Issuu on Google+


.1


«Στις μέρες μας βρισκόμαστε σε ένα πολυ σημαντικό μεταβατικό στάδιο, λόγω του οποίου αντιμετωπίζουμε ταυτόχρονα μια κρίση. Η βιομηχανική κοινωνία αντικαθίσταται απο μια κοινωνία πληροφορίας, και η μετάβαση αυτή αλλάζει εντελώς τους κανόνες του παιχνιδιού. Αλλάζει τους κανόνες όλων των παιχνιδιών, συμπεριλαμβανόμενης και της αρχιτετκονικής», σημειώνει ο Antonino Saggio (Kolarevic B., 2003) Σε πλήθος αρχιτεκτονικών μελετών τα τελευταία χρόνια παρατηρείται η εισαγωγή μια νέας κατασκευαστικής λογικής, η οποία υποστηρίζεται από την ενσωμάτωση μηχανήματων ψηφιακής παραγωγής στην οικοδομική δραστηριότητα. Η ενσωμάτωση αντίστοιχων τεχνολογίων αποτελει εδω και χρόνια κοινό τόπο σε άλλους κατασκευαστικούς τομείς, όπως αυτόν της αεροναυπηγικής. Η συμμετοχή πολλών ανεξαρτήτων παραγόντων, με αντικρουόμενα μάλλον συμφέροντα, στην αρχιτεκτονική παραγωγή, αποτέλεσε κατά τον W. Mitchell ( Kolarevic B, 2003) τον κυριότερο παράγοντα για την καθυστέρηση υιοθέτησης τους. Αν και παγκοσμίως γνωστό για την μορφολογική του ιδιαιτερότητα, το μουσείο Guggenheim στο Bilbao, είναι ιδιαίτερα σημαντικό γιατί αποτελεί ένα από τα πρώτα παραδέιγματα, όπου η νέα αυτή κατασκευαστική λογική εφαρμόστηκε καθολικά σε ένα κτίριο (εικόνα 1).

Για να γίνει κατανοητή η αρχιτεκτονική εφαρμογή αυτής της νέας πραγματικότητας, αναγκαία είναι μια αναφορά στον ψηφιακό σχεδιασμό αλλά και στο πλαίσιο πάνω στο οποίο αυτος αναπτύχθηκε. Πιο συγκεκριμένα γίνεται αναφορά στην εξέλιξη των υπολογιστικών περιβαλλόντων, που αποτελεί την βάση κάθε ψηφιακού σχεδιαστικού προγράμματος. Ενώ λοιπόν ο ψηφιακός σχεδιασμός αποτελεί πολυσυζητημένο θέμα στους αρχιτεκτονικούς κύκλους, ορισμένες ουσιώδεις προεκτάσεις του δείχνει να μένουν στην αφάνεια. Για αυτό τον λόγο, η παρούσα εργασία παρουσιάζει τη δυνατότητα επανασύνδεσης σχεδιασμού και κατασκευής μέσω της εισαγωγής μηχανημάτων ψηφιακής παραγωγής στην οικοδομική δραστηριότητα.

εικόνα 01: Δομικός σκελετός και κατασκευή του μουσείου Guggenheim στο Bilbao το 1997. Κατασκευή του κτιρίου Watercube στο Πεκίνο το 2007.

.03


Οι διαχωρισμένες πρακτικές του αρχιτέκτονα, του μηχανικού και του κατασκευαστή είναι δυνατόν να συνενώθουν υπό την σκέπη ενός αγαστής συνεργατικότητας σχήματος εργασίας. Αυτό είναι εφικτό καθώς όλοι οι συντελεστές μιας μελέτης έχουν τη δυνατότητα πλέον να εργάζονται επί ενός τρισδιάστατου ψηφιακού μοντέλου εργασίας. Το μοντέλο αυτό μπορεί να «φέρει» κατασκευαστική πληροφορία από τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού. Η δυνατότητα διαχείρισης τόσο των σχεδιαστικών όσο και των κατασκευαστικών πληροφοριών μέσω ψηφιακών μέσων υποστηρίζει μια νέα διαδικασία σχεδιασμού. Αυτή εξελίσσεται από τον αρχιτέκτονα, εμπλουτίζεται από τον μηχανικό και διοχετεύεται στον κατασκευαστή με την ανταλλαγή και ενημέρωση ψηφιακών και μόνο αρχείων. Γίνεται προφανές πως σε πρωτεύουσας σημασίας παράγοντα σε μια μελέτη ανέρχεται ο «σχεδιασμός του σχεδιασμού», ο προγραμματισμός δηλαδή της σχεδιαστικής διαδικασίας. Στο πλαίσιο ετούτο, διαφαίνεται -εκτός των άλλων-μια μοναδική ευκαιρία επαναπροσδιορισμού του ρόλου του αρχιτέκτονα σε σχέση με την κατασκευή και την καθιέρωση του ως «αρχί-διαχειριστή πληροφορίας», μια σύγχρονη κατά κάποιους εκδοχή των αρχιμαστόρων.

Η εργασία αυτή σκοπεύει να δείξει πως η εισαγωγή της ψηφιακής κατασκευής (εικόνα 2) στην αρχιτεκτονική συμπληρώνει ένα κομμάτι που έλειπε για την καθιέρωση μιας συνεπούς ως προς τα εργαλεία που χρησιμοποιεί διαδικασίας, από το σχεδιασμό μέχρι την κατασκευή και με τον τρόπο αυτό τα συνδέει. Επιπλέον, φιλοδοξεί να ξεδιαλύνει το ασαφές και άγνωστο για πολλούς τοπίο του ψηφιακού σχεδιασμού και της ψηφιακής παραγωγής (εικόνα 3). Παράλληλα παρέχει πληροφορίες, όσον αφορά τη διαθέσιμη τεχνολογία για να διαφωτίσει όποιον θέλει να ασχοληθεί με το συγκεκριμένο πεδίο. Για τον λόγο αυτό η εργασία διαπραγματεύεται μια γκάμα θεμάτων που εκτείνεται από το θεωρητικό υπόβαθρο που υποστηρίζει τον ψηφιακό σχεδιασμό και παραγωγικά καταλήγει στην αναφορική παρουσίαση και περιγραφή των διαθέσιμων τεχνολογιών ψηφιακής παραγωγής. Ο λόγος αναπτύσσεται σε 4 κεφάλαια. Στα πρώτα τρία κεφάλαια παρουσιάζεται το θεωρητικό υποβαθρό που υποστηρίζει τον ψηφιακό σχεδιασμό. Στο πρώτο γίνεται εκτενής αναφορά στους σχεδιαστικούς τελεστές, στο δεύτερο αναλύεται η έννοια του ψηφιακού σχεδιασμού και στο τρίτο συζητείται η ψηφιακή παραγωγή. Τέλος, το τέταρτο κεφάλαιο διαπραγματεύεται την έννοια του DDF και παρουσιάζει 3 παραδείγματα εφαρμογών.

εικόνα 02: μηχανήματα κοπή laser και ογκο-αφαιρετικής παραγωγής εν ώρα εργασίας


Η απουσία ελληνικής βιβλιογραφίας αλλά και η χαρακτηριστική καθυστέρηση, εκτός λίγων εξαιρέσεων, που παρατηρείται στην χώρα μας όσον αφορά την αποδοχή του συγκεκριμένου θέματος, προσθέτει μια δυσκολία αναφορικά με την χρήση της κατάλληλης ορολογίας, η οποία είναι κατά κύριο στα αγγλικά. Για τον λόγο αυτό, και για την διευκόλυνση του αναγνώστη, κρίθηκε σκόπιμη μια παράθεση ορισμένων όρων στο τέλος του κειμένου(εν είδη γλωσσαρίου).

εικόνα 03: α) συλλογή σημείων απο σάρωση μακέτας β) μετάφραση των σημείων σε τρισδιάστατο ψηφιακό μοντελο, γ) τρισδιάστατη εκτύπωση νέας μακέτας.

.05


.εισαγωγή Τελεστής: σύμβολο μαθηματικής, λογικής πράξης/ διαχειριστής (Κ Τεγόπουλου, Γ Φυτράκη) Οι τελεστές ορίζονται ως μηχανισμοί, οι οποίοι προσφέρουν στους χρήστες τους την δυνατότητα ελέγχου μιας διαδικασίας από διαφορετικές πηγές. Ο William Mitchell (Mitchell, W.J, 1990) ορίζει τους τελεστές ως εργαλεία/λειτουργίες τα οποία αποτιμούν μια νέα σχεδιαστική κατάστασή. Με άλλα λόγια, ένας τελεστής είναι μια διαδικασία η οποία εισάγει ως δεδομένο μια συγκεκριμένη σχεδιαστική κατάσταση και εξάγει ως αποτέλεσμα μια νέα. “Οι σχεδιαστικοί τελεστές είναι επινοήματα βασισμένα σε υπολογιστικές διαδικασίες, τα οποία δίνουν την δυνατότητα στους αρχιτέκτονες/σχεδιαστές, να αναπαράγουν και να εκτιμήσουν τις ιδέες τους με βάση το συγκεκριμένο μέσο[...]”, παρατηρεί ο Σ Δρίτσας (Dritsas S., 2004).

.παραδοσιακοί σχεδιαστικοί τελεστές Στους παραδοσιακούς σχεδιαστικούς τελεστές περιλαμβάνονται, από την μια πλευρά το μολύβι και το χαρτί, ο κανόνας, ο διαβήτης και η πυξίδα, σαν ένα σύνολο χειροπιαστών φυσικών εργαλείων και από την άλλη ο άξονας, ο κάνναβος, το διάγραμμα, σαν ένα σύνολο αφαιρετικών νοητικών επινοημάτων. Στα πλαίσια ενός υπολογιστικού περιβάλλοντος, όπως το Computer Aided Design (CAD), οι παραδοσιακοί τελεστές είτε αποκτούν μικρότερη σημασία είτε επαναπροσδιορίζονται προσαρμοσμένοι στις διαρρυθμίσεις και στις απαιτήσεις του περιβάλλοντος (εικόνα 04). Οι σχεδιαστικοί τελεστές, οι οποίοι διατηρούν ισχυρούς δεσμούς με τις ιδιότητες του (αναλογικού) μέσου έκφρασης τους, το οποίο έχει πλέον αλλάξει, ωθούνται σταδιακά στην αχρηστία. Σαν παράδειγμα, μπορεί να αναφερθεί η ολοένα και πιο υποβαθμισμένη χρήση των περισσότερων γεωμετρικών εργαλείων, όπως αυτή του σχεδιαστικού-Ταυ, το οποίο κάποτε ήταν βασικό εργαλείο του κάθε σχεδιαστή και πλέον είναι δυσεύρετο στις αρχιτεκτονικές σχολές και στα γραφεία. Παρόλα αυτά οι λειτουργίες που επιτελούν οι τελεστές αυτοί συνεχίζουν να είναι επίκαιροι. Για τον λόγο αυτό οι εφαρμογές CAD έχουν εισάγει εντολές συμβατικής σχεδίασης (copy,offset), όπως στις λειτουργίες σχεδιασμού παράλληλων ευθειών και καμπύλων γραμμών καθώς επίσης και επιφανειών. Υπό αυτό το πρίσμα, η ιδιότητα του παραπάνω μέσου (του σχεδιαστικού-Ταυ), επαναπροσδιορίζεται τόσο όσον αφορά τον τελεστή, ο οποίος έχει μετασχηματιστεί πλέον από εργαλείο σε εντολή, όσο και την λειτουργία του η οποία έχει επεκταθεί από ένα σε πολλαπλά γεωμετρικά αντικείμενα. Επιπρόσθετα, οι ικανότητες του υπολογιστή ως σχεδιαστικό περιβάλλον έχουν διαμορφώσει ιδανικές συνθήκες για την δημιουργία νέων σχεδιαστικών τελεστών αλλά ταυτόχρονα και σημαντική ζήτηση. Αυτό υποδηλώνει τη δυνατότητα δημιουργίας νέων σχεδιαστικών τελεστών, οι οποίοι ίσως δεν υφίσταντο ούτε καν νοητικά στο παραδοσιακό πλαίσιο αναφοράς. Για παράδειγμα, γεωμετρικές επιφάνειες υψηλής πολυπλοκότητας και ακρίβειας ήταν απρόσιτες για σχεδιαστικούς λόγους, πριν την εμφάνιση της δυνατότητας επεξεργασίας τους με υπολογιστικά μέσα. Η σύλληψη και η αναπαράσταση τους στο χώρο ήταν είτε σχεδόν αδύνατη, είτε εξοντωτικά κουραστική. Γίνεται προφανές ότι η καινοτομία των «διαδικασιών», την οποία εισήγαγε η χρήση υπολογιστικών διαδικασιών στο σχεδιασμό, οδήγησε σε ένα αναδυόμενο χάσμα μεταξύ σχεδιαστή και σχεδιασμού, ως μέλη μιας διαδικασίας με ολοένα και περισσότερους ακαθόριστους τελεστές.

εικόνα 04: παραδοσιακοί (κανόνας,διαβήτης, πενάκι) και σύγχρονοι (CAD) σχεδιαστικοί τελεστές

.07


.υπολογιστικές διαδικασίες και τελεστές Ένα σημαντικό στοιχείο για τις υπολογιστικές διαδικασίες/ computation, οι οποίες βρίσκονται συχνά στο παρασκήνιο, είναι το γεγονός πως προηγούνται του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Ως υπολογιστική διαδικασία μπορεί να οριστεί ο μετασχηματισμός ενός δεδομένου σε αποτέλεσμα. Υπολογισμοί μπορούν να διεξαχθούν από ανθρώπους με μολύβι και χαρτί, με μηχανικές συσκευές, με ηλεκτρομηχανικές συσκευές, με αναλογικούς και ψηφιακούς υπολογιστές (Copeland, 2000). Οι υπολογισμοί ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή μπορούν να περιγράφουν ως διακριτοί και συμβολικοί. Οι ιδιότητες των υπολογισμών αυτών μορφοποιήθηκαν από τον Alan Turing ήδη από το 1936 (Dritsas S., 2004). Η σχέση των υπολογιστικών διαδικασιών/ computation με τον σχεδιασμό έχει βαθιές ρίζες στα πρώτα στάδια της εξέλιξης του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Παρόλα αυτά, καθώς μια ιστορική αναδρομή θα ξεπερνούσε τα όρια της εργασίας αυτής, επιλεκτικά θα παρουσιαστεί η σχέση τους υπό το πρίσμα δυο κύριων χαρακτηριστικών τους: αυτό της συμπίεσης του χρόνου και αυτό της επέκτασης των δυνατοτήτων αναπαράστασης. Οι αρχικές εφαρμογές του Η/Υ εντοπίζονται στους χώρους της τέχνης και της επιστήμης και όχι στην αρχιτεκτονική και χαρακτηρίζονται από τον πειραματικό τους χαρακτήρα. Λόγω βέβαια πρακτικών περιορισμών της εποχής οι αρχικοί πειραματισμοί περιορίστηκαν σε ειδικευμένες εφαρμογές. Στον χώρο της αρχιτεκτονικής, ο Ivan Sutherland με το πρωτοποριακό του έργο στη δεκαετία του ’60 θέτει νέους ορίζοντες. Με την εφαρμογή «Sketchpad» (εικόνα 05), την οποία ο ίδιος ανέπτυξε, εισήγαγε ένα νέο τρόπο διάδρασης μεταξύ ανθρώπου και μηχανής ενώ παράλληλα έβαλε τα θεμέλια ενός σχεδιασμού που βασίζεται στον υπολογιστη (Pantazi M, 2006). Πρέπει βέβαια να γίνει κατανοητό ότι η φύση της εξέλιξης αυτής ήταν και παραμένει διττή: συνεχής αλλά και διακοπτόμενη. Έτσι ενώ οι αρχικές εξερευνήσεις πάνω στον τομέα περιοριζόταν από τα μέσα, οι νοητικές εξελίξεις ήταν πρωτοφανείς. Οι δημοφιλέστερες εφαρμογές που χρησιμοποιούμε στις μέρες μας, ορίστηκαν για πρώτη φορά στα αρχικά εξελικτικά στάδια του υπολογιστή. Παρόλα αυτά η αποδοχή των μηχανισμών αυτών στον σχεδιασμό δεν ήταν άμεση. Οι σχεδιαστές-αρχιτέκτονες έρχονται έμμεσα σε επαφή με τις υπολογιστικές διαδικασίες μέσω των εφαρμογών CAD. Τα πρώτα εργαλεία αντικατέστησαν τη λογική του μολυβιού και το χαρτιού, κυρίως στον τομέα τεκμηρίωσης του σχεδιαστικού προϊόντος. Τα συστήματα CAD περασμένων δεκαετιών επέτρεπαν την γρήγορη αναπαραγωγή κατασκευαστικών σχεδίων και λεπτομερειών, καθώς επίσης και την λιγότερο επίπονη διόρθωση και προσαρμογή τους σε νέα δεδομένα. Η αλλαγή μέσου επηρέασε ριζικά και την αναπαράσταση του σχεδιασμού, η οποία τώρα γίνεται ψηφιακά μέσω της μετάφρασης της επιφάνειας του χαρτιού στην σχεδιαστική επιφάνεια της οθόνης.

Η ένταξη ψηφιακών εργαλείων στο σχεδιασμό από εδώ και στο εξής θα αποτελεί πλέον μια απόφαση η οποία βασίζεται περισσότερο σε οικονομικούς παράγοντες, όπως η βελτιστοποίηση των κύκλων παραγωγής, και η τυποποίηση της επικοινωνίας, παρά σε στιλιστικές και αισθητικές επιλογές. Η συμπίεση του χρόνου σχεδιασμού, ήταν αρχικά σχετική, καθώς παρόλο που οι εφαρμογές CAD από την μια παρείχανε πολλές διευκολύνσεις, απαιτούσαν από την άλλη την ανάπτυξη ειδικευμένων γνώσεων επί των υπολογιστών από τους χρήστες. Τα βασικά αυτά προβλήματα γρήγορα ξεπεράστηκαν καθώς σε σύντομο χρονικό διάστημα οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές απλοποιήθηκαν σημαντικά και το κόστος τους σημείωσε πτώση. Κατά συνέπεια η χρήση τους σημείωσε αύξηση και έγιναν προσιτοί στο ευρύ κοινό. Η γνώση πάνω στις εφαρμογές CAD συγκεντρώθηκε και έγινε προσπελάσιμη. Η αρχική πάντως χρήση των εφαρμογών αυτών θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως μεταβατική και μιμητική, γιατί απλά αντικατέστησε μέσω αντιγραφής, γνωστές και καθιερωμένες σχεδιαστικές συμπεριφορές χωρίς να προσθέτει κάτι επιπλέον. Τα χαρακτηριστικά αυτά βέβαια συνοδεύουν πάντα την πρώτη φάση αλλαγής μέσου, καθώς οι «μεταφορές» είναι νοητικά εργαλεία τα οποία επιτρέπουν την καθιέρωση γνωστικών γεφυρών. Όπως και στις περισσότερες περιπτώσεις εισαγωγής νέων τεχνολογιών, το στάδια της μεταφορικής συγκέντρωσης ακολουθείται από μια φάση αποδοχής και προσδιορισμού ταυτότητας. Σταδιακά λοιπόν, το εργαλείο-δηλ. η υπολογιστική διαδικασία- άρχισε να μορφοποιεί την ταυτότητα του και να καθιερώνει εναλλακτικά μοντέλα εργασίας , πέραν αυτών της τυφλής αντιγραφής των ήδη υφισταμένων. Δινόταν πλέον η δυνατότητα αφιέρωσης περισσότερου χρόνου στον σχεδιασμό του αντικειμένου μέσω του συγκεκριμένου μέσου και στην εκτίμηση των μοναδικών του ιδιοτήτων. Η ανάδυση και η καθιέρωση της ταυτότητας του ψηφιακού σχεδιασμού οφείλεται οπωσδήποτε και στην σταδιακή επέκταση των δυνατοτήτων των γεωμετρικών εργαλείων, που εισήγαγε η δυνατότητα πραγματοποίησης τοπικών αλλαγών και προσαρμογών και η αξιολόγηση τους σε σύντομο χρονικό διάστημα. Βασιζόμενοι σε αυτό οι σχεδιαστές μπορούσαν να επεκτείνουν τα όρια της δημιουργικής τους σκέψης. Ένα άλλο βήμα στην καθιέρωση των υπολογιστικών διαδικασιών στο σχεδιασμό ήταν η απόπειρα μετάβασης σε επίπεδο ευελιξίας, από το τοπικό στο παγκόσμιο, με την εισαγωγή παραμετρικών (συσχετιζόμενων) τεχνικών χειρισμού της γεωμετρίας. Μια ενδιαφέρουσα παρατήρηση είναι το γεγονός πως ενώ οι τεχνολογίες αυτές είχαν αναπτυχθεί από τα πρώτα κιόλας στάδια, η αποδοχή τους ήταν πάντα βραδύτερη της εξέλιξης τους. Ο σχεδιασμός στράφηκε προς την κατεύθυνση αυτή, δηλαδή την λογική της “διαδικασίας”, μετά την ακριβή και σαφή κωδικοποίηση του, χρησιμοποιώντας πολλαπλές προσεγγίσεις με βάση, κανόνες, περιορισμούς, σχέσεις.


Έγινε έτσι εφικτή η ιδανικά πολλαπλή επανάληψη της πράξης του σχεδιασμού, προκαλούμενη είτε από ειδικές είτε από γενικές μεταβολές. Δεν είναι λοιπόν απορίας άξιο ότι η λέξη “διαδικασία” έγινε μια από τις πιο ελκυστικές και δημοφιλείς λέξεις στο στόμα κάθε σύγχρονου αρχιτέκτονα. Τα αναδυόμενα προτερήματα των υπολογιστικά οδηγούμενων διαδικασιών σχεδιασμού προέρχονται από την ικανότητα τους να παράγουν ένα αρκετά ευρύ φάσμα λύσεων, ιδανικά άπειρο, όπου ο σχεδιασμός θα μπορούσε να είναι απλά η πράξη της επιλογής. Η συμπίεση του χρόνου ήταν ποσοτικά ευεργετική καθώς επεξέτεινε χρονικά την νοητική φάση του σχεδιασμού και την διαδικασία συνεχούς βελτιστοποίησης του.

εικόνα 05: ο Ivan Sutherland παρουσιάζει το “sketchpad”

Παρότι η σχέση της συμπίεσης του χρόνου που προσέφεραν οι υπολογιστικές διαδικασίες με τον μεγαλύτερο βαθμό στοχασμού του σχεδιασμού ίσως μοιάζει αβάσιμη, είναι ευνόητο πως το μεγαλύτερο χρονικό περιθώριο παρείχε τη δυνατότητα περισσότερο επεξεργασμένων σχεδιαστικών λύσεων. Ταυτόχρονα η επέκταση των τρόπων αναπαράστασης οδήγησε στην αναθεώρηση των παραδοσιακών σχεδιαστικών μέσων και στην εισαγωγή νέων διόδ σχεδιαστικής σκέψης (εικόνα 06). “Η αλλαγή των μεθόδων αναπαράστασης συνέβαλε μάλλον ποιοτικά στο σχεδιασμό, καθώς έθεσε υπό αμφισβήτηση τόσο τα βασικά αντιληπτικά μας εργαλεία, όσο και την ικανότητα μας να επινοήσουμε νέα “, σημειώνει ο Σ. Δρίτσας (Dritsas S., 2004).

εικόνα 06: ο κώδικας ενός σχεδιαστικού τελεστή που λειτουργεί στα πλαίσια ενος τρισδιάστατου προγράμματος ( RVB script in Rhino)

.09


.διάκριση υπολογιστικών διαδικασιών

.τεκμηρίωση τελεστών

Οι υπολογιστικές διαδικασίες διακρίνονται με βάση τρία κύρια χαρακτηριστικά γνωρίσματα τους:

Οι σχεδιαστικοί τελεστές ξεκίνησαν σαν ένα πείραμα για την δημιουργία μηχανισμών με στόχο την πολυπλοκότητα και την αυξανομένη προσβασιμότητα. Τελική πρόθεση ήταν η επίτευξη της μεγίστης συμβατότητας τους. Αδιαμφισβήτητα, η ύπαρξη τέτοιων μηχανισμών δεν είναι κάτι καινούργιο στον σχεδιασμό. “Οι σχεδιαστικοί τελεστές αποτελούν μια προσπάθεια εκμετάλλευσης της υπολογιστικής δυνατότη-τας που προσφέρουν οι ψηφιακές τεχνολογίες, και βασίζονται στην ικανότητα των τεχνολογιών αυτών να χειρίζονται την παραγόμενη πολυπλοκότητα” σημείωνει ο Σ. Δρίτσας (Dritsas S.,2004). Πιο συγκεκριμένα, οι σχεδιαστικοί τελεστές που βασίζονται σε υπολογιστικές διαδικασίες είναι προσωπικές σχεδιαστικές υπόδιαδικασίες οι οποίες δίνουν την δυνατότητα ελέγχου του σχεδιασμού σε μεγάλο βαθμό (εικόνα 07,08). Ανάλογα με τον τομέα σχεδιασμού που επικεντρώνονται, παρουσιάζονται διάφορα είδη τελεστών όπως, environment information operators/ περιβαλλοντικά πληροφορούμενοι τελεστές, Global generative operators/ , Rapid prototyping and fabrication operators/ τελεστες άμεσης προτυποποιήσης και κατασκευής, Environmental sensitive operators/ περιβαλλοντικά ευαίσθητοι τελεστές.

α. την πολυπλοκότητα β.την προσβασιμότητα και γ. τη συμβατότητα που παρουσιάζουν. _Η πολυπλοκότητα σχετίζεται με το γεγονός πως μέσα σε περιορισμένα συστήματα, ακόμη και στα πλαίσια γνωστών μεταβλητών, παρουσιάζονται μη προβλεπόμενες συμπεριφορές (Edmonds, 1996). Η πολυπλοκότητα σε μια διαδικασία μπορεί είτε να είναι ποιοτική είτε ποσοτική _Η προσβασιμότητα σχετίζεται με τον βαθμό ελέγχου επί της πολυπλοκότητας μιας διαδικασίας. Αντίστοιχα η προσβασιμότητα διαχωρίζεται σε θεωρητική και τεχνική _Η συμβατότητα ακολουθεί την ιδέα της προσβασιμότητας. Όταν η προσβασιμότητα σταματά να είναι εμπόδιο τότε θεωρούμε πλέον την διαδικασία διαφανή. Η διαδικασία συνδυάζεται με άλλες και αποτελεί κοινό τόπο. κατά τέτοιον τρόπο ώστε να μην είναι πλέον διακριτή σε σχέση με μια σχεδιαστική για παράδειγμα πρόθεση.

εικόνα 07: οπτική περιγραφή των παραμέτρων που επηρεάζουν τον αλγόριθμο σχεδιασμού ενός τραπεζιού (Clemens Weisshaar, Reed Kram)


.Τελεστές προτυποποίησης και κατασκευής/ rapid prototyping and fabrication operators Στην παρούσα εργασία θα μελετηθούν υπό το πρίσμα του ψηφιακού σχεδιασμού και της ψηφιακής παραγωγής οι Rapid prototyping and fabrication operators, οι τελεστές δηλαδή που αφορούν ακριβώς τον τομέα μελέτης. Οι τελεστές αυτοί, κατεξοχήν εργαλεία του ψηφιακού σχεδιασμού προσφέρουν νέες σχεδιαστικές δυνατότητες. Αυτό οφείλεται στην υπολογιστική τους ικανότητα και στη δυνατότητα εξατομίκευσης/customization τους, ενώ σε συνδυασμό με την διαθέσιμη τεχνολογία, συνδέουν άμεσα το σχεδιασμό με την κατασκευή. Βασίζονται στην ανάπτυξη μικρό εφαρμογών μέσω του προγραμματισμού, γνωστού ευρύτερα ως scripting. To scripting κατέχει τον υψηλότερο βαθμό αφαίρεσης ανάμεσα στις γλώσσες προγραμματισμού. Οι όροι υψηλός και χαμηλός περιγράφουν την απόσταση μεταξύ κώδικα και μηχανής. Με άλλα λόγια, μια υψηλού βαθμού γλώσσα προγραμματισμού πρέπει να μετασχηματιστεί πολλές φορές. Ο βασισμένος σε κείμενο κώδικα που γράφει ο προγραμματιστής, εισάγεται στο προγραμματιστικό περιβάλλον (application programming interface) μιας εφαρμογής, και εν συνεχεία ,μέσω κάποιων μετασχηματισμών (p-code, native code), καταλήγει στο επίπεδο του εκτελέσιμου από κάποιο μηχάνημα CNC κώδικα (G-code/machine-code).

Το scripting λοιπόν βρίσκεται ανάμεσα από ένα ήδη υπάρχων λογισμικό περιβάλλον, μια εφαρμογή CAD για παράδειγμα, και από το προγραμματιστικό interface της (την γλώσσα προγραμματισμού της συγκεκριμένης εφαρμογής), και περιγράφει έναν τρόπο χρήσης κάποιων εργαλείων της συγκεκριμένης εφαρμογής με βάση έναν κώδικα, και όχι μέσω του γραφικού interface της εφαρμογής. Ο υψηλός βαθμός αφαίρεσης του scripting επιτρέπει σε χρήστες, με μικρή εμπειρία στον προγραμματισμό, να έχουν πρόσβαση στη δομή της εφαρμογής με την οποία δουλεύουν και να μπορούν γρήγορα να τροποποιήσουν συγκεκριμένες λειτουργίες της. Με έναν τρόπο, επιτρέπει στους χρήστες να αναπαράγουν τα δικά τους προσωπικά εργαλεία. Ένα τυπικό περιβάλλον CAD συνήθως προσφέρει μια μεγάλη γκάμα εργαλείων, τα οποία ο χρήστης δεν χρειάζεται να δημιουργήσει εξ αρχής. Παράλληλα, ο χρόνος προσαρμογής σε αυτόν τον μάλλον περίεργο τρόπο σχεδιασμού είναι σχετικά σύντομος αν λάβει κανείς υπόψη του το γεγονός πως οι περισσότερες εντολές που καλείται να “προσαρμόσει” κατά βούληση ο χρήστης, αντιστοιχούν σε εντολές που η εφαρμογή προσφέρει με γραφικό τρόπο και με τις οποίες οι περισσότεροι χρήστες είναι εξοικειωμένοι.

εικόνα 08: η μετάφραση του αλγόριθμού σε κώδικα

.11


“Αυτή η νεοαποκτηθείσα ικανότητα αναπαραγωγής κατασκευαστικής πληροφορίας απευθείας από το σχεδιαστικό περιβάλλον, και όχι οι πολύπλοκες καμπυλοειδείς μορφές, είναι αυτό που χαρακτηρίζει την καινοτόμα πλευρά της σύγχρονης αρχιτεκτονικής. Η στενή σχέση που υπήρχε κάποτε μεταξύ αρχιτεκτονικής και κατασκευής, κάτι που κάποτε ήταν η φύση της αρχιτεκτονικής πρακτικής, θα μπορούσε εν δυνάμει να επανεισαχθεί ως αυθόρμητη αλλά ευτυχής συνέπεια του ψηφιακού σχεδιασμού.” Branko Kolarevic (Kolarevic B., 2003)

.εισαγωγή Οι νέες διαδικασίες σχεδιασμού και παραγωγής, έχουν επιφέρει ρηξικέλευθες αλλαγές στη γεωμετρία των κτιρίων και έχουν δώσει κάποιες άνευ προηγουμένου δυνατότητες στους αρχιτέκτονες να επανακτήσουν την εποπτεία που κάποτε κατείχαν επί της κατασκευής. Με την ενοποίηση σχεδιασμού, ανάλυσης, κατασκευής και συναρμολόγησης των κτιρίων μέσω των ψηφιακών τεχνολογιών οι αρχιτέκτονες, οι μηχανικοί και οι κατασκευαστές καλούνται να ορίσουν εκ νέου τις σχέσεις μεταξύ μελέτης και κατασκευής. Επιπρόσθετα, καλούνται να επαναπροσδιορίσουν τον όρο του “αρχιμάστορα”, καθώς υπό το πρίσμα μιας κοινής βάσης ψηφιακών δεδομένων, οι πρακτικές τους μπορούν να ενοποιηθούν γεφυρώνοντας έτσι “το κενό μεταξύ σχεδιασμού και παραγωγής, το οποίο προέκυψε όταν οι αρχιτέκτονες άρχισαν κάνουν σχέδια”, όπως παρατηρούν οι Mitchell και McCullough (Mitchell J, McCullough, 1995).

.ψηφιακός σχεδιασμός/ ορισμός/ Ο όρος ψηφιακός σχεδιασμός, έχει προσλάβει κατά περιόδους διάφορες σημασίες και ερμηνείες. Στην αρχιτεκτονική συχνά συνδέεται με την αναπαράσταση και τον χειρισμό πολύπλοκων μορφών και χώρων. Παρόλα αυτά, η έννοια των μοναδικών διαδικασιών του ψηφιακού σχεδιασμού, που τον διαχωρίζουν από παραδοσιακούς αναλογικούς τρόπους σχεδιασμού, κυρίως υπαινίσσεται ένα τρόπο σχεδιασμού, αποκλειστικά ενσωματωμένο μέσα σε ένα υπολογιστικό περιβάλλον.

.πλαίσιο αναφοράς/ / η απομάκρυνση του αρχιτέκτονα από την κατασκευή/

Για αιώνες, η έννοια του αρχιτέκτονα με αυτήν του αρχιμάστορα ήταν συνυφασμένες. Η γνώση των τεχνικών κατασκευής ήταν συνδεμένη με την αρχιτεκτονική παραγωγή, ενώ η επινόηση μιας αρχιτεκτονικής φόρμας, σήμαινε πρώτα την επινόηση του τρόπου κατασκευής της φόρμας αυτής. Η σχεδιαστική πληροφορία ήταν και κατασκευαστική πληροφορία- η μια υπονοούσε την άλλη. Οι “αρχιμάστορες”, από τους τέκτονες της αρχαίας Ελλάδας μέχρι τους μασόνους του Μεσαίωνα, ήταν υπεύθυνοι για όλα τα στάδια από τη μελέτη μέχρι την κατασκευή ενός κτιρίου.

Είχαν κυρίαρχη θέση στην οικοδομική παραγωγή, η οποία προέρχονταν από την μαεστρία τους στην επεξεργασία κυρίως της πέτρας. Με το πέρασμα βέβαια του χρόνου την εισαγωγή νέων υλικών, και την εξέλιξη της οικοδομικής οι αρχιμάστορες-αρχιτέκτονές δεν μπορούσαν να έχουν όλη την εποπτεία και για τον λόγο αυτό απευθύνθηκαν και σε άλλους τεχνίτες κάνοντας έτσι την διαδικασία παραγωγής περισσότερο πολύπλοκη. Η παράδοση όμως των αρχιμαστόρων δεν επιβίωσε των κοινωνικοπολιτικών αλλαγών της Αναγέννησης. O Leon Battista Alberti πρώτος αναφέρει, ότι η αρχιτεκτονική διαφέρει από την κατασκευή, διαχωρίζοντας έτσι τους αρχιτέκτονες και τους καλλιτέχνες από τους αρχιμάστορες και τους τεχνίτες λόγω της πνευματικής εκπαίδευσης τους. Παραδόξως, η αρχιτεκτονική άρχισε να απομακρύνεται από την κατασκευή γύρω στα τέλη της Αναγέννησης με όχημα μια από τις πιο λαμπρές επινοήσεις της εποχής, που δεν είναι άλλη από την προοπτική. Η προοπτική και τα ορθογραφικά σχέδια ως μέσο επικοινωνίας της κατασκευαστικής πληροφορίας δημιούργησαν ένα χάσμα μεταξύ αρχιτέκτονα και χειρονάκτη, καθώς ο δεύτερος δεν μπορούσε να τα κατανοήσει, και ήταν εκπαιδευμένος στην προφορική μέχρι τότε επικοινωνία και στην συνεχή παρουσία του αρχιμάστορα. Έδωσαν επίσης τη δυνατότητα στον αρχιτέκτονα να προσεγγίσει την κατασκευή χωρίς να έχει άμεση επαφή με το εργοτάξιο. Η διάκριση του αρχιτέκτονα από τον αρχιμάστορα επέβαλε την ανάγκη εξωτερίκευσης της πληροφορίας μέσω ενός δεδομένου μέσου, του σχεδίου, (κατόψεις, όψεις, τομές, δυσδιάστατες αφαιρετικές αναπαραστάσεις/ σκίτσα, προοπτικά σχέδια), για την επικοινωνία της με όλα τα συμβαλλόμενα στην κατασκευή πρόσωπα, μιας και είχε πλέον χαθεί η άμεση επαφή τους. Η απόσταση μεταξύ αρχιτεκτονικής και κατασκευής διευρύνθηκε περαιτέρω στα μέσα του 19ου αιώνα, οπού και τα “σχέδια” των προηγούμενων εποχών μετατράπηκαν σε “μελέτη εφαρμογής”. Άλλες εξελίξεις περιλαμβάνουν την καθιέρωση της έννοιας του “μηχανικού”, αρχικά στην Αγγλία, και του εργολάβου. Είναι προφανές πως οι εξελίξεις αυτές και ο καταμερισμός της εργασίας αναγκαστικά ακολουθούσαν την εκτεταμένη οικοδομική παραγωγή. Είχαν παρόλα αυτά σημαντικές συνέπειες στο παραγόμενο αρχιτεκοτνικό έργο.

.13


Με τον καιρό, οι σχέσεις αρχιτέκτονα (ως σχεδιαστή του κτιρίου) και εργολάβου (κατασκευαστή του κτιρίου) έγιναν αποκλειστικά οικονομικές , και νομικά ορισμένες. Κατέληξαν λοιπόν να γίνουν, ότι είναι μέχρι και σήμερα, μια αντιθετική, νομικίστικη και αυστηρά κωδικοποιημένη διαδικασία. Στα τέλη του 19ου αιώνα πολλά αρχιτεκτονικά γραφεία, όπως το γνωστό για το λόγο αυτό γραφείο McKim, Mead and Whited, ήθελαν να έχουν τον πλήρη έλεγχο της κατασκευής. Για τον λόγο αυτό παρήγαγαν μεγάλο αριθμό σχεδίων και κατασκευαστικών λεπτομερειών ενώ παράλληλα αποφάσιζαν για την ποιότητα των υλικών και της εργασίας και τέλος για τις αμοιβές των εργολάβων μέχρι και για λεπτομέρειες (Kolarevic B., 2003). Έτσι τοποθετούσαν ολοένα και περισσότερα επίπεδα μεταξύ του γραφείου τους και του εκάστοτε εργοταξίου. Όπως χαρακτηριστικά σημειώνει ο Howard Davis “καθώς το σύστημα επεκτεινόταν, ο ρόλος του γενικού εργολάβου μεγάλωνε όσο ελαχιστοποιούνταν η σχέση του αρχιτέκτονα με τους τεχνίτες.”

Ο εικοστός αιώνας έφερε επιπλέον πολυπλοκότητα στο σχεδιασμό και την κατασκευή, καθώς νέα υλικά, τεχνολογίες και διαδικασίες κατασκευής εισήχθησαν στην οικοδομική. Η αυξημένη πολυπλοκότητα συνοδεύτηκε από αυξημένη ειδίκευση και την εμφάνιση παντός είδους τεχνικών συμβούλων. Όσο λοιπόν η πολυπλοκότητα των κτιρίων αυξανόταν και ο χρόνος σχεδιασμού μειωνόταν οι αρχιτέκτονες έψαχναν να δημιουργήσουν νομικές δικλείδες ασφαλείας για να περιορίσουν τον αριθμό των ευθυνών τους επί της κατασκευής, γεγονός που τους αφαίρεσε με τον καιρό το κυρίαρχο δικαίωμα τους στην λήψη αποφάσεων επί της κατασκευής και τους απομάκρυνε ακόμη περισσότερο από αυτήν. Στα επικυρωμένα από τον Σύλλογο Αρχιτεκτόνων Αμερικής συμβόλαια που συμπληρώνονται για την έκδοση μιας οικοδομικής άδειας, χαρακτηριστικά αναγράφεται πως «ο αρχιτέκτονας δεν θα έχει έλεγχο, ούτε θα είναι υπεύθυνος για τα μέσα, τους τρόπους και τις μεθόδους κατασκευής»


.το ψηφιακό συνεχές

.η ψηφιακή “σύζευξη”

Ο ψηφιακός σχεδιασμός σαν μέθοδος μπορεί γενικά να περιγραφεί ως μια δομημένη σχέση μεταξύ πληροφοριών και τρόπων αναπαράστασης, η οποία υποστηρίζει τον σχεδιασμό σε υπολογιστικά περιβάλλοντα. Η σχέση αυτή μπορεί να φέρει δεδομένα υλοποίησης ακόμα και κατασκευαστικά δεδομένα (εικόνες 09-12) . Προγράμματα παραμετρικού σχεδιασμού όπως το CATIA μπορούν να προσφέρουν δεδομένα και αναπαραστάσεις μιας σχεδιαστικής πρότασης ως περιγραφές των εσωτερικών λειτουργιών του κατασκευαστικού συστήματος ενός κτιρίου.

Είναι υπό συζήτηση εάν η παραγωγή σχεδίων προέκυψε στην οικοδομική πραγματικότητα λόγω της αναγκαιότητας να διαχωριστεί ο σχεδιασμός από την κατασκευή ή εάν η εισαγωγή τους συντέλεσε στο να πραγματοποιηθεί ο διαχωρισμός αυτός. Η σημερινή κληρονομιά πάντως είναι το νομικό πλαίσιο μέσα στο οποίο κινούνται όλοι όσοι εμπλέκονται στον κατασκευαστικό τομέα. Κληρονομιά η οποία απαιτεί, πολλές φορές υπέρογκο αριθμό σχεδίων, ακόμα και για μια μελέτη μεσαίου μεγέθους και πολυπλοκότητας. Αυτό ίσως φαντάζει υπερβολικό στα πλαίσια της ελληνικής κατασκευαστικής πραγματικότητας, όπου παρατηρείται μια σημαντική αναντιστοιχία μεταξύ των σύμφωνων με τις επιταγές της αυστηρής ελληνικής νομοθεσίας προμελετών και των πραγματοποιούμενων μελετών εφαρμογής. Αποτελεί παρόλα αυτά, την κατασκευαστική πραγματικότητα της πλειοψηφίας των κρατών της Ευρωπαϊκής Ένωσης και των Η.Π.Α. Ο καταμερισμός των ευθυνών είναι που κάνει την παραγωγή των σχεδίων αυτών αναγκαία.

Είναι προφανές ότι τρέχοντες ορισμοί του ψηφιακού σχεδιασμού ακόμη διαφοροποιούνται μεταξύ σχεδιαστικών περιβαλλόντων και περιβαλλόντων κατασκευαστικών δεδομένων. Η εισαγωγή των εννοιών του rapid prototyping και του digital fabrication τείνουν να ελαχιστοποιήσουν τις διαφορές αυτές μέσα στον ψηφιακό σχεδιασμό και να δώσουν έμφαση στις συνέχειες του σχεδιασμού, της υλοποίησης και της κατασκευής.

εικόνα 09: περιοριστικοί παράμετροι για τον σχεδιασμό της Surface Bridge (Singapore) γέφυρας και διαγράμματα καμπυλότητας (IJP corporation) εικόνα 10-12: τρισδίαστες απεικονίσεις και μακέτες της γέφυρας (IJP Corporation)

.15


Σε άλλους τομείς, όπως αυτός της ναυπηγικής, ο σχεδιαστής και κατασκευαστής αποτελεί συχνά μια νομική οντότητα και για τον λόγο αυτό υπάρχει μικρή, εάν όχι καθόλου ανάγκη, παραγωγής σχεδίων. Πολλά ναυπηγεία έχουν ελαχιστοποιήσει την παραγωγή σχεδίων δουλεύοντας απευθείας με ένα προσβάσιμο σε όλους τρισδιάστατο μοντέλο από τον σχεδιασμό μέχρι την κατασκευή. Ψηφιακά γεωμετρικά δεδομένα εξάγονται απευθείας από το τρισδιάστατο μοντέλο και εισάγονται σε αυτοματοποιημένα μηχανήματα κατασκευής και συναρμολόγησης στοιχείων (Kolarevic B., 2003). Η ναυπηγική και άλλες πρακτικές άμεσα υιοθέτησαν τις νέες τεχνολογίες και προσάρμοσαν την γραμμή παραγωγής τους στα νέα δεδομένα. Κάτι αντίστοιχο δεν παρατηρήθηκε στην αρχιτεκτονική. Αυτό συνέβη από την μια γιατί σχεδιαστής και κατασκευαστής βρισκόταν κάτω από την ίδια “στέγη”, όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Από την άλλη οι πρακτικές αυτές δεν είχαν να αντιμετωπίσουν μια μεγάλη και θεσμοθετημένη δομή, όπως αυτή της οικοδομικής πραγματικότητας, η οποία είναι δυσκίνητη και αρκετά αρνητική σε ρηξικέλευθες αλλαγές γιατί ,υπό την “στέγη” της, φιλοξενεί αντικρουόμενα συμφέροντα. Ο Bernhard Franken μας πληροφορεί πως, “η Boeing ενσωμάτωσε την μέθοδο αυτή παραγωγής, λόγω της δυνατότητας να μειώσει τα κόστη παραγωγής κατά 20% σε σχέση με πριν”, (Kolarevic B., 2003). Προφανώς, πέραν των παραπάνω ο οικονομικός παράγοντας έπαιξε βασικό ρόλο, αν όχι τον βασικότερο, για την εισαγωγή των τεχνολογιών αυτών και στην αρχιτεκτονική.

Ευτυχώς, η ψηφιακή πραγματικότητα που ανασυγκρότησε εκ βάθρων πολλούς κατασκευαστικούς τομείς, δεν πέρασε απαρατήρητη από την αρχιτεκτονική. Αρκετοί αρχιτέκτονες άμεσα ανταποκρίθηκαν στα κελεύσματα της πραγματικότητας αυτής και εκμεταλλεύτηκαν τη δυνατότητα που προσφέρει ο ψηφιακός σχεδιασμός, να αναπαράγει και να παρέχει ψηφιακά, κατασκευαστικά δεδομένα, άμεσα επεξεργάσιμα από τους εργολάβους και τις κατασκευαστικές εταιρείες, οι οποίοι με την σειρά τους μπορούσαν να προτείνουν ακριβείς εκτιμήσεις υλικών και κόστους παραγωγής. Σε αυτές τις, αμοιβαίου συμφέροντος, νέο-ανακαλυφθείσες διαδικασίες άμεσης ανταλλαγής πληροφοριών, η ψηφιακή σχεδιαστική πληροφορία μετατρέπεται σε κατασκευαστική πληροφορία και τούμπαλιν, χωρίς τα ενδιάμεσα, χρονοβόρα και ευπαθή σε λάθη, στάδια παραγωγής σχεδίων. Το τρισδιάστατο μοντέλο, το οποίο δημιουργείται και ελέγχεται από τον σχεδιαστή, μετατρέπεται στην μοναδική πηγή πληροφορίας σχεδιασμού και κατασκευής. Εσωκλείει όλη την απαραίτητη πληροφορία για την κατασκευή ενός κτιρίου. Επίπεδα πληροφορίας προστίθενται, εμπλουτίζονται και αφαιρούνται αναλόγως, καθόλη την διαδικασία του σχεδιασμού και της κατασκευής από τους αρχιτέκτονες, τους μηχανικούς, τους εργολάβους και τους κατασκευαστές. Όλοι οι εμπλεκόμενοι, ακολουθώντας ένα προσυμφωνημένο τρόπο εργασίας, δουλεύουν συνεργατικά πάνω σε ένα και μόνο ψηφιακό μοντέλο από τα πρώτα στάδια του σχεδιασμού.


Ένα τέτοιο μοντέλο παραγωγής προϋποθέτει την ενοποίηση όλων των εργαλείων σχεδιασμού, ανάλυσης, προσομοίωσης και κατασκευής σε ένα κοινό, συνεκτικό ψηφιακό περιβάλλον. Το περιβάλλον αυτό μπορεί να παρέχει πληροφορίες για οποιοδήποτε ποιοτικό ή ποσοτικό στοιχείο, τόσο κατά την φάση του σχεδιασμού όσο και κατά την φάση της κατασκευής. Η πρόκληση ήταν από την αρχική εμφάνιση των εφαρμογών CAD εδώ και τρεις δεκαετίες και ακόμα παραμένει, το πως θα αναπτυχθεί ένα μοντέλο πληροφοριών το οποίο θα διευκολύνει όλα τα στάδια μιας μελέτης, από την σύλληψη και τον σχεδιασμό μέχρι την κατασκευή και την αποπεράτωση του κτιρίου. Παράλληλα θα μπορεί να παρέχει ένα ψηφιακό περιβάλλον, το οποίο θα επιτρέπει την ανεμπόδιστη επικοινωνία όλων όσων συμμετέχουν σε μια μελέτη. Η εναρμόνιση με ένα τέτοιο μοντέλο εργασίας πάντως, ελαχιστοποιεί την παραγωγή σχεδίων και εφόσον αυτό εφαρμοστεί καθολικά σε όλα τα στάδια, εκτιμήσεις δείχνουν ένα περιθώριο μείωσης του χρόνου κατασκευής σε 28-40%. Το γεγονός αυτό βέβαια προϋποθέτει και αλλαγές στο νομικό πλαίσιο που ορίζει τον κατασκευαστικό τομέα, και όπου τα σχέδια αποτελούν το μόνο σημείο αναφοράς των εμπλεκομένων προσώπων. Κρίνεται στο σημείο αυτό αναγκαίο να γίνει μια αναφορά στο γραφείο του Frank Ο. Gehry, το οποίο θεωρείται πρωτοπόρο στον συγκεκριμένο τομέα, καθώς εισήγαγε το μοντέλο αυτό εργασίας του σε μελέτες, ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του 1980.

Το μεγάλων διαστάσεων «γλυπτό ψάρι», στην είσοδο ενός εμπορικού κέντρου στο ολυμπιακό χωρίο της Βαρκελώνης (1992), αποτελεί μια από τις πρώτες μελέτες που σχεδιαστήκαν και κατασκευαστήκαν με ψηφιακά μέσα. Οικονομικοί και χρονικοί περιορισμοί ήταν οι λόγοι που ανάγκασαν τον Jim Glymph,συνεργάτη του γραφείου, να αναζητήσει λύση στην ψηφιακή κατασκευή έτσι ώστε να είναι εφικτή η ακριβής παραγωγή και η συναρμολόγηση της πολύπλοκης γεωμετρίας. Για το γραφείο και τους συνεργάτες του Gehry, ένα μοντέλο που έχει αναπτυχθεί στο προγραμματιστικό περιβάλλον του CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interctive Application)σχεδιαστικό και κατασκευαστικό πρόγραμμα το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως στην αεροναυπηγική- είναι η μόνη πηγή σχεδιαστικής και κατασκευαστικής πληροφορίας. Το τρισδιάστατο μοντέλο αποκτά στην ουσία ρόλο κλειδί στην μελέτη εφαρμογής, και είναι αυτό από το οποίο εξάγονται όλες οι πληροφορίες κατά την διάρκεια παραγωγής των επιμέρους στοιχείων του κτιρίου και της κατασκευής του (εικόνα 13). Το γεγονός αυτό αποτελεί ένα σημαντικό βήμα, όσον αφορά το καθιερωμένο μοντέλο εργασίας που επικρατεί και από μόνο του αρκεί ώστε να κάνει το έργο του συγκεκριμένου αρχιτέκτονα σημαντικό για τον αρχιτεκτονικό κόσμο.

εικόνα 13: δομικοί σκελετοί: α) του “γλυπτού ψαριου”,στο CATIA (Gehry Architects), β) της καρίνας ενός πλοίου γ) του περιπτέρου “Bubble” της ΒΜW (B. Franken Architetekten) , δ) της γέφυρας “Surface Bridge” στη Σιγκαπούρη (IJP Corporation),

.17


.εισαγωγή Η ψηφιακή εποχή επαναπροσδιορίζει την σχέση μεταξύ αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και παραγωγής, εισάγοντας έναν άμεσο σύνδεσμο μεταξύ σύλληψης μιας ιδέας και πραγμάτωσής της. Οι οικοδομικές μελέτες πλέον, δεν συλλαμβάνονται και οργανώνονται μέσω ψηφιακών μέσων, αλλά πραγματώνονται μέσω αντίστοιχών ψηφιακών διαδικασιών, γνωστών και ως «file to factory» (από το αρχείο στο εργοστάσιο)(εικόνα 14). Η πρόκληση της κατασκευασιμότητας των μορφολογικών εξερευνήσεων των αρχιτεκτόνων στα τέλη της δεκαετίας του ’80, μετέτρεψε το ερώτημα της δυνατότητας πραγμάτωσης ορισμένων μορφών σε ζήτημα αναζήτησης των κατάλληλων εργαλείων για την εκμετάλλευση των δυνατοτήτων της ψηφιακής παραγωγής που σιγά σιγά διαφαινόταν.

εικόνα 14: γραφική αναπαράσταση της ψηφιακής διαδικασίας κατασκευής ενός τραπεζιού ( Clemens Weisshaar, Reed Kram)

.19


.από το αναλογικό στο ψηφιακό .3-dimensional scanning/ τρισδιάστατη σάρωση αντικειμένων Για πολλούς αρχιτέκτονες, κατά την φάση του σχεδιασμού, η αμεσότητα ενός προπλάσματος είναι σαφώς προτιμότερη από την επίπεδη επεξεργασία επιφανειών και γραμμών στο χαρτί ή στην οθόνη του υπολογιστή. Ιδιαίτερα λοιπόν στα αρχικά στάδια ανάπτυξης τους οι ψηφιακές τεχνολογίες χρησιμοποιούνταν λιγότερο ως μέσο πρόσληψης μιας ιδέας αλλά περισσότερο ως μέσο μετάγραφής της από τον φυσικό χώρο, όπου είχε την μορφή προπλάσματος, στον ψηφιακό, ως κωδικοποιημένη πλέον γεωμετρική πληροφορία. Η διαδικασία αυτή της μεταγραφής είναι το αντίστροφο της κατασκευής με ψηφιακά μέσα. Με την βοήθεια τεχνικών τρισδιάστατης σάρωσης, παράγεται μια ψηφιακή αναπαράσταση ενός φυσικού μοντέλου. Μια ομάδα ��ημείων, γνωστή και με τον όρο «σύννεφο σημείων» (point cloud), συλλέγεται μέσω της σάρωσης και στην συνεχεία μεταγράφεται σε σημεία έλεγχου μιας επιφάνειας η οποία περιγράφει κατά μεγάλη προσέγγιση την γεωμετρία του προπλάσματος. Μια κοινή μέθοδος τρισδιάστατης σάρωσης περιλαμβάνει την χρήση ενός εργαλείου ψηφιοποίησης το οποίο ανιχνεύει στοιχεία της επιφάνειας του προπλάσματος (εικόνα 15). Η διαδικασία αυτή μπορεί να γίνει είτε χειροκίνητα με έναν ψηφιοποιητικό βραχίονα των οποίο ο χειριστής εφαρμόζει σε πολλαπλά σημεία, είτε αυτόματα με την χρήση μιας συσκευής μέτρησης συντεταγμένων, η οποία μέσω ενός σένσορα διατηρείται μηχανικά σε επαφή με την επιφάνεια του υπό σάρωση αντικειμένου (εικόνα 16).

εικόνα 15: ο τρισδιάστατος ψηφοποιητικός βραχίονας “Microscribe”

Εναλλακτικά χρησιμοποιούνται οι εξ’ αποστάσεως μέθοδοι σάρωσης, οι οποίες απαιτούν τη χρήση δαπανηρών συσκευών, αλλά είναι σαφώς πιο γρήγορες, ακριβείς και λιγότερο κουραστικές στη χρήση. Οι συσκευές αυτές, ανά διαστήματα προβάλλουν ακτίνες laser στην επιφάνεια του προπλάσματος, δημιουργώντας συστάδες σημείων ή γραμμών σε αυτήν, οι οποίες καταγράφονται από δύο συνήθως κάμερες. Από τις καταγεγραμμένες εικόνες, μέσω τεχνικών φωτογραμμετρίας παράγεται ένα τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο, το οποίο μπορεί να εξαχθεί σε διάφορους τύπους αρχείων για την περαιτέρω ψηφιακή του επεξεργασία. Η τρισδιάστατη σάρωση, πέραν της περίπτωσης ενός προπλάσματος, μπορεί να εφαρμοστεί για την αποτύπωση μιας χτισμένης οικοδομής ή ενός ολόκληρου τοπίου, ενώ πρόσφατα η χρήση της απαντάται και σε εργοτάξια ως ελεγκτικός μηχανισμός για την ακριβή τοποθέτηση των δομικών στοιχειών (εικόνα 17) αλλά και για την παρατήρηση τυχόν αποκλίσεων και σφαλμάτων κατά την φάση της κατασκευής (Kolarevic B., 2003)

εικόνα 16: τρισδιάστος laser σαρωτής (scanner)

εικόνα 17: τρισδιάστος laser σαρωτής (scanner) για επίβλεψη εργοταξίου


.από το ψηφιακό στο αναλογικό .digital fabrication/ ψηφιακή παραγωγή Η μακρόχρονη χρήση της Ευκλείδειας Γεωμετρίας οδήγησε στην επινόηση σχεδιαστικών εργαλείων/ τελεστών , όπως ο κανόνας και ο διαβήτης, για την παραγωγή γραμμών και κύκλων στο χαρτί και αντίστοιχα μηχανήματα για την υλική αναπαραγωγή. Κατά συνέπεια, όπως αναφέρει και ο Branko Kolarevic (Kolarevic B., 2003), «η εύρεση της αρχιτεκτονικής φόρμας συνεπαγόταν την εφεύρεση του τρόπου κατασκευής της, και ανάποδα». Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση του τρούλου του καθεδρικού της Santa Maria del Fiore στην Φλωρεντία, για τον οποίο οι τεχνικές και οι μέθοδοι της εποχής δεν επέτρεπαν τον σχεδιασμό και την υλοποίηση του, καθώς ξεπερνούσε σε διαστάσεις ακόμα και τον τρούλο του Πάνθεου στην Ρώμη. Την λύση έδωσε ο Filipo Brunellesci, του οποίου η πρόταση βασίστηκε στην ,δικής του έμπνευσεως, συσκευή ανύψωσης υλικών. Οι αρχιτέκτονες λοιπόν σχεδίαζαν αυτό που μπορούσαν να κατασκευάσουνε και ανάποδα. Η αμοιβαιότητα μεταξύ αναπαράστασης και αρχιτεκτονικής παραγωγής ήταν και είναι υπαρκτή ακόμα και στην ψηφιακή εποχή. Αυτό που είναι μεταβλητό στο χρόνο, είναι ο βαθμός συνέπειας του ενός ως προς το άλλο. Έτσι, οι σύγχρονοι αρχιτέκτονές εκμεταλλευόμενοι τις δυνατότητες των σύγχρονων τεχνολογιών κατασκευής μπορούν να σχεδιάσουν με βάση αυτές, έχοντας μια καλύτερη εποπτεία επί της αρχιτεκτονικής παραγωγής και του συνολικού αποτελέσματος. Στην ουσία ο υπολογιστής προσφέρει μια άλλη οπτική στην διαδικασία του σχεδιασμού, κατά πολλούς περισσότερο συνολική. Αυτό συμβαίνει γιατί είναι πλέον εφικτό ένα τρισδιάστατο μοντέλο, να φέρει πληροφορία την οποία οι κατασκευαστές μπορούν να μεταφράσουν και να χρησιμοποιήσουν άμεσα σαν δεδομένο για τον χειρισμό ψηφιακά ελεγχόμενων συσκευών κατασκευής.

εικόνα 19: τρισδίαστατος εκτυπωτής 3DP scribe”

Ένας ολοένα και αυξανόμενος αριθμός μελετών, που ποικίλουν σε μέγεθος και προϋπολογισμό, πραγματοποιείται πλέον με τεχνολογίες που βασίζονται στην αρχή αυτή, μέσα σε χρονικά και οικονομικά πλαίσια τα οποία δεν είναι εξωπραγματικά. Η κατεύθυνση αυτή είναι ευρύτερα γνωστή με τον όρο digital fabrication. Το πεδίο αυτό περιλαμβάνει τεχνολογίες Rapid Prototyping για τον σχεδιασμό και CAD-CAM (computer aided design/computer aided manufacturing) για την κατασκευή (Kolarevic, 2003). To Rapid Prototyping (RP)/άμεση προτυποποίηση, πρωτοσυναντάται γύρω στα μέσα του 1980, όπου και χρησιμοποιήθηκε κυρίως από βιομηχανικούς σχεδιαστές για την παρουσίαση σχεδιαστικών ιδεών μέσω φυσικών μοντέλων σε κλίμακα 1:1 που λειτουργούσαν σαν πρότυπα κατασκευής. Η συμβατική οδός για την δημιουργία ενός προς παραγωγή μοντέλου ξεκινά από ένα τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο, από το οποίο εξάγεται ένας ειδικός τύπος αρχείου, ο οποίος είναι αναγνώσιμος από μια συσκευή προτυποποίησης. Η συσκευή αυτή κατασκευάζει το μοντέλο σε μια με δύο εργάσιμες μέρες. Το RP χρησιμοποιεί συσκευές οι οποίες αποτελούν μικρογραφία των συσκευών που χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία (εικόνες 16,17). Ο όρος CAD/CAM αναφέρεται κατά κύριο λόγο στην βιομηχανική αναπαραγωγή αντικειμένων-προϊόντων από ψηφιακά μοντέλα. Αναφέρεται δηλαδή στην τεχνολογία που διεκπεραιώνει την κατασκευή ενός μοντέλου σε κλίμακα 1:1, και όχι απλώς ενός προτύπου κατασκευής.

εικόνα 18: τρισδίαστατος εκτυπωτής SLA

.21


Υπάρχουν τέσσερις κοινοί τύποι συσκευών Rapid prototyping και CAD/CAM. Τους τύπους αυτούς περιγράφουμε εν συντομία με τον όρο, συσκευές CNC (computer numerical control)/cutting and milling devices. Αναφορικά είναι οι εξής: -2D cutting devices (vinyl, laser cutters)/ (εικόνα 22) -subtractive devices (milling machines)/ (εικόνα 19) -additive manufacturing devices / -formative manufacturing devices/ Η τεχνική της ογκοαφαίρεσης (εικόνα 19) είναι η παλαιότερη μορφή ψηφιακής κατασκευής. Τα πρώτα παραδείγματα με την χρήση της τεχνικής αυτής στον τομέα της αρχιτεκτονικής συναντώνται στις αρχές του 1970 στην Αγγλία για την παραγωγή αρχιτεκτονικών μοντέλων. Μεγάλα αρχιτεκτονικά γραφεία στις Ηνωμένες Πολιτείες όπως οι Skidmore, Owings and Merrill’s (SOM) από το Σικάγο, έχουν χρησιμοποιήσει εκτεταμένα τεχνικές CAD-CAM για την παραγωγή αρχιτεκτονικών μοντέλων και για μελέτες κατασκευαστικών συναρμογών. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, αυτοματοποιημένες συσκευές όγκο-αφαίρεσης χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία οικοδομικών υλικών, όπως τις πέτρες για τον καθεδρικό του Αγ. Ιωάννη στη Νέα Υόρκη, και τις κολώνες της Sagrada Familia στην Βαρκελώνη. Η μελέτη του Frank Gehry για ένα συναυλιακό κέντρο της Walt Disney στο Los Angeles αποτελεί το πρώτο παράδειγμα χρήσης τεχνολογίας CAD/CAM για την παραγωγή λιθοδομής. Για το αρχικό μοντέλο ενός τμήματος του κτιρίου με διπλή καμπυλότητα, πέτρινα panel κόπηκαν και επεξεργαστήκαν σε κλίμακα 1:1 στην Ιταλία και εν συνεχεία μεταφέρθηκαν μέσω θαλάσσης στο Los Angeles ,όπου και συναρμολογήθηκαν επί τόπου πάνω σε μεταλλικό σκελετό. Η τεχνολογία CAD-CAM εφαρμόζεται πλέον με ποικίλους τρόπους στην αρχιτεκτονική όπως για την κατασκευή καλουπιών (εκτός εργοταξίου) και την επί τόπου χύτευση τους, καθώς επίσης και για την μορφοποίηση υαλοπινάκων με πολύπλοκη γεωμετρία.

Στα μηχανήματα τεχνολογίας CNC, ένα υπολογιστικό σύστημα διαχειρίζεται την κίνηση και τις λειτουργίες της κεφαλής χρησιμοποιώντας ένα σύνολο κωδικοποιημένων οδηγιών. Η γεωμετρία εισάγεται σε ένα λογισμικό επεξεργασίας δευτέρου βαθμού, (post-processing software) το οποίο αναπαράγει αριθμητικά τις οδηγίες οι οποίες μετά δίνονται ως δεδομένα στην συσκευή. Οι υπολογιστικές, αριθμητικά ελεγχόμενες οδηγίες (computer numerically controlled) ελέγχουν την κίνηση, την ταχύτητα και τη συχνότητα περιστροφής της κεφαλής και των κατευθυντήριων μοτέρ, καθώς επίσης και την αλλαγή αρίδων, την παροχή ψυκτικού και άλλες λειτουργικές παραμέτρους της συσκευής. Καθώς η αφαίρεση όγκου για την μορφοποίηση ενός στερεού μπορεί να γίνει με πολλαπλούς τρόπους, η αναπαραγωγή ενός κατάλληλου “πλάνου” διαδρομής της κεφαλής, δεν είναι απλή υπόθεση. Το πλάνο αυτό εκφράζεται με ένα CNC πρόγραμμα, το οποίο δεν είναι κάτι άλλο από μια σειρά κωδικοποιημένων εντολών τις οποίες το μηχάνημα εκτελεί (G code). Τα CNC προγράμματα είναι φτιαγμένα από εντολές, οι οποίες αποτελούνται από λέξεις, καθεμία από τις οποίες έχει ένα γράμμα ως διεύθυνση και μια σχετική αριθμητική τιμή. Οι αποκαλούμενες προεργαστικές λειτουργίες, οι οποίες για παράδειγμα ελέγχουν την κίνηση της κεφαλής σημαίνονται πολλές φορές με το γράμμα G. Σε ένα τυπικό CNC πρόγραμμα, η πλειοψηφία των “λέξεών” είναι οι προεργαστικές αυτές λειτουργίες. Για τον λόγο αυτό, ο CNC κώδικας, πολλές φορές αναφέρεται ως κώδικας-G, μεταξύ των χειριστών μηχανημάτων CAM ( computer aided manufacturing). Παρακάτω αναφέρονται αναλυτικά οι τέσσερις τύποι μηχανημάτων CNC καθώς επίσης και η διαδικασία της συναρμολόγησης, η οποία αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι του digital fabrication.


εικόνα 19: συσκευή CNC ογκο-αφαίρεσης (milling device)

εικόνα 20: συσκευή CNC δυσδίαστατης κοπής laser (laser cutter)

εικόνα 21: συσκευή CNC κοπής plasma (plasma cutter)

εικόνα 22: συσκευή δυσδιάστατης κοπής βινυλλίου (vinyl cutter)

.23


εικόνα 24: συσκευή CNC δυσδιάστατης υδροκοπής (waterjet cutter)

εικόνα 25: κεφάλη μηαχνήματος υδροκοπής και αναλυτικό σχεδιάγραμμα

εικόνα 26: σχεδιάγραμμα ανάλυσης των αξόνων κίνησης της κεφαλής μια ογκο-αφαιρετικής συσκευής ( milling device)


.two dimensional fabrication/ δισδιάστατη κατασκευή/

.subtractive fabrication/ ογκο-αφαιρετική κατασκευή/

/2D cutting devices (vinyl, laser cutters)/

/subtractive devices (milling machines)/

Η δισδιάστατη κοπή με CNC μηχανήματα είναι ο πιο κοινός τύπος ψηφιακής κατασκευής/fabrication. Τα μηχανήματα CNC ποικίλουν σε διαστάσεις ενώ ανάλογα ποικίλουν και οι επιφάνειες, οι οποίες μπορούν να επεξεργαστούν με αυτά. Οι υπάρχουσες τεχνολογίες κοπής, όπως η laser-κοπή, η υδροκοπή και η κοπή-plasma επιτρέπουν την κίνηση στις δύο διευθύνσεις είτε της κεφαλής κοπής είτε της επιφάνειας όπου ακουμπά το υλικό (το οποίο τοποθετείται σε μορφή panel συγκεκριμένων διαστάσεων) είτε και συνδυασμό των δύο. Στην κοπή plasma (εικόνα 21), ένα ηλεκτρικό τόξο διοχετεύεται μέσω ενός κινητήρα jet συμπιεσμένου αερίου στην κεφαλή κοπής, μετατρέποντας το αέριο σε πλάσμα με την βοήθεια πολύ υψηλής θερμοκρασίας (25000F), το οποίο μετατρέπεται εκ νέου σε αέριο καθώς μεταφέρει την θερμότητα στην υπό κοπή περιοχή. Στην υδροκοπή (εικόνες 24,25), ένας κινητήρας υψηλής πίεσης, διοχετεύει νερό αναμειγμένο με στερεά στιλβωτικά σωματίδια μέσω ενός μικρής διαμέτρου ακροφυσίου. Το μίγμα μετατρέπεται έτσι σε μια εστιασμένη ακτίνα, η οποία προκαλεί άμεση διάβρωση του υλικού στο πέρασμά της. Με τον τρόπο αυτό προσφέρει πολύ καθαρά και ακριβή κοψίματα. Στην κοπή laser (εικόνα 20), μια υψηλής συχνότητας δέσμη υπέρυθρου φωτός χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με ένα κινητήρα εκτόξευσης αερίου υψηλής πίεσης (διοξείδιο του άνθρακα) για να λιώσει ή να κάψει τοπικά το υπό κοπή υλικό. Μεταξύ των τεχνολογιών αυτών, υπάρχουν μεγάλες διαφορές όσον αφορά τα υλικά που μπορούν να επεξεργαστούν, το μέγιστο δυνατό βάθος κοπής καθώς επίσης και τον απαιτούμενο χρόνο κοπής. Έτσι, ενώ τα μηχανήματα κοπής laser μπορούν να κόψουν μόνο υλικά, τα οποία απορροφούν την φωτεινή ακτινοβολία (π.χ. ξύλο), τα μηχανήματα υδροκοπής μπορούν να κόψουν σχεδόν όλα τα υλικά. Τα μηχανήματα κοπής laser μπορούν να κόψουν αποδοτικά και σε σύντομο χρονικό διάστημα διατομές μέχρι και 16mm, ενώ τα μηχανήματα υδροκοπής μπορούν να κόψουν πολύ μεγαλύτερες διατομές (μέχρι και 38cm), ακόμη και σκληρών μετάλλων όπως είναι το τιτάνιο (Kolarevic B., 2003).

Τα μηχανήματα όγκο-αφαίρεσης λειτουργούν με βάση την αφαίρεση συγκεκριμένου όγκου υλικού από στερεά, εξ ου και το όνομα. Χρησιμοποιούν ήλεκτρο, χημικό-, μηχανικό-αφαιρετικές διαδικασίες ( διάτρηση πολλαπλών διευθύνσεων/ multi axis milling) (εικόνα 19). H άλεση του υλικού μπορεί να είναι αξονικά, επιφανειακά, ή ογκομετρικά περιορισμένη. Σε αξονικά περιορισμένες συσκευές, όπως οι τόρνοι, το κομμάτι του υπό επεξεργασία υλικού κινείται γύρω από έναν άξονα περιστροφής, και η κεφαλή έχει δύο άξονες κίνησης. Οι επιφανειακά περιορισμένες συσκευές λειτουργούν ακριβώς όπως οι συσκευές κοπής που αναφέρθηκαν παραπάνω. Η επεξεργασία-άλεση τρισδιάστατων στερεών είναι άμεση εξέλιξη της δυσδιάστατης κοπής. Με την πρόσθεση της ικανότητας κίνησης της κεφαλής σε ακόμη έναν άξονα, είναι δυνατή η τρισδιάστατη αφαίρεση υλικού. Λόγω των κληρονομούμενων ιδιοτήτων της τρισδιάστατης άλεσης υλικού, η γκάμα των μορφών που μπορούν να παραχθούν μέσω των μηχανημάτων αυτών είναι περιορισμένη. Για τον λόγο αυτό, έχουν εισαχθεί μηχανήματα με 4 και 5 διευθύνσεις κίνησης της κεφαλής (εικόνα 26). Στα μηχανήματα 4 διευθύνσεων, ένας επιπλέον άξονας περιστροφής προστίθεται, είτε στην κεφαλή είτε στην επιφάνεια εργασίας της συσκευής. Στα μηχανήματα 5 διευθύνσεών τόσο η κεφαλή όσο και η επιφάνεια εργασίας αποκτούν δυνατότητα περιστροφής, μεγιστοποιώντας τους τρόπους εφαρμογής της κεφαλής στο στερεό δίνοντας μια μεγαλύτερη γκάμα επιτεύξιμων μορφών. Οι αρίδες/φρέζες που τοποθετούνται στην κεφαλή ποικίλουν σε μέγεθος ανάλογα με το στάδιο εργασίας. Μεγαλύτερης διατομής αρίδες χρησιμοποιούνται για μαζική αφαίρεση υλικού, ενώ οι, μικρότερης διατομής, αρίδες χρησιμοποιούνται για φινίρισμα. Η ταχύτητα εργασίας της κεφαλής μπορεί να αυξηθεί και να μειωθεί ανάλογα με την σκληρότητα και άλλες ιδιότητες του υλικού.

.25


.additive fabrication/ προσθετική κατασκευή/ /additive manufacturing devices/ H προσθετική κατασκευή εμπεριέχει την κατά βήμα μορφοποίηση ενός αντικειμένου με την πρόσθεση υλικού σε επίπεδα, ακλουθώντας την αντίστροφη διαδικασία από αύτη της όγκο-αφαιρετικής κατασκευής. Αναφέρεται συχνά ως layered manufacturing, rapid prototyping, solid free form fabrication ή desktop manufacturing. Όλες οι τεχνολογίες προσθετικής κατασκευής μοιράζονται την ίδια λογική όσον αφορά την ανάλυση του ψηφιακού μοντέλου σε επίπεδα-στρώσεις. Η πληροφορία για το κάθε επίπεδο-στρώση μεταφέρεται στην κεφαλή της συσκευής και το φυσικό μοντέλο παράγεται σε αλληλεπίθετα στρώματα. Μετά την εισαγωγή στο εμπόριο μιας συσκευής βασισμένης στον παραπάνω τρόπο λειτουργίας, γνωστό επίσης και ως στερεολιθογραφία, από την εταιρεία 3d systems, μια σειρά αντίστοιχων συσκευών έχει εμφανιστεί. Οι συσκευές αυτές χρησιμοποιούν μια πλειάδα υλικών και διαδικασιών πήξης με βάση την φωτεινή ακτινοβολία, την θερμική ακτινοβολία και την εφαρμογή χημικών. -Η στερεολιθογραφία/SLΑ βασίζεται σε πολυμερή στοιχεία υγρής μορφής, το οποία στερεοποιούνται όταν εκτίθενται στην laser ακτινοβολία. Η ακτίνα της κεφαλής διαγράφει μια τομή του μοντέλου, μέσα σε ένα δοχείο με το ευπαθές στην ακτινοβολία υγρό πολυμερές. Στην περιοχή που έχει δεχτεί την ακτινοβολία, στο “ίχνος” δηλαδή της κίνησης της κεφαλής, δημιουργείται ένα λεπτό στρώμα στερεού υλικού. Το στερεοποιημένο τμήμα, το οποίο ακουμπά πάνω σε μια βυθισμένη επιφάνεια, υποβαθμίζεται κατά ένα βήμα μέσα στο δοχείο και η ακτίνα διαγράφει την επόμενη τομή του μοντέλου. Η διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται για όλα τα επίπεδα στα οποία έχει αναλυθεί το μοντέλο μέχρι ολοκλήρωσης του (εικόνα 31). Στο τέλος της διαδικασίας η επιφάνεια με το στερεοποιημένο μοντέλο ανασύρεται από το δοχείο, το μοντέλο πήζει περαιτέρω και αφαιρείται τυχόν επιπλέον υλικό.

-Στην selective laser sintering/SLS (επιλεκτική συμπύκνωση με laser) τεχνολογία, η ακτίνα laser διαγράφοντας πάλι την τομή ενός αντικειμένου, συμπυκνώνει ανά στρώματα σκόνη μετάλλου, μορφοποιώντας έτσι το αντικείμενο (εικόνες 28,29). -Στην 3d printing/3DP τεχνολογία στρώσεις κεραμικής πούδρας συγκολλούνται με την ίδια λογική για να δημιουργήσουν το αντικείμενο (εικόνα 27). -Στην Laminated object Manufacture/LOM τεχνολογία, φύλλα υλικού (χαρτί ή πλαστικό), είτε σε μορφή ρολού συγκολλούνται μεταξύ τους (τεχνική της φύλλωσηςlamination), και στην συνέχεια κόβονται με laser -Στην Fused Deposition Modeling/FDΜ τεχνολογία κάθε τομή του υπό κατασκευή αντικειμένου παράγεται με την τήξη ενός πλαστικού νήματος, το οποίο στερεοποιείται με την έκθεση του σε κρύο αέρα (εικόνα 30). -Στην Multi-jet Manufacture/MJM τεχνολογία μια τροποποιημένη κεφαλή εκκρίνει λιωμένο θερμοπλαστικό κερί σε πολύ λεπτές στρώσεις, την μια μετά την άλλη, για την δημιουργία τρισδιάστατων στερεών σωμάτων. Λόγω βέβαια του περιορισμένου μεγέθους των αντικειμένων που μπορούν να παραχθούν με τις παραπάνω τεχνολογίες αλλά και τους παρατεταμένους χρόνους κατασκευής, έχουν περιορισμένη εφαρμογή στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό και κατασκευή. Στον σχεδιασμό κατά κύριο λόγο χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ογκομετρικών με πολύπλοκη καμπύλη γεωμετρία, ενώ στην κατασκευή για την μαζική παραγωγή εξαρτημάτων, όπως μεταλλικά στοιχεία ελαφρών μεταλλικών κατασκευών. Πρόσφατα βέβαια, διεξάγεται έρευνα για την κατασκευή μεγαλύτερης κλίμακας δομικών στοιχειών με τον ψεκασμό κονιάματος. Έτσι, καθώς ο ψεκασμός του υλικού ελέγχεται ψηφιακά, είναι δυνατή η ακριβής πρόσθεση υλικού σημειακά για λόγους ενίσχυσης αλλά και λοιπών στοιχείων, όπως αισθητήρες και θερμοπομπούς, οι οποίοι μπορούν έτσι να ενσωματωθούν στην κατασκευή με ένα πλήρως αυτοματοποιημένο τρόπο.


εικόνα 27: σχεδιάγραμμα του τρόπoυ εργασίας ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή 3DP εικόνα 28: σχεδιάγραμμα του τρόπου εργασίας μιας συσκευής SLS εικόνα 29: σχεδιάγραμμα του τρόπου εργασίας μιας συσκευής SLS

εικόνα 30: σχεδιάγραμμα του τρόπου εργασίας μιας συσκευής FDM εικόνα 31: σχεδιάγραμμα του τρόπου εργασίας μιας συσκευής SLA

.27


.formative fabrication/ μορφοποιητική κατασκευή/ /formative manufacturing devices/ Στη μορφοποιητική κατασκευή μηχανικές δυνάμεις, περιοριστικά καλούπια, θερμότητα ή ατμός εφαρμόζονται πάνω στο υπό επεξεργασία υλικό. Ο σκοπός είναι να προσδώσουν την επιθυμητή μορφή μέσω του ανασχηματισμού ή τη παραμόρφωσης, ως προς έναν άξονα είτε ως προς μια επιφάνεια αναφοράς. Για παράδειγμα, το ανασχηματισμένο υλικό μπορεί να έχει υποστεί πλαστική παραμόρφωση μέσω διαδικασιών όπως η πέραν της ελαστικής του αντοχής στρέβλωση. Πιθανή είναι ακόμη η σημειακή θέρμανση του και κατόπιν η κάμψη του. Η μορφή σύνθετων επιφανειών με διπλή καμπυλότητα μπορεί να προσεγγιστεί με την περιγραφή της γεωμετρίας τους από σειρές, ρυθμίζομενων καθ’ ύψος, αριθμητικά ελεγχόμενων καρφιτσών. Κάθε καρφίτσα αντιστοιχεί σε ένα σημείο της πολύπλοκης γεωμετρικά επιφάνειας. Η τεχνική αυτή χρησιμοποιείται για την μορφοποίηση υαλοπινάκων, ελασμάτων πλαστικού καθώς και καμπύλων μεταλλικών επιφανειών (εικόνα 32). Καμπύλες επιφάνειες, κατά μια μόνο διεύθυνση, μπορούν να παραχθούν με την αριθμητικά ελεγχόμενη κάμψη λεπτών ράβδων, σωλήνων, ή λωρίδων κάποιου ελαστικού υλικού (π.χ. ατσάλι, ξύλο), που λειτουργούν ως οδηγοί για την μορφοποίηση του εκάστοτε υλικού.

εικονα 32: μορφοποιητική παραγωγή υαλοπινάκων και συναρμολόγηση για το περίπτερο “Bubble” της ΒΜW (B. Franken Architekten) εικονα 33: παραγωγή καλουπιων με CNC για το καλούπωμα τειχίων και επιτόπου συναρμολογηση, με ψηφιακό έλεγχο, για το κτίριο γραφείων Zollhof στο Duesseldorf (Gehry Arch


.assembly/ συναρμολόγηση/ /assembly devices and mechanisms/ Η συναρμολόγηση αναφέρεται στη σύνθεση των επιμέρους παραχθέντων τμημάτων ενός αντικειμένου (κτίριο, στέγαστρο, έπιπλο κτλ.) σε ένα σύνολο και αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της ψηφιακής κατασκευής. Λειτουργεί ως ελεγκτική διαδικασία για την κατασκευή, καθώς καταδεικνύει άμεσα τυχόν αδύναμα σημεία σύνδεσης από τα πρώτα κιόλας στάδια του σχεδιασμού. Παράλληλα εισάγει ένα πολύ σημαντικό παράγοντα στο σχεδιασμό, αυτόν της δυνατότητας σχεδιασμού εξαρτημάτων με πολλαπλούς τρόπους σύνδεσης. Η επί τόπου ψηφιακή διαχείριση της συναρμολόγησης ενός κτιρίου προσαυξάνει την λογική της ψηφιακής κατασκευής του. Η χρήση τρισδιάστατων ψηφιακών μοντέλων μπορεί να διευκολύνει την ακριβή τοποθέτηση κάθε δομικού στοιχείου στην κατάλληλη θέση. Παραδοσιακά, οι οικοδόμοι συμβουλευόταν τα σχέδια για διαστάσεις και συντεταγμένες και μέσω επιτόπιων μετρήσεων (κορδέλα, νήμα της στάθμης κτλ), έπαιρναν τις κατάλληλες χαράξεις και ξεκινούσαν την κατασκευή ενός κτιρίου. Στις μέρες μας, σε πολλά εργοτάξια ανά τον κόσμο, νέες ψηφιακά ελεγχόμενες μέθοδοι, όπως η ηλεκτρονική χωροστάθμηση και η χωρομέτρηση με βάση ένα παγκόσμιο σύστημα αναφοράς (GPS) χρησιμοποιούνται για την ακριβή συναρμολόγηση των δομικών στοιχείων. Η Annette LeCuyer, η οποία ασχολήθηκε με την κατασκευή του μουσείου Guggenheim στο Bilbao, μας πληροφορεί πως “το κτίριο κατασκευάστηκε χωρίς καθόλου επί τόπου μετρήσεις με κορδέλες”.

Κατά την φάση της παραγωγής των επιμέρους δομικών στοιχείων-εξαρτημάτων του κτιρίου κάθε ένα από αυτά κωδικοποιούνταν (με ένα bar-code) και δεικνυόταν τα κομβικά σημεία τομής του μέ άλλα κατασκευαστικά στοιχεία. Μετέπειτα, στο εργοτάξιο, οι συντεταγμένες της θέσης του κάθε στοιχείου, που ταυτοποιούνταν μέσω του bar-code, δινόταν απευθείας από το τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο (CATIA). Ειδικός εξοπλισμός επισκόπησης με laser, συνδεμένος άμεσα με το ψηφιακό μοντέλο, σάρωνε το υπό κατασκευή κτίριο και εξασφάλιζε την ακριβή τοποθέτηση όλων των εξαρτημάτων όπως αυτή ορίζεται από το μοντέλο (εικόνα 33). H Annette LeCuyer σημειώνει πως “οι τεχνικές αυτές, παρόλο που είναι σχετικά νέες στην οικοδομική, αποτελούν κοινό τόπο στην αεροναυπηγική”. Επιπλέον, οι πληροφορίες που εξάγονται, όσον αφορά την γεωμετρία, από ένα τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο, μπορούν να δοθούν ως δεδομένα για τον έλεγχο των κινήσεων ενός κατασκευαστικού ρομπότ, το οποίο μπορεί να εκτελέσει μια σειρά εργασιών σε ένα εργοτάξιο. Στην Ιαπωνία, έχει αναπτυχθεί μια σειρά ρομποτικών συσκευών, ειδικευόμενων στη μεταφορά και συναρμολόγηση εξαρτημάτων (Kolarevic B., 2003).

hitects)

.29


.εισαγωγή Όσα έχουν ειπωθεί παραπάνω είναι δυνατόν να συγκεραστούν κάτω από τον όρο digital design fabrication/DDF, όρο τον οποίο αναλύει εκτενώς ο Lary Saas (Saas, L., 2006), καθηγητής στο τμήμα αρχιτεκτονικής του πανεπιστημίου Μ.Ι.Τ. Το πεδίο του DDF επιδιώκει να συνθέσει την ευελιξία του συμβατού σχεδιασμού στο χαρτί, την ακρίβεια και την ικανότητα μοντελοποίησης του ψηφιακού σχεδιασμού και την άμεση σύνδεση με την κατασκευή που προσφέρει η ψηφιακή κατασκευή. Στόχος είναι η επίτευξη ενός περιβάλλοντος που θα ενισχύει το σχεδιασμό-μέσω της διάδρασηςμε την παραγωγή δομικών στοιχείων και φυσικών μοντέλων. Αυτό θα ενισχύεται όντας παράλληλα σε άμεση επαφή με αμφότερες την ευελιξία, την ακρίβεια και την ικανότητα χειρισμού πληροφοριών που έχουν περιβάλλοντα περιγραφής προϊόντων. Προσφέρεται λοιπόν ο συνδυασμός δυο αντιφατικών συμπεριφορών: από την μια η αναγκαία ελευθερία και η ευελιξία κατά την διαδικασία του σχεδιασμού και από την άλλη η εξαιρετική ακρίβεια και η ικανότητα λεπτομερούς επεξεργασίας χαρακτηριστική των συσκευών CAD-CAM.

Design models/ Design information models/ Building Information Models (ΒΙΜ)/ Η διαδικασία του DDF παράγει δύο τύπους μοντέλων/προπλασμάτων. Από την μια έχουμε τα σχεδιαστικά μοντέλα (design models) ως ένα και μόνο αντικείμενο. Από την άλλη, έχουμε τα μοντέλα σχεδιαστικής πληροφορίας (design information models) ως ένα αντικείμενο αποτελούμενο από επιμέρους στοιχεία, το οποίο υπόκειται σε κατασκευαστικούς περιορισμούς. Στα προπλάσματα των αρχικών σταδίων του σχεδιασμού μελετάται χονδρικά η διάταξη των όγκων και των χρήσεων. Περιγράφονται από όγκους ή επιφάνειες στο CAD και παράγονται γρήγορα με συσκευές rapid prototyping. Τα μικρά αυτά σε μέγεθος προπλάσματα προσφέρονται για ογκομετρικές και μορφολογικές εκτιμήσεις. Δεν ανταποκρίνονται σε κάποιο υλικό, ή σε κάποια κατασκευαστική μέθοδο, ούτε προσφέρουν πληροφορίες για τον εσωτερικό χώρο (εικόνα 38). Ο δεύτερος τύπος προπλασμάτων είναι η συναρμολόγηση επιμέρους εξαρτημάτων που ανάλογα με τον βαθμό σχεδιασμού τους χαρακτηρίζονται από ποικιλία στον βαθμό λεπτομέρειας τους και της κατασκευαστικής πληροφορίας που φέρουν. Τα design information models είναι ένας αφαιρετικός τρόπος να περιγραφούν τα κτίρια σαν σχεδιαστικά προϊόντα (Eastman, 1999). Στον τύπο αυτό προπλασμάτων αρχίζει να διαφαίνεται και ένας βαθμός πολυπλοκότητας, καθώς μπορεί να αποτελούνται από παραπάνω από ένα υλικά και να έχουν αρκετά μεγάλο μέγεθος. Τα προπλάσματα αυτά προσφέρουν τη δυνατότητα αξιολόγησης του σχεδιασμού και της κατασκευαστικής διαδικασίας κάποιων λεπτομερειών, ενώ μπορούν να δώσουν μια αίσθηση του εσωτερικού χώρου. Αυτό εξαρτάται από την κλίμακα τους, η οποία μπορεί να ποικίλει ανάλογα σε ποιό στάδιο είναι ο σχεδιασμός.

Τα design information models καλύπτουν όλο το πεδίο μεταξύ των πρώτων σχηματικών σχεδιαστικών μοντέλων και του προς κατασκευή μοντέλου. Η παραγωγή τους από τις συσκευές RP, απαιτεί αρκετό χρόνο ενώ απαραίτητη κρίνεται και η κατάλληλη προς παραγωγή μοντελοποίηση τους. Ένα πλεονέκτημα του DDF είναι η δυνατότητα του να προσφέρει προπλάσματα σε όλα τα ενδιάμεσα στάδια από τα πρώτα βήματα του σχεδιασμού μέχρι το μοντέλο κατασκευαστικής πληροφορίας, building information model/BIM. Τα τελευταία αυτά μοντέλα (BIM) επικεντρώνονται στην αναπαράσταση ενός σχεδιαστικού εγχειρήματος σε κλίμακα 1 προς 1, χωρίς να επιφέρουν σημαντικές αλλαγές στην γεωμετρία του μοντέλου, παρά μόνο προσθέτοντας επιπλέον πληροφορία σε αυτό. Ο στόχος της μεθόδου αυτής, είναι να καταγράψει κατασκευαστικές πληροφορίες από βάσεις δεδομένων σε ένα τρισδιάστατο μοντέλο σχεδιαστικής πληροφορίας, το οποίο εξελικτικά καταλήγει να είναι το κατασκευαστικό μοντέλο. Η ενιαία αντιμετώπιση σχεδιασμού και κατασκευής δίνει τη δυνατότητα στους αρχιτέκτονες να επεξεργάζονται ένα πρόβλημα σε πολλαπλά επίπεδα. Πιο συγκεκριμένα, μπορεί παράλληλα με την μελέτη της διευθέτησης των όγκων και της γενικής φόρμας ενός κτιρίου, να μελετώνται τα δομικά στοιχεία της κατασκευής του και η σχέση μεταξύ των υλικών. Μπορεί λοιπόν το ένα να ενημερώνει το άλλο αναπαράγοντας έτσι μια ποικιλία λύσεων, οι οποίες φέρουν ως ένα μεγάλο βαθμό κατασκευαστική πληροφορία, χωρίς απαραίτητα να είναι ιδιαίτερα εξελιγμένες.

.31


.component design/ σχεδιασμός δομικών μονάδων/ Με τον όρο δομική μονάδα αναφερόμαστε σε οποιοδήποτε στοιχείο συμμετέχει δομικά σε ένα κτίριο όπως για παράδειγμα ένα τούβλο. Εναλλακτικά, χρησιμοποιείται και ο όρος εξάρτημα ο οποίος βέβαια μας παραπέμπει στην μηχανολογία. Αυτό δεν είναι απαραίτητα άτοπο αν αναλογιστεί κανείς πως δεν αποκλείεται στο κοντινό μέλλον η κατασκευή ενός κτιρίου να θεωρείται εφάμιλλη με τη συναρμολόγηση μιας μηχανής. Ήδη στην ξένη βιβλιογραφία με τον όρο του εξαρτήματος/component αναφέρονται και σε αυτόν της δομικής μονάδας. Ο σχεδιασμός δομικών μονάδων είναι μια σοβαρή παράμετρος του DDF που συνδέεται και με την διαδικασία της συναρμολόγησης/ assembly (εικόνες 35,36). Αυτό έγκειται στο γεγονός πως με την χρήση συσκευών rapid prototyping είναι η δυνατή η παραγωγή δομικών στοιχειών, τα οποία δεν είναι τυποποιημένα, σχετίζονται άμεσα με τον σχεδιασμό και μπορούν εν δυνάμει να πραγματοποιήσουν παραπάνω από μια λειτουργιά.

εικόνα 35: μελέτη θόλου-τρισδιάστατη εκτύπωση των επιμέρους δομικών στοιχείων (Saas L)

Επιδιώκεται λοιπόν η κατασκευή «εξυπνότερων» τούβλων, παραμετρικά ελεγχόμενων, τα οποία έχουν την ικανότητα όχι μόνο να στοιβάζονται, ενώ δεν είναι απαραίτητο να έχουν την ίδια διατομή ή μορφή παρά μόνο την ίδια συμπεριφορά. Στόχος είναι τα στοιχεία αυτά να ανταποκρίνονται στους κατασκευαστικούς περιορισμούς που επιβάλει η διαθέσιμη τεχνολογία (CAM) και μέθοδοι συναρμολόγησης τους ενώ μπορεί να είναι μοναδικά για κάθε μελέτη. Αυτό έγκειται στο γεγονός ότι είναι το ίδιο εύκολο και οικονομικά αποδοτικό για ένα μηχάνημα CNC να παράγει 1000 μοναδικά εξαρτήματα όσο και 1000 ταυτόσημα. Η δυνατότητα μαζικής παραγωγής μοναδικών δομικών στοιχείων, διαφορετικών μεταξύ τους, εισήγαγε τον όρο του mass customization στο πεδίο του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και παραγωγής.

εικόνα 36: μελέτη θόλου-συνάρμολόγηση των δομικών στοιχείων (Saas L)


.Μαζική εξατομίκευση vs μαζική παραγωγή/ Mass customization vs mass production/ Ο ορισμός του mass customization, του μετά-φορντικού παραδείγματος στην οικονομία του 21ου αιώνα, ως η μαζική παραγωγή ατομικά καθοριζόμενων αγαθών και υπηρεσιών, δόθηκε από τον Joseph Pine (Kolarevic, 2003). Με τον τρόπο αυτό προσφέρει μια αξιοσημείωτη αύξηση της ποικιλίας και μια δυνατότητα εξατομίκευσης χωρίς αυτό να συνεπάγεται αύξηση στο κόστος παραγωγής. Τον όρο καθιέρωσε ο Stan Davis στο Future Perfect (Davis, 1987), ενώ ο Alvin Toffler το εξέλαβε ως μελλοντική τεχνολογική δυνατότητα στα 1970 (Kolarevic, 2003). Οι αρχές του Μοντερνισμού στον 20ο αιώνα ακολουθούσαν, ως επί το πλείστον, το φορντικό παράδειγμα της βιομηχανικής παραγωγής, και έσμιξαν την οικοδομική παραγωγή με έννοιες όπως η τυποποίηση, η προκατασκευή και η επί τόπου εγκατάσταση. Ο ορθολογισμός της βιομηχανικής παραγωγής επέβαλε την γεωμετρική λιτότητα έναντι της πολυπλοκότητας και την επαναλαμβανόμενη χρήση χαμηλού κόστους, μαζικά παραγόμενων εξαρτημάτων. Τα στεγανά αυτά της παραγωγής έχουν πλέον διαφοροποιηθεί καθώς οι ψηφιακά ελεγχόμενες συσκευές μπορούν να παράγουν μοναδικά και πολύπλοκου σχήματος εξαρτήματα, των οποίων το κόστος δεν είναι απαγορευτικό. Με άλλα λόγια η ποικιλία δεν στέκεται πλέον στον αντίποδα οικονομικής αποδοτικότητας. Γίνεται λοιπόν προφανής η καταλληλότητα του mass customization για την οικοδομική παραγωγή καθώς τα περισσότερα κτίρια θα μπορούσαν εύκολα να παραλληλιστούν με πρωτότυπα προϊόντα που δεν βγαίνουν ποτέ στην μαζική παραγωγή.

Έτσι σε ένα απλό τυπολογικά κτίριο όπως οι πύργοι γραφείων, η κωδικοποίηση και παραμετροποίηση του σχεδιασμού κρύβει μια ανταποδοτικότητα καθώς με μικρές αλλαγές μια πληθώρα εναλλακτικών είναι πιθανή. Είναι για παράδειγμα δυνατή η παραγωγή δομικών στοιχείων τα οποία μπορούν να ποικίλουν ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες στις οποίες εφαρμόζονται και τα φορτία τα οποία φέρουν. Η ψηφιακά οδηγούμενη μαζική παραγωγή εγκαινιάζει μια νέα λογική σειριακότητας στην αρχιτεκτονική η οποία μπορεί να βασίζεται στην χωρική ποικιλία και στην διαφορετικότητα (εικόνα 37). Η μοντέρνα αισθητική, εκλάμβανε την κατοικία ως μια κατασκευασμένη μηχανή οίκησης, η οποία μέσω της μαζικής παραγωγής θα έκανε το σχεδιασμό προνόμιο του λαού και όχι μόνο μιας κοινωνικής ελίτ. Η σύγχρονη ερμηνεία του μηνύματος αυτού δεν επιβάλει την ομογενοποίηση και την επιβολή του ενός πρότυπου που καλύπτει τα πάντα (one size fits all), αλλά προτάσσει την μοναδικότητα και την διαφορετικότητα η οποία μπορεί να επιτευχθεί μέσα από την ψηφιακά ελεγχόμενη ποικιλία και την κατά το δοκούν παραμετροποίηση της. Δεν θα πρέπει να ξεχνάμε πως αυτό ως ένα βαθμό έχει εφαρμοστεί. Η Nike για παράδειγμα, μέσω του προγράμματος Nike ID, προσφέρει στον καταναλωτή τη δυνατότητα επιλογής χρώματος και υλικού σε προϊόντα της, στην ίδια τιμή με τα υπόλοιπα προϊόντα. Δεν αποκλείεται σύντομα αν δεν ήδη γίνει να υπάρχει και η δυνατότητα παραλλαγής του σχεδίου η δημιουργία ενός προσωπικού σχεδίου.

.33


.η παράμετρος της κλίμακας

.περιγραφή της κατασκευής

Πριν την εισαγωγή των τεχνολογιών των συσκευών rapid prototyping και CAD-CAM, υπήρχε ένα χάσμα στα ψηφιακά σχεδιαζόμενα μοντέλα τα οποία πρακτικά δεν είχανε κλίμακα. Έτσι πολλές φορές οι αρχιτέκτονες αντιμετώπιζαν το πρόβλημα της προσαρμογής του ψηφιακού μοντέλου στην πραγματικότητα. Με την εισαγωγή του DDF, επιβάλλεται ο άμεσα συσχετιζόμενος με την υλική του αναπαράσταση σχεδιασμός. Αυτό σημαίνει πως το ψηφιακό μοντέλο εμπεριέχει ως ένα βαθμό υλικούς περιορισμούς, καθώς στην περίπτωσή που αυτό δεν συμβαίνει δεν είναι δυνατή ούτε η ψηφιακή παραγωγή του. Ο σχεδιαστής έχοντας γνώση των ορίων του (διαθέσιμου) μηχανήματος ψηφιακής κατασκευής φροντίζει αυτό που σχεδιάζει να είναι προσαρμοσμένο ανάλογα. Για παράδειγμα θα αναλύσει μια τρισδιάστατη επιφάνεια σε panel τέτοιων διαστάσεων ώστε να μπορούν να επεξεργαστούν από ένα laser cutter, ή θα σχεδιάσει ένα δομικό στοιχείο το οποίο θα μπορεί τυπωθεί από μια συσκευή στερεολιθογραφίας/ SLA device για να αξιολογηθεί. Σε πιο πρακτικό επίπεδο τα design information models παράγονται κατά κύριο λόγο από συσκευές rapid prototyping ενώ τα building information models από μηχανήματα CNC.

Ένα ακόμη βασικό στοιχείο του DDF, είναι το γεγονός πως η άμεση σύνδεση του σχεδιασμού με την παραγωγή π.χ. εξαρτημάτων εισάγει άμεσα την παράμετρο της αποτελεσματικότητας. Οι τεχνικές παραγωγής και οι μέθοδοι λειτουργίας των μηχανημάτων αποκτούν μια σημαντική θέση στον σχεδιασμό αφού εξασφαλίζουν την καλύτερη ροή των εργασιών. Ιδιαίτερα σημαντικός κρίνεται φυσικά και ο τρόπος περιγραφής του σχεδιασμού, καθώς η μετάφραση του μοντέλου σε κώδικα G εισάγεται ως δεδομένο για την υλοποίηση από τα μηχανήματα CNC (εικόνα 39). Έτσι μια συσκευή κοπής laser, απαιτεί την δυσδιάστατη περιγραφή μιας τρισδιάστατης γεωμετρικής φόρμας, ενώ μια συσκευή additive fabrication απαιτεί την τρισδιάστατη περιγραφή του κελύφους και μόνο μιας γεωμετρικής φόρμας. Η περιγραφή αυτή εκτός των γεωμετρικών δεδομένων περιέχει και το μονοπάτι που θα ακολουθήσει η κεφαλή του μηχανήματος, πράγμα που προσθέτει άλλον έναν παράγοντα κατά την φάση του σχεδιασμού.

00001 N005 G54 G90 S400 N01 G00 X1 Y1 N015 G43 H01 Z1 M N020 G01 Z-125 F3.5 N025G00 Z-1 N030 X2. N035 G01 Z-1 M09 N040 G00 Z-1 Z0 N050 M30 N055 M35 N060 G00 Z-2 M08 N065 G55 G95 S450 N070G00 Z-1 N0G00 Z-1

εικόνα 39: τμήμα κώδικα κατεύθυνσης μιας συσκευής CNC (G-Code) και ανάλυση της ακολουθίας κινήσεων μιας συσκευής rapid prototyping


εικόνα 37: πολλαπλές τρισδιάσταστες εκτυπωσεις μιας σχεδιαστικής διαδικασίας για ένα συναυλιακό χώρο ( Gehry Architects)

εικόνα 38: παραδείγματα ψηφιακά παραχθέντων μοντέλων σε διαφορετικές κλίμακες με διαφορετικό βαθμό λεπτομέρειας.

.35


Στη συνέχεια θα επιχειρηθεί να δοθεί μια σαφέστερη οπτική για την εφαρμογή του DDF στην αρχιτεκτονική, μέσω της ενδεικτικής αναφοράς κάποιων πραγματοποιημένων εγχειρημάτων και πείραματικών μελετών. Τα παραδείγματα που επιλέχθηκαν ποικίλουν σε πρόγραμμα, κλίμακα, προυπολογισμό και πολυπλοκότητα, θέλοντας έτσι να δείξουν το εύρος του πεδίου εφαρμογής. Τα δύο πρώτα αναλύουν τη χρήση σχεδιαστικών τελεστών στην σχεδιαστική διαδικασία και μελετούν τα πλεονεκτήματά τους. Το τρίτο αφορά στη συνολική χρήση του DDF στο σχεδιασμό. Το πρώτο παράδειγμα είναι θεωρητικό: αποτελεί ένα φοιτητικό project στα πλαίσια ενός μεταπτυχιακού προγράμματος με θέμα “το computation στην αρχιτεκτονική” και σχετίζεται άμεσα με το θεωρητικό κομμάτι των σχεδιαστικών τελεστών και του computation, για τα οποία μιλήσαμε παραπάνω. Το δεύτερο είναι ένα παράδειγμα διαχείρισης πληροφορίας: πρόκειται για μια εγκατάσταση, της οποίας όλη η φάση του σχεδιασμού και της κατασκευής περιγράφεται ημερολογιακά μέσω ενός blog από τους υπευθυνους αρχιτέκτονες. Αφορά την εξατομίκευση ενός εργαλείου που παρέχεται από ένα τρισδιάστατο σχεδιαστικό πρόγραμμα για την παραγωγή του επιθυμητου αποτελέσματος, και την συνεχή βελτίστοποιήση του σχεδιαζόμενου αντικειμένου μέχρι την πραγματοποίηση του, μέσα από μακέτες και συνεχείς ελέγχους. Τέλος, στο τρίτο παράδειγμά, παρουσιάζεται εκ των υστέρων όλη η πορεία της μελέτης και κατασκευής ενός κτιρίου κατοικιών στην Εβετία. Οι δηλώσεις του υπεύθυνου αρχιτέκτονα σε συνδυασμό με το κείμενο που περιγράφει την εξέλιξη της μελέτης δίνει μια πλήρη είκονα για την εφαρμογή του DDF στις πραγματικές συνθήκες του επαγγέλματος.

είκονα 40: rapid prototyping and fabrication operator (Δρίτσας Σ.)

εικόνα 41: άποψη της Chesa Futura και του χωριού St Moritz (Foster Associates)

εικόνα 42: αποψη της εγκατάστασης Tesselion (Skylar Tibbits)

.37


.rapid prototyping and fabrication operator/ MIT/ Σ. Δρίτσας, Sameer Kashyap/ Το project αυτό αποτελεί ένα παράδειγμα ανάπτυξης ενός γενικής κατεύθυνσης σχεδιαστικού τελεστή που εκτελεί μια διαδικασία άμεσης προτυποποίησης. Πρόκειται για ένα κώδικα, ικανό να αναπαράγει όλες τις απαραίτητες σχεδιαστικές πληροφορίες για την εκφορά οποιασδήποτε αυθαίρετης επιφάνειας στον φυσικό χώρο. Αναπτύχθηκε από τους Σ. Δρίτσα και Sameer Kashyap, μεταπτυχιακoύς φοιτητές του πανεπιστήμιο του ΜΙΤ, στα πλαίσια του μαθήματος “Generative& parametric design for rapid prototyping and Fabrication”. Στοχεύει στην αντιμετώπιση της πολυπλοκότητας που μπορεί να παρουσιάσει κατά περίπτωση η διαδικασία κατασκευής ενός προπλάσματος μιας ψηφιακά σχεδιασμένης επιφάνειας και στην συμπίεση του χρόνου που απαιτείται για την διεκπεραίωση της διαδικασίας αυτής. Αποτελεί έναν παραδειγματικό μηχανισμό διαπραγμάτευσης μεταξύ φυσικού και ψηφιακού σχεδιασμού. Η απλοϊκή αφαίρεση του προς επίλυση προβλήματος, που δεν είναι άλλο από την κατασκευή ενός προπλάσματος, μας βοηθά στο να κατανοήσουμε επακριβώς τα στάδια ανάπτυξής ενός τελεστή, τους λόγους που οδηγούν στην ανάπτυξή του και την σημασία του computation για τον σχεδιασμό. Ο Σ. Δρίτσας χαρακτηριστικά αναφέρει: « Αφού πραγματοποίησα όλα τα απαραίτητα βήματα για την χειρωνακτική παραγωγή ενός προπλάσματος μιας επιφάνειας με γενέτειρα μια μη κανονική καμπύλη Bezier, αποφάσισα να κωδικοποιήσω την διαδικασία αυτή και να απαλλάξω τον εαυτό μου από την επανάληψη μιας τόσο κουραστικής διαδικασίας στο μέλλον. Ο στόχος ήταν να περιγράψω μονομιάς όλα τα απαραίτητα βήματα για την παραγωγή ενός προπλάσματος από μια επιφάνεια έναν κώδικα και εν συνεχεία παραμετροποιώντας κάποιες σταθερές να επαναλαμβάνω την διαδικασία αλλάζοντας τα αρχικά δεδομένα» (Δρίτσας, Σ., 2003).

Η παραπάνω δήλωση αποτελεί τον κλασσικό τρόπο χειρισμού οποιουδήποτε σχεδιαστικού τελεστή υπόκειται σε αυτοματοποίηση: α) καταγραφή όλων των κινήσεων υπό δεδομένες συνθήκες, β) παραγωγή ενός προγράμματος εργασίας και γ) εν συνεχεία διερεύνηση της ύπαρξης δυνατοτήτων παραμετροποίησης και κατά αυτόν τον τρόπο γενίκευσης κάποιων τμημάτων του. Μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα αυτού του τρόπου κωδικοποίησης μιας διαδικασίας είναι το γεγονός πως επιτρέπει τον άμεσο εντοπισμό όλων των εν δυνάμει παραμε��ροποιήσιμων σημείων της. Όλες οι αυστηρά αριθμητικές πληροφορίες, για παράδειγμα, είναι παραμετροποιήσιμες και γίνονται άμεσα ορατές. Ο συγκεκριμένος κώδικας παίρνει ως δεδομένο οποιαδήποτε επιφάνεια και μια σειρά παραμέτρων. Με την ανάλυση της επιφάνειας σε καμπύλες που την περιγράφουν κατά 2 διευθύνσεις κάθετες μεταξύ τους (isoparametric curves), δημιουργεί ένα καμπύλο κάνναβο, από αλληλοσυνδεόμενα πλευρικά μέλη, πάνω από την επιφάνεια (εικόνα 43). Εν συνεχεία αναπαράγει το ανάπτυγμα των μελών σε μια δυσδιάστατη επιφάνεια, σειριακά αριθμημένων, κωδικοποιημένων χρωματικά και ομαδοποιημένων. Η διαδικασία παράγει μια σχεδιαστική περιγραφή κατάλληλη για την περαιτέρω επεξεργασία της με μια συσκευή δυσδιάστατης κατασκευής, ένα οποιοδήποτε δηλαδή μηχάνημα CNC τεχνολογίας. Ο απαιτούμενος χρόνος για την διεκπεραίωση της διαδικασίας αυτής ήταν μερικά λεπτά-εξαρτώμενος πάντα από την διαθέσιμη υπολογιστική δύναμη (εικόνα 46). Η χειρωνακτική εκτέλεση της ίδιας διαδικασίας απαιτεί ώρες.


εικόνα 43: ψηφιακά μοντέλα , προιόντα του κωδικα, μιας τυχαίας επιφάνειας, με διαφορετικους βαθμούς ανάλυσης και ένδειξη κόμβου

Συνεπώς το πλεονέκτημα επιλογής της μεθόδου αυτής βασίζεται στη συμπίεση του απαιτούμενου χρόνου. Εξετάζοντας την κωδικοποιημένη αυτή διαδικασία προσεκτικά, γίνεται προφανές πως ο υπολογιστής εκτελεί μια σειρά γεωμετρικών υπολογισμών, σε μια μη ευκλείδεια επιφάνεια, οι οποίες δεν μπορούν να εκτελεστούν από έναν τυπικό χρήστη χωρίς την βοήθεια του υπολογιστή. Η δυσκολία δεν προκύπτει από το “αντικειμενικό γεγονός” πως ο χρήστης δεν μπορεί να αντιγράψει την συμπεριφορά της μηχανής. Σε όλες τις περιπτώσεις η φύση της αυτοματοποίησης διασφαλίζει πως ότι και αν εκτελεί η μηχανή, προέρχεται από την περιγραφή μιας κωδικοποιημένης συμπεριφοράς του χρήστη. Το σημείο κλειδί εδώ βρίσκεται στην ακρίβεια και την σταθερότητα των αποτελεσμάτων που εγγυάται η μηχανή, δεδομένης μιας άρτια κωδικοποιημένης διαδικασίας. Πέραν των τεχνικών πλεονεκτημάτων που εξασφαλίζει μια τέτοια τεχνική, υπάρχουν και άλλες ενδιαφέρουσες επιδράσεις επί του σχεδιασμού ως διαδικασία που επιφέρουν τέτοιοι μηχανισμοί. Για παράδειγμα, το γεγονός πως το αποτέλεσμα του ψηφιακού σχεδιασμού, παγιδευμένο στην μερικότητα της δυσδιάστατης αναπαράστασης του, μπορεί να αποτελέσει ένα προς εκτίμηση φυσικό μοντέλο είναι σαφώς πιο σημαντικό σαν αποτέλεσμα. Παρόλο που η εκτίμηση είναι και πάλι μερική, μιας και το πρόπλασμα, αποτελεί και αυτό άλλη μια αναπαράσταση του σχεδιασμού, η φυσική του υπόσταση επιτρέπει μια πιο απτή εκτίμηση του νοητικών μας σχεδιαστικών προθέσεων. Η διαδικασία αναζήτησης πιθανών τρόπων μετάφρασης ενός σχεδίου στον φυσικό χώρο, είναι προκλητική, σχεδιαστικά εκφραστική και παρέχει τη δυνατότητα για ένα πλουσιότερο σχεδιαστικά προϊόν.

Η ικανότητα αναπαραγωγής πολλαπλών εκδόχων ενός σχεδιαστικού σχήματος εξελίσσει την παραδοσιακή ιδέα της εκτίμησης του σχεδιασμού μέσω διαφορετικά προσομοιωμένων αναπαραστάσεων (εικόνα 43). Παρόλο που η διαφορά στην ουσία είναι θέμα όγκου, δηλαδή, μπορούμε να παράγουμε πιο πολλά ενδιάμεσα προπλάσματα ενός σχεδίου, καταλήγει αναγκαστικά να είναι ποιοτική. Η κλασσική προσέγγιση της εκτίμησης και κρίσης παραλλαγών ενός σχεδίου βασίζεται σε μια πεπερασμένη ομάδα παραγόμενων αναπαραστάσεων: σκίτσα, προπλάσματα, κατόψεις και τομές, τα οποία αποτιμούνται συνδυαστικά. Έτσι, είμαστε συνηθισμένοι επίπονα να επιλέγουμε, έναν μικρό αριθμό διακριτικά δειγματισμένων προϊόντων, μέσα από μια συνεχή σειρά, και να φανταζόμαστε τα ενδιάμεσα. Τεχνικά μιλώντας, αυτό λέγεται παρεμβολή. Οι περιορισμοί της διαδικασίας αυτής αποδίδονται σε πρακτικά εμπόδια. Για παράδειγμα, είναι εύκολο να φανταστούμε τις ενδιάμεσες καταστάσεις μεταξύ δύο συνθηκών, αλλά γίνεται αδύνατο όταν οι συνθήκες αυτές αναλογικά αυξάνουν. Η ουσία της επανάστασης που έφερε η εξέλιξη των υπολογιστικών διαδικασιών είναι η ικανότητα της να μπορεί επιλεκτικά να δειγματίζει άπειρους συνδυασμούς βασισμένους σε κλάσματα μια σειράς πιθανοτήτων οι οποίες παρεμβάλλονται μεταξύ πολλαπλών ελκυστήρων.

.39


εικόνα 44(επάνω): μοντέλο επιπεδοποίησης του κόμβου και αναπαραγωγή του στον χώρο εικόνα 45(αριστερά): καθορίσμός των σημείων τομής των isoparametric curves και παραμετροποίηση τους για έλεγχο επί της ανάλυσης της επιφανείας. εικόνα 46(δεξιά): α,β)όλα τα στοιχεία της μακέτας κομμένα με laser, γ,δ,ε)συναρμολόγηση των στοιχείων και στ) διαφορετικές εκδοχές ( με βάση τον βαθμό ανάλυσης της επιφάνειας)

Παρότι το πείραμα αυτό είναι σχετικά περιορισμένο, προσφέρει πολλή τροφή για τον χειρισμό τέτοιων διαδικασιών. Η παράμετρος της κλίμακας είναι το επόμενο θέμα που αναδύεται: μπορεί η ίδια διαδικασία να χρησιμοποιηθεί για την πραγματική παραγωγή του σχεδίου. Στην συγκεκριμένη εφαρμογή πολλοί πραγματικοί παράγοντες αφέθηκαν κατά μέρος, όπως για παράδειγμα η πιθανότητα στρέψης των πλευρικών στοιχείων. Αυτό συνεπάγεται πώς το πρόπλασμά μπορεί να κατασκευαστεί μόνο με κάποιο «ελαστικό» υλικό όπως χαρτόνι, χαρτί, ή ένα λεπτό φύλλο μετάλλου. Η καναβική υποδιαίρεση της τοπολογίας μιας NURBS επιφάνειας (εικόνα 45) αποτέλεσε έναν επίσης αυθαίρετο χειρισμό με την απλοποιητική χρήση της κατεξοχήν παραμετροποίησης που κάνει το οποιοδήποτε σχεδιαστικό περιβάλλον. Η αρχική αφελής εκτέλεση πέρασε χωρίς εμπόδιο ανάμεσα από πολλά ρεαλιστικά προβλήματα. Για την ώρα, μπορεί να ειπωθεί πως παράγοντές όπως το υλικό, μπορούν να ενσωματωθούν στην πορεία της διαδικασίας και να δώσουν πιο αποδοτικά αποτελέσματα, είτε λύνοντας τα προβλήματα που θα προκύψουν είτε ειδοποιώντας τον χρήστη πως η λύση είναι αδύνατη.

Η συγκεκριμένη εφαρμογή υπέδειξε πως μια διαδικασία κωδικοποιημένη κατά αυτόν τον τρόπο, μπορεί να είναι πολύ ευέλικτη, καθώς μπορεί αυξητικά να οργανώνεται με βήματα από το γενικό στο ειδικό. Με το που ένας νέος παράγοντας αποκαλύπτεται, ο κώδικάς πρέπει απλά να αναπροσαρμοστεί παρά να ξαναγραφεί εξ αρχής, έτσι ώστε (παραμετρικά) να συμπεριλάβει την νέα βάση δεδομένων. Για τον λόγο αυτό, οι ίδιες πυρηνικές διαδικασίες μπορούν να γενικευθούν έτσι ώστε να συνεργάζονται με την παραγωγή, τη διαθέσιμη τεχνολογία και τα επιθυμητά υλικά, τα οποία εισέρχονται στη διαδικασία ως βάσεις δεδομένων. Συνεπώς, η μόνη ουσιαστική διαφορά είναι το μέγεθος της βάσης πληροφοριών που πρέπει να κωδικοποιηθεί, ο βαθμός δηλαδή λεπτομέρειας που θέλουμε κάθε φορά να εκπληρώνει ο κώδικας. Εδώ γίνεται προφανής η βαρύνουσα σημασία που αποκτά ο «σχεδιασμός του σχεδιασμού» σε μια τέτοια διαδικασία, όπως προηγούμενα αναφέρθηκε. Αυτός καθορίζει σε μεγάλο βαθμό και την ευελιξία της


Το παράδειγμα αυτό αποτελεί μια πρώτης τάξης αφορμή για να γίνει και ένας ακόμη υπαινιγμός σε μια άλλη πτυχή του ψηφιακού σχεδιασμού. Μέχρι τώρα είχε γίνει αναφορά στη δυνατότητα του ψηφιακού σχεδιασμού να «φέρει» κατασκευαστική πληροφορία από τα πρώτα κιόλας στάδια αλλά δεν είχε γίνει αναφορά στα χαρακτηριστικά και τις δυνατότητες κατάτμησης που προσφέρει. Λέγοντας αυτό υπονοείται η παντελής αγνόηση κάποιων καθορισμένων παραγόντων ενός προβλήματος σε συνδυασμό με την αφαιρετικότητα του μέσου σε τέτοιο βαθμό ώστε να επιτρέπει την κάθετη εξέταση πραγματικών προβλημάτων χωρίς τις αρχικές και ενδιάμεσες τριβές με αυτό. Η παράβλεψη, για κάποιο περιορισμένο διάστημα, της υλικότητας των προπλασμάτων δεν στάθηκε εμπόδιο για την εκτέλεση του κώδικα. Αντίθετα, έδωσε τη δυνατότητα περισυλλογής και παραγωγής ορισμένων απτών αποτελεσμάτων. Στη συνεχεία ακολούθησε η συνειδητοποίηση των επόμενων απαραίτητων βημάτων που είναι απαραίτητα για την συγκεκριμενοποίηση των αποτελεσμάτων.

Ο Sameer Kashyap σημειώνει «Κατά κάποιον τρόπο, μπορεί να ειπωθεί, πως από ένα σημείο και μετά αναδύθηκαν τα μηχανικά προβλήματα, χωρίς όμως αυτό να σημαίνει πως έπρεπε να λύσουμε πολύπλοκες εξισώσεις για να πάρουμε τα τέλεια αποτελέσματα, παρά μόνον τις απαραίτητες για να παράγουμε κάποια προπλάσματα που θα μας ήταν χρήσιμα»(Dritsas S., 2004). Ένα επίπεδο αφαίρεσης μεταξύ προθέσεων και πραγματικής θεώρησης αποτελούσε πάντα ένα πολύ δημιουργικό παράγοντα στο σχεδιασμό. Η διαφορά στον ψηφιακό κόσμο είναι ότι επιτρέπει πολλές παλινδρομήσεις επί αυτής της διαδικασίας. Με το scripting είναι πιθανή η ενσωμάτωση παραγόντων μηχανικής και στατικής άμεσα στο σχεδιασμό, είτε με την κωδικοποίηση κάποιων μοντέλων προσομοίωσης, είτε με την σύνδεση της εφαρμογής με μια αξιόπιστη και ανοιχτή στο κοινό βιβλιοθήκη αντίστοιχων κωδίκων (μηχανικής και στατικής). Η έννοια της κατάτμησης υπό αυτούς τους όρους ανά φέρεται σε πιθανές προσβάσιμες εναλλακτικές από διαφορετικά γνωστικά πεδία , τις οποίες ανοίγει το computation στους αρχιτέκτονες.

.41


.Τesselion/ Philadelphia University Architecture/ Skylar Tibbits/συμβουλοι: Fornes M., Yancone A./ «Πρόσφατα η ανάπτυξη επίπεδων τετράπλευρων επιφανειών έχει αποκτήσει ιδιαίτερη σημασία στους αρχιτεκτονικούς κύκλους λόγω της δυνατότητας τους, να συνδυαστούν κατάλληλα και να διευκολύνουν της κατασκευή πολύπλοκων επιφανειών. Η μελέτη αυτή, προσπαθεί να απαντήσει σε αυτή τη συλλογιστική και να την εμπλουτίσει» (www.tesselion.wordpress.com)

Το tesselion αποτελεί μια εγκατάσταση η οποία τοποθετήθηκε στο τμήμα αρχιτεκτονικής του πανεπιστήμιου της Φιλαδέλφειας το Ιούνιο του 2008. Χαρακτηρίζεται από ένα σχετικά απλό πρόγραμμα που περιλαμβάνει την στέγαση ενός χώρου και την παροχή κάποιου είδους καθίσματος για τους χρήστες της. Πρόκειται για μια μελέτη, η οποία βασίστηκε στην προσαρμογή μιας κλασσικής στα πλαίσια των τρισδιάστατων σχεδιαστικών προγραμμάτων εντολής (subdivide surface), για την ανάπτυξη ενός ειδικότερου σχεδιαστικού τελεστή. Ο σχεδιαστικός αυτός τελεστής χειρίζεται την υπό-διαίρεση πολύπλοκών, μη κανονικών, επιφανειών, σε ένα σύστημα panel άμεσα κατασκευάσιμων από ένα μηχάνημα CNC. Στόχος είναι η απλοποίηση της κατασκευής τέτοιων μορφών, σχετικά μεγάλης κλίμακας, και η δημιουργία ενός χωρικού περιβάλλοντος, το οποίο είναι παραμετροποιημένο με βάση παράγοντες όπως ο φυσικός φωτισμός και η προγραμματική προσαρμογή του. Η μορφή του χώρου αναδύεται από τον χειρισμό των παραγόντων αυτών.

Η μοναδικότητα του κάθε panel είναι εφικτή λόγω της δυνατότητας ψηφιακής παραγωγής τους, ενώ η ανάπτυξη κωδικοποιημένων παραμετρικών σχέσεων επιτρέπουν μια αναδυομένη δομική αποδοτικότητα. Γνώμονας για την βελτιστοποίηση του σχεδιαστικού αποτελέσματος ήταν η οικονομία του υλικού και αποδοτικότητα της κατασκευής. Στο παράδειγμα αυτό φαίνεται καθαρά πως η παραμετροποίηση που προσφέρει ο ψηφιακός σχεδιασμός εξυπηρετεί την αναπροσαρμογή του ανάλογα με νέα δεδομένα που προκύπτει ενώ η σύνδεση του με την κατασκευή επιτρέπει πολλαπλές παλινδρομήσεις από το ένα στο άλλο σε μια σχέση, στην οποία το ένα αποτελεί ταυτόχρονα τροφοδοτεί και τροφοδοτείται από το άλλο. Μέσω του blog που «ανέβασαν» οι αρχιτέκτονες παράλληλα με την επεξεργασία της συγκεκριμένης μελέτης, παρατηρούσε κανείς όλη αυτή την ενδιαφέρουσα φάση του σχεδιασμού.


εικονα 48: λεπτομέρεια κατασκευής της εγκατάστασης Tesselion (Skylar Tibbits)

.43


Έρευνα

Μορφή

Αρχικά, και αφού είχε οριστεί το πρόγραμμα κρίθηκε σκόπιμο να μελετηθεί μια σειρά κόμβων με βάση ορισμένα κριτήρια, όπως : _α) αντοχή σε στρέψη κατά δύο άξονες, _β) αντοχή στην απομάκρυνση του ενός panel από το άλλο _γ) διαχείριση δομικής ακεραιότητας της κατασκευής και η εξασφάλιση της αναγκαίας συνθήκης η κατασκευή να φέρει τον εαυτό της και _δ) η παραγωγή θα πραγματοποιηθεί με ένα μηχάνημα ογκοαφαίρεσης CNC τριών αξόνων, ή με ένα μηχάνημα κοπής laser. Τα μηχανήματα αυτά απαιτούν το υλικό να είναι επίπεδο και σε μορφή φύλλου συγκεκριμένων διαστάσεων.

Η μορφή της εγκατάστασης βασίστηκε σε τρία βασικά στοιχεία. Τον συγκεκριμένο χώρο του πανεπιστημίου όπου η εγκατάσταση αυτή θα τοποθετούνταν, το πρόγραμμα και το φυσικό φωτισμό. Στα πρώτα στάδια ελέγχθηκαν το εύρος των δυνατοτήτων του σχεδιαστικού τελεστή tesselion για την ανάλυση μια επιφάνειας σε panels. Σύμφωνα με τους μελετητές τα κριτήρια για την επιλογή μιας επιφάνειας προς ανάλυση, υπόκεινται κυρίως σε οικονομικούς και χρονικούς περιορισμούς και σε κάποια μικρής κλίμακας δομικά προβλήματα που μπορεί να παρουσιαστούν. Κατά τα άλλα πρακτικά κάθε επιφάνεια μπορεί να αναλυθεί με τον σχεδιαστικό τελεστή tesselion. Ο σχεδιαστικός αυτός τελεστής είναι παραμετροποιημένος ως προς το βαθμό ανάλυσης μιας επιφάνειας (surface subdivision), και το μεταφράζει σε αριθμό επίπεδων panel στα οποία μπορεί να αναλυθεί μια επιφάνεια. Μεγαλύτερος βαθμός ανάλυσης σημαίνει μεγαλύτερη προσέγγιση της μη κανονικής γεωμετρίας και κατά συνέπεια περισσότερα panel. Η παράμετρος αυτή αποτέλεσε σημαντικό παράγοντα στο συγκεκριμένο project λόγω του οικονομικού αντίκτυπου της. Πέραν της ανάλυσης της επιφάνειας σε επιμέρους panel, ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην μελέτη των ανοιγμάτων. Η διεύρυνση και η μορφή τους καθορίστηκε με βάση τις περιβαλλοντικές συνθήκες (φυσικός φωτισμός) και μετά από προσομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν σε ψηφιακό περιβάλλον.

Παράλληλα πραγματοποιήθηκε μια έρευνα υλικών με βάση τα εξής κριτήρια: _α) βάρος/πυκνότητα, _β) κόστος _γ) αντοχή. Ως πιο κατάλληλο κρίθηκε το αλουμίνιο του οποίου η ακριβής διατομή αποφασίσθηκε αργότερα και κατόπιν έλεγχου σε φυσικό πρόπλασμα.


εικόνα 49-51: προοπτικές απεικονίσεις μελέτης διαφορέτικών εκδοχών της κατασκευής εικόνα 52: προοπτική απεικόνιση της τελικής λυσης (αριστερή σελίδα) εικόνα 53: σχέδια ενός panel και του τρόπου συναρμολόγησης εικόνα 54: κατασκευαστικά σχέδια σύνδεσης με το δάπεδο (επάνω αριστερά) εικόνα 55: λεπτομέρεια σύνδεσης με το δάπεδο (επάνω δεξιά)

.45


εικόνα 56: σειρά εικόνων από την εξέλιξη της μελέτης. α) renders από τις διαφορετικές σχεδιαστικές εκδοχές β) renders των διαφορετικών εκδοχών του κόμβου γ) διαγράμματα τάσεων. Μακέτες του κόμβου.περιγραφικές μακέτες της εγκατάστασης δ)μάκέτες όλης της κατασκευής σε χαρτόνι. ε) μεταλλικές μακέτες στοιχείων σε κλίμακα 1:1 και συναρμολόγηση τους. στ) επιτόπου κατασκευή (από πάνω προς τα κάτω)


.47


εικόνα 57: άποψη του πάνω τμήματος της εγκατάστασης εικόνα 58: άποψη της εγκατάστασης από το πάνω επίπεδο

Το χρονικό του σχεδιασμού Στην πορεία της μελέτης έγιναν πολλαπλές παλινδρομήσεις όσον αφορά τον τρόπο σύνδεσης των panel και την μορφή των κόμβων τους πάντα σε άμεσο συσχετισμό με τον έλεγχο των σχεδιαστικών αποτελεσμάτων σε φυσικά προπλάσματα αλλά και με ψηφιακούς ελέγχους. Με την πάροδο του χρόνου το μοντέλο ενημερωνόταν ενώ μετά από έλεγχο στο φυσικό χώρο και παράλληλες προσομοιώσεις στον υπολογιστή (έλεγχος FEA, έλεγχοι στρέψης, κάμψης, συνάφειας) ο τρόπος σύνδεσης των panel άλλαξε και μάλιστα παραπάνω από μια φορές. Η λύση ενός panel με αναδιπλούμενο πτερύγιο, το οποίο λειτουργεί παράλληλα και ως κόμβος κρίθηκε καλύτερη από την χρήση ξεχωριστού στοιχείου ως κόμβου. Πραγματοποιήθηκαν τρεις δοκιμές τμήματος της κατασκευής σε κλίμακα 1:1 (συναρμολόγηση 6 panel) για τον ακριβή έλεγχο σφαλμάτων παράλληλα με την κατασκευή προπλασμάτων σε μικρότερη κλίμακα. Την κατασκευή κάθε προπλάσματος ακολουθούσε απολογισμός του σχεδιασμού, καταγραφή των αδύναμων σημείων του, έρευνα πιθανών εναλλακτικών λύσεων και άμεση ενημέρωση του κώδικα με νέα δεδομένα. Η ενημέρωση είχε να κάνει τόσο με σχεδιαστικά ζητήματα όπως η αλλαγή του κόμβου όσο και με πρακτικά θέματα όπως η αρίθμηση των panel, και η κατάλληλη τοποθέτηση τους στις διαστάσεις του διαθέσιμου υλικού για ελάχιστη κατανάλωση υλικού.

Η εξέλιξη της μελέτης διήρκεσε 3 περίπου μήνες. Ο ημερολογιακός χαρακτήρας του blog παρουσιάζει λεπτομερώς όλη αυτή την εποικοδομητική διαδικασία ενημέρωσης του μοντέλου εργασίας και την συνεχή ανταλλαγή αρχείων και απόψεων μεταξύ των κατασκευαστών και των μελετητών. Πραγματοποίηση Μετά από 3 μήνες συνεχών ελέγχων και προσπαθειών βελτιστοποίησης του σχεδιαστικού αποτελέσματος η μελετητική ομάδα αποφάσισε πως είχε φτάσει σε κάποιο ικανοποιητικό επίπεδο. Για την κατασκευή αποφασίστηκε η χρήση λευκού αλουμινίου διατομής 2mm. Το σύνολο των 187 panel, διαστάσεων 20.3x10.2cm, στάλθηκαν για κόψιμο σε ένα laser cutter. Η απαραίτητη προεργασία στον χώρο τοποθέτησης περιλάμβανε την τοποθέτηση μεταλλικών αναμονών και σκυροδέματος. Λειτουργώντας σαν μια υποτυπώδη θεμελίωση της κατασκευής, πάνω σε αυτά μονταρίστηκαν τα panel της βάσης. Η συναρμολόγηση της κατασκευής συμπεριλαμβανομένου του διπλώματος, πριτσινώματος και βιδώματος των panel χρειάστηκε 7 μέρες για ένα μόνο άτομο με 12 ώρες εργασίας ημερησίως.


.49


.Chesa futura/ St. Moritz/ Switzerland/ Hugh Whitehead/ Foster and associates/ Πρόκειται για ένα κτίριο κατοικιών στο τουριστικό θέρετρο St Moritz στις Ελβετικές Άλπεις στην κοιλάδα Engadin. Η συγκεκριμένη μελέτη συνδυάζει τη χρήση πολύπλοκης γεωμετρίας και κατασκευαστικής τεχνολογίας αιχμής. Αποτελεί ένα παράδειγμα, το οποίο μελετήθηκε και κατασκευάστηκε, με ψηφιακά μέσα. Από την εκ των υστέρων αποτίμηση της από τον υπεύθυνο αρχιτέκτονα, γίνονται προφανή τα πλεονεκτήματα που προσέφερε ο συγκεκριμένος τρόπος εργασίας. Γίνεται επίσης κατανοητό το πως μια όχι ιδιαίτερα εξεζητημένη και τέτοιας κλίμακας μελέτη πραγματοποιείται μέχρι τέλους.

To οικόπεδο βρίσκεται στα 1800μ πάνω από το υψόμετρο της θάλασσας. Η μελέτη είναι το μίγμα σχεδιαστικών εργαλείων κορυφαίας τεχνολογίας και παραδοσιακών τοπικών κατασκευαστικών τεχνικών για την δημιουργία ενός περιβαλλοντικά ευαίσθητου κτιρίου. Συνδυάζει την εφαρμογή μιας φιλικής προς το περιβάλλον παραδοσιακής ξύλινης κατασκευής πάνω σε μια καινοτόμα, κολοκυθοειδούς σχήματος μορφή. Όπως αναφέρει ο Hugh Whitehead «Το κτίριο ανυψώνεται από το έδαφος με οχτώ «πόδια»/ υποστυλώματα. Η χειρονομία αυτή αποτελεί μια δημιουργική λύση στα δεδομένα του οικοπέδου, τους πολεοδομικούς περιορισμούς και τις τοπικές κλιματικές συνθήκες. Υπάρχει ένα όριο ύψους 15.5 μέτρων από το πέριξ έδαφος του οικοπέδου. Εάν το κτίριο εφαπτόταν στο κεκλιμένο επίπεδο του οικοπέδου, τα δύο πρώτα επίπεδα δεν θα είχαν θέα, λόγω των υπαρχόντων γειτνιάζοντων κτιρίων. Η ανύψωση του κτιρίου παρέχει θέα προς την λίμνη για όλα τα διαμερίσματα στην εμπρόσθια όψη και προς το χωριό από την οπίσθια όψη.

Τα ανυψωμένα κτίρια έχουν μια μακρά παράδοση στην ελβετική αρχιτεκτονική, όπου το χιόνι καλύπτει για πολλούς μήνες το έδαφος για την αποφυγή του κινδύνου γρήγορης γήρανσης του ξύλου λόγω της έκθεσης του στην υγρασία (επαφή με το χιόνι) για μεγάλο χρονικό διάστημα.» (Kolarevic B.,2003) Η καμπύλη μορφή του κτιρίου ανταποκρίνεται στους πολ��οδομικούς περιορισμούς. Ένα συμβατικό ορθοκανονικό κτίριο θα εξείχε του καθορισμένου ύψους. Η μη χρήση του ισογείου και του πρώτου επιπέδου επέβαλε την διαπλάτυνση των τριών επόμενων επιπέδων για την εκπλήρωση των απαιτούμενων τετραγωνικών, τα οποία λόγω της καμπύλης μορφής του κτιρίου δείχνουν λιγότερο ογκώδη. Η καμπύλη μορφή επιτρέπει τα ανοίγματα να διατάσσονται γύρω από ολόκληρη την όψη προσφέροντας πανοραμικές θέες προς τη λίμνη και το χωριό.


εικόνα 59: άποψη του κτιρίου κατοικιών Chesa futura 5 χρόνια μετά την παράδοση του.

.51


ανάπτυξη της μορφής H καμπύλη μορφή προέκυψε ως απόκριση στις δυνατότητες και στους πολεοδομικούς περιορισμούς του οικοπέδου. Τα αρχικά σκίτσα και σχέδια ερμηνεύτηκαν και μορφοποιήθηκαν σε ένα παραμετρικό τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο, το οποίο εν συνεχεία η ομάδα ανέλυσε σε υποδεέστερα αρχεία αναφοράς έτσι ώστε οι αλλαγές να μπορούν να γίνονται και προς τις δύο διευθύνσεις (από τα υπό-αρχεία προς το κεντρικό αρχείο και τούμπαλιν). Μια παραμετρική εκδοχή της τομής πέρασε από μια πλειάδα αλλαγών ανά τους μήνες, ενώ παράλληλα ενημερωνόταν από άλλες σχεδιαστικές μελέτες (π.χ. ηλεκτρολογομηχανολογικές). Οι περιορισμοί ήταν τέτοιοι ώστε μια περιστροφή κατά 2 μοίρες στο σχέδιο σήμαινε μια απώλεια 50 τ.μ. στην κάτοψη, ενώ μια στροφή κατά 2 μοίρες στην τομή μείωνε το εσωτερικό ύψος κατά 10 εκατοστά σε κάθε επίπεδο (εικόνα 60). Παρόλο που μοιάζει να είναι μια σχετικά απλή μορφή, για κάθε συνδυασμό κάτοψης και τομής, υπήρχαν αναρίθμητες πιθανές προσεγγίσεις για την δημιουργία των επιφανειών. Το κλειδί για τον έλεγχο της μορφής ήταν ο τεμαχισμός της επιφάνειας με δυο κεκλιμένες επιφάνειες κλίσεως 3 μοιρών. Η ιδέα της χρήσης παράλληλων τεμαχισμένων επιπέδων, τα οποία διαχωρίζουν το στοιχείο του τοίχου-κελύφους από την οροφή, ίσως μοιάζει προφανής λύση παρείχε παρόλα αυτά εκπληκτικά επιπρόσθετα πλεονεκτήματα (εικόνα 61).

O Hugh Whitehead σημειώνει «Αρχίσαμε να σκεφτόμαστε τον τοίχο σαν κέλυφος, το οποίο είναι συνδεμένο με έναν πολικό κάνναβο. Ο πολικός κάνναβος είναι ένας ιδανικός τρόπος εντοπισμού στοιχείων όπως τα παράθυρα, των οποίων οι θέσεις βασίζονται σε μια ακτινωτά ρυθμιζόμενη γεωμετρία. Ορίσαμε τέσσερις τομείς και έναν αριθμό υποδιαιρέσεων σε κάθε τομέα, έτσι ώστε κάθε υποδιαίρεση θα μπορούσε να είναι είτε άνοιγμα είτε δομικός σκελετός. Αυτό μας έδωσε τρομερή ευελιξία και έλεγχο, και μας παρείχε έναν εύχρηστο τρόπο κωδικοποίησης και ένα αναφορικό σύστημα. Έχοντας ορίσει τις επιφάνειας των ανοιγμάτων ως σημεία αφαίρεσης, εφαρμόζοντας τις ανάλογες εντολές (boolean subtraction) δημιουργήσαμε ένα διάτρητο κέλυφος. Η εισαγωγή των επιπέδων οδήγησε σε μια μορφή η οποία σχετιζόταν με την τομή, με ένα σκαλοπάτι σε κάθε επίπεδο για την μέγιστη εκμετάλευση της θέας[...]» (Kolarevic B.,2003). Η εξέλιξη του αρχικού μοντέλου περιγράφεται συνοπτικά μόνο, καθώς το ενδιαφέρον κομμάτι της μελέτης ήταν ο τρόπος με τον οποίο οι διάφορες εκδοχές και αναπαραγωγές του μοντέλου, τόσο ψηφιακές όσο και αναλογικές, χρησιμοποιήθηκαν από τους μηχανικούς για να αναπτύξουν την διαδικασία της κατασκευής (εικόνες 62,63).


(από αριστρερά προς τα δεξιά) εικόνα 60: παραμετρική τομή του κτιρίου εικόνα 61: διαγράμματα εξέλιξης και ελέγχου της μρφής του κελύφους εικόνα 62: προοπτική τομή και φωτορεαλιστικό του κτιρίου εικόνα 63: κατασκευαστικές μακέτες εργασίας του κτιρίου

.53


-στρατηγική κατασκευής

-στρατηγική διαχείρισης πληροφοριών

Λόγω των ιδιαίτερα σκληρών συνθηκών στην περιοχή κατά την διάρκεια του χειμώνα, μόνο οι έξι μήνες τον χρόνο είναι κατάλληλοι για οικοδομικές εργασίες. Το χρονοδιάγραμμα λοιπόν του έργου, προέβλεπε την κατασκευή ενός μεταλλικού πλέγματος με μια πλάκα από σκυρόδεμα σε πρώτη φάση, και η εν συνεχεία προκατασκευή όλου του κελύφους κατά την διάρκεια του χειμώνα, οπότε και δεν είναι δυνατή η επί τόπου εργασία. Την ερχόμενη άνοιξη θα ήταν πλέον δυνατή , η εγκατάσταση του σκελετού, της υπερυψωμένης βάσης, των τοιχίων και της οροφής και έτσι το κέλυφος θα μπορούσε να ολοκληρωθεί και να στεγανοποιηθεί πριν την άφιξη του επόμενου χειμώνα, οπότε και θα έπαιρναν σειρά οι εσωτερικές εργασίες. Το πλάνο αυτό αποτέλεσε την κατασκευαστική στρατηγική της μελέτης, αλλά συνεπαγόταν πως η ακριβής τμηματοποίηση των εργασιών ήταν κριτικής σημασίας (εικόνα 65).

Για την ορθολογική οργάνωση του σχεδιασμού, εξερευνήθηκε η ιδέα της συσχέτισης κάτοψης και τομής με τον κατεξοχήν σχεδιαστικό τρόπο, αναπαράγοντας όμως πιθανές κατασκευαστικές λύσεις με την χρήση μικρών εφαρμογών, των λεγόμενων macros. Τα συγκεκριμένα macros λειτούργησαν σαν ένας «χάρακας», ελεγχόμενος από το πολικό σύστημα συντεταγμένων που είχε οριστεί. Η λειτουργία του χάρακα ήταν να σαρώνει τους τομείς της κάτοψης και να καταγράφει μετρήσεις οι οποίες προβάλλονται στις αντίστοιχες γραμμές στην τομή. Εν συνεχεία, παρήγαγε μια σειρά παραμέτρων, οι οποίες ενσωματώθηκαν σε μια βασισμένη σε περιορισμούς τομή τοίχου, αναγκάζοντας έτσι το στοιχείο αυτό να προσαρμόζεται στις αντίστοιχες θέσεις του κελύφους. Τα macros αυτά είχαν διττή λειτουργία: είτε μπορουσαν να δώσουν ως αποτέλεσμα, την επιφάνεια του κελύφους ως στερεό μοντέλο, με τα συνδεόμενα μέλη του δομικού της σκελετού , είτε μπορούσαν να δώσουν έναν πίνακα με επιμέρους σχέδια τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή περαιτέρω λεπτομερειών (εικόνα 65).

εικόνα 64: εξωτεική άποψη των ανοιγμάτων, η χειρωνακτική παραγωγή των ξυλοκέραμων απο ντόπιο τεχνίτη, και ψηφιακή παραγωγή των δοκών σε εργοστάσιο/


Καθώς η μελέτη προχωρούσε, κάθε μέλος της ομάδας έγινε υπεύθυνο για μια διαφορετική ομάδα παραμέτρων, οι οποίες εξαρτιόταν από το πάχος των χρησιμοποιούμενων υλικών. Κάποιο μέλος μπορεί να δούλευε στην οροφή , κάποιο άλλο μπορεί να ήταν υπεύθυνο για τον δομικό σκελετό και τα τελειώματα, κάποιο τρίτο ασχολούταν με την ζώνη του κελύφους-τοιχίων, του πετσώματος του κτιρίου και της πυροπροστασίας, ενώ κάποιο τέταρτο έλεγχε τα ανοίγματα και τις λεπτομέρειες των παραθύρων. Έχοντας πρόσβαση στο ίδιο παραμετρικό αρχείο (εικόνα 66), η ομάδα μπορούσε να ανταποκριθεί στις εκάστοτε σχεδιαστικές κατευθύνσεις και να συντονίσει την πορεία της μελέτης, ενώ παράλληλα η κάθε υπό-ομάδα έκανε τις αλλαγές που έπρεπε, ανταποκρινόμενη σε αλλαγές των υπολοίπων υπό-ομάδων.

εικόνα 65: προοπτική κατασκευαστική τομή του κτιρίου

Ολόκληρη η γεωμετρία του ψηφιακού μοντέλου αποτελούταν από κυκλικά τόξα. Ο προγραμματισμός της προκατασκευής απαιτούσε ένα ψηφιακό μοντέλο το οποίο θα καθοδηγούσε εξελιγμένα μηχανήματα CNC , σε ένα εργοστάσιο στην Γερμανία, σε ακριβείς μηχανικές αντοχές. «Για να χρησιμοποιήσουμε επιτυχώς τα μηχανήματα αυτά, θα έπρεπε να αντιληφθούμε την διαδικασία της μοντελοποίησης σε σχέση με την μαθηματική μετάφραση τους. Παρότι λοιπόν η επιφάνεια έχει χαρακτηριστικά καμπύλης ελεύθερης μορφής, αναλύεται στην ουσία σε επιμέρους κανονικές επιφάνειες που έχουν ως γενέτειρα κυκλικά τόξα, τα οποία εφάπτονται τέλεια.» σημειώνει ο υπεύθυνος αρχιτέκτονας.

εικόνα 66: προοπτική τομή του εσωτερικού του κτιρίου

.55


Οι ανελυμένες επιφάνειες, είναι ιδανικές για την επεξεργασία συμπαγών πυρήνων μοντελοποίησης, καθώς το λογισμικό μπορεί άμεσα να υπολογίσει τις συμψηφίσεις και να δώσει άμεσα και καθαρά αποτελέσματα, πράγμα που αποδεικνύεται ιδιαίτερα σημαντικό κατά την διάρκεια έντονης σχεδιαστικής δραστηριότητας. Η ικανότητα παροχής άμεσων και αξιόπιστων επιφανειακών υπολογισμών χωρίς να συναντώνται προβλήματα λογισμικού CAD, επέτρεψε την συνεχή ανταλλαγή ψηφιακών μοντέλων με τους Ελβετούς μηχανικούς της μελέτης και τους Γερμανούς κατασκευαστές (Amann). Η επιλογή της σχεδιαστικής ομάδας να ορθολογικοποιήσει την επιφάνεια του κελύφους, αναλύοντας την σε κυκλικά τόξα, έδωσε έναν βαθμό ελέγχου που επέτρεψε την απλοποίηση και την επίλυση αρκετών σχεδιαστικών και κατασκευαστικών προβλημάτων. Οι περιορισμένες σειρές εντολών, τα macros, που αναπτύχθηκαν μπορούσαν να υπολογίσουν όλα τα κυκλικά τόξα με βάση κατασκευαστικές προδιαγραφές και εν συνεχεία να τα τοποθετήσουν στον χώρο, αναπαράγοντας αυτόματα το κέλυφος, τον σκελετό και τα επιμέρους μέλη τρισδιάστατα, με βάση τις παραμετρικές τιμές για κάθε μετατόπιση (εικόνα 67). Το αποτέλεσμα ήταν ένα κέλυφος, που οριζόταν ακριβώς, και αποτέλεσε την επιφάνεια που δόθηκε προς επίλυση στους μηχανικούς. «Στο σημείο αυτό, αποφασίσαμε να μην κάνουμε περαιτέρω αλλαγές στο κέλυφος, παρότι οι μετατοπίσεις κατά την διάρκεια της μελέτης συνέβαιναν συνεχώς καθώς αυτή προχωρούσε. Μπορούσαμε να εντοπίσουμε την θέση οποιουδήποτε εξαρτήματος, με την επιλογή ενός σημείου στον πολικό κάνναβο, την δημιουργία μιας επιφάνειας, και την τομή της με την επιφάνεια του κελύφους για να αποφασίσουμε την ακτινωτή μετατόπιση για την τοποθέτηση του. Επιπρόσθετα, για να είμαστε ικανοί να μοντελοποιούμε και να τοποθετούμε ακριβώς τα επιμέρους εξαρτήματα, μπορούσαμε να παράγουμε έναν πίνακα τομών για το επιθυμητό σημείο και από εκεί προέκυπταν όλα τα επιμέρους σχέδια.» σημειώνει ο Hugh Whitehead. Όταν, ακόμη και στα τελευταία στάδια της μελέτης, η κάτοψη και η τομή μπορεί να επιδεχόταν κάποιες αλλαγές η ομάδα ήταν σε θέση να αναπαράγει την επιφάνεια του κελύφους με έναν συνεκτικό και αξιόπιστο τρόπο. Ο σχεδιασμός με βάση κάποια προγραμματιστικά εργαλεία είχε εξελιχθεί στο βαθμό που πλέον αποτελούσε μια μάλλον σπειροειδή παρά γραμμική διαδικασία. Η ελευθερία εξερεύνησης πολλαπλών παραλλαγών ενός σχεδίου αποδείχτηκε πως είναι το κλειδί της βελτιστοποίησης.

εικόνα 67: συνδυασμός τομής κάτοψης και η μετάφραση των δεδομένων μέσω κώδικα σε τρισδιάστατο μοντέλο


στρατηγική συναρμολόγησης «Στο μελετητικό γραφείο Foster, οι περισσότερες από τις καίριες σχεδιαστικές αποφάσεις λαμβάνονται με βάση την μελέτη προπλασμάτων. Ο σχεδιασμός με μέσα CAD, εισήχθηκε κατά κύριο λόγο για την παραγωγή κατασκευαστικών σχεδίων για τους μακετίστες μας» μας πληροφορεί o Hugh Whitehead. Η ψηφιακή τεχνολογία πλέον επιτρέπει την εκκίνηση μιας μελέτης από ψηφιακά τρισδιάστατα μοντέλα, τα οποία εν συνεχεία δίνονται στο εργαστήρι μακέτας για την παραγωγή τους με CNC μηχανήματα. Υπάρχει ένας συνεχής διάλογος μεταξύ, σχεδίων, ψηφιακών μοντέλων και προπλασμάτων. Μια τυπική συνάντηση για μια μελέτη, περιλαμβάνει όλα τα δυνατά μέσα αναπαράστασηςσκίτσα, ψηφιακά μοντέλα, φωτορεαλιστικά, μακέτες φτιαγμένες με CNC, και πρόχειρες μακέτες. Η επόμενη γενιά μοντέλων της Chesa Futura, βασίστηκε σε πραγματικά δομικά στοιχεία, και σχεδιάστηκε για να ελεγχθεί επακριβώς η διαδικασία συναρμολόγησης του κτιρίου, όπως την οραματίστηκε το τεχνικό γραφείο Arup και την ανάπτυξε η ελβετική τεχνική εταιρεία Toscano. Το μοντέλο αυτό περιλάμβανε τα πάντα, και ξεκινούσε από τον μεταλλικό σκελετό με το αναρτώμενο κάτω μέρος, την πλάκα από σκυρόδεμα, τα πλευρικά φέροντα στοιχεία και τις κολώνες προφίλ C των έμπροσθεν εξωστών και τελικά τον κυκλικό δίσκο της οροφής (εικόνα 68,69). Αυτό ανταποκρίνεται στο αρχικό επίπεδο που χρησιμοποιήθηκε για να ορίσει την επιφάνεια, η οποία εκφράστηκε ως ένα κεκλιμένο λούκι, που υποδεικνύει την αλλαγή των υλικών από τον πλευρικό τοίχο στην οροφή. Τα παράθυρα είναι όλα πανομοιότυπα και διπλά, έτσι ώστε να συμπεριφέρονται αποδοτικά στις ακραίες καιρικές συνθήκες. Τα ανοίγματα στην όψη του κάθε παραθύρου είναι διαφορετικά και φτιαγμένα ένα προς ένα, αλλά το οικονομικό όφελος από την χρήση ενός και μόνο τύπου κουφώματος είναι κατά πολύ μεγαλύτερο. Κάθε γενιά ψηφιακών μοντέλων οδήγησε στην επόμενη γενιά φυσικών μοντέλων, καθώς ολοένα και μεγαλύτερος βαθμός λεπτομέρειας εξερευνούνταν. Στο σημείο αυτό, έπρεπε να μελετηθεί πως θα ελεγχόταν το ξύλινο πέτσωμα, αποτελούμενο από ξυλοκεράμους/ λεπτοκομμένες σανίδες, σε σχέση με τα ανοίγματα των παραθύρων. Για την αναπαράσταση του πετσώματος στην κλίμακα αυτή απαιτούνταν ένα πρόπλασμα υψηλής ακρίβειας. Ένα διάγραμμα πετσώματος στήθηκε στο ψηφιακό μοντέλο, το οποίο έδειχνε το πως θα αναλυόταν ο φλοιός της επιφάνειας στους ξυλοκέραμους. Το μέγεθος τους είναι καθοριστικό για το πώς θα εξελιχθεί η επί τόπου εφαρμογή τους. Οι ξυλοκέραμοι αναπαραστάθηκαν από φέτες χαραγμένου μπρούτζου, οι οποίες εφαρμόστηκαν στην επιφάνεια και χρωματίστηκαν . Λόγω του βαθμού λεπτομέρειας που επιτεύχθηκε στο μοντέλο αυτό η ομάδα ήταν σε θέση να εντοπίσει όλα τα σημεία κλειδιά για την επί τόπου συναρμολόγηση και να συζητήσει κάποιες λεπτομέρειες με τους τεχνίτες που θα έφτιαχναν τους ξυλοκέραμους (εικόνα 63).

εικόνα 68: exploded αξονομετρικό εικόνα 69: το ψηφιακό κατασκευαστικό μοντέλο. α) το μεταλλικό τραπέζι και η ανάρτηση του κάτω τμήματος β) η μπετονένια πλάκα, τα πλευρικά υποστηλώματα και τα εμπροσθεν μπαλκόνια γ) πρόσθεση των τειχίων και του κυκλικου δοκαριού στο πάνω τμήμα δ) το ολοκληρωμένο κέλυφος με όλα τα ανοίγματα ( από πάνω προς τα κάτω)

.57


πρωτότυπο σε κλίμακα 1:1 Όταν έφτασε η ώρα της εργοστασιακής παραγωγής, τα πλευρικά φέροντα στοιχεία κατασκευάστηκαν με CNC μηχανήματα από δοκάρια συγκολλητής ξυλείας, ενός εκπληκτικού υλικού που συνδυάζει την αντοχή του χάλυβα, την ευπλαστότητα του σκυροδέματος, την ελαφρότητα του ξύλου και εξαιρετικές δυνατότητες εργασιμότητας. Οι κατασκευαστές, Amann, ειδικεύονται στην παραγωγή δομικών δοκαριών με πολλαπλές συγκολλημένες φυλλωσεις . Αφού το κέλυφος σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ψηφιακά για να φτάνει τις μηχανικές αντοχές των υλικών, ακούγεται ίσως ειρωνικό το γεγονός πως θα επικαλυπτόταν στην συνέχεια με ξυλοκεράμους, τους οποίους έφτιαξε με τσεκούρι ένας ογδοντάχρονος ντόπιος τεχνίτης. Στη συνέχεια θα καρφώθηκαν χειρωνακτικά από την υπόλοιπη οικογένεια του (εικόνα 64). Η τελική γενιά μοντέλων, είχε πλέον ενημερωθεί με πληροφορία για τους αρμούς μεταξύ των τελειωμάτων. Στο σημείο αυτό αποδείχτηκε πολύ χρήσιμη η παρουσίαση προοπτικών λεπτομερειακών τομών (με την τεχνική της εμφάνισης κρυφών γραμμών). Οι αναπαραστάσεις αυτές επιτυχώς καταφέρνουν να επικοινωνούν πληροφορία για την συναρμολόγηση, και συνάμα την τελική όψη ορισμένων κομβικών σημείων (εικόνα 65,66).

εικόνα 70: άποψη του κτιρίου απο τον οικισμο

Το λεπτομερές τελικό ψηφιακό μοντέλο, τέθηκε σε δοκιμή με την κατασκευή ενός τυπικού τμήματος του κτιρίου σε κλίμακα 1:1, αποτελούμενο από ένα παράθυρο, τις παρειές του και τα φέροντα πλευρικά στοιχεία. Το κανονικού μεγέθους πρόπλασμα στήθηκε στο εργοτάξιο και αποτέλεσε μια σημαντική στιγμή στην πορεία της μελέτης, όπου όλοι πλέον πείστηκαν πως η οικοδόμηση του κτιρίου ήταν εφικτή. Καθώς η κατασκευή προχωρούσε, ήταν αξιοσημείωτο πως ένα τόσο ιδιαίτερης μορφής κτίριο έδεσε τόσο φυσικά με τον περιβάλλοντα χώρο. Ενώ η επένδυση του κτιρίου έχει γίνει με τους κατεξοχήν παραδοσιακούς για την αλπική αρχιτεκτονική ξυλοκεράμους, ο υψηλής τεχνολογίας δομικός σκελετός που τα στηρίζει δικαιολογεί το όνομα της μελέτης, Chesa Futura, σπίτι του μέλλοντος (εικόνες 70,71).


εξέλιξη «Με αφορμή την μελέτη αυτή γίνονται κάποιες νύξεις για το πως εξελίχθηκε η σχέση μας με την τεχνολογία για να την υποστηρίξουμε. Έχοντας ως αφετηρία μια άλλη πολύ σημαντική μελέτη αυτή του City Hall , στο Λονδίνο, όπου διδαχθήκαμε την σημασία της ορθολογικοποίησης της γεωμετρίας έστω και σε κάποιο προχωρημένο επίπεδο, στο Chesa futura είχαμε την δυνατότητα να ενσωματώσουμε την λογική αυτή στο τρόπο με τον οποίο αναπτύξαμε την μορφή» δηλώνει ο Hugh Whitehead (Kolarevic B., 2003). Η ανάπτυξη μικρών εφαρμογών μπορεί να βασίζεται πλέον σε μια βιβλιοθήκη, η οποία ενημερώνεται και επεκτείνεται με κάθε νέα μελέτη και είναι έτσι δομημένη ώστε να επιτρέπει το συνδυασμό λειτουργιών από τον χρήστη χωρίς να προδιαγράφει μια δεδομένη ροή εργασίας.

Κλείνοντας το παράδειγμα είναι απαραίτητο να τονιστεί πως οι περισσότεροι αρχιτέκτονες έχουν εκπαιδευτεί έτσι ώστε να σκέφτονται προγραμματικά. Παρόλα αυτά μην έχοντας ούτε τον χρόνο ούτε την κλίση να αναπτύξουν προγραμματιστικές ικανότητες, δεν αποκτούν τα μέσα για να εκφραστούν η να εξερευνήσουν έναν τέτοιον τρόπο σκέψης. Νοητικά οι σχεδιαστές έχουν από καιρό ξεπεράσει τα συμβατά πακέτα CAD ,τα οποία πλέον περιέχουν συστήματα για την περιγραφή δομών, σχέσεων και χρόνου. Απαιτείται απλά κάποιος χρόνος προσαρμογής και εξοικείωσης με ορισμένες ιδιαιτερότητες, πράγμα που είναι άλλωστε συνυφασμένο με την εισαγωγή ενός νέου εργαλείου.

εικόνα 71: πανοραμική άποψη του κτιρίου του οικισμού και των Άλπεων στο βάθος

.59


Το digital design fabrication, η αρμονική σχέση μεταξύ σχεδιασμού και κατασκευής, η οποία μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση ψηφιακών μέσων προσφέρει μια σημαντική ευκαιρία αναθεώρησης των διαδικασιών αυτών στο πεδίο της αρχιτεκτονικής. Η όλο και εντονότερη εφαρμογή τους κάνει τη δυνατότητα αυτή περισσότερο εύληπτη. Η εισαγωγή της ψηφιακής κατασκευής, δεδομένης της ευρείας χρήσης του ψηφιακού σχεδιασμού (περιβάλλοντα CAD) εξασφαλίζει το λιγότερο μια καλύτερη επικοινωνία μεταξύ των δύο αυτών φάσεων. Μια επικοινωνία άμεση η οποία εξασφαλίζει την πρόληψη σφαλμάτων, τα οποία πολλές φορές προκύπτουν από τις αναγκαστικές μεταγραφές από αναλογικό σε ψηφιακό και τουμπαλιν. Αυτό συνέβαινε κατά κόρον τα τελευταία χρόνια λόγω του ετεροχρονισμού μεταξύ της τεχνολογίας που χρησιμοποιούσε ο σχεδιασμός και αυτής που χρησιμοποιούσε η κατασκευή. Προϊόντα σχεδιασμού παραγμένα μέσα στα πιο πρόσφατα προγραμματιστικά περιβάλλοντα, κατασκευάζονταν με παλιές τεχνικές που δεν έχουν επιδεχθεί καμία εξέλιξη τα τελευταία χρόνια. Η ασυμφωνία αυτή, σε πολλές περιπτώσεις δεν ήταν εμφανής, κρίνοντας εκ του αποτελέσματος. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι δεν ενυπήρχε στη διαδικασία.

Η ενσωμάτωση μηχανημάτων CNC αποτελεί το πρώτο βήμα για την πλήρωση του χάσματος μεταξύ ψηφιακού σχεδιασμού και κατασκευής καθώς αποκαθιστά ένα κομμάτι αυτού του επικοινωνιακού κύκλου. Η καλύτερη κατανόηση των σχεδιαστικών προγραμμάτων και η ανάπτυξη ικανοτήτων στον προγραμματισμό, με στόχο την κατά βούληση προσαρμογή των περιβαλλόντων αυτών αποτελεί το κομμάτι που κλείνει τον κύκλο αυτό. Η συγγραφή κώδικα και εντολών macro για την δημιουργία και τον χειρισμό σχεδιαστικών τελεστών σε ψηφιακό περιβάλλον δεν θα ήταν υπερβολή να παραλληλιστεί με την ανάπτυξη δεξιοτήτων στην χρήση του μολυβιού και του παραλληλογράφου στο φυσικό περιβάλλον. Αδιαμφισβήτητα, πρέπει να εξεταστεί σε βάθος τι σημαίνει για την αρχιτεκτονική η εισαγωγή του DDF (digital design fabrication), πέραν της αρμονικής ενοποίησης κατασκευής και σχεδιασμού. Σίγουρα το οικονομικό όφελος είναι ένας σημαντικός παράγοντας. Όπως μας πληροφορεί ο Bernhard Franken, πολλές φορές η αρχιτεκτονική που παράγεται με τη διαδικασία του DDF, κοστίζει τελικά λιγότερο από ότι ένα συμβατικό κατασκευασμένο κτίριο.

εικόνα 67: το πιλοτικό εγχείρημα του Μuscle Tower

.61


Για παράδειγμα το περίπτερο «Dynaform» που πραγματοποίησαν για λογαριασμό της BMW στην διεθνή έκθεση της Φρανκφούρτης το 2001 και η κατασκευή του βασίστηκε στο DDF κόστισε ένα τρίτο λιγότερο ανά τετραγωνικό μέτρο σε σχέση με το αντίστοιχο ορθοκανονικό και συμβατικά κατασκευασμένο περίπτερο της «ΜΙΝΙ», το οποίο χρηματοδότησε η ίδια εταιρεία. Επιπρόσθετα, είναι ισχυρή η πρόκληση που παρουσιάζεται με την εισαγωγή του DDF στην αρχιτεκτονική για την αμαλγάμωση πολλών πρακτικών, οι οποίες ήταν μέχρι πρόσφατα διακριτές. Στις παρατηρήσεις αυτές πρέπει να προστεθούν πειραματικές προσπάθειες στον τομέα της διαδραστικής αρχιτεκτονικής. O τομέας αυτός εξερευνά πως με την χρήση του ddf και την συνδρομή άλλων επιστημών μπορεί να γίνει διευρυνθεί η αντίληψη μας για την αρχιτεκτονική και το χώρο γενικότερα. Μελετά την κατασκευή προσαρμόσιμων στις εξωτερικές συνθήκες κατασκευών. Για παράδειγμα εξερευνα την σχεδιασμό φωτοευαίσθητων οροφών, οι οποίες ανταποκρινόνται σύμφωνα με την ηλιακή ακτινοβολία και χώρων, των οποίων η δομή αλλάζει ανάλογα με την χρήση. Τέτοιες εφαρμογές δεν ανήκουν πλέον στο επίπεδο της επιστημονικής φαντασίας αλλά πραγματοποιούνται πιλοτικά.

Λαμπρό παράδειγμα είναι το Muscle Tower, το οποίο παρουσιάστηκε στην έκθεση Aandrijftechniek στα πλαίσια της εβδομάδας industrial design, της Ολλανδίας το 2004. Αποτελεί μια μακέτα κλίμακας 1:20, για μια δομική κατασκευή η οποία διαδρά με την εσωτερική (χρήστες) και την εξωτερική (κλίμα) ατμόσφαιρα και ανάλογα συμπεριφέρεται. Σε κάθε περίπτωση πάντως κρίνεται απαραίτητος ο αναλογισμός του αν όντως η εισαγωγή αυτής της μεθόδου δύναται να δώσει λύση σε πολυπλοκότερα προβλήματα, είτε απλά παράγει πολυπλοκότερες λύσεις σε κατά τα άλλα απλά προβλήματα. Η, χωρίς ιδιαίτερο κόπο, παλινδρόμηση από τη μια φάση του σχεδιασμού στη άλλη, αλλά και ταυτόχρονα από τον σχεδιασμό στην κατασκευή αποτελεί ένα μεγάλο πλεονέκτημα. Το κλασσικό ντετερμινιστικό μοντέλο οπού η διαδικασία παραγωγής αρχιτεκτονικής είναι γραμμική έχει αφεθεί κατά μέρος. Ο αρχιτέκτονας πλέον καλείται να σχεδιάσει και να κωδικοποιήσει ένα παραγωγικό σύστημα κανόνων, το οποίο ελέγχεται από μια ομάδα παραμέτρων (σχέσεις, επιρροές, περιορισμοί, κανόνες), οι οποίες εισάγονται ως δεδομένο. Ο αρχιτέκτονας διαλέγει μέσα από μία ομάδα αποτελεσμάτων τα οποία ο ίδιος ελέγχει. Τα αποτελέσματα επιδέχονται περαιτέρω μετατροπές με βάση άλλες παραμέτρους (υλικοί περιορισμοί) και δίνουν νέα. Η διαδικασία εξελίσσεται σπειροειδώς και σταματά όταν αποφασίσει ο αρχιτέκτονας.

Τα οφέλη είναι πολλαπλά καθώς ενθαρρύνεται η συνεχής ενημέρωση της διαδικασίας ενώ αυτή μεθοδευμένα κατευθύνεται προς ένα σαφώς κωδικοποιημένο και παραμετροποιημένο στόχο. Σημείο κλειδί είναι η ομάδα παραμέτρων που τίθενται κάθε φορά για τον έλεγχο αυτής της διαδικασίας. (Η μη προβλεψιμότητα των αποτελεσμάτων λόγω των υπολογισμών που εμπλέκονται αποτελούν κατά πολλούς την ψηφιακή μετάφραση της δημιουργίας. Η μη γραμμικότητα, η «ακριβής» αοριστία και ανάδυση είναι θεμιτές.) Είναι γνωστό πως κάθε εργαλείο προέρχεται από μια κουλτούρα, την οποία καλείται να εξυπηρετεί, αλλά παράλληλα αναπαράγει και μια νέα, ή οποία δεν είναι πάντα ευδιάκριτη και συχνά περνά απαρατήρητη. Η εισαγωγή ενός νέου εργαλείου δεν σημαίνει απαραίτητα την αποκήρυξη των προηγούμενων αλλά μάλλον απαιτεί τον συνδυασμό τους για την επίτευξη του βέλτιστού αποτελέσματος. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα στο παράδειγμα του chesa futura με τον συνδυασμό υπερσύγχρονων και παραδοσιακών τεχνικών ταυτόχρονα, με ένα τρόπο που το ένα σχεδόν δεν ξεχωρίζει από το άλλο. Η εφαρμογή του ψηφιακού σχεδιασμού και κατασκευής δεν αποκλείουν προηγούμενες μεθόδους εργασίας αλλά μάλλον τροφοδοτούνται από αυτές. Η άσκηση όμως κριτικής της εφαρμογής με βάση αυτές είναι μάλλον άτοπη και οδηγεί σε αδιέξοδο. Κλείνοντας παραθέτω τα εξής:


εικόνα 67: μελέτη πάνω στο δεσμό του Bennett (render)

«To συναρπαστικό πράγμα σε σχέση με τη τεχνολογία είναι το γεγονός ότι τη στιγμή που έχεις την αίσθηση του τι μπορεί πραγματοποιηθεί με αυτή, αυτόματα γεμίζει η φαντασία. Νιώθω σχεδόν καταδικασμένος σε μια κατάσταση όπου υποκρίνομαι έναν πίθηκο με ραβδί ο οποίος πειράζει μια μυρμηγκοφωλιά. Παρόλα αυτά συνειδητοποιεί κάποιος από ένα σημείο και μετά, πως η ουσία της τεχνολογίας δεν είναι στο ραβδί- το ραβδί είναι απλά ένα ραβδί-, αλλά στο κατευνασμό της επιθυμίας για μυρμήγκια», dECOi /Goulthorpe,M., (Kolarevic, B., 2003)

.63


Actar/ Verb: Architecture Boogazine/ issue Natures/ Barcelona, Sp/ Actar press, 2006/ .Copeland, B.J/ «The modern history of Computing»/ The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Spring 2001 Edition) / Edward N. Zalta (ed.)/ 20 April 2000/ URL= http://plato.stanford.edu/archives/spr2001/entries/computing-history/ . Dritsas, S. / “Design operators” / Master of Science Thesis, Massachussetts Institute of Technology, MIT University/Cambridge/ MA: MIT,2004/ . Eastman, C M / “Building product models: computer enviroments supporting design and construction”/ Boca Raton, FL/ CRC Press, 1999/ .Kolarevic, B, ed./ “Architecture in the digital age-design and manufacturing”/ Abdignon / Taylor and Francis group,2003/ .Meredith M./ “never enough,in the from control to design”/ ed. Sakamoto, T., Ferre A./Barcelona/ Actar press, 2007/ .Mitchell W.J/ «the logic of Architecture: Design, Computation and Cognition»/ Massachussetts Institute of Technology MIT University/Cambridge, MA: MIT/ MIT Press,1990/ .Mitchell, W.J., McCullough/ “Protoyping” (chapter 18) in Digital Design Media, 2nd edition/ New York/ Van Nostrand Reinhold,1995/ .Pantazi Magdalini-Eleni/ “Dissecting Design: Exploring the Role of Rules in the Design Process”/ Master of Science Thesis, Massachussetts Institute of Technology, MIT University/Cambridge/ MA: MIT,2008/ . Saas, L., Botha, M./ “the instant house: A Model of Design Production with Digital Fabrication”/ international journal of architectural computation/issue 04,volume 04/ 2001/ . Saas, L. / “Materalising Design: the implications of rapid prototyping in digital design”/ Massachussetts Institute of Technolog MIT University/Cambridge/ MA: MIT,2008/ .Sakamoto T, Ferre Albert, ed./ “from control to design”/ Barcelona, SP/ Actar Press, 2007/ . Tεγοπουλος , Φυτράκης/ “Μείζον Ελληνικό Λεξικό”/ Αθήνα, Ελλαδά/ εκδόσεις Τεγόπουλος-Φυτράκης. 2008/ . Terzidis, K./ “Algorithmic architecture”/ Massachussetts Institute of Technology MIT University/Cam bridge, MA: MIT./ Architectural press,2001/ .Tesselion: Adaptive Quadrilateral Flat Panelization/ Tibbits Skylar, Philadelpheia, 20 May 2008/ http://tesselion.wordpress.com/

[πηγές εικόνων]

Kolarevic Branko, (2003), “Architecture in the digital agedesign and manufacturing” ,σελ. 94-100 εικόνες (03,14,19,27,28,32) Verb: Architecture Boogazine, (2006), issue Natures, σελ. 42-45, 54-64,(εικόνες: 01,07-09,13.14) αρχείο του συγγραφέα (εικόνες: 02,04-06,67) Saas lary (εικόνες: 29,30,33) -εικόνες παραδείγμάτων .rapid prototyping and fabrication operator: Δρίτσας Στυλιανός (εικόνες 35,38-42) .Tesselion: Skylar Tibits (εικόνες 37, 43-53) .Chesa Futura: Kolarevic Branko, (2003), “Architecture in the digital age-design and manufacturing” ,(εικόνες 55-66) wikipedia (εικόνες: 20-26,34) flickr.com (εικόνες: 36,54,65,66) -σελίδες στο διαδίκτυο http://tesselion.wordpress.com/, υπήρχε πρόσβαση στις 15/06/2009 http://flickr.com/, υπήρχε πρόσβαση στις 15/06/2009 http://wikipedia.org

.65


[Γλωσσάριο όρων (πηγή: www.wikipedia.org)] .C.A.D./computer aided design: Η χρήση της πληροφορικής επιστήμης για τον σχεδιασμό. Διαφορετικά, ο ψηφιακά υποστηριζόμενος/οδηγούμενος σχεδιασμός .C.A.M./computer aided manufacturing:ψηφιακά υποστηριζόμενη/οδηγούμενη κατασκευή .Computation: ο τομέας της επιστημης που ασχολείται με χρήση των υπολογιστών και των διαδικασιών που αυτοί υποστηρίζουν .CATIA (Computer Aided Three-dimensional Interctive Application): τρισδιάστατο σχεδιαστικό κατασκευαστικό πρόγραμμα που αναπτύχθηκε από την εταιρεία Dassault Systems στα τέλη της δεκαετίας του ‘70. Το λογισμικό αναπτύχθηκε για τον σχεδιαμό του αεροσκάφους Mirage απο την ίδια εταιρεία και εν συνεχεία εφαρμόστηκε στους τομέις της ναυπηγικής, και της αυτοκινητοβιομηχανίας. .C.N.C. (device)/computer numerically controlled (device): Το πρόθεμα CNC (μεσω υπολογιστή αρθμητικά ελεγχόμενο), αναφέρεται στην αυτοματοποίηση μηχανικών εργαλείων. Οι λεωγομένες και αλλιώς τέτοιες συσκευές λειτουργούν με αφαιρετικά προγραμματισμένες εντολές που μεταφράζονται μέσω ενός υπολογιστικού συστήματος, έναντι των χειροκίνητα ελεγχόμενων η μηχανικά αυτοματοποιημένων συσκευών. Οι συσκευές αυτές αρχικά λειτουργούσαν κατευθυνόμενες από αναλογικούς υπολογιστές, οι οποίοι σε σύντομο χρονικό διαστημα αντικαταστάθηκαν από ψηφιακούς. .Code (machine code, g-code): Ο κώδικας μηχανής είναι ένα σύστημα οδηγιών και δεδομένων τα οποία εκτελούνται άμεσα απο την κεντρική μονάδα επεξεργασίας του υπολογιστή. Μπορεί να θεωρηθεί σαν μια πρωτόλεια γλώσσα προγραμματισμού, ή σαν την κατώτερου επιπέδου αναπαράσταση ενός υπολογιστικού προγράμματος. Ο κωδικάς μηχανής πολλές φορές συναντάται και τοπικός κώδικας (native code) όταν αναφέρεται σε ειδικά εξαρτώμενα κομμάτια μια γλώσσας ή σε βιβλιοθήκες. .operator/τελεστής: στα μαθηματικά, ένας τελεστής είναι μια πράξη, η οποία δουλευέι πανώ ή μετατρέπει κάποια άλλη πράξη. Συχνά, ένας τελεστής, είναι μια λειτουργία η οποία δρα πάνω σε άλλες για να παράγεί νέες, κατα τον Oliver Heavide). Είτε μπορεί να είναι μια γενίκευση μια λειτουργίας, όπως στη γραμμική άλγεβρα, όπου κάποια ορολογία αντικατοπτρίζει την ρίζα του θέματος στις λειτουργίες, οι οποίες είναι με την σειρά τους διαφορικών εξισώσεων.

.Fabrication: Οταν χρησιμοποιείται σαν ενας βιομηχανικός όρος, αναφέρεται στην κατασκευή μηχανών, δομών και λοιπού εξοπλισμού, μεσω της κοπής, της μορφοποιήσης και της συναρμολόγησης επιμέρους κομματιών. Τα κομμάτια αύτα προέρχονται απο ακατέργαστα υλικά. Μικρές επιχειρήσεις, οι οποίες ειδικεύονται στο μέταλλο ονομάζονται “fab shops” . interface: το interface αναφέρεται σε μια αφαίρεση του εαυτού που προσφέρει μια oντότητα στο εξωτερικό της περιβάλλον. Αυτό διαχωρίζει τις μεθόδους της εξωτερικής επικοινωνίας απο τις εσωτερικές και επιτρέπει την εκ των έσω μετατροπή, χωρίς να επηρεάζεται τον τρόπο με τον οποίο εξωτερικές οντότητες διαδρούν με αυτή. Μπορεί επίσης να προσφέρει ένα μέσο επικοινωνίας για οντότητες, οι οποίες δεν μιλούν την ίδια γλώσσα,όπως μεταξύ ανθρωπου και υπολογιστή. Λόγω του ότι τα interfaces είναι μια μορφή επικοιωνίας, όχι τόσο άμεση, επιπλέον υλικό προκύπτει ενάντι της άμεσης επικοινωνίας. Υπάρχουν πολλά είδη interface,όπως το ανθρώπινο interface μεταξύ ανθρώπου και υπολογιστή, το φυσικό interface μεταξύ υλικού hardware. .Macro command: Τα macro είναι ομάδες προκαθορισμένων εντολών. Το μειονέκτημα των macro είναι το γεγονός πως δεν μπορουν να εκτελεστούν .Rapid prototyping: Το rapid prototyping/αμεση προτυποποιήση είναι η αυτόματη κατασκευή φυσικών αντικιμένων με την χρήση της μεθόδου fabrication .Scripting: αφαιρετική μέθοδος προγραμματισμού, η οποία επιτρέπει την συνεργασία με προγραμματιστικά περιβάλλοντα. Αποτελεί την καταλληλότερη μέθοδο προγραμματισμού για άτομα τα οποία δεν έχουν εξειδικευμένες γνώσεις επί του τομέα παραμετρικά. Δεν υπάρχουν δηλαδή δυναμικά macros, είναι πάντα στατικά. Τα macros είναι μηχανές.


[ευχαριστίες] Αρχικά, ένα ιδιαιτερο ευχαριστώ στον επιβλέποντα καθηγήτη της εργασίας αυτής, τον κ. Σταυρο Βεργόπουλο, η βοήθεια του οποίου σε συνδυασμό με τις εποικοδομητικές συμβουλές και συζητήσεις που είχαμε, υπήρξαν καταλύτικής σημασίας παράγοντες για την εξέλιξή της. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον φίλο Σχοινά Κωνσταντίνο και την αδερφή μου Πανταζή Μαγδαλένα για το ενδιαφέρον, τα πολύ χρήσιμα σχόλια και τις εύστοχες παρατηρήσεις τους πάνω στη δουλειά μου. Η βοήθεια τους υπήρξε σημαντικότατη για την καλύτερη ανάπτυξη της σκέψης μου επί του θεματος. Είμαι ευγνώμων στους φίλους Γκόγκα Βίκτωρα, για το τυπογραφικό φινίρισμα του τέυχους αυτού, και στον Σφήκα Κωνσταντίνο, για την προσφορά του laser cutter, δίνοντας μου έτσι την δύνατότητα να ερεύνησω και ορίσμενα πράγματα σε πρακτικό επίπεδο. Θερμές ευχαριστίες επίσης πρός τους αδερφούς Κακιούση-Δημήτρη, Αχίλλέα- για την επιμέλεια της εκτύπωσης. Ένα μεγάλο ευχαριστώ προς τους συμφοιτητές μου στα καμαράκια (101,207,207.5,υπόγειο) του τμήματος Αρχιτεκτόνων και τους φίλους μου, για την προσφόρα μιας άλλης οπτικής επι του θεματός, την απλόχερη βοήθεια τους και την υπομονή τους να συζητούνε μαζί μου το θέμα. Τέλος ένα μεγάλο ευχαριστώ προς τους γονείς μου Πανταζή Σπύρο και Μαργαριτίδου Ελενη, για την βοήθεια και την υπομονή τους, και τον αδερφό μου Ιάσονα για τις χρήσιμες συμβουλές και την ενόραση του.

.67


[fluffy clouds-ιούνης ‘09-όλα τα λάθη είναι νομικά κατοχυρωμένα-επιτρέπεται η ανατύπωση και η δημοσίευση]


BDDF-Briding digitally design&fabrication_GR