όπως η απαραίτητη επιπεδότητα του κάθε ξεχωριστού κομματιού καπλαμά οι

οποίοι δε θα πρέπει να αλληλεπικαλύπτονται στις ακρότατες θέσεις τους και οι μικρές

διαστάσεις του κάθε ενός από αυτούς.

Το κομμάτι που παρουσιάζεται στην προθήκη είναι ένα μέρος του συνόλου του σχεδίου

το οποίο επεκτείνεται προς τα πάνω. Αποτελείται από δυο είδη σκελετού τα οποία

επιλέγησαν ανάμεσα σε άλλα λόγω της καλύτερης υποστήριξης που παρέχουν στους

καπλαμάδες. Το πρώτο σύστημα που καταλαμβάνει τις περιοχές ανάμεσα στα κυκλικά

στοιχεία καθώς και το κέντρο τους αποτελείται από πολύγωνα τα οποία διαιρούνται με τα

τρίγωνα των καπλαμάδων που τα επικαλύπτουν. Το δεύτερο είναι ένα σύστημα από στρεβλά

τετράγωνα που καλύπτουν όλα τα κενά ανάμεσα από τα διαφράγματα των κυκλικών

στοιχείων και καλύπτονται από 2 τρίγωνα το κάθε ένα. Η μορφολογία του συνόλου του

σκελετού σχεδιάστηκε ώστε να δημιουργεί όγκους και εσοχές στις οποίες θα μπορεί να

κατακρατείται υγρασία. Τα στοιχεία αυτά μπορούν να προγραμματιστούν να αλλάζουν σχήμα

βάση πέντε παραμέτρων. Της κατεύθυνσης των νερών του ξύλου, της διάταξης των φυσικών

και τεχνιτών μερών του υλικού, των διαστάσεων του κάθε κομματιού (πλάτος–μήκος–πάχος),

τη γεωμετρία του κάθε στοιχείου και της πιο σημαντικής παραμέτρου από όλες, του έλεγχου

της υγρασίας κατά την διαδικασία παραγωγής.

Μετά την ολοκλήρωση του παραμετρικού σχεδιασμού ο τρόπος με τον οποίο τα 4000

διαφορετικά γεωμετρικά στοιχεία θα απλωθούν στο ψηφιακό χαρτί ώστε να κοπούν σε cnc


Εικ.131: ψηφιακό μοντέλο που περιλαμβάνει μόνο τα στοιχεία της

επικάλυψης, κλειστή φάση

Εικ.134: τμήμα του ψηφιακού

μοντέλου του σκελετού

Εικ.130: καμπύλες έλεγχου γεωμετρίας

Εικ.132: η ψηφιακή

αναπαράσταση της θήκης και του

κομματιού που περιέχει

Εικ.133: ψηφιακό μοντέλο που περιλαμβάνει μόνο τα στοιχεία της

επικάλυψης, ανοικτή φάση


(Zund cut-plotter) έχει άμεση σχέση όπως προαναφέρθηκε με το είδος ,τη φορά και

διεύθυνση της παραμόρφωσης που θα έχουν αυτά τα στοιχεία από τη στιγμή που η φορά των

ινών είναι καθοριστική. Έτσι η υλικότητα και ο ψηφιακός σχεδιασμός είναι άρρηκτα

συνδεδεμένα. Οι καπλαμάδες, ένας συνδυασμός καπλαμά σφενδάμου και τεχνιτών

συνθετικών, είναι καλυμμένοι στη μια τους πλευρά με ίνες γυαλιού. Ο σύνθετος σκελετός

(Εικ.128) που συντίθεται από τους δυο τύπους είναι εξ’ ολοκλήρου κατασκευασμένος από

κόντρα πλακέ εκτός από τις περιοχές που αποτελούνται από τα πολύγωνα τα οποία είναι από

UREOL-blocks (σκληρός συνθετικός αφρός που συνήθως χρησιμοποιείται για πρωτότυπα) και

έχει συναρμολογηθεί με ένα βιομηχανικό ρομπότ Kuka KR 125/2 έξι αξόνων. Η έρευνα και ο

σχεδιασμός διήρκεσε τρεις μήνες ενώ η κατασκευή και η συναρμολόγηση άλλους τρεις.

Ο τρόπος ενεργοποίησης της διάδρασης εδώ, μέσω κλιματικών δεδομένων, είναι και ο

μόνος ο οποίος είναι εφικτό να υπάρξει σε αυτή την κατασκευή. Ενώ με τη χρήση

ηλεκτρονικών κυκλωμάτων οι αισθητήρες και οι ενεργοποιητές θα ήταν δυο ξεχωριστές

οντότητες (αισθητήρες = ηλεκτρονικά , ενεργοποιητές = υλικό +ιδιότητες) και το είδος του

αισθητήρα θα μπορούσε να αλλάξει χωρίς να μεταβάλει τον τρόπο με τον οποίο αντιδρά το

σύνολο, εδώ τα δυο αυτά είναι συγχωνευμένα σε ένα υλικό. Το ξύλο έχει διττό ρόλο,

αισθάνεται την υγρασία και παραμορφώνεται λόγω αυτής. Αυτή η στρατηγική του no-tech

αντλείται από το βιολογικό παράδειγμα το οποίο αποτυπώνεται εδώ τόσο στην λειτουργία

και στον τρόπο κίνησης του όσο και στη μορφή του. Δεν χρειάζεται τίποτα παραπάνω από το

υλικό και τον τρόπο σχεδιασμού, δηλαδή τον αλγόριθμο.

Η δουλειά αυτή, όπως και οι προηγούμενες της (Responsive Surfaces Structures I και II)

δείχνει την στερεότυπη αντίληψη που έχει κυριαρχήσει για τα υλικά. Το ξύλο έχει

χρησιμοποιηθεί ευρέως και πάντα είχε τις ίδιες ιδιότητες. Η αδυναμία του ανθρώπου να

διαχειριστεί δεδομένα τα οποία θεωρεί εξ αρχής ψευδή ή λανθασμένα, (εδώ η υγροσκοπική

ιδιότητα του ξύλου) και εν συνεχεία ανεπιθύμητα, τον εμποδίζει από το να διαχειρίζεται τα

υλικά αυτά με τον καλύτερο δυνατό τρόπο.




/// THERMOBIMETAL_BIMETALLIC STRIP

Το θερμο-διμεταλλικό έλασμα (thermobimetal) ή διμεταλλική ταινία (bimetallic strip)

είναι σύνθετο έλασμα που μετατρέπει την θερμότητα σε μετατόπιση, δηλαδή σε κίνηση.

Αποτελείται από δυο μεταλλικούς αγωγούς με διαφορετικό συντελεστή διαστολής

κολλημένων μεταξύ τους μέσω ήλωσης ή συγκόλλησης. Όταν το έλασμα θερμανθεί τα δυο

τμήματα του αγωγού διαστέλλονται ανισομερώς και προκαλούν την κάμψη του (Εικ.136).

Όταν η θερμοκρασία του ελαττωθεί περισσότερο από την φυσιολογική κάμπτεται από την

αντίθετη πλευρά από όταν ζεσταθεί. Σε όλη τη διάρκεια της μεταβολής της θερμοκρασίας το

σχήμα του παραμένει παραμορφωμένο ενώ όταν αυτή επιστρέψει στα φυσιολογικά επίπεδα

επανέρχεται στην αρχική του θέση, έχει δηλαδή μνήμη (Εικ.139). Το μέταλλο με τον

υψηλότερο συντελεστή θερμικής διαστολής είναι στην εξωτερική πλευρά της καμπύλης όταν

η ταινία θερμαίνεται ενώ όταν κρυώνει είναι στην εσωτερική. Αυτό λέγεται ενεργό στρώμα

ενώ το μέταλλο με το μικρότερο συντελεστή ονομάζεται παθητικό28. Σε μερικές περιπτώσεις

παρεμβάλλεται και ένα ενδιάμεσο, το ρυθμιστικό. Τα δυο μέταλλα που αλληλεπιδρούν είναι

συνήθως ατσάλι και χαλκός που μερικές φορές αντικαθίσταται από ορείχαλκο και μαγνήσιο.

Μπορούν να λάβουν αντιοξειδωτική επίστρωση από χρώμιο ή χαλκό. Όσο μεγαλύτερο το

μήκος του τόσο μεγαλύτερη η ευαισθησία του. Η διαβάθμιση στην θερμοκρασία του μπορεί

να προέλθει από ακτινοβολία, από θερμικούς αγωγούς, από την έκθεση του στο περιβάλλον ή

από παροχή ρεύματος. Το πρώτο έλασμα κατασκευάστηκε το 1759 από τον John Harrison,

Άγγλο ωρολογοποιό και προοριζόταν για το υποβρύχιο χρονόμετρο του.

Η πιο κοινή χρήση του είναι σε ηλεκτρικούς διακόπτες ή ασφάλειες. Η ροή του ρεύματος

μέσω του ελάσματος είναι αυτή που προκαλεί τη θέρμανση και όταν αυτό υπερθερμανθεί

αυτή διακόπτεται. Άλλες χρήσεις είναι σε θερμοστάτες, θερμόμετρα και ρολόγια,

ηλεκτρονικές συσκευές, παιχνίδια. Για παράδειγμα το θερμο-διμεταλλικό έλασμα TB 1577

(DIN 1715) είναι το περισσότερο χρησιμοποιημένο29 και το οικονομικότερο. Το παθητικό

στρώμα του είναι από Invar (FeNi36 / invariable / κράμα νικελίου και ατσαλιού) και το ενεργό

από κράμα ατσαλιού νικελίου και μαγνησίου (FeNi20Mn6). Παρουσιάζει πολύ μεγάλη

ευαισθησία σε θερμότητες από -20 μέχρι +200° C.

Σαν πλεονεκτήματα του υλικού αναφέρονται η εύκολη διαθεσιμότητα του, η προσιτή

τιμή του, η δυνατότητα ρύθμισης του από τον χρήστη, η γραμμική διαστολή του, η μέχρι 650°

28 Axel Ritter, Smart Materials in Architecture, Interior Architecture and Design, Birkhäuser Architecture, 1 edition, November 21, 2006, σελ. 52 29 Hartmut Janocha, Actuators Basics and Applications, Springer, December 7, 2010, σελ. 252


Εικ.138: επιφάνεια από

Thermobimetal, Doris Kim Sung

Εικ.143: φωτιστικό με

Thermobimetal, Pentagon Design

Εικ.135: εξάρτημα από

Thermobimetal

Εικ.136: παραμόρφωση υλικού

THERMOBIMETAL

Εικ.140: θερμοστάτης από

Thermobimetal

Εικ.137: Bimetal strip heat engine

Εικ.142: φωτιστικό με

Thermobimetal Εικ.141: θερμικός διακόπτης

Εικ.139: εύρος θερμοκρασιών

μεταβαλλόμενου στοιχείου


C δυνατότητα που καλύπτει και η σταθερότητα του. Σαν μειονεκτήματα η μικρή δύναμη που

παρουσιάζει και ο ένας μόνο τρόπος που παραμορφώνεται. Παράγεται σε μεγάλο είδος

σχημάτων. Στην αρχιτεκτονική έχει χρησιμοποιηθεί σε πολύ μικρο ποσοστό και πότε για όψεις

κτιρίων. Μέχρι τώρα χρήση περιλαμβάνει τη τοποθέτηση σαν πτερύγιο εξαερισμού σε

θερμοκήπια και σε πυροπροστασία30.

BLOOM ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2011

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Doris Kim Sung σε συνεργασία με

τους Ingalil Wahloos-Ritter , Matthew Melnyk

ΥΛΙΚΑ / Thermo-bimetal , Aluminum /// NO-TECH

Το Bloom είναι μια αυτοφερόμενη κατασκευή με σκοπό τη σκίαση και τον σωστό

εξαερισμό του χώρου στον οποίο είναι τοποθετημένο, στην προκειμένη περίπτωση μια αυλή

(Εικ.144,147). Συνδυάζει την βιοκλιματική λειτουργία με τον ψηφιακό σχεδιασμό και τα

έξυπνα υλικά και έχει σχεδιαστεί ώστε να προσφέρει το μέγιστο της απόδοσης του στην αρχή

του θερινού ηλιοστασίου στις 20 Μαρτίου του 2012 .

Η διάδραση του έχει να κάνει με την θερμοκρασία του περιβάλλοντος και την θέση του

ηλίου κατά τη διάρκεια της ημέρας, το κατά πόσο δηλαδή ο ήλιος κτυπάει τα κομμάτια του

υλικού και άρα τα θερμαίνει. Όσο η θερμοκρασία του αυξάνεται οι γλώσσες του κελύφους

κυρτώνουν και ανοίγουν αφενός για να κάνουν περισσότερη σκιά αφετέρου για να

επιτρέψουν στον θερμό αέρα να φύγει προς τα έξω επιτυγχάνοντας τον σωστό εξαερισμό του

χώρου γύρω του (Εικ.150). Η κύρτωση αυτή επιτυγχάνεται μέσω της κατασκευής του υλικού.

Δυο κομμάτια μετάλλου τα οποία έχουν διαφορετικούς ρυθμούς διαστολής επικολλούνται

μαζί και έτσι η σκέβρωση που υπόκεινται λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας δημιουργεί

την κίνηση.

Στόχος του παραδείγματος αυτού δεν είναι μόνο να παρουσιαστεί η βιοκλιματική

λειτουργία του θερμο-διμεταλλικού ελάσματος αλλά και να αποδειχτεί πως μια κατασκευή

μπορεί να λειτουργεί ως αποφερόμενο κέλυφος παρόλο που είναι διάτρητη και επιτρέπει σε

φως και αέρα να τη διαπεράσουν. Ο σκελετός είναι ψηφιακά σχεδιασμένος (Εικ.154) και

30 Kim Doris Sung, Prototyping a self-ventilating building skin with smart thermobimetals, University of California , σελ.5


Εικ.147: αυλή του Μ&Α

Εικ.150: αλλαγές στη γεωμετρία, μεταβολή υλικού κατά τη διάρκεια της ημέρας

Εικ.144: όψη από το δρόμο

BLOOM

Εικ.145: εσωτερική όψη Εικ.146: λεπτομέρεια επικάλυψης

Εικ.148: κοντινή όψη του υλικού

Εικ.149: άποψη του στεγάστρου


αποτελείται από 414 υπερβολοειδή - παραβολοειδή πανέλα όπου το κάθε ένα αποτελείται

από μια διπλά κυβερνημένη επιφάνεια θερμο-διμεταλλικού ελάσματος και ένα

αναδιπλούμενο αλουμινένιο σκελετό γεγονός που την κάνει ελαφριά. Ο τρόπος κατασκευής

των πανέλων δεν είναι ο ίδιος για όλο το σώμα και μεταβάλλεται για να ενισχύσει ανάλογα με

την κάθε περιοχή και την στατικότατα της (Εικ.153). Έτσι ανάλογα με τη θέση τους είτε έχουν

περισσότερες συνδέσεις είτε είναι πιο παχιά. Ταυτόχρονα η γεωμετρία των επιφανειών του

υλικού μεταβάλλεται ανάλογα με την θέση τους στην κατασκευή, αφού δεν είναι όλα τα

πανέλα εκτιθέμενα στο ίδιο ποσοστό ηλιοφάνειας, οπότε κάποια σημεία του κελύφους είναι

πιο κλειστά ή έχουν λιγότερα κινητά μέρη και κάποια πιο ανοιχτά. Στο σύνολο της η

κατασκευή αποτελείται από 14,000 κομμάτια κομμένα σε laser μηχάνημα κοπής (Εικ.156).

Το παράδειγμα αυτό εντάσσεται στον No-tech σχεδιασμό γιατί δέχεται ερεθίσματα

απευθείας από το περιβάλλον χωρίς καμία παρέμβαση από ηλεκτρονικά συστήματα,

σένσορες ή ηλεκτρισμό. Σε αυτό το σημείο πρέπει να παρατηρήσουμε κάτι που ισχύει για

αυτό όπως και για άλλα παρόμοια παραδείγματα. Η μορφή, η γεωμετρία, δεν έχει

πρωτεύουσα σημασία εδώ. Η κατασκευή παρουσιάζεται όχι σαν μια έκφραση ενός

υποκειμενικού σχεδιαστικού ‘γούστου’, αλλά για να αναδειχτούν τα υλικά και οι διαδικασίες,

δηλαδή ακριβώς οι ίδιες αρχές και υλικά θα μπορούσαν να υποστηρίξουν μια άλλη γεωμετρία

που μπορεί να απέδιδε περισσότερο αισθητικά κατά την υποκειμενική κρίση του καθενός και

με περισσότερη συνέπεια στη δοθείσα χρήση σε σχέση και με τα συγκεκριμένα υλικά.


Εικ.154: ψηφιακό μοντέλο

Εικ.151: χάρτινη μακέτα

Εικ.152: πλαστικό μοντέλο

τυπωμένο σε 3D printer

Εικ.155: κατασκευή

Εικ.153: ψηφιακή ανάλυση

στατικής της επιφάνειας

Εικ.156: ανάπτυγμα της κατασκευής


TBM BLOCKS / TBM DOUBLE

GLAZED PANELS ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2012

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / Doris Sung

ΥΛΙΚΑ / Thermo-bimetal , Aluminum /// NO-TECH

Σε ερευνητικό ακόμα επίπεδο η Sung μελετά την χρήση του θερμο-διμεταλλικού

ελάσματος σε δυο συστήματα όψεως για κτίρια που αξίζει να αναφερθούν, το και το TBM

DOUBLE GLAZED PANELS. Το TBM BLOCKS (Εικ.157-158) περιορίζει την κίνηση του υλικού σε

ένα σύστημα βαλβίδων ενώ στόχος είναι η μετατροπή του τοίχου από τσιμεντόλιθους (CMU

Wall – Concrete Masonry Unit) σε ένα σύστημα διαπερατό και αεριζόμενο. Σύμφωνα με την

έρευνα χρησιμοποιείται η 3d printing (additive manufacturing) τεχνολογία ώστε να

κατασκευαστεί ένα δομικό στοιχείο (πιθανότατα ακόμα και από τσιμέντο – contour crafting)

με σχισμές ανά διαστήματα τις οποίες θα φράζει το υλικό αυτό. Καθώς η θερμοκρασία θα

μεταβάλλεται αυτό θα κινείται με τέτοιο τρόπο ώστε να κλείνει ή να ανοίγει τις σχισμές και να

επιτρέπει την διέλευση αέρα (Εικ.161,163). To TBM DOUBLE GLAZED PANELS (Εικ.160,162)

βασίζεται στη θερμότητα που εγκλωβίζεται ανάμεσα στα τζάμια ενός διπλού υαλοστασίου.

Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται το θερμο-διμεταλλικό έλασμα ενεργοποιείται κυρτώνει και

κλείνει. Όταν μειώνεται, οι γλώσσες ισιώνουν και επιτρέπουν στο φως να περάσει και να

ζεστάνει το χώρο. Και τα δυο παραδείγματα αυτά στοχεύουν στην εξοικονόμηση ενεργείας

από τα συστήματα ψύξης - θέρμανσης των κτιρίων, η τεκμηρίωση τους όμως μπορεί μέχρι

στιγμής να γίνει μόνο θεωρητικά καθώς η συνεργασία της με εταιρίες είναι σε εξέλιξη και

φυσικό μοντέλο δεν έχει παρουσιαστεί ακόμα.


Εικ.160: ΤΒΜ DOUBLE GLAZED PANELS, σχέδιο 1

Εικ.163: TBM BLOCKS, κλειστή

περίπτωση

Εικ.162: ΤΒΜ DOUBLE GLAZED PANELS, σχέδιο 2

Εικ.157: TBM BLOCKS, πλαστικό

μοντέλο, τομή

TBM BLOCKS / TBM DOUBLE GLAZED PANELS

Εικ.161: TBM BLOCKS, ανοικτή

περίπτωση

Εικ.158: TBM BLOCKS, πλαστικό

μοντέλο, όψη

Εικ.159: TBM BLOCKS, επιρροή


ΜΕΛΟΣ + ΥΛΙΚΟ

/// SHAPE MEMORY ALLOYS_SMA WIRE – FOILS

Τα κράματα μνήμης σχήματος (Shape memory alloys - SMA) ανήκουν στην κατηγορία των

έξυπνων υλικών. Το βασικό χαρακτηριστικό τους είναι η δυνατότητα να θυμούνται το αρχικό

τους σχήμα στο οποίο επιστρέφουν μέσω αλλαγής της θερμοκρασίας τους που μπορεί να

προέρχεται είτε από εμβάπτιση σε νερό είτε από παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

(Εικ.164,166,168). Η επίδραση της µνήµης σχήματος σχετίζεται επίσης µε το φαινόμενο της

υπερελαστικότητας, της ικανότητας που έχει ένα υλικό να υφίσταται πολύ μεγάλες ελαστικές,

μη μόνιμες, παραμορφώσεις. Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά είναι το πολύ μικρό βάρος

τους, η αθόρυβη κίνηση και η στέρεα δομή τους. Οι δυο κύριες κατηγορίες είναι τα κράματα

χαλκού-αλουμινίου- νικελίου και τα κράματα νικελίου-τιτάνιου (NiTi). Μπορούν να έχουν δυο

διαφορετικά αποτελέσματα ανάλογα με το πώς έχουν προγραμματιστεί, το μονόδρομο και το

αμφίδρομο φαινόμενο μνήμης στα οποία διαφέρουν οι τελικές θέσεις που επανέρχεται το

υλικό31.

Τα κράματα NiTi (nitinol) είναι τα ποιο ευρέως διαδεδομένα. Το υλικό αυτό

ανακαλύφθηκε το 1962 στο Naval Ordnance Laboratory από τους J. Buehler και F. Wang. Η

ονομασία του προέρχεται από τα συστατικά του νικέλιο και τιτάνιο. Συνηθίζεται να λέγεται

και Nitinol το οποίο προέρχεται από τα αρχικά των συστατικών και του τόπου ανακάλυψης

του. Συχνά αναφέρεται και σαν Flexinol το οποίο είναι ονομασία προϊόντος και παραπέμπει

σε συγκεκριμένη εταιρία παραγωγής. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί οφείλεται στην

μαρτενσιτική δομή του (Εικ.165). Αυτά τα κράµατα υπάρχουν σε τελική μορφή προϊόντος σε

δύο διαφορετικές εξαρτώμενες από τη θερμοκρασία κρυσταλλικές καταστάσεις ή φάσεις. Η

φάση της αρχικής και υψηλότερης θερμοκρασίας καλείται ωστενική κατάσταση. Η φάση της

χαμηλότερης θερμοκρασίας καλείται µαρτενσική κατάσταση. Οι φυσικές ιδιότητες ενός

υλικού στην ωστενική και µαρτενσική κατάσταση είναι διαφορετικές. Το υλικό στην ωστενική

είναι δυνατό και σκληρό, ενώ στη µαρτενσική φάση είναι μαλακό και εύπλαστο. Η αντίδραση

31 http://en.wikipedia.org/wiki/shape-memory_alloy, Wikipedia, Shape memory alloys, τελευταία επίσκεψη 08-10-2012

http://en.wikipedia.org/wiki/Shape-memory_alloy


Εικ.167: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κάποιων από τις μεθόδους

ενεργοποίησης

Εικ.164: σύρμα SMA

Εικ.165: δομή Εικ.166: επαναφορά στο αρχικό

σχήμα, μνήμη

Εικ.169: SMA Foil

SMART MEMORY ALLOYS_SMA WIRE – FOILS

Εικ.170: χρήση στη ρομποτική Εικ.171: προετοιμασία πριν τη

χρήση

Εικ.168: παραμόρφωση


της µνήµης του σχήματος που προκαλείται θερμικά έχει σχέση µε τις διαφορετικές φάσεις.

Στο πρωταρχικό περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας, το υλικό είναι σε ωστενική φάση. Με την

ψύξη το υλικό γίνεται μαρτενσιτικό. Όταν επέρχεται ψύξη δεν συμβαίνει καμία μεταβολή

σχήματος, όμως το υλικό μπορεί να παραμορφωθεί μηχανικά και θα παραμείνει

παραμορφωμένο ενώ είναι παγωμένο. Όταν θερμαίνεται, η ωστενική δομή εμφανίζεται ξανά

και το υλικό επανέρχεται στο αρχικό του σχήμα. Η θερμοκρασία της αλλαγής μεταξύ των δυο

λέγεται θερμοκρασία μετασχηματισμού και στην πραγματικότητα αποτελείται από τέσσερα

στάδια. Η μεταβολή είναι στιγμιαία και αναστρέψιμη. Το σχήμα στο οποίο βρίσκεται το

σύρμα κατά την ωστενική φάση είναι αυτό στο οποίο θα επιστρέψει μετά από τη θέρμανση

του. Η διαδικασία της επαναφοράς παράγει μεγάλη πίεση που οφείλεται στην πολυμεταλλική

κατασκευή του. Μια άλλη κατηγορία του ίδιου υλικού είναι το R-phase SMA το οποίο θα

παρουσιαστεί παρακάτω. Η διαδικασία παραγωγής του Nitinol δεν είναι εύκολη καθώς

απαιτεί πολύ προσεκτικό χειρισμό του τιτάνιου τα τελευταία χρόνια ωστόσο είναι δυνατόν να

παράγεται σε μεγάλες ποσότητες χωρίς μεγάλο κόστος.

Τα SMA παράγονται σε μια ευρεία γκάμα σχημάτων όπως σύρματα με διαφορετικά

πάχη, ελατήρια με εύρος ελαστικότητας 10 με 30 φορές μεγαλύτερο από τα κοινά ελατήρια

(Εικ.174), φύλλα (Εικ.176) και άλλα. Χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική, στη ρομποτική,

στην αυτοκινητοβιομηχανία, στην ιατρική. To 1974 o Ridgway Banks κατασκεύασε μια μηχανή

θερμότητας στέρεης φάσης (solid state heat engine) με τη χρήση συρμάτων Niti

υποδεικνύοντας πως το υλικό αυτό μπορεί να προσφέρει δωρεάν απεριόριστη ενέργεια

(Εικ.180).


Εικ.180: Nitinol solid state heat

engine

Εικ.178: πειράματα

Εικ.177: πουκάμισο με

ενσωματωμένα σύρματα

Εικ.174: SMA ελατήρια Εικ.172: SMA ενεργοποιητής,

Miga Motor Company

Εικ.176: SMA φύλλο

Εικ.179: πειράματα με υφάσματα

Εικ.173: παράδειγμα μεταβολής

υλικού

Εικ.175: SMA Kit


LIVING GLASS ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / Flash research : 2004-2005

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / ‘The Living’ > David

Benjamin , Soo-in Yang

ΥΛΙΚΑ / Flexinol wire®, liquid silicone cast

Plexiglas mold, microcontroller , infrared

presence sensor, carbon dioxide sensor

/// LOW-TECH

Οι Living Architects είναι μια ομάδα δυο αρχιτεκτόνων που ασχολείται με τον

πειραματισμό, την προώθηση της διαδραστικής κινητικής αρχιτεκτονικής και των νέων υλικών

μέσω της λογικής του συμμετοχικού σχεδιασμού, του χαμηλού κόστους και του ανοιχτού -

ελεύθερου λογισμικού (open source) που τελευταία εξαπλώνεται. Σύμφωνα με τη λογική

αυτή τα μέσα που χρησιμοποιούνται σε μια έρευνα οφείλουν αρχικά να είναι ανοικτά προς

όλους, το κόστος να είναι μειωμένο και προσιτό και η τελική πρόταση ρεαλιστική. Έχουν

ονομάσει αυτό τον τρόπο εργασίας ‘Flash Research’ όπου μέσα σε 3 μήνες με το ποσό των

1000 δολαρίων κάθε πείραμα πρέπει να παράξει ένα μοντέλο σε φυσικό μέγεθος που να

αποδεικνύει την υπόθεση εργασίας. Με αυτή τη διαδικασία έχει προκύψει το Living Glass, μια

όψη που αναπνέει (Εικ.181).

Την κίνηση προκαλεί το ηλεκτρικό ρεύμα του οποίου η ροή ενεργοποιείται είτε από την

ανθρώπινη παρουσία είτε όταν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στο χώρο είναι αυξημένα.

Όταν συμβαίνει αυτό η επιφάνεια διαστάσεων 61x30,5 εκ., που φέρει μια σειρά 16

διαδοχικών σχισμών σχήματος ενταμένου τελικού ς με 8 κομμάτια ίσιου σύρματος Flexinol

τοποθετημένων ανά δυο σχισμές (Εικ.182), ενεργοποιείται τοπικά ανάλογα με την τοπολογία

του ερεθίσματος και μεταβάλλει τη γεωμετρία της επιφάνειας ώστε να αφήνει τον αέρα να

κυκλοφορήσει και να ανανεωθεί. Η κίνηση που παράγεται προσομοιάζει την κίνηση που

κάνουν τα βράγχια του ψαριού όταν αυτό αναπνέει στο νερό. Η επιφάνεια, πάχους 1,6 χιλ.,

είναι κατασκευασμένη από χυτή σιλικόνη σε καλούπι από πλεξιγκλάς στο οποίο έχουν

στερεωθεί με ακρίβεια τα σύρματα ώστε να έχουν την κατάλληλη θέση και το κατάλληλο

βάθος στο πάχος του υλικού. Μετά την στερεοποίηση της προκύπτουν μονάδες, η ένωση των

οποίων γίνεται πάλι με χυτή σιλικόνη, δημιουργώντας μια ραφή (Εικ.194) που έχει τη

δυνατότητα να περιέχει τα καλώδια και τους αισθητήρες που λαμβάνουν τα εξωτερικά

δεδομένα και είναι απαραίτητα για τη λειτουργία της κατασκευής (Εικ.183).

Εδώ η γεωμετρία είναι πολύ απλή και στην ουσία όποια παραλλαγή από την

επιπεδότητα οφείλεται στο συνδυασμό της ελαστικότητας της σιλικόνης, στον τρόπο με τον


Εικ.187: ακολουθία λειτουργίας

LIVING GLASS

Εικ.181: επιφάνεια

Εικ.182: διάταξη συρμάτων και εγκοπών

Εικ.183: σένσορες

Εικ.184: η μονάδα σε σχέση με

τον άνθρωπο

Εικ.185: μεταβολή επιφάνειας με

παρουσία ανθρώπου

Εικ.186: ανοικτή φάση επιφάνειας


οποίο τα σύρματα έχουν τοποθετηθεί και στο σχήμα των σχισμών. Η γεωμετρία των

συρμάτων σε αντίθεση με αυτή των σχισμών είναι ευθύγραμμη (Εικ.193). Η επιφάνεια έχει

αντιμετωπιστεί σαν ένα φύλλο χαρτί που η ανάπτυξη στο χώρο προκύπτει από το κόψιμο και

το τράβηγμα του. Μέσα στα πλαίσια αυτής της ‘Flash Research’ και των περιορισμών που

αυτή θέτει δοκιμάστηκαν διαφορετικού πάχους επιφάνειες από κόντρα πλακέ και πλαστικό

με ποικίλα κοψίματα και σχέδια καθώς και διαφορετικές συστοιχίες συρμάτων, λόγω όμως

της διαφάνειας της επιλέχτηκε για το τελικό μοντέλο η σιλικόνη (Εικ.192). Επιπλέον αυτή έχει

και την ιδιότητα της πλήρους ηλεκτρομονώσης της κατασκευής. Όλες οι παραλλαγές που

δοκιμάστηκαν εντάσσονται στην ίδια λογική σχεδιασμού. Με τη χρήση της

στερεολιθογραφίας (3d printing) διερευνήθηκε και η γεωμετρία της επιφάνειας των

καλουπιών σε σχέση με την υφή που αυτά θα παρήγαγαν. Εγκοπές, σχήματα ή κάναβοι στη

σιλικόνη μπορούν να επηρεάσουν την γενική συμπεριφορά της επιφάνειας ή την μορφή της

κίνησης της.

Η διεργασία που προκύπτει είναι low-tech αφού ηλεκτρονικά μέρη (αισθητήρες –

καλώδια) μεσολαβούν για την λήψη, μεταφορά και μετασχηματισμό των εξωτερικών

ερεθισμάτων σε κίνηση. Το είδος των σενσόρων αυτών, δηλαδή τι ερεθίσματα λαμβάνουν,

που εδώ είναι επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα (carbon dioxide sensor) και ανθρώπινης

παρουσίας (IR presence sensor), μπορεί να είναι οτιδήποτε από θερμοκρασία μέχρι επίπεδα

υγρασίας ή και συνδυασμοί αυτών μαζί. Μετά, τα δεδομένα αυτά μέσω αλγορίθμων

μετατρέπονται σε μεταβαλλόμενες τιμές ηλεκτρικού ρεύματος. Ακόμα και οι αλγόριθμοι

αυτοί δεν είναι κάτι σταθερό και ο τρόπος που επεξεργάζονται τα δεδομένα μπορεί να

ρυθμιστεί.

Η κατασκευή αυτή επιδεικνύει μια σημαντική διαφοροποίηση από προηγούμενα

παραδείγματα κινητικής αρχιτεκτονικής όψεων. Επίσης είναι από τα πρώτα δείγματα μιας

μεγάλης πορεία έρευνας του συγκεκριμένου υλικού που κρατά μέχρι σήμερα και μπορεί

ακόμη να μην έχει παράξει μαζικά προϊόντα είναι όμως σίγουρα πολλά υποσχόμενη.

Σημαντικά πλεονεκτήματα της κατασκευής είναι η δημιουργία ενός συστήματος χωρίς

μηχανικά και μηχανοκίνητα μέρη που δεν παράγει κανένα ήχο και κατά προέκταση

ηχορύπανση στο εσωτερικό και εξωτερικό περιβάλλον. Διατηρώντας μια οργανική αισθητική

είναι διαφανής και άρα διαπερατή από το φως, έχει ελάχιστο βάρος και είναι

αναβαθμιζομένη και εύκολα αντικαταστάσιμη. Είναι ένα σύστημα που θα μπορούσε να

λαμβάνει την αναγκαία ενέργεια για την λειτουργία του από λεπτά φωτοβολταικά στρώματα

ενταγμένα στην κατασκευή του.


Εικ.188: flash research,

ερευνητική διαδικασία Εικ.189: πειράματα που

προηγήθηκαν της κατασκευής Εικ.190: πειράματα που

προηγήθηκαν της κατασκευής

Εικ.192: μελέτη διαφορετικών

εγκοπών της επιφάνειας Εικ.191: πειράματα του υλικού

με διαφορετικές αντιστάσεις Εικ.193: δοκιμές της τελικής

γεωμετρίας

Εικ.194: κατασκευή ραφών

επιφάνειας Εικ.195: Living Glass Εικ.196: τα βιβλία Life Size


Τέλος το μοντέλο έχει κατασκευαστεί σε φυσική κλίμακα (Εικ.184). Αυτό σημαίνει πως

δεν είναι εφικτή η χρήση μιας μονάδας σαν κάλυψη ενός ολόκληρου διάκενου όψης (από

πάτωμα σε ταβάνι και από κολώνα σε κολώνα). Η ποσότητα και τα πάχη των συρμάτων που

έχουν χρησιμοποιηθεί επαρκούν μόνο για το συγκεκριμένο μέγεθος. Έτσι, όπως προτείνεται

και από τους ιδίους, τοποθετείται είτε σαν μέρος όψης όπου μπαίνουν οι μονάδες σε

παράθεση η μια δίπλα στην άλλη στο ύψος του ανθρώπινου κεφαλιού είτε σαν ‘τρύπα’

εξαερισμού σε κάποια σημεία της όψης. Το θέμα της κλίμακας είναι κάτι που ακόμη δεν έχει

διερευνηθεί πλήρως στις σύγχρονες κατασκευές με αυτά τα υλικά. Συνήθως η κλίμακα που

κατασκευάζεται το μοντέλο είναι και αυτή της τελικής κατασκευής. Παρόλο που υπάρχουν

διάφορα πάχη υλικού στην αγορά, η σύσταση, η φύση πιθανόν του υλικού, δεν επιτρέπουν

μεγάλης διαμέτρου σύρματα να υπάρξουν όπου ακόμα και αν το πάχος λυθεί το ηλεκτρικό

φορτίο που θα χρειάζεται για την κίνηση του θα είναι πολύ μεγάλο. Όλα τα

πραγματοποιημένα πειράματα είναι σε μικρές κλίμακες, σε σχέση με ένα κτίριο ή ένα

άνοιγμα, με μικρά στοιχειά που αλληλεπιδρούν. Δημιουργείται άρα ένα σύστημα από μικρές

μονάδες που όμως όλα μαζί φτιάχνουν πολύπλοκα συστήματα (complexity - emergence).

Η σπουδαιότητα της δουλειάς των ‘Living Architects’ βρίσκεται στο διπλό χαρακτήρα της.

Εξίσου βασικό με την έρευνα πάνω στο υλικό, που είναι η μία διάσταση της δουλειάς τους,

είναι το πλαίσιο στο οποίο αυτή υπάρχει και εξελίσσεται, με τι όρους, αποδέκτες και μέσα.

Κινούμενοι από τη ανάπτυξη του ελεύθερου λογισμικού, που αυτοί πέτυχαν στην αρχή της,

θέτουν ζητήματα όχι μορφολογικά αλλά διαδικασιών παραγωγής ‘ελεύθερων’ ιδεών, ιδεών

δηλαδή που προσφέρονται ελεύθερα σε όποιον τις χρειαστεί χωρίς copyright και πατέντες.

Αυτό το αποδεικνύουν έμπρακτα με την έκδοση του βιβλίου τους Life Size32 (Εικ.196) όπου

παραθέτουν οδηγίες για να φτιάξει κάποιος τις κατασκευές τους (DIY- do it yourself). Η

επιλογή τους να κινούνται σε low-tech λύσεις κάνει δυνατή την πραγματοποίηση αυτών των

κατασκευών από μη ειδικούς με πολύ μικρό κόστος κάτι που είναι για αυτούς ένα ζητούμενο

(flash research). Τέλος προωθούν την ανταλλαγή και επαναχρησιμοποίηση πληροφοριών που

έχουν προσέλθει από άλλα γνωστικά πεδία σαν αποτελεσματικό τρόπο δημιουργίας κάτι

πρωτοποριακού. Θεωρούν πως οι μη ειδικοί είναι πιο επιρρεπείς στον ωφέλιμο σχεδιασμό

από τους ειδικούς που έχουν ήδη ένα παγιωμένο τρόπο θέασης των πραγμάτων και άρα

λιγότερες πιθανότητες να αμφισβητήσουν ή σκεφτούν κάτι εκτός του κουτιού.

32 David Benjamin, Soo-In Young, Life Size Volume 1, Columbia University GSAPP, January 1, 2007

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΧΩΡΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΜΕΡΗ

/// 75

‘…which explore the possibility of creating open source design processes…the first volume of Life Size includes ‘DIY directions for making a responsive kinetic system…to me this seems a challenging approach that forces you to consider low tech solutions rather than spending a fortune on answering problems often with unsustainable answers…we asked: What if good architecture and bottom-line development were the same thing?...we will conduct research collaboratively, in an open source way, sharing techniques among teams and building off the research of prior classes….’

The Living Architects

SMART SCREEN III (+I II) ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2010 ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / DECKER YEADON NEW YORK ΥΛΙΚΑ / R-phase SMA actuator spring, ABS, Acetal/nylon/glass bearings, aluminum, fabrics /// NO-TECH

Φέρνοντας στο προσκήνιο το συνεχώς αυξανόμενο ποσοστό εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου (υδρατμοί, διοξείδιο του άνθρακα, μεθάνιο, όζον, κατάλοιπα βιομηχανιών) από κτίρια στην Αμερική και παγκοσμίως και αναγνωρίζοντας την αναγκαιότητα συστημάτων όψεων για την εξωτερική επικάλυψη κτιρίων οι Decker και Yeadon αποσκοπούν στη δημιουργία ενός συστήματος που δεν συμβάλει στο ποσοστό αυτό αλλά λειτουργεί βοηθητικά στα συστήματα θέρμανσης και ψύξης των κτιρίων (HVAC : heating, ventilating, air conditioning) (Εικ.197). Βασικός στόχος της κατασκευής είναι η ενεργειακή απελευθέρωση της, η μηδενική χρήση ενέργειας και ηλεκτρισμού στην κίνηση των στοιχείων που σκιάζουν. Το πείραμα αυτό είναι μια από τις πιο συμβατικές τουλάχιστον μορφολογικά λύσεις που έχουν σχεδιαστεί με SMA. Παρόλα αυτά είναι πρωτοποριακό στον τύπο του υλικού που κάνει χρήση καθώς και στον τρόπο με τον οποίο το ενεργοποιεί. Κύριο μέλημα των Decker και Yeadon είναι η απόδειξη της υπόθεσης εργασίας με την κατασκευή ενός πλήρους λειτουργικού πρωτοτύπου. Η ιδέα αυτή έχει εξελιχτεί βάση κάποιων τεχνικών προδιαγραφών και έχουν προκύψει τρεις παραλλαγές της που η κάθε μια ακολουθεί και καλύπτει τις ατέλειες και τα προβλήματα της προηγούμενης.


Εικ.198: Smart Screen I, πρώτη

απόπειρα σχεδιασμού

Εικ.202: συμπεριφορά σε διαφορετικές θερμοκρασίες

SMART SCREEN III

Εικ.197: ανάλυση ενεργειακής και ηλεκτρικής κατανάλωσης στην Αμερική

Εικ.199: Smart Screen I, πρώτη απόπειρα σχεδιασμού, ψηφιακό σχέδιο

Εικ.200: Smart Screen II, δεύτερη απόπειρα σχεδιασμού

Εικ.201: Smart Screen III, παραλλαγή τελικού σχεδίου


Η κίνηση γίνεται βάση αλλαγής της θερμοκρασίας του δωματίου στο οποίο είναι

εγκατεστημένο το σύστημα. Το υλικό αντιλαμβάνεται τις εναλλαγές που αυτή κάνει και

μεταβάλλει το μέγεθος του ανάλογα (Εικ.202). Η τελική πρόταση αποτελείται από δυο

κατακόρυφα διαφανή πολυμερή πλαστικά υφάσματα που φέρουν τυπωμένες πάνω τους

ρίγες ιδίου πλάτους από άλλο υλικό μη οπτικά διαπερατό. Στην ανοιχτή θέση οι ρίγες της

κάθε στρώσης ευθυγραμμίζονται αφήνοντας τον ήλιο να εισχωρήσει στο εσωτερικό ενώ

στην κλειστή δημιουργούν μια αδιαπέραστη επιφάνεια (Εικ.202,205). Η κίνηση, δηλαδή

είναι η αντίθετης διεύθυνσης μετατόπιση των δυο στρώσεων υλικού, αντί να προκαλείται

από μοτέρ δημιουργείται από SMA ελατήριο (Εικ.201). Η απόσταση μεταξύ των στρώσεων

είναι πολύ μικρή με αποτέλεσμα να μην δημιουργεί καθόλου σκίαση όταν ο ήλιος είναι

επιθυμητός, κάτι που δεν συμβαίνει στα συνηθισμένα συστήματα περσίδων. Το πάνω μέρος

των υφασμάτων αυτών είναι ελαφριά στερεωμένο σε μια ράβδο που τους επιτρέπει να

τυλιχτούν σε αυτή με τρόπο τέτοιο ώστε η μεταξύ τους σχέση να μεταβάλλεται με όσον το

δυνατόν λιγότερη τριβή. Ο μηχανισμός ενεργοποιείται από το πλαϊνό τμήμα όπου βρίσκεται

κατάλληλα τοποθετημένο το SMA υλικό και περιστρέφει τη ράβδο ανάλογα με τις τιμές που

δέχεται από το περιβάλλον ώστε να φέρει τα δυο επίπεδα σε σωστή μεταξύ τους θέση. Το

εύρος θερμοκρασιών που επηρεάζουν το σύστημα είναι μεταξύ 21 και 26 βαθμών κελσίου

(Εικ.208). Στην χαμηλή θερμοκρασία οι ρίγες ευθυγραμμίζονται και το φως εισέρχεται ενώ

στην υψηλή κλείνουν (Εικ.206-207).

Λόγω του βασικού περιορισμού που έχει τεθεί, την μη κατανάλωση ενέργειας, η μόνη

διεργασία που μπορεί να προκύψει είναι βάση ορισμού η no-tech. Αυτό σημαίνει ότι η

αντίδραση δεν πρέπει να προκαλείται μέσα από ηλεκτρονικά μέρη αλλά μόνο μέσω των

ιδιοτήτων του υλικού, δηλαδή από την έκθεση του στη θερμοκρασία. Εδώ συναντάται το

βασικό πρόβλημα. Οι φάσεις αλλαγής του κλασικού SMA υλικού (Flexinol®) δεν

ενεργοποιούνται σε θερμοκρασίες δωματίου αλλά σε μεγαλύτερες (60°c-90°c). Απαιτούν

δηλαδή πολύ μεγαλύτερη ποσότητα θερμότητας για να κάνουν την μετάβαση που

δημιουργεί κίνηση στη δομή τους. Η επιτάχυνση της μεταβολής αυτής της κρύας φάσης σε

θερμή επιτυγχάνεται μέσω ηλεκτρισμού και άρα δεν μπορεί να αποτελέσει λύση για την

συγκεκριμένη περίπτωση. Έτσι σε συνεργασία με εταιρία μετάλλων χρησιμοποιήθηκε το R-

phase SMA το οποίο μπορεί να πραγματοποιεί κύκλους αλλαγής σε θερμοκρασίες

δωματίου. Ωστόσο αυτό έχει το μειονέκτημα της μικρής παραμόρφωσης. Ενώ το κανονικό

υλικό έχει ποσοστό παραμόρφωσης 7% αυτό έχει μόνο 1%. Η ιδιότητα αυτή είναι ένας

σημαντικός παράγοντας που έχει επηρεάσει όλες τις παραλλαγές.

Ο μηχανισμός που έχει σχεδιαστεί περιλαμβάνει εκτός από το ελατήριο SMA και ένα

δεύτερο απλό ελατήριο στο κάτω μέρος του που ρυθμίζει βοηθητικά την κίνηση του πρώτου


Εικ.205: διάγραμμα σκίασης

Εικ.204: μηχανισμός

Εικ.203: κουτιά ελεγχόμενης θερμοκρασίας, κατασκευή

Εικ.206: υψηλή εσωτερική

θερμοκρασία

Εικ.207: χαμηλή εσωτερική

θερμοκρασία

Εικ.208: δοκιμές με διαφορετικές

θερμοκρασιακές τιμές


(Εικ.204). Στην κρύα φάση το βοηθητικό ελατήριο συμπιέζει το πρωτεύον έτσι ώστε να

δημιουργήσει περιστροφή και να ευθυγραμμίσει τα υφάσματα. Στην ζεστή το πρωτεύον

πιέζει το δεύτερο ώστε τα στρώματα να σκιάζουν. Η ύπαρξη του δευτέρου ελατηρίου

λειτουργεί σαν αντίβαρο που διασφαλίζει την κίνηση του μηχανισμού μόνο μέσα στο

επιθυμητό φάσμα θερμοκρασιακών τιμών. Η θήκη στην οποία προσαρμόζονται τα ελατήρια

είναι κατασκευασμένη μέσω της 3d printing τεχνολογίας από πλαστικό (ABS). Μειονέκτημα

του είναι η δημιουργία μεγάλης τριβής που αποτρέπει την ομαλή λειτουργία του συνόλου.

Το πρόβλημα αυτό αντιμετωπίστηκε με τον επανασχεδιασμό του σε πιο λείες φόρμες.

Ωστόσο ένα μικρό ποσοστό τριβής παραμένει και εναλλακτικά προτείνεται η χρήση

αλουμινίου, κάτι το οποίο δεν έχει αποδειχτεί πειραματικά. Για αυτή την εξάλειψη των

νεκρών φορτίων, της τριβής και την ομαλή εκκίνηση της κίνησης αντιμετωπίστηκαν και άλλα

ζητήματα που σχετίζονται με τα υλικά των επιμέρους στοιχείων όπως η επιλογή του σωστού

υφάσματος και ο τρόπος σύνδεσης του με την οριζόντια ράβδο.

Κατασκευάστηκαν τέσσερα κουτιά ελεγχόμενης θερμοκρασίας μεταξύ των οποίων τρία

για τα πρωτότυπα και ένα ελέγχου (Εικ.203). Όλα εξοπλίστηκαν με αισθητήρες

θερμοκρασίας ώστε να καταγράφονται τα εύρη των τιμών. Μέσω αυτών αποδείχτηκε η

υπόθεση εργασίας και ακολούθησε η δεύτερης φάσης βελτιωμένη κατασκευή. Έχουν

υπάρξει διάφορες παραλλαγές στα σχέδια που φέρουν τα υφάσματα πάνω τους (ρίγες,

μικροί και μεγάλοι κύκλοι) η βασική λογική λειτουργίας όμως παραμένει η ίδια.

Όσον αναφορά την πορεία που οδήγησε στο τελικό αποτέλεσμα, το πρώτο σχέδιο

(Εικ.198-199) περιλαμβάνει την δημιουργία μιας όψης από ύφασμα στο οποίο

ενσωματώνονται σύρματα σε ένα ισόδομο σύστημα. Κάθε κατακόρυφα τοποθετημένο

σύρμα ενώνεται στις δυο άκρες του με δυο σχισμές του υφάσματος (πάνω και κάτω). Όταν η

θερμοκρασία του χώρου μειώνεται τα σύρματα συστέλλονται και ανοίγουν τρύπες στην

υφασμάτινη επιφάνεια. Όταν η θερμοκρασία του χώρου αυξάνεται τα σύρματα

διαστέλλονται και τα ‘παράθυρα’ της επιφάνειας κλείνουν. Η λύση αυτή δεν

πραγματοποιήθηκε αφενός για θεωρήθηκε προβληματικός ο μεγάλος αριθμός των

συρμάτων που θα έπρεπε να ενσωματώνει, αφετέρου γιατί το εύρος κίνησης που μπορεί να

κάνει το R-phase SMA υλικό δεν καλύπτει το επιθυμητό για την περίσταση. Για την ιδέα

αυτή δεν κατασκευάστηκε πρωτότυπο.

Μπαίνοντας στην λογική της μέγιστης οικονομίας και έχοντας υπόψη τα μειονεκτήματα

της πρώτης πρότασης ορίζεται πως ο αριθμός των συρμάτων που θα χρησιμοποιηθούν σε

όλα τα επόμενα πειράματα θα είναι το πολύ ένα, δεδομένου ότι αυτό αρκεί για την κίνηση

του συνόλου. Αυτό εξυπηρετεί σε δυο πράγματα. Διατηρεί το κόστος και τις ενεργειακές


ανάγκες χαμηλά και γίνεται πιο εύκολη η απεμπλοκή ενός μόνο σύρματος σε περίπτωση

χειροκίνητης προσαρμογής. Βάση αυτών των δεδομένων συνεχίστηκε η διερεύνηση για την

παραγωγή της βέλτιστης λύσης που καλύπτει όλες τις προϋποθέσεις που έχουν αναφερθεί.

Η δεύτερη πρόταση (Εικ.200) στην ουσία καταργεί σχεδόν την πρώτη όσο άφορα το

μορφολογικό αποτέλεσμα και τείνει προς την τελική. Αποτελείται από δυο κατακόρυφες

στρώσεις ελικοειδών σχημάτων που εκτελούν μια περιστροφική κίνηση. Στην κλειστή θέση

τα σχήματα καλύπτουν τα μεταξύ τους κενά και σκιάζουν ενώ στην ανοικτή περιστρέφονται

και αλληλοκαλύπτονται. Δεν είναι γνωστό αν υπάρχει πρωτότυπο για αυτήν.

Ενώ σε άλλα παραδείγματα το σύρμα συνδέεται περισσότερο με τη μορφολογία της

επιφάνειας, στον τρόπο με τον οποίο μπορεί να την επηρεάσει ανάλογα με τη θέση του,

εδώ χρησιμοποιείται αυστηρά σαν αντικατάσταση των μηχανικών μερών που θα

χρειάζονταν κανονικά. Η πλήρης αντικατάσταση του μοτέρ από το SMA δείχνει το βασικό

χαρακτηριστικό που διαχωρίζει και μορφοποιεί αυτή την κατηγορία όπου το υλικό δεν είναι

μέλος. Ακόμη είναι η πρώτη φόρα που γίνεται χρήση του R-phase SMA σε αρχιτεκτονικό

πλαίσιο και γενικότερα των SMA χωρίς ηλεκτρικό ερέθισμα. Η πρόταση που εκφράζεται

στην αρχή σαν κανόνας σχεδιασμού, η θέληση δημιουργίας ενός βιοκλιματικού στοιχείου

που έχει όσον το δυνατόν ελάχιστη εξάρτηση από την ενέργεια έχει χρησιμοποιηθεί σαν

στόχος σε μια σωρεία πειραμάτων κινητικής αρχιτεκτονικής χωρίς ποτέ να έχει στην

πραγματικότητα επιτευχτεί. Μήπως τελικά αυτό οφείλεται στο ότι το τελικό αποτέλεσμα

στοχεύει σε μια περιπλοκότητα που αφήνει την ουσία να του διαφύγει? Η χρήση

ασυνήθιστων υλικών δεν σημαίνει απαραίτητα και την επιστράτευση περίπλοκων

γεωμετριών και συμπλεγμάτων. Μερικές φορές το πιο απλό είναι και το πιο δημιουργικό.

Εδώ τόσο η υπόθεση εργασίας όσο και το αποτέλεσμα είναι απόλυτα συνεπή στους

αρχικούς στόχους, την κατασκευή μιας μηδενικής ενέργειας συσκευής σκίασης.


PROGRAMMABLE MATTER BY

FOLDING ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ / 2009

ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΣ / E.Hawkes, B. An, N. M.

Benbernou, H. Tanaka, S. Kim, E.D. Demaine, D.

Rus, R. J. Wood (HARVARD+MIT)

ΥΛΙΚΑ / SMA Nitinol foil, stretchable electronics,

magnets, silicon based elastomeric joints, glass

reinforced composites /// LOW-TECH

Η κατασκευή αυτή βρίσκεται ακόμη σε αρκετά πειραματικό στάδιο και έρχεται να

ενταχτεί σε ένα μεγάλο ερευνητικό πεδίο που βρίσκεται υπό εξέλιξη, την ρομποτική και πιο

συγκεκριμένα τα αυτό-οργανούμενα ρομπότ. Αυτά είναι κινητικές ρομποτικές μηχανές με

μεταβαλλόμενη μορφολογία, μπορούν δηλαδή να αλλάξουν τη μορφή τους μέσω του

μετασχηματισμού και της αναδιάταξης των στοιχείων που τα αποτελούν. Με αυτόν τον

τρόπο μπορούν να ανταποκριθούν σε μεταβαλλόμενες συνθήκες, σε νέα προγράμματα

χρήσης ακόμα και να αυτοεπισκευαστούν. Η δουλειά αυτή είναι καινοτόμος στον τομέα της

γιατί προτείνει την δημιουργία μορφών όχι μέσω του ρομποτικού μοντέλου που

περιγράφηκε παραπάνω αλλά μέσω μιας επίπεδης επιφάνειας, ενός αναδιπλούμενου

φύλλου, που μετασχηματίζεται. Η γεωμετρία που το βοηθά να πραγματοποιεί τις μορφές

για τις οποίες έχει προγραμματιστεί προκύπτει μέσω της τεχνικής των origami (κινέζικη

τέχνη διπλώματος χαρτιού). Για την υλοποίηση του δημιουργήθηκε μια γεωμετρική θεωρία

που καθορίζει τον τρόπο και το σχέδιο των πτυχώσεων της και μια αλγοριθμική που αναλύει

και οργανώνει τις παραμέτρους της κατασκευής και της κίνησης.

Το φύλλο ενεργοποιείται μέσω παροχής ηλεκτρισμού που αυξάνει τη θερμοκρασία του

SMA υλικού (Joule heating) το οποίο έχει τη μορφή μικρών συνδέσμων τοποθετημένων σε

σημεία που ενώνονται μεταξύ τους με ηλεκτρονικά κυκλώματα. Αυτό τοποθετεί την

κατασκευή στην low-tech κατηγορία. Στην παρούσα έρευνα η επιφάνεια ξεκινά από ένα

δυσδιάστατο φύλλο με πάχος μικρότερο από 0.5 χιλιοστά και γενικές διαστάσεις 4x4

εκατοστά (Εικ.212) και μετασχηματίζεται, ανάλογα με το ποια σύνολα συνδέσμων

ενεργοποιούνται, σε ένα αεροπλάνο (Εικ.209,211) ή ένα καράβι (Εικ.213,215). Δεύτερη

επιφάνεια από άλλη φάση πειραμάτων έχει προγραμματιστεί να παίρνει τη μορφή

τραπεζιού ή ανεμόμυλου (Εικ.217-218). Ο κάνναβος που διαγράφεται πάνω της είναι αυτός

που την αφήνει να ‘τσακίσει’ και να πάρει τις μορφές αυτές ενώ οι SMA σύνδεσμοι (Εικ.223)

είναι αυτοί που προσφέρουν τον τρόπο για να συμβεί αυτό χωρίς μηχανικά μέρη.


Εικ.211: αεροπλάνο ..

Εικ.209: φάσεις μετασχηματισμού σε αεροπλάνο

Εικ.210: ενδιάμεσο στάδιο

μετασχηματισμού

Εικ.214: διάγραμμα λειτουργίας αλγορίθμων για ένα και για

πολλά σχήματα

PROGRAMMABLE MATTER BY FOLDING

Εικ.215: το καράβι ..

Εικ.213: φάσεις

μετασχηματισμού σε καράβι

Εικ.212: η επιφάνεια σε ανοικτή

θέση


Στην ομάδα περιλαμβάνονται άτομα με χρόνια εμπειρίας στην δημιουργία origami

μορφών μέσω υπολογιστών (computational origami) και εδώ προσπαθούν να διευρύνουν

την μελέτη πάνω στο άκαμπτο origami. Η γεωμετρική θεωρία που κατασκεύασαν για αυτό

στηρίζεται σε μια παλιά αξίωση που υποστηρίζει τη δυνατότητα μόρφωσης οποιουδήποτε

πολύεδρου από ένα τετράγωνο χαρτί. Αυτό δίνει τη δυνατότητα χρήσης ενός συνεχόμενου

και καθολικού μοτίβου πτυχώσεως που μπορεί να εξυπηρετήσει πολλές λύσεις ταυτόχρονα.

Έτσι η καταληκτική επίπεδη γεωμετρία αποτελείται από ένα τετραγωνικό κάναβο (box-pleat

pattern) 1x1 εκατοστού του οποίου κάθε τετράγωνο διαιρείται κατά τα μέσα και τις

διαγώνιους δημιουργώντας ισοσκελή τρίγωνα (Εικ.222). Με τον τρόπο αυτόν προκύπτουν

πανομοιότυπες συνδέσεις που ελαχιστοποιούν την πολυπλοκότητα του συστήματος και

βελτιώνουν τη συμπεριφορά του. Η επιφάνεια έχει κατασκευαστεί από 32 τέτοια τρίγωνα

που χωρίζονται μεταξύ τους από ένα διάκενο το οποίο επιτρέπει την κάμψη. Ο κάνναβος

αυτός μπορεί να αυξομειώσει την ανάλυση του, δηλαδή τον αριθμό των υποδιαιρέσεων του

για να εξυπηρετήσει οποιοδήποτε μέγεθος αντικειμένου χωρίς να χρειαστεί να διαπεράσει

τον εαυτό του. Το θέμα του μεγέθους εξαρτάται και από τη δυνατότητα των υπόλοιπων

μερών να μεγαλώσουν ή να μικρύνουν και όχι μόνο από την ανάλυση του κανάβου της

βάσης.

Η δημιουργία συστήματος ενός μέρους παρέχει πλεονεκτήματα σε σχέση με ένα

σύνολο μερών καθώς αποφεύγει την πολυπλοκότητα. Με τον τρόπο αυτό εξαλείφεται η

ανάγκη ύπαρξης διαφορετικών συνδέσμων και πολύπλοκων διατάξεων συναρμολόγησης

μεταξύ των μονάδων. Η κατασκευή απλουστεύεται λόγω της χρήσης δυσδιάστατων

τεχνολογιών κοπής και μειώνεται ο χρόνος και το κόστος της. Το ίδιο ισχύει και για την

συναρμολόγηση αφού όλα τα τμήματα προσαρμόζονται σε ένα οριζόντιο επίπεδο. Επίσης

με την ανάγκη μιας πηγής τροφοδοσίας σε σχέση με τις (ν) που θα χρειάζονταν για τις (ν)

μονάδες του συστήματος οι ενεργειακές ανάγκες ελαττώνονται. Ο σχεδιασμός ωστόσο,

παρόλο που απλουστεύεται και αφορά αρκετά απλά σχέδια, προς το παρόν έχει ένα βαθμό

δυσκολίας που έγκειται στην χρήση αλγορίθμων που ορίζουν και αναλύουν το κάθε βήμα.

Για τον σχεδιασμό χρησιμοποιήθηκαν τέσσερις διαφορετικοί αλγόριθμοι (Εικ.214). Το

αρχικό δεδομένο που τροφοδοτείται στην διαδικασία είναι το τρισδιάστατο σχέδιο ενός

χαρτιού που απεικονίζει το τελικό αποτέλεσμα. Η συνθήκη που πρέπει να ακολουθεί είναι

να αναπαριστά ένα εφικτό σχέδιο, να μπορεί να υπολογιστεί από το ψηφιακό πρόγραμμα

είτε να κατασκευαστεί από έναν άνθρωπο. Ο πρώτος αλγόριθμος ξετυλίγει το κάθε σχήμα.

Κάνει τη διεργασία αυτή για κάθε σχέδιο ξεχωριστά. Ενώ τυπικά λειτουργεί για το δίπλωμα

εδώ χρησιμοποιείται αντίστροφα (reverse engineering). Το τελικό αποτέλεσμα αποτελεί την

καταγραφή της τροχιάς κίνησης κάθε ακμής της επιφάνειας. Ο δεύτερος αλγόριθμος παίρνει


αυτά τα μονοπάτια και τα οργανώνει σε ένα πλήρες σχέδιο διπλώματος, σαν οδηγίες

χρήσεις, δηλαδή ποιες ακμές θα διπλωθούν προς τα μέσα, ποιες προς τα έξω καθώς και σε

ποιο χρονικό σημείο της διαδικασίας θα γίνει αυτό. Ομαδοποιεί αυτές τις κινήσεις χρονικά

σε φάσεις, όπου συγκεκριμένες κινήσεις γίνονται ταυτόχρονα. Εδώ υπάρχουν τρεις φάσεις

(A-C) και αυτός εκτελείται σε κάθε σχέδιο ξεχωριστά. Ο τρίτος αλγόριθμος λαμβάνει τις

προηγούμενες πληροφορίες για όλα τα επιθυμητά σχέδια και τις συνδυάζει σε ένα.

Επαναομαδοποιεί τις φάσεις του δεύτερου σε σχέση με την χρονική σειρά τους και

εφαρμόζεται για όλους τους διαφορετικούς συνδυασμούς στους οποίους μπορούν να

τοποθετηθούν τα επιμέρους σχέδια (περιστρεμμένα μεταξύ τους κατά 90 ή 180 μοίρες κλπ).

Ο τέταρτος αλγόριθμος επιλέγει το βέλτιστο αποτέλεσμα του τρίτου βάση της λιγότερης

χρήσης συνδέσμων ή ομάδων τους. Η ελάχιστη χρήση συνδέσμων εξοικονομεί ενέργεια

ενώ η χρήση λιγότερων ομάδων ελαττώνει τον αριθμό κυκλωμάτων και το χρόνο

διπλώματος. Οι ομάδες εδώ είναι πέντε και μέσω του αλγορίθμου αυτού έχουν

χρησιμοποιηθεί 14% λιγότεροι σύνδεσμοι από ότι θα χρειάζονταν χωρίς αυτό το βήμα.

Τέλος γίνεται έλεγχος για λανθάνουσες επικαλύψεις και ανταγωνιστικές διπλώσεις. Αυτές

θα απαιτούσαν μια ακμή να διπλώνει και προς τις δυο κατευθύνσεις για κάθε σχήμα (από

τη μια για το ένα σχήμα, από την άλλη για το δεύτερο). Αυτό, δεδομένου ότι αυξάνει την

πολυπλοκότητα του συστήματος, αποκλείεται από τη διαδικασία. Η αναπλήρωση της

κινητικότητας των κατηργημένων ακμών γίνεται μέσω παθητικής κίνησης που αυτές

λαμβάνουν από τις γειτονικές τους ενώ διπλώνονται. Για παράδειγμα όταν ενεργοποιούνται

οι ομάδες 1, 2 και 3 οι εννέα σύνδεσμοι της φάσης Α ζεσταίνονται και φτιάχνουν το καράβι.

Όταν ενεργοποιούνται οι ομάδες 2 και 4 η φάση Β φτιάχνει τα φτερά του αεροπλάνου. Οι

ομάδες 3 και 5 ενεργοποιούν τη φάση C που κάνει τις τελικές πτυχώσεις του αεροπλάνου.

Ανάμεσα στις διαδικασίες σχεδιασμού και υλοποίησης και της θεωρητικής απόδειξης

της κατασκευής παρατηρούνται κάποια κενά. Η μεταφορά της πρακτικής του origami στον

ψηφιακό κόσμο δεν λαμβάνει υπόψη κάποια σημαντικά στοιχεία. Οι υπολογιστικές μέθοδοι

δεν είναι σε θέση να διαχειριστούν μεγάλο βαθμό λεπτομέρειας, πόσο μάλλον σε σχέση με

αυτά που παράγουν άνθρωποι, και δεν μπορούν να είναι συμβατοί με οποιαδήποτε

ανάλυση του χαρτιού. Επίσης δεν λαμβάνουν υπόψη το πάχος του υλικού κάνοντας

υπολογισμούς για μηδενικά πάχη κάτι το οποίο δημιουργεί προβλήματα όταν οι διπλώσεις

είναι διπλές και τριπλές. Το υλικό που χρησιμοποιείται είναι σχετικά δύσκαμπτο και δεν

επιτρέπει μεγάλο βαθμό κυρτώσεων κάτι που επίσης η θεωρία των origami δεν υποστηρίζει.

Η φάση της κατασκευής αποτελείται από τρία στάδια. Την κατασκευή της επιφάνειας,

την κατασκευή των συνδέσμων από SMA και την δημιουργία των εύκαμπτων ηλεκτρονικών

συστημάτων που είναι απαραίτητοι για την ενεργοποίηση της κίνησης. Η επιφάνεια έχει σαν


Εικ.220: SMA σύνδεσμοι και

κυκλώματα

Εικ.216: πειραματισμοί

κατασκευής επιφανειών

Εικ.217: τραπέζι που προκύπτει

από άλλη φάση της έρευνας

Εικ.218: ανεμόμυλος που προκύπτει από άλλη φάση της έρευνας

Εικ.221: γεωμετρία μικροτομών

των κυκλωμάτων Εικ.222: ψηφιακή αναπαράσταση Εικ.223: οι SMA σύνδεσμοι

Εικ.219: επιφάνεια και μαγνήτες


βάση ένα τετράγωνο φύλλο πάχους 300 μm από fiberglass εμποτισμένο με ρητίνη

(laminated sheet of sixteen-layer E-glass fiber με ρητίνη RS-30) και τα 32 τριγωνικά κομμάτια

της ενώνονται μεταξύ τους με συνδέσμους από θερμοπλαστικά σιλικονούχα ελαστομερή.

Πάνω σε αυτό το φύλλο ανοίγονται οπές όπου αργότερα θα τοποθετηθούν μαγνήτες

(Εικ.219). Αυτοί χρησιμοποιούνται για την ελαχιστοποίηση της απαιτούμενης ενέργειας και

τη σταθεροποίηση της κατασκευής. Όταν κάποιο τρίγωνο συνδεθεί με έναν από τους τρεις

γείτονες του οι επιφάνειες τους έλκονται και η χρήση ενέργειας γίνεται μηδενική αφού η

διατήρηση του σχήματος δεν οφείλεται σε αυτήν αλλά στην έλξη των μαγνητών. Με αυτόν

τον τρόπο μειώνεται και ο χρόνος διπλώματος. Η σύνθεση αυτή χωρίς τους μαγνήτες και τα

τριγωνικά κομμάτια σκληραίνεται στους 140° C για τέσσερις ώρες και επεξεργάζεται για τη

μόρφωση των χαράξεων των διπλώσεων. Τα υπόλοιπα κομμάτια τοποθετούνται με μεγάλη

ακρίβεια.

Οι ενεργοποιητές της κίνησης, οι SMA σύνδεσμοι (Εικ.220,223), έχουν πολύ μικρό

πάχος της τάξης των 100μm και πρέπει να αναλαμβάνουν αρκετή ροπή ώστε να είναι σε

θέση να υποστηρίξουν το βάρος του φύλλου. Στα 32 τριγωνικά κομμάτια έχουν

ενσωματωθεί συνολικά είκοσι ενεργοποιητές. Είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε οι προεξοχές

που φέρουν στα άκρα τους να θηλυκώνουν πάνω στην επιφάνεια και να έχουν δυνατότητα

λυγισμού μέχρι και 180 μοίρες. Έχουν προγραμματιστεί με τέτοιο τρόπο ώστε όταν

θερμαίνονται να κλείνουν, να λαμβάνουν δηλαδή την επιθυμητή τελική θέση που

δημιουργεί το αεροπλάνο ή το καράβι. Άρα όταν η κατασκευή δεν θερμαίνεται, δεν παίρνει

ηλεκτρικό ρεύμα, είναι επίπεδη ή σε όποιο άλλο σχήμα τοποθετηθεί. Όταν θερμαίνεται,

δηλαδή όταν δέχεται ηλεκτρικό ερέθισμα, ενεργοποιείται το υλικό και μετασχηματίζεται

στα συγκεκριμένα θέματα. Η λογική της κίνησης τους μοιάζει με αυτήν των μεντεσέδων σε

μια πόρτα. Μια βελτιωμένη έκδοση της κατασκευής περιλαμβάνει συνδέσμους που η

ενεργοποίηση τους δεν γίνεται με τον κλασικό τρόπο της θέρμανσης μέσω ηλεκτρισμού

(Joule Heating) λόγω του ρεύματος που απαιτεί αλλά μέσω ενός νέου που περιλαμβάνει

εξωτερικούς θερμαντήρες ειδικά σχεδιασμένους για τους συνδέσμους. Οι θερμαντήρες

αυτοί είναι από φύλλο νικελίου (Ni alloy 600 sheet DuPont Kapton KH) και προκαλούν πολύ

πιο γρήγορη αντίδραση των μερών. Σε μια εποχή που όλα τείνουν στην ποιο λεπτή και

ελαφριά τους μορφή δεν είναι δύσκολο και αυτό το σύστημα να εξελιχτεί όσο αναφορά την

αυτονομία του. Εύκαμπτα φωτοβολταικά πινέλα που μπορούν να προσαρμοστούν στην

κατασκευή πάνω στην επιφάνεια είναι εφικτό να προσφέρουν την πηγή τροφοδοσίας του

συστήματος.

Το τελικό μέρος της κατασκευής είναι οι ελαστικές ηλεκτρονικές συνδέσεις. Αυτές

πρέπει να λυγίζουν και να επιμηκύνονται για να μπορούν να ακολουθούν σωστά τη


διπλωμένη γεωμετρία. Για αυτό το λόγω τα κυκλώματα έχουν κατασκευαστεί από φύλλα

πολυιμιδίου (Kapton by DuPont) με χάλκινη επικάλυψη και φέρουν πάνω στην επιφάνεια

τους μικρές τομές που τους επιτρέπουν να μετασχηματιστούν ελεύθερα (Εικ.220-221). Το

κάθε κύκλωμα συγκολλείται πάνω στους SMA συνδέσμους ανάλογα με τις ομάδες που

προκύπτουν από τον τέταρτο αλγόριθμο. Το ρεύμα που χρειάζεται είναι της τάξης του ενός

αμπέρ με resistors των 0.25 ωμ που παράγουν 1- 2.25 Watt. Κάθε φάση χρειάζεται 6 -22.5

Joule ενέργειας και 6 -10 δευτερόλεπτα να λυγίσει. Η ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί με

μεγαλύτερη παροχή ενέργειας.

Ο διακόπτης του συστήματος είναι μια σειρά ηλεκτρονικών αυτοκόλλητων που δίνουν

στο σύστημα την εντολή ποια σχήματα να πραγματοποιήσει. Αυτά τα αυτοκόλλητα

προγραμματισμού επιτρέπουν στον χρήστη να αποφασίσει ποιό από τα προβλεπόμενα

σχήματα θέλει να φτιάξει και να το κάνει χωρίς τη χρήση υπολογιστή ή γνώσης

προγραμματισμού. Η βασική ιδέα της ομάδας είναι να δημιουργηθεί ένα φύλλο που θα

περιλαμβάνει όλα τα ηλεκτρονικά κυκλώματα εκτός από αυτά που ενώνουν τους

ενεργοποιητές και τις ομάδες μεταξύ τους. Έτσι ο χρήστης θα λαμβάνει ένα αυτοκόλλητο για

κάθε πιθανό σχήμα. Ο προγραμματισμός αυτός είναι παρεμφερής με αυτόν που

χρησιμοποιείται για τον σχεδιασμό των υπολοίπων μερών και παράγει τον σχεδιασμό των

κυκλωμάτων και των αντιστοίχων αυτοκόλλητων.

Η λειτουργία αυτής της κατασκευής μπορεί εύκολα να αμφισβητηθεί λόγω του μικρού

μεγέθους της και των μη χρηστικών σχεδίων που προς το παρόν παράγει. Έχοντας

αντιμετωπίσει διάφορα προβλήματα και στόχους σε σχέση με την χρήση ενέργειας και

λοιπά τεχνικά θέματα συνεχίζει να μην υπάρχει μια κοινή σύνδεση μεταξύ της λειτουργίας,

του σκοπού και της κλίμακας. Είναι φανερό πόσο μια αντίστοιχη κατασκευή μεγαλύτερου

μεγέθους θα μπορούσε να εξυπηρετήσει όχι μόνο στην καθημερινή ζωή για την

αντικατάσταση απλών χρηστικών αντικειμένων αλλά και σε καταστάσεις εκτάκτου ανάγκης

όπου χρειάζονται υποτυπώδεις στεγαστικές λύσεις (καταφύγια) που απαιτούν πολύ μικρό

χρονικό διάστημα κατασκευής, κόστος και τεχνογνωσία. Ακόμα και σε ένα όχι τόσο

εξεζητημένο σενάριο η κατασκευή θα μπορούσε να προγραμματιστεί να μετασχηματίζεται

σε μια απλή σκηνή ή ακόμα περισσότερο σε μια μεταβαλλόμενου σχήματος ανάλογα με την

ανεμοπίεση που δέχεται, σε φωτοβολταικά πανέλα που θα προσαρμόζουν το σχήμα τους

στον ήλιο ή απλά εσωτερικά χωρίσματα και οροφές δωματίων που θα κινούνται σε σχέση

με τον ήχο και τη χρήση. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρει33 η Daniela Rus, μέλος της ομάδας,

33 Scientific American, Shifty Science, Programmable Matter takes shape with self-folding origami sheets, John Matson


σε ένα πολύ μακρινό μέλλον η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την

κατασκευή της τρισδιάστατης εικόνας αντικειμένων, όπως την παραγωγή της τοπογραφίας

μιας περιοχής του χάρτη.


ΖΗΤΗΜΑΤΑ- ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ///

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ __Τα παραδείγματα που αναλύονται θεωρούνται αντιπροσωπευτικά

του υπάρχοντος συνόλου που αφορά τη συγκεκριμένη έρευνα και αντίστοιχα

αντιπροσωπευτικές είναι και οι λειτουργίες τους. Παρατηρείται ότι σχεδόν όλα τα

παραδείγματα εκτός από το Programmable Matter By Folding αφορούν σχεδιασμό όψεων ή

τμημάτων αυτών. Αυτό δεν είναι τυχαίο από τη στιγμή που η σύγχρονη αρχιτεκτονική έχει

ασχοληθεί σε μεγάλο βαθμό με το ψηφιακό σχεδιασμό τους και ειδικότερα η κινητική

αρχιτεκτονική που πάντα στόχευε σε μια βελτιστοποίηση των επιδερμίδων των κτιρίων τόσο

σε σχέση με την αποτελεσματική σκίαση τους όσο και με την ελάχιστη δυνατή χρήση

ενέργειας.

Το περίβλημα των κατασκευών, οι τοίχοι, λειτουργούν θεωρητικά ως ένα φράγμα

μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού περιβάλλοντος και παραλαμβάνουν τα φορτία

της κατασκευής. Η χρήση των συστημάτων ψύξης θέρμανσης (HVAC), οι εφαρμογές του

οπλισμένου σκυροδέματος και των ελαφριών κατασκευών αποδεσμεύουν την επιδερμίδα

από την προκαθορισμένη της χρήση και της επιτρέπουν να πάρει την μορφή της γυάλινης

όψης, γνώστης από τον μοντερνισμό. Έτσι οι όψεις σταδιακά δεν έχουν κανένα ουσιαστικό

ρόλο στη διαμόρφωση του εσωτερικού περιβάλλοντος του κτιρίου για το οποίο

επιφορτίζονται τα ηλεκτρομηχανολογικά συστήματα. Η εισαγωγή των περιβαλλοντολογικών

επιστημών διαχωρίζει ακόμα περισσότερο το εσωτερικό περιβάλλον από το εξωτερικό34.

Υποσκελίζοντας την περιβαλλοντολογική διάσταση δίνεται βάρος περισσότερο στη μορφή

και στα υλικά του περιβλήματος το οποίο μετασχηματίζεται από μεσολαβητής ανάμεσα σε

δυο περιβάλλοντα σε αδιαπέραστη όψη. Οικονομικοί λόγοι οδηγούν στην ελαχιστοποίηση

της χρήσης των κεντρικών συστημάτων και το περίβλημα του κτιρίου ξαναπαίρνει κεντρικό

ρόλο στην διαχείριση των εξωτερικών συνθηκών. Καθώς τα κεντρικά συστήματα όλο και

περισσότερο τείνουν προς την αδράνεια, λόγω της ανάγκης για εξοικονόμηση ενέργειας, το

περίβλημα του κτιρίου με μέσο την τεχνολογία παραλαμβάνει το ρόλο που του είχε

αφαιρεθεί. Έτσι προκύπτουν υψηλής τεχνολογίας όψεις που σηματοδοτούν την εποχή της

υπέρ-λειτουργικότητας του περιβλήματος. Η μετατόπιση που γίνεται είναι η μεταφορά των

ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων από το εσωτερικό του κτιρίου στην περιφέρεια του. Το

34 Michelle Addington, Contingent Behaviours, AD Energies: new material boundaries, May/June 2009, Vol 79 no 3, σελ. 12-17


εσωτερικό απογυμνώνεται από τις ζωτικές λειτουργίες και γίνεται σχεδόν παθητικός δέκτης

των συνθηκών που δημιουργεί η όψη, στόχος της οποίας είναι να το ρυθμίσει όσο το

περισσότερο δυνατόν. Στα παραδείγματα της μη μηχανικής αρχιτεκτονικής που

αναφέρονται σε όψεις, αυτές δεν απευθύνονται στο εξωτερικό περιβάλλον, όπως οι media

facades, αλλά στο εσωτερικό του κτιρίου και άμα διαχωριστούν από τη λειτουργία τους

παύει και ο λόγος ύπαρξης τους.

Με αφετηρία αυτή τη λογική, δηλαδή τον αποτελεσματικό σχεδιασμό των όψεων ώστε

να έχουν ενεργό ρόλο στη ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου, τα παραπάνω

παραδείγματα έρχονται να συνεισφέρουν προσπαθώντας να είναι πραγματικά κερδοφόρα

όσον αφορά τους πόρους που καταναλώνουν. Κάποια από αυτά, όπως το Phototropia,

προτείνουν και την πλήρη αυτονόμηση των συστημάτων τους. Αυτές οι κατασκευές

κατατάσσονται σύμφωνα με την κατηγοριοποίηση του M. Fox στα ενσωματωμένα κινητικά

συστήματα, είναι δηλαδή συστήματα που είναι μέρος ενός αρχιτεκτονικού συνόλου ωστόσο

λειτουργούν αυτόνομα.

Μια δεύτερη χρήση που διακρίνεται είναι αυτή των αυτό-αναπτυσσόμενων

κατασκευών, όπως το Programmable Matter by Folding. Αυτές είναι ένα πρωτεύον θέμα

ενασχόλησης της κινητικής αρχιτεκτονικής από το ξεκίνημα της και αφορούν προσωρινές

κατασκευές που έχουν τη δυνατότητα της εύκολης μεταφοράς. Σύμφωνα με την

κατηγοριοποίηση του Michael Fox το σύστημα αυτό ανήκει στα αυτό-αναπτυσσόμενα

κινητικά συστήματα (Deployable Kinetic Structures) και αποτελεί μια κατηγορία που είναι

πολύ δύσκολο να υπάρξει στην κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη κυρίως

λόγωτου θέματος της κλίμακας και της αύξησης του μεγέθους των υλικών που δεν έχουν

αντιμετωπιστεί ακόμα.

Τέλος κάποιες, όπως το Phototropia και το Bloom, προτείνουν στέγαστρα που

αντιδρούν σε περιβαλλοντολογικές συνθήκες. Είναι σταθερά στη συνολική δομή τους και

διαφοροποιούν μόνο τις μονάδες από τις οποίες απαρτίζεται η επικάλυψη τους. Και αυτές

αναφέρονται σε ψηφιακή επεξεργασία επιφανειών.

ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ __Όλα τα παραδείγματα που παρουσιάζονται

σχετίζονται με νέες τεχνολογίες κατασκευής καθώς και με τον ψηφιακό σχεδιασμό. Η χρήση

των υπολογιστικών συστημάτων και του αλγοριθμικού σχεδιασμού πλέον είναι άρρηκτα

συνδεδεμένη με την αρχιτεκτονική παραγωγή. Η σχέση μεταξύ τους είναι τόσο σταθερή που

δύσκολα νοείται η διαδικασία του σχεδιασμού χωρίς αυτά. Παράλληλα με τις ευκολίες και

τις δυνατότητες που παρουσιάζουν έχουν προκαλέσει και μια απομάκρυνση από την

υλικότητα. Συχνά συναντάμε εντυπωσιακά ψηφιακά σχέδια που στηρίζονται στοιχειωδώς


στο έδαφος ή και καθόλου. Εδώ λόγω των ειδικών ιδιοτήτων των πρώτων υλών η υλικότητα

και ο ψηφιακός σχεδιασμός είναι άρρηκτα συνδεδεμένα. Για παράδειγμα τα Responsive

surface structures όπως και το Hygroscope δε θα ήταν πραγματοποιήσιμα χωρίς την ύπαρξη

αυτού του ψηφιακού εργαλείου. Αυτό έχει δώσει τη δυνατότητα στην ομάδα να συνδυάσει

τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του ξύλου με τη σχεδίαση έτσι ώστε να παραχθεί το

επιδιωκόμενο αποτέλεσμα. Ακόμα παραπέρα επιτρέπει την εύρεση της καταλληλότερης

μορφής και την ευκολία πειραματισμού με διαφορετικές γεωμετρίες κάτι που χωρίς αυτό

θα ήταν απαγορευτικό. Παρά όμως την αέρινη αίσθηση που αποπνέουν οι ψηφιακές

μορφές, που τις περισσότερες φορές είναι ψευδής, τα περισσότερα παραδείγματα, όπως το

Shape Shift, αποπνέουν αυτή την ελαφρότητα κάτι που οφείλεται στο υλικό κατασκευής

τους. Ένα χαρακτηριστικό του υλικού που προβάλλεται συνεχώς είναι το μικρό βάρος, η

αθόρυβη κίνηση και η ευλυγισία του φέρνοντας το σε άμεση σχέση με την ψηφιακή εικόνα

του που και αυτή έχει τα χαρακτηριστικά αυτά. Ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι σε

μη κινητικά παραδείγματα αυτό που εξάγεται από τον υπολογιστή αποτελεί μια

χαρακτηριστική στιγμή της ροής της γεωμετρίας, ένα πάγωμα της σε μια συγκεκριμένη

φάση. Η μορφή μπορεί να θεωρηθεί ένα στιγμιότυπο που προκύπτει από το πάγωμα της

κινούμενης εικόνας του ψηφιακού μοντέλου35. Η κινητική αρχιτεκτονική δεν περιορίζεται σε

αυτό το στιγμιότυπο έχοντας την δυνατότητα να αναπαράγει την κίνηση που έχει στην

οθόνη και στην πραγματικότητα.

ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ (COMPLEXITY) __Σε συνάφεια με την ψηφιακή

αρχιτεκτονική τίθεται και το θέμα της πολυπλοκότητας. Ο ψηφιακός σχεδιασμός είναι σε

θέση να παράξει αντικείμενα πολύπλοκα τόσο στη μορφολογία τους όσο και στη

κατασκευαστική λογική που τα διέπει. Η δημιουργία των μορφών αυτών μέσω των

υπολογιστών ταυτόχρονα παρέχει και τις πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την

κατασκευή τους. Με τον τρόπο αυτό η αύξηση της πληροφορίας του σχεδίου είναι εφικτή

ενώ σε άλλη περίπτωση θα ήταν απαγορευτική. Η γεωμετρία που χρησιμοποιείται στα

παραπάνω παραδείγματα συνιστά απλά σχήματα και μονάδες που συνδυαζόμενες μεταξύ

τους διαμορφώνουν ένα σύστημα με αυξημένο βαθμό πολυπλοκότητας (emergence : ο

τρόπος με τον οποίο προκύπτουν πολύπλοκα συστήματα μέσω μιας αλληλεπίδρασης απλών

σχετικά οντοτήτων). Ο αριθμός των στοιχείων που αποτελούν το σύνολο, είναι αντιθέτως

ανάλογος με τον αριθμό των λειτουργιών που το σύνολο αυτό έρχεται να καλύψει. Η

πολυπλοκότητα της μορφολογίας του δηλαδή, έρχεται να αντιπαρατεθεί με την απλότητα

35 Antoine Picon, Digital Culture in Architecture, Birkhäuser Architecture, 1st edition, March 1, 2010, σελ.74-75


του λόγου κατασκευής τους. Η κάθε μια από τις κατασκευές των παραδειγμάτων έχει μια

σαφή λειτουργία που ανταποκρίνεται σε ένα συγκεκριμένο πρόβλημα, ανταποκρίνεται

δηλαδή σε ένα ζητούμενο τη φορά, είτε αυτό είναι η υγρασία, είτε τα επίπεδα διοξειδίου

του άνθρακα είτε σκίαση. Αυτή η απλότητα των προθέσεων δείχνει την αντίθεση των

κατασκευών αυτών με τα καθιερωμένα συστήματα όψεων που προσπαθούν να

ενσωματώσουν στη χρήση τους όσο ποιο πολλές λειτουργίες είναι δυνατόν, από

θερμομόνωση μέχρι σκίαση και αερισμό.

ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΑ ΥΛΙΚΑ __ Τα υλικά υπόκεινται σε φυσικούς νόμους και

εξαρτώνται από το κοινωνικό πλαίσιο στο οποίο υπάρχουν. Πριν την πρώτη βιομηχανική

επανάσταση η έννοια του υλικού είναι περίπλοκη αφού τα οργανικά και τα μη οργανικά υλικά

δεν έχουν τον σαφή διαχωρισμό που λαμβάνουν αργότερα. Κατά την πρώτη βιομηχανική

επανάσταση η μη οργανική φύση των χρησιμοποιούμενων υλικών θεωρείται δεδομένη. Στο

σύγχρονο πλαίσιο η αντίληψη για αυτά τείνει να επανέλθει σε αυτή που ήταν πριν την

βιομηχανική επανάσταση λόγω της μεγάλης έρευνας που διενεργείται πάνω στα έξυπνα και

σύνθετα υλικά και στην αρχιτεκτονική που βασίζεται περισσότερο στη δομή του υλικού παρά

στη δομή του κτιρίου36. Άρα η αντίληψη του καθενός σε σχέση τα υλικά έχει άμεση σχέση με

το κοινωνικό πλαίσιο στο οποίο ενυπάρχει. Καθ’ όλη τη διάρκεια της ιστορίας του πολιτισμού

η σταθερότητα στο χρόνο και η μονολιθικότητα των κατασκευών θεωρούταν άρρηκτα

συνδεδεμένη με τη σωστή αρχιτεκτονική. Η έννοια του μεταβλητού όχι μόνο δεν εξέφραζε

κάτι επιθυμητό αλλά ήταν συνυφασμένη με την κατασκευαστική αποτυχία. Η σταθερότητα

που προέβαλε αυτή η αρχιτεκτονική ήταν συνυφασμένη με την στασιμότητα τόσο των

χρήσεων ενός κτιρίου όσο και με την αισθητική που αυτή καθόριζε. Αυτή η κατάσταση είχε

άμεση επιρροή και στην αντιμετώπιση των υλικών. Ενώ το μπετό, το υλικό με τα πιο στέρεα

χαρακτηριστικά από τα υπόλοιπα, έγινε το αντικείμενο θαυμασμού, αναπτύχτηκε μια

στερεότυπη αντίληψη ως προς τις ιδιότητες που πρέπει να παρουσιάζουν αυτά, ποιες είναι

επιθυμητές και ποιες όχι. Έτσι οι δυνατότητες ορισμένων υλικών, όπως για παράδειγμα του

ξύλου όπως αυτό χρησιμοποιείται στο Responsive surface structures και το Hygroscope,

έμειναν ανεκμετάλλευτες μέχρι πρότινος. Το συγκεκριμένο υλικό, ικανό να συναγωνίζεται τα

νέα ‘έξυπνα υλικά’, δημιουργεί ερωτήματα σε σχέση με τα κριτήρια βάση των οποίων

χαρακτηρίζουμε κάποια έξυπνα ενώ άλλα όχι. Το ποιά υλικά θεωρούνται έξυπνα είναι σχετικό

αν ληφθεί υπόψη ότι όλα παρουσιάζουν ειδικές ιδιότητες όταν βρεθούν σε ένα δυναμικό

36 Antoine Picon, Digital Culture in Architecture, Birkhäuser Architecture, 1st edition, March 1, 2010, σελ144-145


περιβάλλον37. Ο σχεδιαστής έχει στην διάθεση του περισσότερα εργαλεία από αυτά που

νομίζει και το στοίχημα βρίσκεται στη ορθή εκμετάλλευση του κάθε υλικού, χωρίς

‘προληπτικές’ συμπεριφορές. Επίσης υποδεικνύεται πως το ρητό ‘less is more’ ισχύει και στην

οικοδομική και τεχνολογία των υλικών. Για να γίνει μια περίπλοκη κίνηση δεν είναι

απαραίτητο να είναι και η κατασκευή φτιαγμένη με έναν περίπλοκο τρόπο. Η τάση του 20ου

αιώνα με την κατάχρηση πόρων οδήγησε σε μια αντίληψη των υλικών πολύ συγκεκριμένη

όπου κάποια, όπως το μέταλλο ή το γυαλί, προτιμήθηκαν ενώ κάποια άλλα, όπως το ξύλο ή

το χαρτί, απορριφτήκαν. Η αντίληψη αυτή υποστήριξε μια αρχιτεκτονική που δεν αναζητούσε

λύσεις βάση αποτελεσματικότητας αλλά βάση αισθητικής και κύρους.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ __Συχνά σε αυτά τα παραδείγματα αναφέρεται η

ομοιότητα τους με βιολογικά συστήματα. Αυτό συμβαίνει για δυο λόγους. Καταρχάς

υπάρχει η εξορισμού σύνδεση των συστημάτων αυτών με την ανταποκρινόμενη

αρχιτεκτονική λόγω της σχέσης της μεταβολής που έχει η δεύτερη με το περιβάλλον. Κατά

δεύτερον παρουσιάζει κάποια φυσικά χαρακτηριστικά που είναι αντίστοιχα με των έμβιων

συστημάτων. Τα χαρακτηριστικά αυτά είναι η μορφή της κίνησης που εκτελείται, η οποία

είναι ομαλή, και η υλικότητα των μελών που είναι ελαφριά, αθόρυβα και στην πλειονότητα

τους εύκαμπτα. Η παραγόμενη ποιότητα δεν έρχεται να αποδείξει την ανωτερότητα της

φύσης ούτε να παραδοθεί άνευ όρων στις επιταγές του βιομιμιτικού σχεδιασμού. Έρχεται

να συμπληρώσει τον σχεδιασμό αυτό αντιδρώντας στην προσκόλληση της επιστήμης στα

μηχανιστικά συστήματα. Η μεγάλη προσπάθεια ελέγχου της φύσης και των φυσικών

φαινομένων από τον άνθρωπο κατάφερε να την αποκλείσει από πολλά πεδία στα οποία η

συνεισφορά της θα είχε αποδειχτεί χρήσιμη. Τα τελευταία χρόνια η προσπάθεια αυτή έχει

αντιστραφεί καθώς όλο και περισσότερες επιστήμες εμπνέονται από το βιολογικό

παράδειγμα. Για κάποιους ο οικολογικός χαρακτήρας του κτιρίου μπορεί να

πραγματοποιηθεί μόνο με δυναμικούς όρους και είναι προϊόν συνεχούς δράσης38. Έτσι

έχουν προκύψει νέες έρευνες στην αρχιτεκτονική (Biomimetic responsive surface structures,

Hygroscope) που αποδεικνύουν πως ο αποκλεισμός αυτός είχε δημιουργήσει τις

στερεότυπες αντιλήψεις που προαναφερθήκαν. Ενώ τα περισσότερα υλικά που

παρουσιάζονται εδώ είναι κατασκευασμένα από τον άνθρωπο επιδεικνύουν

χαρακτηριστικά έμβιων οργανισμών. Το συμπέρασμα που απορρέει είναι πως η απλή

37 Michael Hensel, Defne Sunguroglu, Achim Menges, Material Performance, AD Versatility and Vicissitude, Performance in Morpho-Ecological Design, March/April 2008, Vol 78 no 2, σελ. 34-4138 Antoine Picon, Digital Culture in Architecture, Birkhäuser Architecture, 1st edition, March 1, 2010, σελ.109


μίμηση της φύσης δεν παράγει ωφέλιμο έργο παρά μόνο με την παράλληλη συνεισφορά

του ανθρώπου.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΣΜΟΣ __Ο χαρακτήρας της μη μηχανικής αρχιτεκτονικής δίνει ένα νέο

νόημα στην έννοια του λειτουργισμού. Αναγνωρίζει τα σύγχρονα προβλήματα, προσπαθεί

να τα λύσει με νέους τρόπους και κάνει χρήση νέων υλικών και τεχνολογιών στοχεύοντας

στην αντιμετώπιση των αρχιτεκτονικών προβλημάτων39. Ο σχεδιασμός των υπό εξέταση

συστημάτων είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με την λειτουργία τους και τις περισσότερες

φορές καθορίζεται από αυτήν. Εδώ το γνωστό ρητό του φανξιοναλισμού ‘η μορφή

ακολουθεί την λειτουργία’ (Form follows function) θα μπορούσε να μετασχηματιστεί στο ‘η

μορφή επιτρέπει την λειτουργία’ (Form allows function). Ακριβώς επειδή το υλικό και η

χρήση καθορίζει τη μορφολογία, είναι δύσκολο να σχεδιαστεί κάτι που θα αστοχήσει

μελλοντικά. Στην περίπτωση αυτή δεν αναζητείται ένα καθολικό σχέδιο που καλύπτει όλες

τις περιπτώσεις αλλά ένα συγκεκριμένο που αφορά μόνο τη λύση του ζητήματος που έχει

παρουσιαστεί. Έτσι παρεκκλίσεις από την λειτουργία ή το είδος του υλικού που πρέπει να

χρησιμοποιηθεί για τον κάθε στόχο δεν είναι δυνατές. Σύμφωνα με την ανάλυση του, ο E.

Zurko εντοπίζει κάποιες αναλογίες σε σχέση με τον φανξιοναλισμό και την αρχιτεκτονική40.

Την μηχανική αναλογία, την οργανική και την ηθική. Στη μηχανική διατείνεται πως οι

μηχανές λόγω της ομορφιάς που παρουσιάζουν αποτελούν πηγή έμπνευσης για τους

σχεδιαστές. Την οργανική τη βασίζει στην πεποίθηση της τελειότητας της φύσης. Οι

οργανικές φόρμες των μερών της και του συνόλου της οφείλουν να υποτάσσονται στη

λειτουργία της. Η ηθική αναφέρεται στην αλήθεια της κατασκευής και αναγνωρίζει την

πρακτικότητα σαν ένα απαραίτητο στοιχείο της αρχιτεκτονικής. Η μη μηχανική

αρχιτεκτονική τοποθετείται εύκολα σε αυτό το πλαίσιο καθώς η μορφή της έχει άμεση

σχέση με τη λειτουργία της, λαμβάνει επιρροές από το βιολογικό παράδειγμα και μπορεί να

θεωρείται μηχανή.

‘…Energy was often seen (by the contemporaries of the first industrial

revolution) as a source of life. In Mary Shelley’s famous novel, Frankenstein’ s

creature was for instance animated through an electrical discharge.’

Antoine Picon

39 E. R. De Zurko, Origins of Functionalist Theory, Columbia university press, January 1, 1957, σελ.6-14 40 E. R. De Zurko, Origins of Functionalist Theory, Columbia university press, January 1, 1957, σελ.6-14

http://www.amazon.com/s/ref=ntt_athr_dp_sr_1?_encoding=UTF8&field-author=E.%20R.%20De%20Zurko&ie=UTF8&search-alias=books&sort=relevancerank



Η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη σίγουρα παρουσιάζει ένα μεγάλο

ενδιαφέρον σε σχέση με τους προκαταρκτικούς στόχους της. Η προσωρινή πειραματική της

διάσταση δεν καθιστά εύκολη την ρεαλιστική σύγκριση της με παλαιότερα συστήματα

κινητικής αρχιτεκτονικής, ωστόσο είναι εφικτό να σχολιαστούν κάποια πλεονεκτήματα που

φαίνεται να κατέχει σε σχέση με την τελευταία. Αυτά αφορούν τους στόχους που αυτή

καλύπτει, τις μορφολογικές εκφράσεις της και το κοινό στο οποίο απευθύνεται. Θεωρώντας

πως χρησιμοποιεί το ελάχιστο της ενέργειας που είναι δυνατό να κάνει χρήση ένα σύστημα

σίγουρα είναι πιο συνεπής σε σχέση με την εξοικονόμηση ενέργειας που απαιτείται στην

σύγχρονη βιοκλιματική αρχιτεκτονική. Αυτό ταυτόχρονα μπορεί να την κάνει μη δημοφιλή

καθώς συστήματα που έχουν μεγάλο βαθμό αυτονομίας και είναι πρωτοποριακά συνήθως

δεν πείθουν ως προς την λειτουργικότητα τους. Η λογική αυτή είναι ανάλογη με την

στερεότυπη αντίληψη σε σχέση με τα υλικά που αναπτύχτηκε παραπάνω. Ανακαλύψεις που

καταρρίπτουν παγιωμένες απόψεις και δεν προωθούνται αρκετά από το εμπόριο τείνουν να

αγνοούνται από την κοινωνία ως μη πειστικές εκτός από ένα μικρο επιστημονικό κοινό που

τις κατανοεί σε βάθος. Ο πειραματικός χαρακτήρας που παρουσιάζει μέχρι στιγμής η

κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη δεν συμβάλλει από την άλλη στο να αποδείξει

τη δυνατότατα της να είναι λειτουργική. Ένα ζήτημα που καθορίζει το αν μπορεί να

αποδειχτεί ικανή να λειτουργήσει σε ένα πραγματικό πλαίσιο και το οποίο δεν έχει

αντιμετωπιστεί προς το παρόν, είναι το θέμα της κλίμακας και του μεγέθους. Όλα τα

παραδείγματα παρόλο που είναι κατασκευασμένα σε πραγματική κλίμακα 1:1

παρουσιάζουν μικρά τμήματα επιφανειών που μόνο πολλαπλασιαζόμενα θα μπορούσαν να

καλύψουν ολόκληρες όψεις. Ενώ τα τμήματα αυτά, όταν είναι μεμονωμένα, αποδεικνύονται

λειτουργικά, είναι δύσκολο να προεικαστεί πως θα έχουν την ίδια ευστοχία ως μέρη ενός

κατά πολύ μεγαλύτερου συστήματος.

Ο τρόπος με τον οποίο η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη αναπτύσσεται

μορφολογικά προτείνει ένα είδους σχεδιασμό που μετατοπίζει την οπτική περιπλοκότητα

των παλαιοτέρων συστημάτων, σε σχέση με τον αριθμό των μηχανολογικών εξαρτημάτων

από τον οποίο αυτά αποτελούνταν και τη στιβαρότητα τους, στην περιπλοκότητα της

κατανόησης του τρόπου με τον οποίο επιτελείται η οργανική κίνηση τους. Η μορφή της

κίνησης που εκτελούν τα περισσότερα παραδείγματα είναι αυτό που κεντρίζει σε πρώτο

επίπεδο το ενδιαφέρον του χρήστη και ένα από αυτά που την διαφοροποιεί στην αντίληψη

του μη ειδικού παρατηρητή. Τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά που αυτή διαθέτει, ή

τουλάχιστον ένα μέρος τους, την καταστούν πολύ πιο προσιτή, όχι μόνο στην ενσωμάτωση

της στις κατασκευές, αλλά και σε πρώτο επίπεδο στην πειραματική διαδικασία αφού

απαιτεί ένα ποσοστό γνώσης εύκολα προσβάσιμο στις περισσότερες περιπτώσεις. Όσο πιο


μεγάλη είναι η εξάπλωση μια ιδέας ή πρακτικής, σε ένα όλο και πιο ευρύ κοινό που είναι

πρόθυμο να μάθει και να πειραματιστεί, τόσο περισσότερες περιπτώσεις έχει αυτή να

εξελιχτεί και τελικά να γίνει απαραίτητη. Δυστυχώς κάποια υλικά προς το παρόν

αναπτύσσονται μόνο σε έρευνα πανεπιστημίων σε συνεργασία με εταιρίες ή κρατικούς

οργανισμούς και είναι πιο απρόσιτα. Παρόλα αυτά κάποια άλλα είναι πολύ πιο εύκολα

προσβάσιμα και έχουν διαδοθεί τόσο ώστε να έχουν χρησιμοποιηθεί σε πάρα πολλά

προσωπικά πειράματα. Η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη δεν απευθύνεται στο

εξειδικευμένο ίσως και εκλεκτικό κοινό στο οποίο απευθυνόταν η κινητική. Με την

δημοκρατικοποίηση των τεχνολογιών, της γνώσης και των ψηφιακών μεσών είναι προσιτή

με ένα πολύ μεγαλύτερο κοινό, ειδικό και μη ειδικό. Επίσης σημαντική και καθοριστική

είναι η σύνδεση της με το κίνημα του DIY. Πολλοί σχεδιαστές, όπως κάποιοι που

αναφέρονται και εδώ, έχουν προσπαθήσει να κινηθούν προς αυτή την κατεύθυνση

παρέχοντας ελεύθερα πληροφορίες και τεχνικές για την πραγματοποίηση των πειραμάτων

τους. Τέτοιες πρακτικές σε σχέση με την προσβασιμότητα και την ευκολία τέλεσης

πειραμάτων είναι σε θέση να κάνουν την κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη

τελικά εφαρμόσιμη στην καθημερινή ζωή.

Συνοψίζοντας, τα ερωτήματα που εγείρει η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς μηχανικά μέρη

για τον αν μπορεί να παράξει βιώσιμα κατασκευαστικά συστήματα δεν είναι κοντά στην

απάντηση τους. Πληρεί ωστόσο τις προϋποθέσεις και έχει τα χαρακτηριστικά που μπορούν να

την κάνουν συμφέρουσα και προτιμώμενη από τα προηγούμενα. Ζητήματα που πιθανόν να

χρήζουν περαιτέρω ανάπτυξης μέσω έρευνας είναι η διάρκεια και η αντοχή τους σε σχέση με

το χρόνο, τη σχέση τους με υπάρχουσες διατάξεις όψεων και πως μπορούν να ενσωματωθούν

σε αυτές χωρίς να μεταβάλλεται ο χαρακτήρας τους ή να παρεμποδίζεται η λειτουργία τους.

Επίσης κρίσιμη είναι η διερεύνηση της δυνατότητας κάποιων από αυτών, όπως του

Programmable matter by Folding, να μεγαλώσουν σε κλίμακα ώστε να παράξουν χρήσιμα

αποτελέσματα.

Ζητήματα που δεν έχουν αναπτυχτεί εκτενώς σε αυτήν την διάλεξη και πιθανόν η

ανάπτυξη τους να ήταν αναγκαία είναι η σχέση των μη μηχανικών κατασκευών με τα μοντέλα

μακετών που τις αναπαριστούν, στις περιπτώσεις που αυτά δεν είναι κατασκευασμένα σε

πραγματική κλίμακα, ή τη σχέση των έξυπνων υλικών που παρουσιάζονται εδώ με έρευνες

που τα χρησιμοποιούν σαν αντικατάσταση μηχανικών μερών. Ακόμη ενδιαφέρουσα είναι η

διερεύνηση της σχέσης που μπορεί να αναπτυχτεί μεταξύ του χρήστη και της κατασκευής

λόγω της οργανικής αίσθησης που παρουσιάζει η αρχιτεκτονική αυτή. Τέλος μια πιο

αναλυτική ένταξη των παραδειγμάτων σε διάφορα είδη κατηγοριοποιήσεων κινητικής


αρχιτεκτονικής που έχουν κατά καιρούς διατυπωθεί από ερευνητές του κλάδου ίσως

γεννούσε νέα ζητήματα προς μελέτη. Σε κάθε περίπτωση όμως η κινητική αρχιτεκτονική χωρίς

μηχανικά μέρη είναι ένα πεδίο που κινεί το ενδιαφέρον και τη προκαλεί τη διάθεση για

πειραματισμό.


ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ///41

ΥΛΙΚΑ/// ΕΞΥΠΝΑ ΥΛΙΚΑ///

Τα "έξυπνα" υλικά μπορούν να χωριστούν με διάφορους τρόπους με πιο συνήθη την

ταξινόμηση βάσει της ενεργειακής τους δράσης. Σύμφωνα με αυτήν την εκδοχή, χωρίζονται

σε δυο τύπους. Στον πρώτο τύπο το ενεργειακό ερέθισμα οδηγεί σε μοριακές μετατοπίσεις

που προκαλούν μεταβολές χαρακτηριστικών. Οι μεταβολές αυτές είναι ως επί το πλείστον

αναστρέψιμες. Στο δεύτερο τύπο η ενέργεια που δέχεται το υλικό μετατρέπεται σε άλλο

τύπο ενέργειας. Οι ιδιότητες που έχουν τα υλικά της συγκεκριμένης κατηγορίας τα καθιστούν

ικανά να χρησιμοποιηθούν ως ενεργειακοί μετατροπείς (transducers), αλλά και ως άμεση

χρήση, ειδικά όταν η αποδιδόμενη ενέργεια είναι οπτική. Και σε αυτόν τον τύπο οι μεταβολές

είναι αντιστρέψιμες. Μια πιο συνεπής ταξινόμηση τους γίνεται βάσει της φαινομενολογικής

τους συμπεριφοράς. Έτσι διακρίνει κανείς πέντε κατηγορίες που αντιστοιχούν στον τρόπο με

τον οποίο τα υλικά αυτά επιτυγχάνουν μεταβολή των χαρακτηριστικών τους42.

ΥΛΙΚΑ ΧΡΩΜΙΚΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ

+ Θερμοχρωμικά (Thermochromics) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα όταν προκύπτουν

συγκεκριμένες θερμοκρασιακές μεταβολές.

+ Φωτοχρωμικά (Photochromics) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα όταν εκτίθενται σε φως ή

όταν αλλάζουν οι συνθήκες φωτισμού.

41 Οι κατάλογοι υλικών όλοι από : Κωνσταντίνος-Αλκέτας Ουγγρίνης, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), Δομική μορφολογία και κινητές κατασκευές στους μεταβαλλόμενους χώρους, 2009, σελ. 198-199 42Michelle Addington, Daniel L. Schodek, Smart materials and new technologies: For the architecture and design professions, Oxford Architectural Press-Elsevier, 2005, σελ. 138


+ Μηχανοχρωμικά (Mechanochromics) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα όταν υποβάλλονται

σε μηχανικές εντάσεις ή/και παραμορφώσεις.

+ Χημοχρωμικά (Chemochromics) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα όταν εκτίθενται σε

συγκεκριμένες χημικές ουσίες ή περιβάλλοντα.

+ Ηλεκτροχρωμικά (Electrochromics) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα όταν εκτίθενται σε

ηλεκτρική τάση.

ΥΛΙΚΑ ΑΛΛΑΓΗΣ ΦΑΣΗΣ43

+ Υγροί κρύσταλλοι (liquid crystals44 ) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα ή διαφάνεια όταν

εκτίθενται σε ηλεκτρική τάση οπότε και αλλάζει η κατευθυντικότητα των μορίων τους. Ως

συνέπεια αυτού, αλλάζει η οπτική διαπερατότητα ή/και τα χρώματα του ηλιακού φάσματος

που αντανακλούν.

+ Αιωρούμενα Σωματίδια (Suspended particles) : Υλικά που αλλάζουν χρώμα ή διαφάνεια

όταν εκτίθενται σε ηλεκτρική τάση με παρόμοιο τρόπο με τα υλικά υγρών κρυστάλλων.

+ Hλεκτρoρεoλoγικά (Electrorheological) και Μαγνητορεολογικά (Magnetorheological) :

Υλικά που αλλάζουν την πυκνότητα τους δραστικά όταν βρίσκονται σε περιβάλλον ηλεκτρικής

τάσης. Η αλλαγή είναι τόσο έντονη που σχεδόν μετατρέπονται σε στερεό.

+ Κράματα 'μνήμης' (Shape memory alloys) : Πρόκειται κυρίως για κράματα τιτανίου-

νικελίου τα οποία έχουν την ιδιότητα να μεταμορφώνονται σε συγκεκριμένες

προγραμματισμένες μορφές όταν βρεθούν σε συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας ή

ηλεκτρικής τάσης. Σήμερα εξελίσσονται και πολυμερή με δυνατότητες μνήμης.

ΥΛΙΚΑ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Όλα τα υλικά φέρουν ποσότητες ενέργειας, ανεξάρτητα από το αν είναι συμβατικά ή

"έξυπνα" και αυτές οι ποσότητες αυξάνονται όταν εκτεθούν σε μια πηγή ενέργειας όπως ο

43Πρόκειται για υλικά που μπορούν να βρίσκονται σε πολλές φάσεις φυσικής κατάστασης : αέρια, ρευστή και στερεή. Πολύ περισσότερο τα υλικά αυτά αλλάζουν φάση όταν μπαίνουν σε ηλεκτρικό ή σε μαγνητικό πεδίο κάτω από αλλαγή θερμοκρασίας ή εξαιτίας μηχανικών παραμορφώσεων. 44Υγροί κρύσταλλοι καλούνται τα υλικά που βρίσκονται σε ενδιάμεση φάση μεταξύ κρυσταλλικών στερεών και ισοτροπικών υγρών


ήλιος. Τα παραδοσιακά υλικά μετατρέπουν αυτήν την ενάργεια σε θερμότητα και την

αποβάλουν ενώ τα "έξυπνα" χρησιμοποιούν αυτό το ενεργειακό πλεόνασμα με ένα πιο

ωφέλιμο τρόπο. Όλα σχεδόν τα υλικά ανταλλαγής ενέργειας είναι σύνθετα (συνδυασμοί

πολλών υλικών) εκτός από ελάχιστα, όπως το πιεζο-ηλεκτρικό quartz.

ΦΩΤΙΖΟΜΕΝΑ ΥΛΙΚΑ

Η κατηγορία αυτή περιλαμβάνει φωτιστικά σώματα που δεν παράγουν φωτισμό μέσω

της υπερθέρμανσης ενός σώματος (incandescence) αλλά με άλλους πιο ήπιους ενεργειακά

τρόπους, όπως μέσω κάποιας χημικής αντίδρασης.

+ Ηλεκτροφωτιζόμενα (Electroluminescents) : Υλικά που είτε βασίζονται σε ημιαγωγούς

(semiconductors) είτε σε ατέλειες των φωσφορικών στοιχείων και παράγουν ένα ήπιο φως

όταν διαπερνώνται από ρεύμα χαμηλής τάσης.

+ LΕD (Light-emittίng diodes) : Πρόκειται για ημιαγωγούς ηλεκτροφωτιζόμενους αλλά με

πολλές εφαρμογές και πολλές δυνατότητες.

+ Φωτοφωτιζόμενα (Photoluminescents) : Υλικά που απορροφούν το φως και το

εκπέμπουν αργότερα με ηπιότερο τρόπο.

+ Xημoφωτιζόμενα και Βιοφωτιζόμενα (Chemoluminescents and Bίoluminescence) :

Υλικά που μετατρέπουν σε φως την ενέργεια χημικών αντιδράσεων.

+ Θερμοφωτιζώμενα (ThermoΙuminescents) : Υλικά που μετατρέπουν το πλεόνασμα

ενέργειας από θερμότητα σε φως.

+ Φωτοβολταικά και φωτo-τρανζίστορ (Photovoltaic and Phototransisfors): Υλικά που

μετατρέπουν την ενέργεια που δέχονται από το φως (κυρίως ηλιακό) σε ηλεκτρικό ρεύμα.

ΥΛΙΚΑ ΑΜΦΙΔΡΟΜΗΣ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

+ Πιεζο-ηλεκτρικά (Piezoelectric) : Υλικά που μετατρέπουν την ενέργεια από μηχανικές

παραμορφώσεις σε ηλεκτρική τάση και αμφίδρομα με την παρουσία ηλεκτρικής τάσης

παρουσιάζουν μηχανικές παραμορφώσεις που συνήθως δίνουν κινητική δύναμη.


+ Θερμό-ηλεκτρικά και Πύρο-ηλεκτρικά (Thermoelectric or Peltier devices and

Pyroelectric) : Πρόκειται νια ηλεκτρονικές μορφές αντλιών θερμότητας που μετατρέπουν την

ηλεκτρική τάση σε κρύα/θερμή επιφάνεια. Χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή

προσωπικών υπολογιστών για την ψύξη των επεξεργαστών.

+ Ήλεκτρο-περιοριστικά και Mάγvnτο-περιοριστικά (Electrorestrictive and

Magnetorestrictive

+ Υλικά που λόγω αντίστασης στη ροή ηλεκτρικών τάσεων ή μαγνητικών πεδίων,

μεταμορφώνονται προκαλώντας μηχανικές παραμορφώσεις και άρα κινητική ενέργεια.

+ Πολυμερή που αποθεραπεύονται (Self-curing polymers) : Υλικά αλλαγής φάσης τα

οποία εμπεριέχουν κάψουλες πολυμερούς υλικού σε διαφορετική κατάσταση και τα οποία

αλλάζουν όταν το υλικό πληγώνεται

Στα πλαίσια της έρευνας επάνω σε ανταποκρινόμενη αρχιτεκτονική είναι σημαντική η

ταξινόμηση σε προγραμματιζόμενα υλικά και ενεργοποιούμενα. Τα προγραμματιζόμενα είναι

υλικά που έχουν έμφυτες αντιδράσεις, οι οποίες τους δόθηκαν κατά την κατασκευή τους και

μόλις συναντήσουν τις κατάλληλες συνθήκες πραγματοποιούν την προβλεπομένη μεταβολή

των χαρακτηριστικών τους. Τα πλεονεκτήματα αυτής της κατηγορίας είναι ότι είναι μη-

ενεργοβόρα και λειτουργούν αυτόματα και άμεσα χωρίς παρέμβαση. Τα μειονεκτήματα είναι

ότι θα λειτουργήσουν και κάτω από συνθήκες που δεν είναι επιθυμητό και ότι σταδιακά

χάνουν την ικανότητά τους.

Τα ενεργοποιούμενα είναι υλικά που προκειμένου να μεταβάλλουν τα χαρακτηριστικά

τους πρέπει να τους δοθεί ένα ''κωδικοποιημένο'' ερέθισμα μέσα από ένα γενικότερο

σύστημα έλεγχου. Τα πλεονεκτήματα εδώ είναι ότι οι αντιδράσεις των υλικών συμφωνούν

πάντα με το σύνολο και μπορούν να είναι ιδιαίτερα ακριβείς. Τα βασικά μειονεκτήματα είναι

η ενέργεια που πρέπει να ξοδευτεί καθώς και ο μόνιμος ανθρώπινος έλεγχος. Σε κάθε

περίπτωση, ανάλογα με το είδος της εφαρμογής επιλέγεται και ο τύπος αντίδρασης. Αξίζει

πάντως να σημειωθεί ότι πολλά υλικά ανήκουν και στις δύο κατηγορίες καθώς μπορούν να

κατασκευαστούν ώστε να αντιδρούν (και να ελέγχονται) και με τους δύο τρόπους.


ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ///

Ο αισθητήρας είναι μια συσκευή που, όπως προκύπτει και από την ονομασία της,

αντιλαμβάνεται την ύπαρξη ή τα χαρακτηριστικά κάποιων στοιχείων στα οποία είναι

ευαίσθητος. Για την ακρίβεια, ο αισθητήρας αντιδράει σε ένα φυσικό, πραγματικό ερέθισμα,

όπως κίνηση, θερμότητα, μαγνητισμό ή τοξική συγκέντρωση. Ο αισθητήρας αντιδράει άμεσα

με το πεδίο που προκαλεί το ερέθισμα. Στη διαντίδραση που έχει με το πεδίο αυτό, ο

αισθητήρας λειτουργεί με ανταλλαγή ή μεταμόρφωση ενέργειας και στη συνέχεια εξάγει μια

ποσότητα ενέργειας, με τη μορφή ενός σήματος ή παλμού, η οποία μπορεί να ερμηνευθεί

σαν βάση για κάποια μέτρηση ή έλεγχο45 46.. Το σήμα αυτό έχει διαβαθμιστεί ώστε να

εντοπίζεται με ακρίβεια η ποιοτική και ποσοτική αλλαγή της συγκεκριμένης συνθήκης. Στην

ουσία ο αισθητήρας είναι ένα ποτενσιόμετρο το οποίο μπορεί να αλλάζει την ένταση του

ηλεκτρικού πεδίου που τα διατρέχει όταν υπάρχει μια μεταβολή στις συνθήκες που είναι

ευαίσθητα προγραμματισμένος.

Οι αισθητήρες είναι σημαντικά στοιχεία στη δημιουργία ενός μεταβαλλόμενου

ανταποκριτικού περιβάλλοντος γιατί αποτελούν το δίκτυο αντίληψης του χώρου σε σχέση με

το συμβαίνει μέσα και γύρω από αυτόν. Σήμερα υπάρχουν αισθητήρες για μια τεράστια

γκάμα φαινομένων, οι οποίοι μάλιστα αναλαμβάνονται πράγματα έξω από τις ανθρώπινες

δυνατότητες. Οι τύποι αυτοί, σύμφωνα με τους Schodec και Addigton, διαχωρίζονται στις

παρακάτω ενότητες:

+ Αισθητήρες φωτός (Light Sensors) : Υπάρχουν πολλοί τύποι με τους πιο απλούς να

μπορούν να αντιλαμβάνονται απλά την ένταση του φωτός, μέχρι τους πιο εξελιγμένους που

μπορούν να αντιλαμβάνονται τη συχνότητά του και κατά συνέπεια να είναι σε θέση να

αναγνωρίσουν και το είδος του φωτός που εκπέμπεται (ορατό με όλες τις χρωματικές

διαβαθμίσεις, υπέρυθρο ή υπεριώδες). Η τεχνολογία τους βασίζεται στους ημι-αγωγούς

(semiconductors).

+ Αισθητήρες ήχου (Sound Sensors ): μπορούν να αντιλαμβάνονται όλα τα

χαρακτηριστικά του ήχου ανάλογα με την κατασκευή του αισθητήρα. Μπορούν επίσης να

αντιληφθούν συχνότητες έξω από την κλίμακα της ανθρώπινης αντίληψης. Βασίζονται σε

πιεζο-ηλεκτρικά υλικά.

45 Michelle Addington, Daniel L. Schodek, Smart materials and new technologies: For the architecture and design professions, Oxford Architectural Press-Elsevier, 2005, σελ. 114 46 Κωνσταντίνος-Αλκέτας Ουγγρίνης, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), Δομική μορφολογία και κινητές κατασκευές στους μεταβαλλόμενους χώρους, 2009, σελ. 198-199


+ Αισθητήρες θερμότητας (Thermal Sensors) : Οι αισθητήρες θερμότητας είναι κατά βάση

απλούστερο ι από τους υπόλοιπους καθώς είναι και οι παλιότεροι με βάση το θερμόμετρο.

Βασίζονται συνήθως στη μηχανική μεταβολή στοιχείων από τη μεταβολή θερμοκρασίας,

Σήμερα συνδυάζονται συχνό με αισθητήρες που αντιλαμβάνονται και άλλες συνθήκες, όπως

η υγρασία.

+ Αισθητήρες υγρασίας (Humidity Sensors) :Όπως είδαμε παραπάνω αυτοί οι αισθητήρες

συνδυάζονται και με άλλους καθώς η μέτρηση απόλυτης και σχετικής υγρασίας είναι δύσκολη

και εξαρτάται και από άλλους παράγοντες όπως η ατμοσφαιρική πίεση, η ατμοσφαιρική

σύσταση και πυκνότητα, Βασίζεται συνήθως σε απορροφητικά διηλεκτρικά υλικά τα οποία

αλλάζουν την αντίστασή τους στην διέλευση ηλεκτρισμού ανάλογα με την υγρασία που

απορροφούν.

+ Αισθητήρες αφής (Touch Sensors) : Οι αισθητήρες αφής ελέγχουν την επαφή

οποιουδήποτε στοιχείου πάνω στην ελεγχόμενη επιφάνεια και μπορούν να προσδιορίσουν

και το είδος της επαφής.

+ Αισθητήρες θέσης (Position Sensors) : Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται για να

αντιληφθούν τη θέση κάποιου αντικειμένου ή την κατεύθυνση και τη ταχύτητά του, εφόσον

κινείται. Για τη λειτουργία τους χρησιμοποιούνται πολλές διαφορετικές τεχνολογίες, οπτική,

μηχανική, πίεσης, δονήσεων και επιτάχυνσης και είναι στην ουσία συνδυασμός πολλών

αισθητήρων. Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία και ειδικότερα στις γραμμές

παραγωγής.

+ Αισθητήρες εγγύτητας (Proximity Sensors) : Επίσης τύπος αισθητήρων, με εφαρμογή

στη βιομηχανία, που χρησιμοποιεί δύο βασικές κατευθύνσεις για τη λειτουργία τους, οπτική

και ακουστική. Η οπτική περιλαμβάνει δέσμες φωτός που παρεμποδίζονται ή μη από τυχόν

εμπόδια και φτάνουν σε αισθητήρες φωτός. Η ακουστική χρησιμοποιεί υπερήχους και η

ανάκλαση των κυμάτων αναγνωρίζεται από έναν ενεργειακό μετατροπέα (transducer) που

βλέπει εάν υπάρχει εμπόδιο ή όχι. Στην ουσία είναι ένα ραντάρ μικρής εμβtλε1ας και είναι

ιδιαίτερα αποτελεσματικό σε ρομποτικές εφαρμογές αλλά και σε εφαρμογές μεγάλης

κλίμακας.

+ Αισθητήρες κίνησης (Motion Sensors) : Οι περισσότεροι αισθητήρες αυτού του τύπου

βασίζονται στην υπέρυθρη ακτινοβολία και την αντίληψη της διαφοράς θερμότητας. Φυσικά

απαιτείται διάταξη, αισθητήρων και ο παράγοντας του χρόνου και η ακολουθία των σημάτων

από διαδοχικά σημεία φανερώνει κίνηση και κατεύθυνση. Πιο εξελιγμένοι αισθητήρες

χρησιμοποιούν επιταχυνσιόμετρα με πιεζοηλεκτρικά υλικά.


+ Αισθητήρες χημικών (Chemical Sensors) : Οι αισθητήρες που αντιλαμβάνονται χημικά

στοιχεία και μεταβολές τους είναι είτε απλοί που βασίζονται σε υλικά που αλλάζουν χρώμα

στη παρουσία συγκεκριμένων χημικών ή συγκεντρώσεων χημικών είτε ηλεκτρονικοί όπου η

ανάγνωση μπορεί να είναι πιο λεπτομερής. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμοι για την ανάγνωση

ατμοσφαιρικής μόλυνσης ή επικίνδυνων ουσιών στον αέρα.

+ Αισθητήρες μαγνητικών πεδίων (Magnetic Sensors) : Είναι παρόμοιοι με τους χημικούς

αισθητήρες με τη διαφορά ότι όλοι χρησιμοποιούν ηλεκτρισμό για την αναγνώριση.

+ Αισθητήρες ατμοσφαιρικών συνθηκών (Environmental Sensors) : Στην ουσία πρόκειται

για συνδυασμό διαφόρων αισθητήρων από τις παραπάνω κατηγορίες που σχηματίζουν

διατάξεις ικανές να αναγνωρίσουν τα συνολικά στοιχεία του περιβάλλοντος μιας ελεγχόμενης

περιοχής, είτε στοιχεία του αέρα είτε του εδάφους είτε του νερού. Αναφέρεται ως ξεχωριστή

κατηγορία λόγω της ιδιαίτερης βαρύτητας που αξίζει η γνώση αυτών των δεδομένων στον

αποδοτικό ενεργειακό σχεδιασμό.

+ Αισθητήρες βιολογικών παραγόντων και έξυπνη σκόνη (Biosensors and Smart/Swarm

Dust) : Αυτός ο τύπος αισθητήρων μπορεί να έχει δύο ερμηνείες καθώς και το συνδυασμό

τους. Μπορεί να περιέχουν ως ανιχνευτική ουσία ένα βιολογικό παράγοντα ή να μπορούν να

ανιχνεύουν βιολογικά στοιχεία.

+ Αισθητήρες παρακολούθησης (Object Tracking and Identification Systems) : Αποτελεί

τεχνολογία που μπορεί να παρακολουθεί έμψυχα και άψυχα στοιχεία εφόσον έχουν

συγκεκριμένη ράδιο-ταυτότητα (RFID Radio Frequency Identification).


ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΤΕΣ///

Οι 'ενεργοποιητές' (Actuators) μιας διάταξης είναι αυτοί που δέχονται τα σήματα από

την κεντρική μονάδα ή απευθείας από το κύκλωμα ελέγχου (σε απλά συστήματα) για να

λειτουργήσουν, θέτοντας σε κίνηση κατασκευαστικά στοιχεία ώστε να 'εφαρμοστεί µια

χωρική μεταβολή47 . Είναι οι ουσιαστικοί αναμεταδότες της κίνησης και µέσω μακρόχρονα

εξελιγμένων συναρμολογημένων στοιχείων μπορούν να μεταδώσουν κίνηση διαφορετικών

τύπων σε µια ευρύτατη ποικιλία στοιχείων και υλικών. Όλοι οι μηχανισμοί βασίζονται στις

αρχές του μοχλού, της πίεσης και της περιστροφής αλλά το είδος της κίνησης που αποδίδουν

εξαρτάται από τη κατασκευή τους η οποία μπορεί να μετατρέψει το είδος της κίνησης. Οι πιο

διαδεδομένοι τύποι μηχανισμών είναι οι ηλεκτρικοί, συμπεριλαμβανομένων και των μοτέρ, οι

υδραυλικοί, οι αεροπνευµατικοί και οι πλάσματος που δουλεύουν µε θερμό νέφος

ηλεκτρονίων.

Ο MichaeI Fox θεωρεί ότι η κατασκευαστική προσέγγιση είναι ο βασικότερος παράγοντας

ταξινόμησης της κινητικής αρχιτεκτονικής. Στην προσέγγισή του στο KDG του ΜΙΤ διακρίνεται

ότι δεν είναι δυνατόν να γίνουν κατηγορίες βάσει των απλών μηχανισμών αλλά µόνο μέσα

από τις διατάξεις που σχηματίζουν αυτοί κατά περίπτωση. Αυτές είναι που καθορίζουν τελικά

τη χωρική έκφραση του συνόλου. Οι διατάξεις δεν είναι κάτι πρωτότυπο, αλλά µάλλον

κοινότυπο σε βιομηχανικές χρήσεις και σχετίζεται µε ένα πλήρες σύστημα που περιλαμβάνει

αντλίες, πιστόνια, μοτέρ, ρουλεμάν και ότι άλλο χρειάζεται ώστε να επιτευχθούν τα εξής:

+ Μετατροπή της κίνησης του ενεργοποιητή στο είδος που απαιτείται.

+ Μετάδοση κίνησης σε στοιχειά "κλειδιά" που συνδέονται άμεσα µε τη γεννήτρια

κίνησης.

+ Δυνατότητα µμεταφοράς κίνησης σε όλα τα δομικά στοιχεία του υπό κίνηση τμήματος'

ώστε να κινηθεί ολόκληρο.

+ Σύνδεσμοι µε τους απαραίτητους βαθμούς ελευθερίας ώστε η κίνηση να µμεταδίδεται

ελεύθερα προς την κατεύθυνση που επιθυμούμε αλλά όχι προς άλλες .

+ Σημεία κλειδώματος ή ελέγχου ώστε κάθε στάδιο να ελέγχεται και να ασφαλίζει

47 Kas Oosterhuis, Hyperbodies: Towards an E-Motive Architecture, Basel Boston Berlin Birkhauser, 2003, σελ. 55-58


Οι μηχανισμοί είναι η άμεση πραγματοποίηση των αρχών μεταβλητότητας που

παρουσιάστηκαν παραπάνω, αλλά σπάνια εφαρμόζονται κατά απόλυτη αντιστοιχία ώστε η

φαινομενική μεταβλητότητα να είναι και η κυριολεκτική. Ο συνδυασμός των μηχανισμών

γίνεται σε μια γενική διάταξη που προσδίδει το επιθυμητό έργο, μέσα από το πως

υλοποιείται η συνολική κίνηση, και δημιούργει ένα κυρίαρχο αισθητικό αποτέλεσμα. Αυτό

που ενδιαφέρει λοιπόν περισσότερο στην αρχιτεκτονική εφαρμογή είναι η συνολική διάταξη

επιμέρους μηχανισμών που δημιουργούν ένα συνολικό .

Από τους μηχανισμούς ξεχωρίζουν οι αεροπνευματικοί μυς λόγω των ιδιοτήτων τους, οι

οποίοι σε διάφορες εφαρμογές τους αντικαταστήθηκαν σταδιακά με ηλεκτροενεργά

πολυμερή που αναφέρονται παρακάτω στα παραδείγματα.

Αεροπνευματικοί μυς Pneumatic artificial muscles (PAMs). Οι ικανότητες του PAM είναι η

ακριβής κίνηση και η ευελιξία της τοποθέτησης και συντήρησής του. Φυσικά σαν

αεροπνευματικό σύστημα είναι ιδιαίτερα φθηνό στη χρήση αν και σχετικά πιο ογκώδες από

τα υπόλοιπα (ηλεκτρικά και υδραυλικά). Έχουν την ικανότητα να σηκώσουν μεγάλα φορτία

βασιζόμενοι στο βιολογικό πρότυπο του οργανικού μυ. Η ευκαμψία όμως του κορμού του

απαιτεί την ύπαρξη ενός σταθερού δομικού τμήματος στο οποίο να αγκυρώνει όπως κάνει ο

οργανικός μυς στο κόκκαλο.


ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ ΚΑΤΑ M.

ADDINGTON/// Η πολυπλοκότητα και ο βαθμός επέμβασης της κεντρικής μονάδας στη λειτούργα του

συστήματος εξαρτάται από το μοντέλο εφαρμογής που ακολουθείται. Υπάρχουν 5 μοντέλα

εφαρμογής48 (6 αν υποθέσουμε ότι το πρώτο είναι το χειροκίνητο ή το αυτόματο από τις

ιδιότητες κάποιων υλικών) τα οποία ανεβάζουν το βαθμό αυτοματισμού και το επίπεδο της

τεχνητής νοημοσύνης.

Άμεσο Μηχατρονικό (Direct Mechatronic) : Το άμεσο μηχατρονικό (μηχανικό-

ηλεκτρονικό) βασίζεται στην άμεση σχέση αισθητήρων - συστήματος ελέγχου -ενεργοποιητών

και συνήθως είναι σύστημα ανοικτού κύκλου. Η μονάδα ελέγχου σε αυτό το σύστημα είναι

κατά κύριο λόγω κάποιος μετατροπέας ενέργειας και δεν ακολουθεί λογικό κώδικα, απλά

μετασχηματίζει ή ενισχύει την ενεργειακή μορφή του σήματος σε μια άλλη μορφή που

χρησιμοποιεί άμεσα ο ενεργοποιητής. Είναι συνηθισμένα σε εφαρμογές όπου απαιτείται μια

'γραμμική' αντίδραση (εάν ... τότε ... ).

Ενισχυμένο Μηχατρονικό (Enhanced Mechatronic) : Η διαφορά από το προηγούμενο

μοντέλο είναι η χρήση λογικών επεξεργαστών (controllers) στη διαχείριση του σήματος των

αισθητήρων ώστε να μπορεί να σχεδιαστεί μια αντίδραση ή σειρά αναδράσεων. Τα

συστήματα αυτά δεν είναι περισσότερο πολύπλοκα στη τοποθέτηση από την απλούστερη

εκδοχή τους αλλά απαιτούν προγραμματισμό ο οποίος όμως επιτρέπει το σχεδιασμό

συμπεριφορών και περίπλοκων αντιδράσεων (μη-γραμμικών).

Καταστατικό/Συνδυαστικό Ι (Constitutive I) : Σε αυτό το μοντέλο γίνεται εισαγωγή

έξυπνων υλικών τύπου 1 ώστε να μειωθεί σ αριθμός συνάψεων ("ραφών') μεταξύ

αισθητήρων και ενεργοποιητών. Ειδικότερα χρησιμοποιούνται έξυπνα υλικά, τα οποία

αλλάζουν χαρακτηριστικά, ώστε να χρειάζονται λιγότερα στοιχεία που απαιτούν σύνδεση με

το λογικό επεξεργαστή και αν το κάνουν η επικοινωνία είναι απλή. Δουλεύουν ιδιαίτερα καλά

και απλά όταν επιθυμούνται ως επί το πλείστον αντιληπτικές μεταβολές.

48 Michelle Addington, Daniel L. Schodek, Smart materials and new technologies: For the architecture and design professions, Oxford Architectural Press-Elsevier, 2005, σελ. 128


Καταστατικό/Συνδυαστικό ΙΙ (Constitutive IΙ) : Στο πιο επιτηδευμένο μοντέλο αυτής της

κατηγορίας χρησιμοποιούνται και έξυπνα υλικά τύπου 2. Ο συνδυασμός υλικών τύπου 1 και 2

βοηθάει να υπάρχουν ακόμα λιγότερες συνάψεις "ραφές" μεταξύ των στοιχείων του

ολοκληρωμένου συστήματος, καθώς αυτοματοποιούν/απλουστεύουν κατά μια έννοια, τη

μετάδοση πληροφοριών και την εφαρμογή των αντιδράσεων. Το μεγάλο πλεονέκτημα αυτής

της προσέγγισης είναι η ραγδαία μείωση της απαιτούμενης ενέργειας λειτουργίας, καθώς τα

περισσότερα υλικά είναι αυτό-πρoγραμματισμένα και δεν απαιτούν συχνή συντήρηση.

Μεταφορικό/Βιολογικό (Metaphor/Biological) : Το συγκεκριμένο μοντέλο αποτελεί

αντικείμενο έρευνας παρά μοντέλο εφαρμογής. Στόχος είναι η χρησιμοποίηση αποκλειστικά

έξυπνων υλικών με ενσωματωμένες κεντρικές μονάδες ελέγχου που επικοινωνούν μεταξύ

τους μέσω των δράσεων των υλικών, ώστε το σύστημα στο σύνολο του να είναι ομοιογενές,

Η καρδιά της κεντρικής μονάδας είναι οι μικροεπεξεργαστές (Microcontrollers). Αυτοί

είναι που ελέγχουν τα δεδομένα εισόδου και στέλνουν οδηγίες στις συσκευές εξόδου.

Συνήθως η αύξηση του βαθμού πολυπλοκότητας σημαίνει και αύξηση της ικανότητας και της

πολυπλοκότητας του μικροεπεξεργαστή. Αυτό οδηγεί σε συγκέντρωση υπολογιστικής ισχύος

που μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, ειδικά σε ένα σύστημα που προβλέπεται να έχει ένα

εκτεταμένο δίκτυο και μια μεγάλη γκάμα αντιδράσεων σε πολλούς παράγοντες, όπως είναι

ένα ανταποκριτικό μεταβαλλόμενο κτίριο. Τη λύση σε αυτό το θέμα δίνει η λογική του Rodney

Brooks, ειδικού στη ρομποτική επιστήμη, ο οποίος τονίζει πως η πολυπλοκότητα της

συμπεριφοράς δεν σημαίνει πολυπλοκότητα στο σύστημα.


+ Self Fab House: 2nd Advanced Architecture Contest, IAAC, Lucas Cappelli (editor), Actar, January 15, 2010

+ Self Sufficient City: 3nd Advanced Architecture Contest, IAAC, Vicente Guallart (editor), Actar 1 edition, July 1, 2010

+ Lucy Bullivant, Responsive Environments: Architecture, Art and Design, V&A Contemporaries, Victoria & Albert Museum, September 1, 2006

+ Antoine Picon, Digital Culture in Architecture, Birkhäuser Architecture, 1st edition, March 1, 2010

+ Marie O'Mahony, Advanced textiles for health and well-being, Thames & Hudson,1 edition, November 14, 2011

+ Thomas Schröpfer, Material Design, Birkhäuser Architecture, 1 edition, November 30, 2010

+ Katie Lloyd Thomas, Material Matters: Architecture and Material Practice, Routledge, 1 edition, May 15, 2007

+ Michael Fox, Miles Kemp, Interactive Architecture, Princeton Architectural Press, 1 edition, September 16, 2009

+ Roger H. Zuk, William Clark, Kinetic Architecture, Van Nostrand Reinhold Co., 1970

+ Jonathan Hill, Immaterial Architecture, Routledge, 1 edition, April 30, 2006

+ E. R. De Zurko, Origins of Functionalist Theory, Columbia university press, January 1, 1957

+ David Benjamin, Soo-In Young, Life Size Volume 1, Columbia University GSAPP, January 1, 2007

+ David Benjamin, Soo-In Young, Life Size Volume 2, Columbia University GSAPP, January 1, 2007

+ Hartmut Janocha, Actuators: Basics and Applications, Springer, 2004 edition, December 7, 2010

+ Kas Oosterhuis, Hyperbodies: Towards an E-Motive Architecture, Basel Boston Berlin Birkhauser, 2003

+ Michelle Addington, Daniel L. Schodek, Smart materials and new technologies: For the architecture and design professions, Oxford Architectural Press-Elsevier, 2005

http://www.amazon.com/s/ref=ntt_athr_dp_sr_1?_encoding=UTF8&field-author=Lucas%20Cappelli&ie=UTF8&search-alias=books&sort=relevancerank

http://www.amazon.com/s/ref=ntt_athr_dp_sr_2?_encoding=UTF8&field-author=Vicente%20Guallart&ie=UTF8&search-alias=books&sort=relevancerank

http://www.amazon.com/Jonathan-Hill/e/B001HMPQLS/ref=ntt_athr_dp_pel_1



+ Axel Ritter, Smart materials in architecture, Interior architecture and design, Birkhäuser Architecture; 1 edition, November 21, 2006

+ Maziar Asefi, Transformable and Kinetic Architectural Structures, Breinigsville: Vdm Verlag Dr. Mueller, 2010

+ Kostas Terzidis, Algorithmic Architecture, Architectural Press, 1 edition, July 5, 2006

+ Blaine Brownell, Transmaterial, Princeton Architectural Press,1 edition, December 29, 2005

ΕΡΓΑΣΙΕΣ (PAPERS)

+ Branko Kolarevic, Digital fabrication: From digital to material, Lecture at Ball State University, Indiana

+ Catarina Mota, The rise of personal fabrication, Proceeding C&C '11 Proceedings of the 8th ACM Conference on creativity and cognition, 2011, http://www.researchnotebook.cc/?p=6

+ Michael Fox, Yeh P. Bryant, Intelligent kinetic systems in architecture, Kinetic design group, MIT

+ Francis Heylighen, Free University of Brussels, Joslyn Cliff, Los Alamos National Laboratory, Cybernetics and second-order cybernetics, στο R.A. Meyers (ed.), Encyclopedia of physical science & technology (3rd ed.), Academic Press, New York, 2001, http://pespmc1.vub.ac.be/papers/cybernetics-epst.pdf

+ Usman Haque, Adam Somlai-Fischer, Low tech sensors and actuators for artists and architects, Research project sponsored and commissioned by FACT, Foundation for Art and Creative Technology, Liverpool, U.K, July, 2005, http://lowtech.propositions.org.uk/,www.haque.co.uk, www.aether.hu

+ Marcin M. Kołakowski, The Low-tech Movement in Architecture: its psychological and cultural contexts, summary of PHD thesis

+ Michael Fox, Yeh P. Bryant, Sustainable applications of intelligent kinetic systems, Kinetic Design Group, MIT

+ Michael Fox, Ephemeralization, Kinetic Design Group, MIT

+ Achim Menges, Performative wood: Integral computational design for timber constructions, ACADIA 09: reform

http://www.researchnotebook.cc/?p=6

http://pespmc1.vub.ac.be/Papers/Cybernetics-EPST.pdf

http://www.fact.co.uk/

http://lowtech.propositions.org.uk/

http://www.haque.co.uk/

http://www.aether.hu/


+ Achim Menges, Computational morphogenesis integral form generation and materialization processes, Section xii: Revolutionary architecture, ASCAAD Conference, 2007

+ Sevaldson Birger, Dynamic generative diagrams, Essay for ECAADE Weimar, 2000

+ Yoseph Bar-Cohen, Electro-active polymers: Current capabilities and challenges, paper 4695-02, Proceedings of the SPIE smart structures and materials symposium, EAPAD Conference, San Diego, CA, March 18-21, 2002

+ Γεώργιος Μαντάνης, Δομή & Ιδιότητες Ξύλου Μέρος 1, Διδακτικές σημειώσεις του Τμήματος Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου και Επίπλου του Τ.Ε.Ι. Λαρισας

+ Θεόδωρος Αθ. Καλογερόπουλος, Εφαρμογές έξυπνων υλικών, διπλωματική εργασία, Ε.Μ.Π. Τμήμα μηχανολόγων Μηχανικών, τομέας κατεργασιών, 2010

+ Κωνσταντίνος-Αλκέτας Ουγγρίνης, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), Δομική μορφολογία και κινητές κατασκευές στους μεταβαλλόμενους χώρους, 2009 http://thesis.ekt.gr/thesisbookreader/id/20631#page/448/mode/2up

+ Dina E. El-Zanfaly, Active shapes: Introducing guidelines for designing kinetic architectural structures, Master of science in architecture studies, MIT, June 2011

+ Cheng-An Pan, Taysheng Jeng, Exploring sensing-based kinetic design for responsive architecture, Department of architecture, National Cheng Kung University, Taiwan, http://ww.caadria.org/man/caadria2008_35_session4a_285.content.pdf

+ Ryan Hansanuwat, Kinetic facades as environmental control systems: Using kinetic facades to increase energy efficiency and building performance in office buildings, Thesis presented to the faculty of the School of Architecture University of Southern California, May, 2010

+ Aurélie Mossé, Guggi Kofod, Materializing a responsive interior: Designing minimum energy structure based on dielectric elastomers, International adaptive architecture conference, London, March 2011

+ Kim Doris Sung, Prototyping a self-ventilating building skin with smart thermobimetals, University of California

http://thesis.ekt.gr/thesisBookReader/id/20631#page/448/mode/2up

http://ww.caadria.org/man/caadria2008_35_session4a_285.content.pdf


ΠΕΡΙΟΔΙΚΑ - ΑΡΘΡΑ

+ Lucy Bullivant, Alice in Technoland, AD 4dsocial interactive design environments, July/August 2007, Vol 77 no 4

+ Usman Haque, Distinguishing concepts: Lexicons of interactive art and architecture, AD 4dsocial interactive design environments, July/August 2007, Vol 77 no 4

+ Michael Fox, Catching up with the past: A small contribution to a long history of interactive environments, Digitally-driven architecture, Footprint no.6, Delft School of Design Journal, Spring 2010

+ Henriette Bier, Terry Knight, Digitally-driven architecture, Footprint no.6, Delft School of Design Journal, Spring 2010

+ Lucy Bullivant, Introduction, AD 4dspace interactive architecture, Jan/Feb 2005, Vol 75 no 1

+ Antonino Saggio, Interactivity at the centre of avant-garde architectural research, AD 4dspace interactive architecture, Jan/Feb 2005, Vol 75 no 1

+ Michelle Addington, Contingent Behaviours, AD Energies: New material boundaries, May/June 2009, Vol 79 no 3

+ Michelle Addington, Functionality rather than good intentions in design, AD Manmade-modular-mega-structures, Jan/Feb 2006, Vol 76 no 1

+ Joe Kaplinsky, Biomimicry versus humanism, AD Manmade-modular-mega-structures, Jan/Feb 2006, Vol 76 no 1

+ Michael Hensel, Defne Sunguroglu, Achim Menges, Material Performance, AD Versatility and vicissitude, Performance in Morpho-Ecological Design, March/April 2008, Vol 78 no 2

+ Antoine Picon, Architecture and the virtual towards a new materiality, Praxis: Journal of writing and building, Issue 6: New technologies new architectures, Praxis inc, March, 2004

+ Usman Haque, Architecture, Interaction, Systems, AU: Arquitetura & Urbanismo, AU 149, August, 2006


ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ /17-10-2012

+ David Benjamin, Soo-in Young, Living Architecture, Responsive kinetic systems lab, http://www.thelivingnewyork.com/livingarchitecture/07f-columbia/livingarch-description-f07c.pdf

+ Elana Leoni, Open source: A Do-It-Yourself movement to change education from the bottom up, April 28, 2010, http://www.edutopia.org/opensource-drupalcon-do-it-yourself-education

+ Olafur Eliasson, Models are real, 306090, Models, 306090 books volume 11, editors: Emily Abruzzo, Eric Ellingsen, Jonathan D. Solomon, September, 2007, http://www.306090.org/media/00084.pdf

+ Chuck Hoberman, Craig Schwitter, Adaptive Structures: Building for performance and sustainability, August 11, 2008, Design Intelligence, http://www.di.net/articles/adaptive-structures-building-for-performance-and-sustainability/

+ Open materials, http://openmaterials.org/

+ Responsive materials catalogue, http://www.designinsite.dk/htmsider/md950.htm

+ Smart geometry, Smart intensities 2012: http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=127&itemid=145

-microsynergetics: http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=132%3amicro-synergetics&catid=44&itemid=131

-beyond mechanics: http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=142%3abeyond-mechanics&catid=44&itemid=131

+ IAD Interaction Design, http://iad.zhdk.ch/en

+ Emotive environments: Research project on responsive materials in design and architecture, http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments/

+ Design for DIY manufacturing, http://diymanufacturing.mit.edu/

+ MIT Media lab, http://www.media.mit.edu/

+ Design playgrounds, Interactive and Generative design, http://designplaygrounds.com/

http://www.amazon.com/s/ref=ntt_athr_dp_sr_1?_encoding=UTF8&field-author=Katie%20Lloyd%20Thomas&ie=UTF8&search-alias=books&sort=relevancerank

http://www.thelivingnewyork.com/LivingArchitecture/07F-Columbia/LivingArch-Description-F07C.pdf

http://www.thelivingnewyork.com/LivingArchitecture/07F-Columbia/LivingArch-Description-F07C.pdf

http://www.edutopia.org/opensource-drupalcon-do-it-yourself-education

http://www.edutopia.org/opensource-drupalcon-do-it-yourself-education

http://www.306090.org/index.html?id=0

http://www.papress.com/bookpage.tpl?cart=1224565590130778&isbn=9781568987347

http://www.306090.org/MEDIA/00084.pdf

http://www.di.net/articles/adaptive-structures-building-for-performance-and-sustainability/

http://www.di.net/articles/adaptive-structures-building-for-performance-and-sustainability/

http://openmaterials.org/

http://www.designinsite.dk/htmsider/md950.htm

http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=127&Itemid=145

http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=127&Itemid=145

http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=132%3Amicro-synergetics&catid=44&Itemid=131

http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=132%3Amicro-synergetics&catid=44&Itemid=131

http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=142%3Abeyond-mechanics&catid=44&Itemid=131

http://smartgeometry.org/index.php?option=com_content&view=article&id=142%3Abeyond-mechanics&catid=44&Itemid=131

http://iad.zhdk.ch/en

http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments

http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments

http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments/

http://diymanufacturing.mit.edu/

http://www.media.mit.edu/

http://designplaygrounds.com/


+ Wikipedia: Interactive architecture, http://en.wikipedia.org/wiki/interactive_architecture,

Responsive architecture, http://en.wikipedia.org/wiki/responsive_architecture

Smart memory alloys / http://en.wikipedia.org/wiki/shape-memory_alloy

Grätzel cells, http://en.wikipedia.org/wiki/dye-sensitized_solar_cell

Electroactive polymers, http://en.wikipedia.org/wiki/electroactive_polymers

Machine element, http://en.wikipedia.org/wiki/machine_element

Smart materials, http://en.wikipedia.org/wiki/smart_materials

Emergence, http://en.wikipedia.org/wiki/emergence

Machine, http://en.wikipedia.org/wiki/machine

Kinetic architecture, http://en.wikipedia.org/wiki/kinetic_architecture

http://en.wikipedia.org/wiki/Interactive_architecture

http://en.wikipedia.org/wiki/Responsive_architecture

http://en.wikipedia.org/wiki/Shape-memory_alloy

http://en.wikipedia.org/wiki/Dye-sensitized_solar_cell


http://en.wikipedia.org/wiki/Machine_element

http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_materials

http://en.wikipedia.org/wiki/Emergence

http://en.wikipedia.org/wiki/Machine

http://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_architecture


+Biomimetic responsive surface structures, ICD Institute for computational design, http://icd.uni-stuttgart.de/?p=5655

+Responsive surface structure 1, ICD Institute for computational design, http://www.achimmenges.net/?p=4411

+Responsive surface structure 2, ICD Institute for computational design, http://www.achimmenges.net/?p=4638

+Steffen Reichert, Responsive surface structure, http://steffenreichert.com/projects/surface/surface.html

+Faz Pavillion Frankfurt, http://www.achimmenges.net/?p=4967

+ Steffen Reichert, Hygroscope, http://steffenreichert.com/projects/hygroscope/hygroscope.html + Hydroscope: Meteorosensitive morphology, ICD Institute for computational design, http://www.achimmenges.net/?p=5083

+ DoSu Studio Architecture, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/ + Kim Doris Sung, Thermobimetal research, http://tbmresearch.blogspot.gr + M&A, Materials and Applications architecture and landscape research, http://www.emanate.org/ +Video http://www.youtube.com/watch?v=r40u7gp-8hy, http://www.youtube.com/watch?v=-ms5qomo3gq

ΠΗΓΕΣ

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΩΝ

+Έκδοση της ομάδας, http://issuu.com/responsivedesign/docs/phototropia +CAAD Blog, http://www.caad.arch.ethz.ch/blog/phototropia/ +Video: http://vimeo.com/42289939

+Manuel Kretzer, Dino Rossi, Shape Shift, Leonardo Journal volume 45, issue 5, 2012, http://www.mitpressjournals.org/doi/abs/10.1162/leon_a_00451 +Manuel Kretzer, συνέντευξη στο http://we-make-money-not-art.com / +Εκδοση της ομάδας, http://dl.dropbox.com/u/1325890/shapeshift_booklet.pdf +Επίσημο blog Shape shift, http://www.caad-eap.blogspot.gr/




http://steffenreichert.com/projects/surface/surface.html


http://steffenreichert.com/projects/hygroscope/hygroscope.html


http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/

http://tbmresearch.blogspot.gr/

http://www.emanate.org/

http://www.youtube.com/watch?v=r40U7Gp-8hY

http://www.youtube.com/watch?v=-Ms5qoMO3gQ

http://issuu.com/responsivedesign/docs/phototropia

http://www.caad.arch.ethz.ch/blog/phototropia/

http://vimeo.com/42289939

http://www.mitpressjournals.org/doi/abs/10.1162/LEON_a_00451

http://www.mitpressjournals.org/doi/abs/10.1162/LEON_a_00451

http://we-make-money-not-art.com/


http://www.caad-eap.blogspot.gr/


+PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, http://www.pnas.org/content/early/2010/06/24/0914069107, http://micro.seas.harvard.edu/papers/pnas10_hawkes.pdf http://micro.seas.harvard.edu/papers/icmc11_paik.pdf

+Shape-shifting robots, MIT news, http://web.mit.edu/newsoffice/2010/programmable-matter-0805.html

+Shape-shifting robots, MIT news, http://web.mit.edu/newsoffice/2010/programmable-matter-0805.html

+Scientific American, Shifty Science, Programmable matter takes shape with self-folding origami sheets, John Matson, http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=computational-origami-robot

+TBM Double Glazed Panels, DoSu Studio architecture, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/2012/01/tbm-doubleglazed-panels.html + TBM Blocks, DoSu Studio architecture, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/2012/01/blog-post.html

+The Living Architects, http://www.thelivingnewyork.com/ +Living Glass http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg01.htm +David Benjamin & Soo-in Yang, Lecture at storefront for art

and architecture,

http://www.storefrontnews.org/programming/events?c=&p=

&e=33

+Life Size, David Benjamin and Soo-in Yang, Interactive architecture, http://www.interactivearchitecture.org/the-living-architects-david-benjamin-and-soo-in-yang.html

+Decker Yeadon, http://www.deckeryeadon.com/projects.html# +The Buckminster Fuller Challenge, http://challenge.bfi.org/application_summary/1144# +Paper: Smart screen controlling solar heat gain with shape-memory systems, http://www.docstoc.com/docs/21927824/smartscreen-controlling-solar-heat-gain-with-shape-memory-systems#

http://www.pnas.org/content/early/2010/06/24/0914069107

http://micro.seas.harvard.edu/papers/PNAS10_Hawkes.pdf

http://micro.seas.harvard.edu/papers/ICMC11_Paik.pdf

http://web.mit.edu/newsoffice/2010/programmable-matter-0805.html




http://www.scientificamerican.com/author.cfm?id=1237

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=computational-origami-robot

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=computational-origami-robot

http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/2012/01/tbm-doubleglazed-panels.html


http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/2012/01/blog-post.html


http://www.thelivingnewyork.com/

http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg01.htm

http://www.storefrontnews.org/programming/events?c=&p=&e=33

http://www.storefrontnews.org/programming/events?c=&p=&e=33

http://www.interactivearchitecture.org/the-living-architects-david-benjamin-and-soo-in-yang.html



http://www.deckeryeadon.com/projects.html

http://challenge.bfi.org/application_summary/1144

http://www.docstoc.com/docs/21927824/SmartScreen-Controlling-Solar-Heat-Gain-with-Shape-Memory-Systems



ΠΗΓΕΣ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΩΝ TIMELINE

+ACTIVE PATTERNS (2012) http://altnresearch.com/2011/08/19/active-patterns/

+ACTUATED MATTER (2011) http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments/actuated-matter/

+ALIVE SPACES MODULE (2012) IAD Interaction Design, http://www.arch2o.com/alive-spaces-module-iad/#.uh31lcxmjnh,

Video: http://vimeo.com/34073745 +HOMEOSTATIC FAÇADE (2010) Decker Yeadon,

http://www.deckeryeadon.com/projects.html# Video: http://www.youtube.com/watch?v=7CThFRt95aI +HYDRAMAX (2012) Future Cities Lab, http://www.future-cities-lab.net/hydramax/ +HYDROFOLD (2012) Christophe Guberan, http://www.christopheguberan.ch/hydro2.html http://www.biomimetic-architecture.com/2012/hydro-fold-ecal-christophe-guberan/ +KINETIC SURFACE (2012) Gen Tanahashi, Tokyo University of the arts, diploma work,

http://geidai-archi.com/archives/2700 +LOTUS 7 (2010) Studio Roosegaarde,

http://www.studioroosegaarde.net/project/lotus/info/

+PROJECT BLACKBOX (2012, DEVELOPMENT) ALT N, http://altnresearch.com/2011/08/01/project-blackbox-development/

+PIXEL SKIN (2006), Orange void, http://www.orangevoid.org.uk/

Pixel skin interactive façade, http://www.openobject.org/bits/?p=665

Pixel skin 2, http://transmaterial.net/index.php/2006/10/01/pixel-skin/ +REEF (2009) Urbana http://urbanaarch.com/Reef, Joshua Stein, http://www.radical-

craft.com Video: http://vimeo.com/11734575 +SHAPE MEMORY ALLOY PANEL SYSTEM (2010), Andy Payne,

http://fab.cba.mit.edu/classes/MIT/863.10/people/andy.payne/Asst9.html, Video: http://vimeo.com/17066296 +SHUTTERS (2007) Marcelo Coelho, Steve Helsing

http://fluid.media.mit.edu/people/marcelo/current/shutters.html, http://web.media.mit.edu/~marcelo/shutters/index.html

+THE PROGRAMMABLE KINETIC FABRIC FOR ARCHITECTURE (2009) Kensuke Hotta, master thesis, Bartlett UCL, 2008-2009 http://kensukehotta.com/the-programmable-kinetic-fabric-for-architecture-for-master-thesis-bartlett-ucl-2008-9/

+ Youtube: https://www.youtube.com/user/floatingrotty + Vimeo: http://vimeo.com/channels/338401

http://altnresearch.com/2011/08/19/active-patterns/

http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments/actuated-matter/

http://blogs.iad.zhdk.ch/emotiveenvironments/actuated-matter/

http://www.arch2o.com/alive-spaces-module-iad/#.UH31LcXMjnh

http://www.arch2o.com/alive-spaces-module-iad/#.UH31LcXMjnh


http://www.deckeryeadon.com/projects.html

http://www.youtube.com/watch?v=7CThFRt95aI

http://www.future-cities-lab.net/hydramax/

http://www.christopheguberan.ch/hydro2.html

http://www.biomimetic-architecture.com/2012/hydro-fold-ecal-christophe-guberan/

http://geidai-archi.com/archives/2700

http://www.studioroosegaarde.net/project/lotus/info/

http://altnresearch.com/2011/08/01/project-blackbox-development/

http://www.orangevoid.org.uk/

http://www.openobject.org/bits/?p=665

http://transmaterial.net/index.php/2006/10/01/pixel-skin/

http://urbanaarch.com/Reef

http://www.radical-craft.com/

http://www.radical-craft.com/


http://fab.cba.mit.edu/classes/MIT/863.10/people/andy.payne/Asst9.html


http://fluid.media.mit.edu/people/marcelo/current/shutters.html

http://web.media.mit.edu/~marcelo/shutters/index.html

http://kensukehotta.com/the-programmable-kinetic-fabric-for-architecture-for-master-thesis-bartlett-ucl-2008-9/

http://kensukehotta.com/the-programmable-kinetic-fabric-for-architecture-for-master-thesis-bartlett-ucl-2008-9/

https://www.youtube.com/user/floatingrotty

http://vimeo.com/channels/338401


ΠΗΓΕΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ /17-10-2012

Εικ.1: Leonardo Da Vinci, κινητικές κατασκευές, http://www.leonardodavincisinventions.com/inventions-for-flight/leonardo-da-vinci-helicopter/

Εικ.2: Jean Nouvel, Institut du Monde Arabe, http://www.iaacblogbackup.com/readings/index.php?paged=6

Εικ.3: Santiago Calatrava, Milwaukee Art Museum, http://patanarchitecture.blogspot.gr/2010/07/mordanism.html

Εικ.4: Richard Foster, Round House, http://takesunset.com/2010/06/the-round-house/

Εικ.5: Studio Gang Architects, Starlight Theatre, http://www.archdaily.com/28649/bengt-sjostrom-starlight-theatre-studio-gang-architects/

Εικ.6: Studio Gang Architects, Starlight Theatre, εσωτερικό, http://www.archdaily.com/28649/bengt-sjostrom-starlight-theatre-studio-gang-architects/

Εικ.7: Kiefer Technic, Dynamic Façade, http://www.e-architect.co.uk/austria/kiefer_technic_showroom.htm

Εικ.8: Santiago Calatrava, Valencia Planetarium, http://www.zeiss.co.jp/c12567b00038cd75/Contents-Frame/191d11396e66e1e041256882003c79e8

Εικ.9: Chuch Hoberman / Iris dome, http://iwaskiwthesis.blogspot.gr/2010/09/hobermans-expandable-structures.html

Εικ.10: Everingham House, Australia, http://mail2web.com/blog/2006/10/everingham-rotating-house/

Εικ.11: Robert Fisher, Dubai Dymanic Tower, http://craighill.net/2009/02/19/dynamic-tower-dubai/

Εικ.12: Decoi, Aegis Hyposurface, http://www.dailytonic.com/media-facade-a-new-form-of-art-in-architecture/

Εικ.13: Robert Fisher, Dubai Dymanic Tower, φάσεις, http://www.csmonitor.com/Innovation/Horizons/2008/0625/dubai-s-twirling-tower

Εικ.14: Archigram, A Walking city, 1964, http://www.essential-architecture.com/STYLE/STY-072.htm

Εικ.15: Michael Fox, Kinetic skylight, http://responsiveenvironments.es/post/1155320844/title-responsive-skylights-category

Εικ.16: Jaquel Droz, η μηχανή που γράφει το χρόνο, http://www.computus.org/journal/?p=2043

http://www.leonardodavincisinventions.com/inventions-for-flight/leonardo-da-vinci-helicopter/

http://www.leonardodavincisinventions.com/inventions-for-flight/leonardo-da-vinci-helicopter/

http://www.iaacblogbackup.com/readings/index.php?paged=6

http://patanarchitecture.blogspot.gr/2010/07/mordanism.html

http://takesunset.com/2010/06/the-round-house/

http://www.archdaily.com/28649/bengt-sjostrom-starlight-theatre-studio-gang-architects/




http://www.e-architect.co.uk/austria/kiefer_technic_showroom.htm

http://www.e-architect.co.uk/austria/kiefer_technic_showroom.htm

http://www.zeiss.co.jp/c12567b00038cd75/Contents-Frame/191d11396e66e1e041256882003c79e8

http://www.zeiss.co.jp/c12567b00038cd75/Contents-Frame/191d11396e66e1e041256882003c79e8

http://iwaskiwthesis.blogspot.gr/2010/09/hobermans-expandable-structures.html

http://iwaskiwthesis.blogspot.gr/2010/09/hobermans-expandable-structures.html

http://mail2web.com/blog/2006/10/everingham-rotating-house/

http://mail2web.com/blog/2006/10/everingham-rotating-house/

http://craighill.net/2009/02/19/dynamic-tower-dubai/

http://craighill.net/2009/02/19/dynamic-tower-dubai/

http://www.dailytonic.com/media-facade-a-new-form-of-art-in-architecture/

http://www.dailytonic.com/media-facade-a-new-form-of-art-in-architecture/

http://www.csmonitor.com/Innovation/Horizons/2008/0625/dubai-s-twirling-tower

http://www.essential-architecture.com/STYLE/STY-072.htm

http://www.essential-architecture.com/STYLE/STY-072.htm

http://responsiveenvironments.es/post/1155320844/title-responsive-skylights-category

http://responsiveenvironments.es/post/1155320844/title-responsive-skylights-category

http://www.computus.org/journal/?p=2043


Εικ.17: ρομπότ Sticky Bot, πανεπιστήμιο του Stanford, http://www.domusweb.it/en/design/states-of-design-05-organic-design-/

Εικ.18: μηχανικά μέρη, servo motors, http://www.superrobotica.com/Servosrc.htm

Εικ.19: Theo Jansen, Ancora, μηχανές που μετατρέπουν τον αέρα σε κινητική ενέργεια, http://metalpig.wordpress.com/2009/10/29/stunning-kinetic-works-of-theo-jansen/

Εικ.20: Theo Jansen, Animaris Percipiere, http://artsandcomputing.wordpress.com/2009/03/12/wind-powered-kinetic-mechanic-robots-architectures/theo-jansen-animaris-percipiere-1/

Εικ.21: κίνηση με μη μηχανικούς τρόπους μέσω ιδιοτήτων του ξύλου, responsive surface structure 2, Steffen Reichert, http://icd.uni-stuttgart.de/?cat=4&paged=2

Εικ.22: κίνηση με μη μηχανικούς τρόπους μέσω ηλεκτροενεργών πολυμερών, Shape shift, http://we-make-money-not-art.com/archives/2010/12/shafeshift.php

Εικ.23: μηχανισμός με σύρμα NiTi, capture από Fast Hand Fkexinol Video, https://www.youtube.com/watch?v=B1fwl3025us

Εικ.24: βιολογικά πρότυπα, Christian Joakim Antlia, machine pneumatique I, http://cmeinke.tumblr.com/post/1647240356/christian-joakim-antlia-machine-pneumatique-i

Εικ.25: η φύση σαν έμπνευση, http://www.justmeans.com/Dennis-Dollens-growing-ideas-for-green-building/15465.html

Εικ.26: Polymorphism, Achim Menges, μορφολογία εμπνευσμένη από την κερήθρα, http://cbratsos.wordpress.com/2010/03/11/polymorphism/

Εικ.27: Hylozoic Soil, Philip Beesley, http://www.buffalo.edu/news/12857

Εικ.28: Norbert Wiener, http://designsbymeg.com/blog/2011/06/i-cant-help-myself-friday-the-wiener-edition/

Εικ.29: Gordon Pask, Conversation Theory, http://www.global-report.com/thehope/a173-conversation-theory-and-conversational-environments

Εικ.30: Cybernetics concept map, Peter Solderitsch , http://pkab.wordpress.com/2008/11/21/cybernetics-and-design/

Εικ.31: Cedric Price, Fun Palace, http://www.interactivearchitecture.org/fun-palace-cedric-price.html

Εικ.32: ακολουθία διαχείρισης ροής πληροφοριών, http://en.wikipedia.org/wiki/Second-order_cybernetics

Εικ.33: αισθητήρες λαμβάνουν τα ερεθίσματα, http://www.haque.co.uk/lowtech.php

Εικ.34: low-tech αρχιτεκτονική, http://inhabitat.com/soe-ker-tie-butterfly-houses-are-homes-and-hope-for-thai-orphans/

Εικ.35: low-tech αρχιτεκτονική, http://inhabitat.com/bamboo-wing-is-a-sculptural-vietnamese-restaurant-immersed-in-water/

http://www.domusweb.it/en/design/states-of-design-05-organic-design-/

http://www.superrobotica.com/Servosrc.htm

http://metalpig.wordpress.com/2009/10/29/stunning-kinetic-works-of-theo-jansen/

http://artsandcomputing.wordpress.com/2009/03/12/wind-powered-kinetic-mechanic-robots-architectures/theo-jansen-animaris-percipiere-1/

http://artsandcomputing.wordpress.com/2009/03/12/wind-powered-kinetic-mechanic-robots-architectures/theo-jansen-animaris-percipiere-1/

http://icd.uni-stuttgart.de/?cat=4&paged=2

http://we-make-money-not-art.com/archives/2010/12/shafeshift.php

https://www.youtube.com/watch?v=B1fwl3025us

http://cmeinke.tumblr.com/post/1647240356/christian-joakim-antlia-machine-pneumatique-i

http://cmeinke.tumblr.com/post/1647240356/christian-joakim-antlia-machine-pneumatique-i

http://www.justmeans.com/Dennis-Dollens-growing-ideas-for-green-building/15465.html

http://www.justmeans.com/Dennis-Dollens-growing-ideas-for-green-building/15465.html

http://cbratsos.wordpress.com/2010/03/11/polymorphism/

http://www.buffalo.edu/news/12857

http://designsbymeg.com/blog/2011/06/i-cant-help-myself-friday-the-wiener-edition/

http://designsbymeg.com/blog/2011/06/i-cant-help-myself-friday-the-wiener-edition/

http://www.global-report.com/thehope/a173-conversation-theory-and-conversational-environments

http://www.global-report.com/thehope/a173-conversation-theory-and-conversational-environments

http://pkab.wordpress.com/2008/11/21/cybernetics-and-design/

http://www.interactivearchitecture.org/fun-palace-cedric-price.html

http://www.interactivearchitecture.org/fun-palace-cedric-price.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Second-order_cybernetics

http://en.wikipedia.org/wiki/Second-order_cybernetics

http://www.haque.co.uk/lowtech.php

http://inhabitat.com/soe-ker-tie-butterfly-houses-are-homes-and-hope-for-thai-orphans/

http://inhabitat.com/soe-ker-tie-butterfly-houses-are-homes-and-hope-for-thai-orphans/

http://inhabitat.com/bamboo-wing-is-a-sculptural-vietnamese-restaurant-immersed-in-water/

http://inhabitat.com/bamboo-wing-is-a-sculptural-vietnamese-restaurant-immersed-in-water/


Εικ.36: minimum energy structures, materializing a responsive interior, Aurelie Mosse, Guggi

Kofod, http://www.bloglovin.com/pt/blog/1960387/aurlie-moss

Εικ.37: Usman Haque, Adam Somlai-Fischer, low-tech sensors and actuators for artists and

architects, http://lowtech.propositions.org.uk/

Εικ.38: high-low tech MIT group, http://hlt.media.mit.edu/?p=1886

Εικ.39: high-low tech MIT group, http://hlt.media.mit.edu/

Εικ.40: άμεσο σύστημα έλεγχου, Michael Fox, Yeh P. Bryant, Intelligent kinetic systems in

architecture, Kinetic design group, MIT

Εικ.41: έμμεσο σύστημα έλεγχου, Michael Fox, Yeh P. Bryant, Intelligent kinetic systems in

architecture, Kinetic design group, MIT

Εικ.42: έμμεσο σύστημα έλεγχου που ανταποκρίνεται, Michael Fox, Yeh P. Bryant, Intelligent

kinetic systems in architecture, Kinetic design group, MIT

Εικ.43: DIY ηλεκτρονικά, http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-images-diy-

electronics-breadboard-(raster)-image17827849

Εικ.44: DIY ηλεκτρονικά, http://www.coolhunting.com/tech/sparkle-labs.php

Εικ.45: κατασκευή από ανακυκλωμένα ηλεκτρονικά, http://hacknmod.com/hack/top-40-

arduino-projects-of-the-web/

Εικ.46: ‘ανακυκλωμένα’ ηλεκτρονικά, http://www.lowtechmagazine.be/2009/09/hoeveel-

energie-kost-de-productie-van-digitale-technologie-.html

Εικ.47: do-it-yourself = κάντο μόνος σου, http://www.riggspartners.com/tag/diy-movement

Εικ.48: DIY μηχανή, http://www.thedigeratilife.com/blog/index.php/2007/10/09/can-

cheaper-goods-and-lower-prices-put-us-at-risk-a-photo-essay/

Εικ.49: μικροεπεξεργαστής Arduino, http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardDiecimila

Εικ.50: σύρμα NiTi και μικροεπεξεργαστής Arduino,

http://newtextiles.media.mit.edu/2012/?p=1346

Εικ.51: Living Architects, πείραμα, http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg03.htm

Εικ.52: list of common sensors that could be used in building automation, society of robots,

2010, http://www.societyofrobots.com/sensors.shtml

Εικ.53: κατηγοριοποίηση κινητικών κατασκευών κατά M. Fox, Michael Fox, Yeh P. Bryant,

Intelligent kinetic systems in architecture, Kinetic design group, MIT

Εικ.54: κατηγοριοποίηση κατασκευών ανάλογα με τον τρόπο κίνησης τους κατά A. Φωτιάδου,

Analysis of Design Support for Kinetic Structures, A master's thesis submitted for the

degree of “Master of Science”, TU Vienna, http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-

ar_7971.pdf

http://www.bloglovin.com/pt/blog/1960387/aurlie-moss

http://lowtech.propositions.org.uk/

http://hlt.media.mit.edu/?p=1886

http://hlt.media.mit.edu/

http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-images-diy-electronics-breadboard-(raster)-image17827849

http://www.dreamstime.com/royalty-free-stock-images-diy-electronics-breadboard-(raster)-image17827849

http://www.coolhunting.com/tech/sparkle-labs.php

http://hacknmod.com/hack/top-40-arduino-projects-of-the-web/

http://hacknmod.com/hack/top-40-arduino-projects-of-the-web/

http://www.lowtechmagazine.be/2009/09/hoeveel-energie-kost-de-productie-van-digitale-technologie-.html

http://www.lowtechmagazine.be/2009/09/hoeveel-energie-kost-de-productie-van-digitale-technologie-.html

http://www.riggspartners.com/tag/diy-movement

http://www.thedigeratilife.com/blog/index.php/2007/10/09/can-cheaper-goods-and-lower-prices-put-us-at-risk-a-photo-essay/

http://www.thedigeratilife.com/blog/index.php/2007/10/09/can-cheaper-goods-and-lower-prices-put-us-at-risk-a-photo-essay/

http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardDiecimila

http://newtextiles.media.mit.edu/2012/?p=1346


http://www.societyofrobots.com/sensors.shtml

http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-ar_7971.pdf

http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-ar_7971.pdf


Εικ.55: Thermobimetal, υλικό που έχει την ιδιότητα της κίνησης , http://uk.opitec.com/opitec-

web/articleNumber/817229

Εικ.56: responsive surface structure, η κίνηση γίνεται χωρίς χρήση ενέργειας,


Εικ.57: κατηγοριοποίηση κινητικών κατασκευών κατά M. Asefi, από Dina E. EI-Zanfaly, Active Shapes: Introducing guidelines for designing kinetic architectural structures, MIT, June 2011

Εικ.58: σχεδιάγραμμα συσκευής με EAP ικανής να σηκώσει αντικείμενο,


Εικ.59: κάλεσμα για χειροπάλη άνθρωπου με EAP, Bar-Cohen , http://eap.jpl.nasa.gov/

Εικ.60: ιονικά ηλεκτροενεργά πολυμερή, http://en.wikipedia.org/wiki/Electroactive_polymers

Εικ.61: συσκευή με ‘δάκτυλα’ από EAP που πιάνει μια πέτρα,

http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-p02-elact-pol.htm

Εικ.62: αερόστατο - ψάρι που αυτοπροωθείται μέσω EAP / EMPA, GmBh,

http://freshome.com/2012/02/13/10-innovative-materials-to-look-out-for-in-2012/

Εικ.63:η χρήση EAP συνεχώς εξαπλώνεται,

http://internationalresearchreport.wordpress.com/2012/09/18/global-electroactive-

polymers-market-2/

Εικ.64: παραμόρφωση των ΕΑΡ, http://caad-eap.blogspot.gr/p/electro-active-polymer.html

Εικ.65: Shape Shift, http://caad-eap.blogspot.gr/

Εικ.66: Shape Shift, http://dl.dropbox.com/u/1325890/shapeshift_booklet.pdf

Εικ.67: Shape Shift, http://caad-eap.blogspot.gr/p/exhibition_15.html

Εικ.68: η μονάδα, http://caad-eap.blogspot.gr/p/experiments.html


Εικ.70: διαδικασία συναρμολόγησης, http://caad-eap.blogspot.gr/p/exhibition_15.html

Εικ.71: διαδικασία κατασκευής υλικού, http://stefsx.blogspot.gr/2012/05/shapeshift.html

Εικ.72: διαδικασία κατασκευής υλικού, http://stefsx.blogspot.gr/2012/05/shapeshift.html

Εικ.73: ηλεκτρονικά μέρη, http://caad-eap.blogspot.gr/p/experiments.html

Εικ.74: ηλεκτρονικά μέρη, http://caad-eap.blogspot.gr/p/experiments.html

Εικ.75: ανάλυση μερών μονάδας, http://dl.dropbox.com/u/1325890/shapeshift_booklet.pdf

Εικ.76: Manuel Kretzer, http://caad-eap.blogspot.gr/p/exhibition_15.html

Εικ.77: εναλλακτική μορφολογία, http://caad-eap.blogspot.gr/p/structure.html

Εικ.78: εύρος κίνησης μονάδας, http://caad-eap.blogspot.gr/p/concept.html

http://uk.opitec.com/opitec-web/articleNumber/817229

http://uk.opitec.com/opitec-web/articleNumber/817229




http://eap.jpl.nasa.gov/


http://electrochem.cwru.edu/encycl/art-p02-elact-pol.htm

http://freshome.com/2012/02/13/10-innovative-materials-to-look-out-for-in-2012/

http://internationalresearchreport.wordpress.com/2012/09/18/global-electroactive-polymers-market-2/

http://internationalresearchreport.wordpress.com/2012/09/18/global-electroactive-polymers-market-2/

http://caad-eap.blogspot.gr/p/electro-active-polymer.html

http://caad-eap.blogspot.gr/


http://caad-eap.blogspot.gr/p/exhibition_15.html

http://caad-eap.blogspot.gr/p/experiments.html



http://stefsx.blogspot.gr/2012/05/shapeshift.html

http://stefsx.blogspot.gr/2012/05/shapeshift.html





http://caad-eap.blogspot.gr/p/structure.html

http://caad-eap.blogspot.gr/p/concept.html


Εικ.79: οπτικές πραγματοποιηθείσας μορφολογίας, http://caad-

eap.blogspot.gr/p/structure.html

Εικ.80: στιγμιότυπα από τον ψηφιακό σχεδιασμό, http://caad-

eap.blogspot.gr/p/concept.html

Εικ.81: πειραματισμοί στη γεωμετρία, Shape Shift,




Εικ.84: απόψεις της κατασκευής, Phototropia, https://3rdeye.mx/6868/phototropia

Εικ.85: απόψεις της κατασκευής, Phototropia,


Εικ.86: απόψεις της κατασκευής, Phototropia,

http://responsivedesignstudio.blogspot.gr/2012/05/phototropia.html

Εικ.87: Phototropia, Εικ.87: Phototropia,


Εικ.88: Phototropia, Εικ.88: Phototropia,


Εικ.89: λεπτομέρεια των ηλιακών κυψελών,

http://sametomorrow.com/blog/category/inspiration/

Εικ.90: κατασκευή των ευαισθητοποιημένων μέσω βαφής ηλιακών κυψελών,


Εικ.91: Phototropia, http://www.caad.arch.ethz.ch/blog/phototropia/

Εικ.92: επίδραση διαφοράς εφαπτομενικής και ακτινικής πύκνωσης και διόγκωσης, Γεώργιος Μαντάνης, Δομή & Ιδιότητες Ξύλου Μέρος 2, Διδακτικές σημειώσεις του Τμήματος Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου και Επίπλου του Τ.Ε.Ι. Λαρισας, σελ.2

Εικ.93: σχηματική παράσταση ξυλώδους κυττάρου σε εγκάρσια τομή, Γεώργιος Μαντάνης, Δομή & Ιδιότητες Ξύλου Μέρος 1, Διδακτικές σημειώσεις του Τμήματος Σχεδιασμού και Τεχνολογίας Ξύλου και Επίπλου του Τ.Ε.Ι. Λαρισας, σελ.19

Εικ.94: μικρογραφία δομής ξύλου βελανιδιάς, Michael Hensel, Defne Sunguroglu, Achim

Menges, Material Performance, AD Versatility and vicissitude, Performance in

Morpho-Ecological Design, March/April 2008, Vol 78 no 2

Εικ.95: μικρογραφία δομής πεύκου, Michael Hensel, Defne Sunguroglu, Achim Menges,

Material Performance, AD Versatility and vicissitude, Performance in Morpho-

Ecological Design, March/April 2008, Vol 78 no 2








https://3rdeye.mx/6868/phototropia









Εικ.96: μικρογραφία δομής λευκού πεύκου και μαύρης καρυδιάς, Achim Menges,

Performative wood: Integral computational design for timber constructions, ACADIA

09: reform

Εικ.97: εγκάρσιες επιφάνειες ξύλου πλατύφυλλων, Γεώργιος Μαντάνης, Δομή & Ιδιότητες

Ξύλου Μέρος 1, Διδακτικές σημειώσεις του Τμήματος Σχεδιασμού και Τεχνολογίας

Ξύλου και Επίπλου του Τ.Ε.Ι. Λαρισας, σελ.11

Εικ.98: η τελική κατασκευή, http://www.achimmenges.net/?p=4411

Εικ.99: μεταβολή καπλαμά, http://www.achimmenges.net/?p=4411

Εικ.100: το παράδειγμα του κουκουναριού,

http://www.steffenreichert.net/projects/surface/surface.html

Εικ.101: χαμηλές τιμές υγρασίας,


Εικ.102: υψηλές τιμές υγρασίας,


Εικ.103: ψηφιακός σχεδιασμός, http://www.steffenreichert.net/projects/surface/surface.html

Εικ.104: σκελετός και επικάλυψη,


Εικ.105: η κάθε μονάδα μεταβάλλεται αυτόνομα, http://icd.uni-stuttgart.de/?p=5655

Εικ.106: χάρτινη μακέτα, http://www.steffenreichert.net/projects/surface/surface.html

Εικ.107: τα στοιχεία που στηρίζουν τους καπλαμάδες και το ανάπτυγμα τους,


Εικ.108: συναρμολόγηση, http://www.steffenreichert.net/projects/surface/surface.html

Εικ.109: συναρμολόγηση, http://www.steffenreichert.net/projects/surface/surface.html

Εικ.110: κοπή των στοιχείων στηρίξεως,


Εικ.111: η ψηφιακά επεξεργασμένη επιφάνεια, http://www.achimmenges.net/?p=4411

Εικ.112: ψηφιακή ανάλυση της επιφάνειας, http://www.achimmenges.net/?p=4411

Εικ.113: αναπτύγματα για την κατασκευή,


Εικ.114: τμήμα της επιφάνειας του ψηφιακού μοντέλου,


Εικ.115: κλειστή και ανοικτή επιφάνεια, http://www.achimmenges.net/?p=4638

Εικ.116: στοιχείο της επιφάνειας, http://www.achimmenges.net/?p=4638





















Εικ.117: λεπτομέρεια κλειστής επιφάνειας, http://www.achimmenges.net/?p=4638

Εικ.118: λεπτομέρεια ανοικτής επιφάνειας, http://www.achimmenges.net/?p=4638

Εικ.119: κώδικας, http://www.achimmenges.net/?p=4638

Εικ.120: ψηφιακά σχέδια, http://www.achimmenges.net/?p=4638

Εικ.121: Faz Pavilion, http://www.achimmenges.net/?p=4967

Εικ.122: Hygroscope, http://www.achimmenges.net/?p=5083

Εικ.123: Hygroscope, http://www.achimmenges.net/?p=5083

Εικ.124: Hygroscope στον χώρο έκθεσης του, http://www.achimmenges.net/?p=5083

Εικ.125: κλειστή επιφάνεια, http://www.achimmenges.net/?p=5083

Εικ.126: ανοικτή επιφάνεια, http://www.achimmenges.net/?p=5083

Εικ.127: λεπτομέρεια κλειστής επιφάνειας,, http://steffenreichert.com/projects/hygroscope/hygroscope.html

Εικ.128: τμήμα του σκελετού, http://hifructose.com/2012/07/17/the-breathing-sculptures-

by-achim-menges-and-steffen-reichert/

Εικ.129: λεπτομέρεια επιφάνειας εν κινήσει,


Εικ.130: καμπύλες έλεγχου γεωμετρίας, http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-

geometry-control-dials?xg_source=activity

Εικ.131: ψηφιακό μοντέλο που περιλαμβάνει μόνο τα στοιχεία της επικάλυψης, κλειστή

φάση,

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-i/next?context=user

Εικ.132: η ψηφιακή αναπαράσταση της θήκης και του κομματιού που περιέχει,

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-

ii/next?context=user

Εικ.133: ψηφιακό μοντέλο που περιλαμβάνει μόνο τα στοιχεία της επικάλυψης, ανοικτή

φάση, http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-reactive-element-

opening-simulation-closed/next?context=user

Εικ.134: τμήμα του ψηφιακού μοντέλου του σκελετού,

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-

ii?context=user

Εικ.135: εξάρτημα από Thermobimetal, http://www.g-rau.de/produkte/01thermo_e.htm

Εικ.136: παραμόρφωση υλικού, http://en.wikipedia.org/wiki/Bimetallic_strip

Εικ.137: Bimetal strip heat engine, http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/thermo/thermo3.html












http://hifructose.com/2012/07/17/the-breathing-sculptures-by-achim-menges-and-steffen-reichert/

http://hifructose.com/2012/07/17/the-breathing-sculptures-by-achim-menges-and-steffen-reichert/


http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-geometry-control-dials?xg_source=activity

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-geometry-control-dials?xg_source=activity

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-i/next?context=user

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-ii/next?context=user

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-ii/next?context=user

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-reactive-element-opening-simulation-closed/next?context=user

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-reactive-element-opening-simulation-closed/next?context=user

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-ii?context=user

http://www.grasshopper3d.com/photo/hygroscope-parametric-model-ii?context=user

http://www.g-rau.de/produkte/01thermo_e.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Bimetallic_strip

http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/thermo/thermo3.html


Εικ.138: επιφάνεια από Thermobimetal, Doris Kim Sung,

http://wanderersinthemist.blogspot.gr/

Εικ.139: εύρος θερμοκρασιών μεταβαλλόμενου στοιχείου,

http://processmodeling.org/model_acdc/bimetal.html

Εικ.140: θερμοστάτης από Thermobimetal, http://en.wikipedia.org/wiki/Bimetallic_strip

Εικ.141: θερμικός διακόπτης , http://www.globalmarket.com/product-info/china-bimetal-

thermal-switch-factory-428157.html

Εικ.142: φωτιστικό με Thermobimetal, http://gruppefem.wordpress.com/2008/04/28/bi-

metal-shade/

Εικ.143: φωτιστικό με Thermobimetal, Pentagon Design,

http://www.newfinnishdesign.net/design/22-77%C2%B0

Εικ.144: όψη από το δρόμο, http://www.emanate.org/

Εικ.145: εσωτερική όψη, http://www.grasshopper3d.com/photo/bloom-02

Εικ.146: λεπτομέρεια επικάλυψης, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/

Εικ.147: αυλή του Μ&Α, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/

Εικ.148: κοντινή όψη του υλικού, http://luminousmushroom.com/tag/parametric-design/

Εικ.149: άποψη του στεγάστρου, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/

Εικ.150: αλλαγές στη γεωμετρία, μεταβολή υλικού κατά τη διάρκεια της ημέρας,


Εικ.151: χάρτινη μακέτα, http://www.designboom.com/weblog/cat/9/view/18006/doris-

sung-bloom-at-materials-applications.html

Εικ.152: πλαστικό μοντέλο τυπωμένο σε 3D printer,

http://www.designboom.com/weblog/cat/9/view/18006/doris-sung-bloom-at-

materials-applications.html

Εικ.153: ψηφιακή ανάλυση στατικής της επιφάνειας,

http://www.designboom.com/weblog/cat/9/view/18006/doris-sung-bloom-at-

materials-applications.html

Εικ.154: ψηφιακό μοντέλο, http://www.emanate.org/

Εικ.155: κατασκευή, http://tbmresearch.blogspot.gr/

Εικ.156: ανάπτυγμα της κατασκευής, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/

Εικ.157: TBM BLOCKS, πλαστικό μοντέλο, τομή,


http://wanderersinthemist.blogspot.gr/

http://processmodeling.org/model_acdc/bimetal.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Bimetallic_strip

http://www.globalmarket.com/product-info/china-bimetal-thermal-switch-factory-428157.html

http://www.globalmarket.com/product-info/china-bimetal-thermal-switch-factory-428157.html

http://gruppefem.wordpress.com/2008/04/28/bi-metal-shade/

http://gruppefem.wordpress.com/2008/04/28/bi-metal-shade/

http://www.newfinnishdesign.net/design/22-77%C2%B0


http://www.grasshopper3d.com/photo/bloom-02



http://luminousmushroom.com/tag/parametric-design/



http://www.designboom.com/weblog/cat/9/view/18006/doris-sung-bloom-at-materials-applications.html







http://tbmresearch.blogspot.gr/




Εικ.158: TBM BLOCKS, πλαστικό μοντέλο, όψη,


Εικ.159: TBM BLOCKS, επιρροή, http://dosustudioarchitecture.blogspot.gr/2012/01/blog-

post.html

Εικ.160: ΤΒΜ DOUBLE GLAZED PANELS, σχέδιο 1,


Εικ.161: TBM BLOCKS, ανοικτή περίπτωση,


Εικ.162: ΤΒΜ DOUBLE GLAZED PANELS, σχέδιο 2,


Εικ.163: TBM BLOCKS, κλειστή περίπτωση,


Εικ.164: σύρμα SMA, http://jmmedical.com/nitinol/27072/Shape-Memory.html

Εικ.165: δομή, http://smart.tamu.edu/overview/smaintro/simple/definition.html

Εικ.166: επαναφορά στο αρχικό σχήμα, μνήμη, http://www.core.form-ula.com/sma-smart-

wire-introduction/

Εικ.167: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κάποιων από τις μεθόδους ενεργοποίησης, Ryan

Hansanuwat, Kinetic facades as environmental control systems: Using kinetic

facades to increase energy efficiency and building performance in office buildings,

Thesis presented to the faculty of the School of Architecture University of Southern

California, May, 2010

Εικ.168: παραμόρφωση, http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/5000/5120noebe.html

Εικ.169: SMA Foil, http://taboodada.wordpress.com/2011/03/

Εικ.170: χρήση στη ρομποτική, http://www.core.form-ula.com/practical-applications-of-sma-

wire/

Εικ.171: προετοιμασία πριν τη χρήση,

http://makingfurnitureinteractive.wordpress.com/2007/10/11/muscle-wire/

Εικ.172: SMA ενεργοποιητής, Miga Motor Company,

http://www.lipoly.de/index.php?main_page=product_info&products_id=214867&la

nguage=en

Εικ.173: παράδειγμα μεταβολής υλικού, http://knowdiff.net/?cat=6&paged=2

Εικ.174: SMA ελατήρια,

http://www.diytrade.com/china/pd/7271885/ti_ni_shape_memory_alloy_spring.ht

ml








http://jmmedical.com/nitinol/27072/Shape-Memory.html

http://smart.tamu.edu/overview/smaintro/simple/definition.html

http://www.core.form-ula.com/sma-smart-wire-introduction/

http://www.core.form-ula.com/sma-smart-wire-introduction/

http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/2003/5000/5120noebe.html

http://taboodada.wordpress.com/2011/03/

http://www.core.form-ula.com/practical-applications-of-sma-wire/

http://www.core.form-ula.com/practical-applications-of-sma-wire/


http://www.lipoly.de/index.php?main_page=product_info&products_id=214867&language=en

http://www.lipoly.de/index.php?main_page=product_info&products_id=214867&language=en

http://knowdiff.net/?cat=6&paged=2

http://www.diytrade.com/china/pd/7271885/ti_ni_shape_memory_alloy_spring.html

http://www.diytrade.com/china/pd/7271885/ti_ni_shape_memory_alloy_spring.html


Εικ.175: SMA Kit, http://makingfurnitureinteractive.wordpress.com/2007/10/11/muscle-

wire/

Εικ.176: SMA φύλλο, http://ufocon.blogspot.gr/2009_05_24_archive.html

Εικ.177: πουκάμισο με ενσωματωμένα σύρματα, http://jason.cloudforest.us/tag/arduino/

Εικ.178: πειράματα, http://www.kobakant.at/DIY/?cat=28

Εικ.179: πειράματα με υφάσματα, http://wn.com/NItinol_and_Felt_test_1_the_scales

Εικ.180: Nitinol solid state heat engine, http://imglib.lbl.gov/ImgLib/COLLECTIONS/BERKELEY-

LAB/RESEARCH-1930-1990/MATERIAL-SCIENCES-SOLID-STATE-

PHYSICS/index/96904735.html

Εικ.181: επιφάνεια, http://www.interactivearchitecture.org/the-living-architects-david-

benjamin-and-soo-in-yang.html

Εικ.182: διάταξη συρμάτων και εγκοπών, http://www.parallax.com/tabid/334/Default.aspx

Εικ.183: σένσορες, http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg16.htm

Εικ.184: η μονάδα σε σχέση με τον άνθρωπο, http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg17.htm

Εικ.185: μεταβολή επιφάνειας με παρουσία ανθρώπου, http://inhabitat.com/carbon-

dioxide-sensing-living-glass/

Εικ.186: ανοικτή φάση επιφάνειας, Ryan Hansanuwat, Kinetic facades as environmental

control systems: Using kinetic facades to increase energy efficiency and building

performance in office buildings, Thesis presented to the faculty of the School of

Architecture University of Southern California, May, 2010

Εικ.187: ακολουθία λειτουργίας, http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg16.htm

Εικ.188: flash research, ερευνητική διαδικασία,


Εικ.189: πειράματα που προηγήθηκαν της κατασκευής,


Εικ.190: πειράματα που προηγήθηκαν της κατασκευής,


Εικ.191: πειράματα του υλικού με διαφορετικές αντιστάσεις,


Εικ.192: μελέτη διαφορετικών εγκοπών της επιφάνειας,


Εικ.193: δοκιμές της τελικής γεωμετρίας, http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg13.htm

Εικ.194: κατασκευή ραφών επιφάνειας, http://www.thelivingnewyork.com/lg/lg14.htm



http://ufocon.blogspot.gr/2009_05_24_archive.html

http://jason.cloudforest.us/tag/arduino/

http://www.kobakant.at/DIY/?cat=28

http://wn.com/NItinol_and_Felt_test_1_the_scales

http://imglib.lbl.gov/ImgLib/COLLECTIONS/BERKELEY-LAB/RESEARCH-1930-1990/MATERIAL-SCIENCES-SOLID-STATE-PHYSICS/index/96904735.html





http://www.parallax.com/tabid/334/Default.aspx



http://inhabitat.com/carbon-dioxide-sensing-living-glass/

http://inhabitat.com/carbon-dioxide-sensing-living-glass/










Εικ.195: Living Glass, http://www.interactivearchitecture.org/the-living-architects-david-

benjamin-and-soo-in-yang.html

Εικ.196: τα βιβλία Life Size, http://www.interactivearchitecture.org/the-living-architects-

david-benjamin-and-soo-in-yang.html

Εικ.197: ανάλυση ενεργειακής και ηλεκτρικής κατανάλωσης στην Αμερική, http://challenge.bfi.org/application_summary/1144#

Εικ.198: Smart Screen I, πρώτη απόπειρα σχεδιασμού,

http://challenge.bfi.org/application_summary/1144#

Εικ.199: Smart Screen I, πρώτη απόπειρα σχεδιασμού, ψηφιακό σχέδιο, http://www.docstoc.com/docs/21927824/SmartScreen-Controlling-Solar-Heat-Gain-with-Shape-Memory-Systems#

Εικ.200: Smart Screen II, δεύτερη απόπειρα σχεδιασμού, http://challenge.bfi.org/application_summary/1144#

Εικ.201: Smart Screen III, παραλλαγή τελικού σχεδίου, http://challenge.bfi.org/application_summary/1144#

Εικ.202: συμπεριφορά σε διαφορετικές θερμοκρασίες,


Εικ.203: κουτιά ελεγχόμενης θερμοκρασίας, κατασκευή,

http://challenge.bfi.org/application_summary/1144#

Εικ.204: μηχανισμός, http://www.docstoc.com/docs/21927824/SmartScreen-Controlling-

Solar-Heat-Gain-with-Shape-Memory-Systems#

Εικ.205: διάγραμμα σκίασης, http://www.docstoc.com/docs/21927824/SmartScreen-

Controlling-Solar-Heat-Gain-with-Shape-Memory-Systems#

Εικ.206: υψηλή εσωτερική θερμοκρασία,

http://www.docstoc.com/docs/21927824/SmartScreen-Controlling-Solar-Heat-

Gain-with-Shape-Memory-Systems#

Εικ.207: χαμηλή εσωτερική θερμοκρασία,



Εικ.208: δοκιμές με διαφορετικές θερμοκρασιακές τιμές,



Εικ.209: φάσεις μετασχηματισμού σε αεροπλάνο,


























Εικ.210: ενδιάμεσο στάδιο μετασχηματισμού, video capture από

http://www.pnas.org/content/suppl/2010/06/25/0914069107.DCSupplemental/SM

01.mpg

Εικ.211: αεροπλάνο .., http://web.mit.edu/newsoffice/2010/programmable-matter-

0805.html

Εικ.212: η επιφάνεια σε ανοικτή θέση,

http://patternizer.wordpress.com/2010/07/04/programmable-paper-origami-and-

the-schoolgirl-who-solved-the-folding-problem/

Εικ.213: φάσεις μετασχηματισμού σε καράβι,


Εικ.214: διάγραμμα λειτουργίας αλγορίθμων για ένα και για πολλά σχήματα,


Εικ.215: το καράβι .., video capture από

http://www.pnas.org/content/suppl/2010/06/25/0914069107.DCSupplemental/SM

01.mpg

Εικ.216: πειραματισμοί κατασκευής επιφανειών,

http://groups.csail.mit.edu/drl/wiki/index.php?title=Main_Page

Εικ.217: τραπέζι που προκύπτει από άλλη φάση της έρευνας,


Εικ.218: ανεμόμυλος που προκύπτει από άλλη φάση της έρευνας, http://micro.seas.harvard.edu/papers/ICMC11_Paik.pdf

Εικ.219: επιφάνεια και μαγνήτες, http://micro.seas.harvard.edu/papers/ICMC11_Paik.pdf

Εικ.220: SMA σύνδεσμοι και κυκλώματα,


Εικ.221: γεωμετρία μικροτομών των κυκλωμάτων,


Εικ.222: ψηφιακή αναπαράσταση,


Εικ.223: οι SMA σύνδεσμοι, http://micro.seas.harvard.edu/papers/PNAS10_Hawkes.pdf

http://www.pnas.org/content/suppl/2010/06/25/0914069107.DCSupplemental/SM01.mpg




http://patternizer.wordpress.com/2010/07/04/programmable-paper-origami-and-the-schoolgirl-who-solved-the-folding-problem/

http://patternizer.wordpress.com/2010/07/04/programmable-paper-origami-and-the-schoolgirl-who-solved-the-folding-problem/





http://groups.csail.mit.edu/drl/wiki/index.php?title=Main_Page








2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2004

-5

PHOTOTROPIASMA PANEL SYSTEM

SHUTTERSLIVING GLASS PROGRAMMABLE FABRIC FOR ARCHI-

TECTURE

RESPONSIVE SURFACE

STRUCTURE II

RESPONSIVE SURFACE

STRUCTURE I

ACTUATED MATTER HYDROFOLD

HYGROSCOPEBLOOMSMART SCREENPIXEL SKIN PROGRAMMABLE MATTER BY FOLDING

SHAPE SHIFT

HOMEOSTATIC FACADE

LOTUS

HYDRAMAX

KINETIC SURFACETBM PANELS

ACTIVE PATTERNS ALIVE SPACES MODULE

ΣΥΝΟΛΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΣΕ ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΚΗ ΣΕΙΡΑ

REEF

kin arx xoris mhx merh r

Documents

vdm verlag dr

miga motor company

leonardo da vinci

responsive surface structure

increase energy efficiency

dubai dymanic tower

van nostrand reinhold

princeton architectural press