In Praise of Sand: Landscape Formations and Contemporary Research

ΤΙ

Προτυπα, Σχηματισμοι στο

Αμμου:

Τοπιο και Συγχρονεσ Ερευνεσ

στορικα

ο Εγκωμιο τησ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ - ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΚ. ΈΤΟΣ: 2019-2020

Ερευνητικη Εργασια

Το Εγκώμιο τησ Άμμου: Ιστορικα Προτυπα, Σχηματισμοι στο Τοπιο και Συγχρονες Ερευνεσ

ΠΑΤΡΑ 2020

ΜΠΑΡΚΑ ΧΡΙΣΤΙΝΑ

ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: ΛΙΑΠΗ ΑΙΚ.

Θα

ήθελα να ευχαριστήσω την καθηγήτριά μου Αικ. Λιάπη που με καθοδήγησε καθ’όλη τη διάρκεια της έρευνας, που βοήθησε να βρω ένα θέμα που με ενδιαφέρει πραγματικά και που ήταν εκεί στις στιγμές που ήταν το πιο δύσκολο να γράψω και να βρω έμπνευση. Ευχαριστώ επισης τους γονείς μου που μου εδιναν δυναμη όπως και τους φίλους μου που ήταν το στήριγμά μου στην Πάτρα και την Αθήνα όταν ένιωθα αμφιβολίες και καθυστερούσα στο γράψιμο. Τέλος, όσα άτομα ήταν εκεί να μου δώσουν ακόμα περισσότερες ιδέες και μια διαφορετική οπτική επί του θέματός μου όταν την χρειαζόμουν.

Περιεχομενα Προοίμιο

9

Περιληψη - Abstract

11

Εισαγωγή

13

Κεφάλαιο 1: Από τη Μονάδα του Κόκκου στο τοπίο

16

Φυσικά χαρακτηριστικά

16

Ιστορικά Παραδείγματα

17

Τοπία Από Άμμο

20

Άμμοσ και Άλλα Φυσικά Στοιχεία

26

Κεφάλαιο 2: Κτισμένα με Ύλη την Άμμο

31

Αμμόλιθος ωσ Υλικό Δόμησης

31

Κατοικώντασ Μέσα στην Άμμο

37

Κεφάλαιο 3: Κτισμένα με Έμπνευση την Άμμο

44

Κεφάλαιο 4: Το Μέλλον των Κοκκώδων Υλικών Αρχιτεκτονική

51

Συμπτωματική Αρχιτεκτονική

51

Σύγχρονη Έρευνα με Αφετηρία την Άμμο

62

Προσθετική Κατασκευή και Εφαρμογέσ

73

Αναδυόμενεσ Μορφέσ

77

Συμπεράσματα

82

Βιβλιογραφικές Πηγεσ

85

στην

Προοίμιο

Ως παιδί, μεγαλώνοντας σε μια μεσογειακή χώρα και περνώντας τα καλοκαίρια μου δίπλα στη θάλασσα της Μεσογείου, απέκτησα ένα ξεχωριστό δέσιμο με την άμμο. Η πρώτη επαφή που είχα στην παιδική μου ηλικία ήταν τα κουβαδάκια μου που γέμιζαν με άμμο στη προσπάθεια να χτίσω παλάτια, μία ασυνείδητη πρώτη επαφή με την αρχιτεκτονική. Έμαθα εκ πείρας ότι η υφή της είναι το πρώτο στοιχείο που παρατηρεί κάποιος, και αργότερα τα χρώματά των κόκκων της, που ενώ από μακριά μοιάζουν χρυσαφένια, από κοντά εμφανίζουν όλες τις αποχρώσεις των πετρωμάτων της γης. Ήδη, ως το πλέον κυρίαρχο στοιχείο παραλιών και ερήμων, αποκτά αξία για τον άνθρωπο σε conceptual επίπεδο, ως φορέας ονείρων. Η αξία της όμως πολλαπλασιάζεται όταν τη μεταχειρίζεται κανείς ως φυσικό υλικό, διερευνώντας τις ιδιότητές της και προσπαθώντας να τη δαμάσει μέσω της αρχιτεκτονικής.

Πριν ακόμα καταλήξω σε θέμα για την ερευνητική μου εργασία, ήξερα ότι με ενδιαφέρει η βιωσιμότητα και τα υλικά που επιλέγουμε στην αρχιτεκτονική. Από τα διαθέσιμα φυσικά υλικά που μπορούσα να μελετήσω, τη προσοχή μου τράβηξε η άμμος, αφού διαπίστωσα ότι φέρει οφέλη που λείπουν από άλλα. Ως οργανικό υλικό, μετά τη χρήση της γίνεται να επιστρέψει στη φύση χωρίς να τη μολύνει, είναι δυνατό να επαναχρησιμοποιηθεί και επιπλέον, χρειάζεται ελάχιστη επεξεργασία. Επιπροσθέτως, λόγω της ρευστής και δυναμικής της φύσης, έχει ερευνητικό ενδιαφέρον. Άλλοτε, οι ερευνητικές προσπάθειες επιδιώκουν τη τυχαιότητα ως μέθοδο σχεδιασμού και άλλοτε όχι. Η άμμος ανάλογα με τον χειρισμό της μπορεί να καλύψει και τις δύο περιπτώσεις. Ελπίζω διαβάζοντας κάποιος τις επόμενες σελίδες να εμπνευστεί όπως εμπνεύστηκα εγώ κατά την έρευνά μου και να γοητευτεί από την άμμο, ένα υλικό του οποίου τις δυνατότητες αρχίζουμε τώρα να ανακαλύπτουμε.

9

Περίληψη

Η εργασία αυτή ασχολήθηκε με την άμμο, τόσο όσον αφορά τον συσχετισμό της με τον δομημένο χώρο, όσο και σχετικά με τις δυνατότητες που θα μπορούσε να παρέχει όταν συνδυαστεί με τη τεχνολογία και την έρευνα. Κατά τη διάρκεια της έρευνας, επιλέξαμε να ερμηνεύσουμε την άμμο με δύο τρόπους. Πρώτον, ως φυσικό υλικό που σχετίζεται με τις νέες τεχνολογίες και δεύτερον, με συμβολικό τρόπο, ως υλικό που παρέχει έμπνευση στην αρχιτεκτονική. Για αυτόν τον λόγο, η ανάλυση έγινε σε τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο, περιγράφεται η άμμος ως κοκκώδες υλικό μαζί με τις φυσικές της ιδιότητες και γίνεται ιστορική αναδρομή στην αρχιτεκτονική παράδοση λαών που στην αρχαιότητα έκτιζαν πάνω της. Παρατηρείται ότι με τη συσσώρευση τεράστιων όγκων κόκκων άμμου, προκύπτουν γεωμετρικοί σχηματισμοί, αμμόλοφοι και μη, που κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τα patterns που παράγουν. Έπειτα, αναλύονται οι σχηματισμοί που εμφανίζονται με την παρεμβολή της άμμου με το νερό ή τον αέρα. Στο επόμενο κεφάλαιο, καταγράφονται κάποια ιστορικά παραδείγματα αρχιτεκτονικής δομημένης από αμμόλιθο, αλλά και σύγχρονες προτάσεις και υλοποιημένα έργα αρχιτεκτόνων από άμμο. Το τρίτο κεφάλαιο επικεντρώνεται σε σύγχρονα κτισμένα παραδείγματα που αντλούν έμπνευση από την άμμο και τις δυναμικές καμπύλες των αμμόλοφων για την εύρεση της αρχιτεκτονικής μορφής. Στο τέταρτο κεφάλαιο, εισάγεται ένας σχετικά καινούριος κλάδος αρχιτεκτονικής που ονομάζεται ‘συμπτωματική αρχιτεκτονική’ και σχετίζεται άμεσα με την ρομποτική και τα φουσκωτά. Κατά την έρευνα, παρατηρήθηκε ότι ένα μέρος από τους σύγχρονους πειραματισμούς είναι προσανατολισμένο στον σχεδιασμό κοκκώδων συστημάτων που λειτουργούν ως προγραμματιζόμενη ύλη στην αρχιτεκτονική. Αυτά τα συστήματα επιτρέπουν αναστρεψιμότητα στην αρχιτεκτονική, επαναδιαμόρφωση της κατασκευής και τον έλεγχο της μετάβασης της ύλης από τη στερεή στην υγρή κατάσταση. Τέλος, εξετάστηκαν

10

οι πιο σημαντικές έρευνες σχετικά με την άμμο και άλλα κοκκώδη υλικά που πραγματοποιούνται στα ερευνητικά κέντρα πανεπιστημίων και άλλες όπως είναι η χύτευση με άμμο, η τρισδιάστατη εκτύπωση με άμμο και οι αναδυόμενες μορφές.

11

Abstract

The theme of this essay addresses sand, regarding her correlation with the built environment, as well as her potential when combined with technology and ongoing studies. During the research, we decided to interpet sand in two different ways. The first being her study as a natural material used in modern technology and the second being in a symbolic way, as a material that provides inspiration for conceptualizing architecture. For this reason, the dissertation was broken down in four chapters.

In the first chapter, sand’s physical and granular properties are studied and a historical background is given, concerning the architectural tradition of different civilizations that in ancient times, built on top of sand dunes. With the accumulation of huge masses of sand, geometrical formations can be observed, that are then classified according to the patterns that they form. Moreover, it is recognized that different sand formations can occur with the interference of water or air with sand. In the next chapter, historical examples of architecture made of sandstone are recorded, as well as recent proposals and completed works of architecture, that use sand as the main material. Chapter three gives emphasis to modern built architecture that draws its inspiration from sand and the dynamic curves of sand dunes to find the architectural form. In chapter four, a relatively new field of architecture is discussed, called “aleatory architecture”, that is directly associated with robotics and pneumatics. During the dissertation, it was observed that a part of today’s research is oriented towards the design of granular systems that work as programmable matter in architecture. These systems allow reversibility in architecture, reconfiguration of the structure and the control of the transition of matter from the solid to the liquid state. Finally, the most important outcomes of university research centers involving sand and other granular materials were studied, as well as others such as sand casting, 3D sand printing and emergent forms.

12

Εισαγωγή

Προσπαθώντας να περιγράψει κανείς έναν αμμόλοφο, έρχεται αντιμέτωπος με κάποια παράδοξα σχετικά με την πολύπλοκη φύση της άμμου. Πώς μπορούμε να την περιγράψουμε, από τη στιγμή που η συμπεριφορά της αλλάζει ριζικά με κάθε μεταβολή της κατάστασης της ύλης της;

Ο Antoine de Saint-Exupéry στο αυτοβιογραφικό μυθιστόρημά του Terre des Hommes [1939] έχει γράψει για την απεραντοσύνη της άμμου: «Δρασκέλιζα μια άμμο ολοκληρωτικά παρθένα. Ήμουν ο πρώτος που ξέπλυνε από το ένα χέρι στο άλλο, σαν έναν πολύτιμο χρυσό, αυτή τη σκόνη από κοχύλια». Αυτή η περιγραφή δίνει μια πρώτη εικόνα της άμμου στη φαντασία του δυτικού ανθρώπου, ως θεμελιώδες στοιχείο της γης, μονάδα μέτρησης του άπειρου, μια φιγούρα αιωνιότητας που του θυμίζει την ίδια του τη θνησιμότητα. Ο Jorge Luis Borges απέδωσε τον δικό του φόρο τιμής στην άμμο στο βιβλίο του Book of Sand [1982], ένα συμβολικό διήγημα για την απεραντοσύνη της. Στην ποίηση, η γοητεία της απαντάται από τον αραβικό κόσμο έως τη Λατινική Αμερική και την Ευρώπη. Άλλοτε αντιπροσωπεύει ένα πεδίο μάχης (“Je parle de Désert sans quiétude / Sillonné des tourmentes du vent. Chedid, 1995), άλλοτε αποκτά ανθρωπομορφικά χαρακτηριστικά και αλληγορική σημασία και άλλοτε είναι πηγή έμπνευσης για ποιητές όπως ο Pablo Neruda που γράφουν για την μοναδικότητα και το κίτρινο χρώμα των κόκκων της. Αν η άμμος έχει τη δύναμη να επιδρά με τέτοιο τρόπο σε συγγραφείς και ποιητές, τί θα μπορούσε να συμβεί στη σχέση της με την αρχιτεκτονική;

Στόχος της παρούσας ερευνητικής είναι ο συσχετισμός της άμμου με τον δομημένο χώρο και η διερεύνηση των δυνατοτήτων της με τα σημερινά δεδομένα της τεχνολογίας και της έρευνας, πέρα από τη συμβατική χρήση της. Προκειμένου να επιτευχθεί αυτό, τα αρχικά ερεθίσματα λαμβάνονται μέσω της καταγραφής παραδειγμάτων τόσο ιστορικών, όσο και τοπίων από άμμο, και στη

13

συνέχεια με την παρουσίαση της σημαντικότερης έρευνας σε σχέση με εφαρμογές της στην αρχιτεκτονική. Στη μελέτη αυτή η άμμος εξετάζεται με δύο τρόπους: πρώτα ως προς τη φυσική της υπόσταση και τον τρόπο που έχει αξιοποιηθεί στην αρχιτεκτονική τεχνολογία του παρελθόντος, αλλά και σε σύγρονους πειραματισμούς που διευρύνουν τις δυνατότητες χρήσης της στην αρχιτεκτονική. Επιπλέον, περιγράφεται η μεταφορική της σημασία που παρέχει έμπνευση για τον σχεδιασμό.

Από τις αρχές του περασμένου αιώνα, με την εμφάνιση του Μοντερνισμού, δόθηκε έμφαση σε υλικά όπως το σκυρόδεμα, ο χάλυβας, το γυαλί, και άλλοτε το ξύλο. Σήμερα, η ανάγκη εύρεσης έξυπνων αρχιτεκτονικών λύσεων που δίνουν απάντηση στο πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής και στην ολοένα πιο πολύπλοκη καθημερινότητα, καθιστά απαραίτητη τη στροφή σε υλικά ήδη γνωστά, αλλά ταυτόχρονα ικανά και αναγκαία για την ανανέωση της αρχιτεκτονικής.

Έναυσμα για την παρούσα μελέτη αποτέλεσε η συνειδητοποίηση ότι η βιώσιμη αρχιτεκτονική αποτελεί αναγκαιότητα και απαραίτητη πλέον προϋπόθεση του σύγχρονου σχεδιασμού. Με αυτή τη διαπίστωση, προσπάθησα να διερευνήσω κατά πόσο συμβάλλει η χρήση φυσικών υλικών, στη περίπτωση μας, της άμμου, στο σεβασμό του περιβάλλοντος. Τέλος, μελετάται η ένταξη των παραπάνω υλικών στις ερευνητικές προσπάθειες αρχιτεκτονικών σχολών παγκοσμίως για την παραγωγή κατασκευών πειραματικής αρχιτεκτονικής με βιώσιμο χαρακτήρα.

14

Από τη Μονάδα του Κόκκου στο Τοπίο ‘We suffer on the west, from the sand encroachments

on the east from the marauders.’ Egyptian rhyme

Φυσικά χαρακτηριστικά

Τα κοκκώδη υλικά σαν ορισμός είναι λεπτόκοκκα υλικά που προέρχονται από ορυκτά και/ή αποσυντιθεμένα ζώα και φυτά [Lynne & Adams, 2000]. Η άμμος σαν κοκκώδες υλικό, κατατάσσεται σε μέγεθος κάπου μεταξύ της λάσπης και του χαλικιού και το μέγεθος των κόκκων της κυμαίνεται μεταξύ 0.06-2 μμ. Οι συνηθισμένες χρήσεις της σε ένα κτίριο είναι ως πρόσμικτο στο τσιμέντο, το γυαλί, το τούβλο ή την μπογιά και ως ηχομονωτικό υλικό στα πατώματα [Berge, 2000]. Η άμμος αποτελείται από πολλές υποκατηγορίες και ενδεικτικά, μία από αυτές είναι η άμμος από πυρίτιο1 που συνίσταται από μικροσκοπικούς κόκκους χαλαζία [Select Sans Corp] και χρησιμοποιείται για την παραγωγή γυαλιού [Dhir et al., 2018] καθώς και ο αμμώδης πηλός που συνδυάζει τις ιδιότητες και των δύο υλικών.

Εικ. 1: Χαλίκι, άμμος και χώμα σε σειρά από το μεγαλύτερο στο μικρότερο μέγεθος σωματιδίου.

Τους αμέσως μικρότερους κόκκους μετά την άμμο, τους έχει η λάσπη, με μέγεθος μεταξύ 0.002-0.06 μμ. και μετά ο πηλός με μέγεθος κόκκων μικρότερο από 0.002 μμ. Τα σωματίδια από τα οποία αποτελούνται είναι πολύ λεπτά και προσκολλώνται μαζί, αποτρέποντας το νερό και τα θρεπτικά συστατικά από το να διαρρεύσουν πολύ γρήγορα. Τα ιδανικά χώματα για την δόμηση

Η άμμος από πυρίτιο (silica sand) είναι άμμος που με το πέρασμα του χρόνου, ως αποτέλεσμα της διάβρωσης από τον αέρα και το νερό έχει μετατραπεί σε μικροσκοπικούς κόκκους.

1

16

από rammed earth2 περιέχουν ένα μίγμα διαφορετικών μεγέθων σωματιδίων όπως μικρό χαλίκι, χοντρή ή λεπτόκοκκη άμμο και πηλό [Lynne & Adams, ibid]. Όλα τα κοκκώδη υλικά, παρά τις διαφορές που εμφανίζουν μεταξύ τους, έχουν κάποιες κοινές φυσικές ιδιότητες. Μια πρώτη γνωστή κοινή ιδιότητα είναι ότι είναι όλα μισκοσκοπικοί κόκκοι που συγκεντρώνονται σε μεγάλους αριθμούς και δημιουργούν τυχαίες στοίβες. Για την ευκολία στη μελέτης τους διαφοροποιούνται σε κατηγορίες ανάλογα με το μέγεθος των κόκκων τους και στατιστικά στοιχεία, όπως η μέση διάμετρος των κόκκων [Vardoulakis, 2001]. Από φυσικής άποψης, το βάρος τους παρουσιάζει μια ιδοτυπία: όσο αυξάνεται το ύψος των συσσωρευμένων κόκκων (πχ σε έναν κύλινδρο ή σε ένα σιλό), η πίεση που ξεκινά από τη βάση του κυλίνδρου δεν αυξάνεται επ’αόριστον, αλλά φτάνει σε μια μέγιστη τιμή και σταματάει εκεί [Peterson, 1997]. Τέλος, στην άμμο, ένα μοναδικό στοιχείο που παρατηρείται είναι ο θόρυβος – ή αλλιώς μουσική - που παράγουν οι κόκκοι της, φαινόμενο που παρατηρείται για αιώνες χωρίς να μπορεί να εξηγηθεί [Baldacchino, 2010].

Η κατανόηση των ιδιοτήτων της άμμου είναι σημαντική για το μετέπειτα κεφάλαιο της συμπτωματικής αρχιτεκτονικής. Το ξεχωριστό στοιχείο της σε σχέση με άλλα υλικά είναι ότι αιωρείται συνεχώς μεταξύ ρευστής και στερεής κατάστασης, καθιστώντας την επαναφορά του ελέγχου κατά τον σχεδιασμό πρόκληση για τον αρχιτέκτονα και τον μηχανικό. Επιπλέον, τα σωματίδιά της κυμαίνονται συνεχώς μεταξύ σφηνωμένων και μη-σφηνωμένων. Ακόμα και ο τρόπος που κατανέμονται οι τάσεις σε μια κολώνα δεν είναι προκαθορισμένος, αλλά συνεχώς αυτοδιαμορφώνεται και επαναδιαμορφώνεται [Keller & Jaeger, ibid.]. Έτσι, χρειάζεται προσεκτική παρατήρηση των εξωτερικών φορτίων που επηρεάζουν τις τάσεις και αποδοχή του σημαντικού παράγοντα της τυχαιότητας κατά την κατασκευή.

Ιστορικά Παραδείγματα

Η άμμος από την αρχαιότητα καθιερώθηκε στην αρχιτεκτονική, λόγω αναγκαιότητας και όχι απαραίτητα αισθητικής ικανοποίησης. Σε κοινότητες της ερήμου, οι κάτοικοι ήταν αναγκασμένοι να εφεύρουν αποτελεσματικές τεχνικές θεμελίωσης πάνω στην άμμο ώστε το έδαφος να αντέχει το βάρος ολόκληρων Rammed Earth ή Pisé de Terre είναι μια παραδοσιακή μέθοδος κατασκευής κτιρίων από χώμα όπου η γη κοπανιέται μεταξύ κουφωμάτων για να φτιαχτούν η τοίχοι, είτε χειροκίνητα, είτε πιο σύγχρονα, με μηχανήματα.

2

17

πόλεων και οχυρών. Σε περιοχές πλούσιες σε αμμόλιθο, αυτός αποτελούσε και το μοναδικό τρόπο δόμησης, ως απόρροια της διαθεσιμότητάς του. Σύμφωνα με τις ανάγκες των οικισμών, η αξιοποίηση της άμμου και των παραγώγων της οδήγησαν στη καθιέρωση μιας ανώνυμης αρχιτεκτονικής, που μέχρι σήμερα έχει αφήσει το στίγμα της.

Ξεκινώντας από την Αφρική, τα παραδείγματα χρήσης άμμου και αμμόλιθου είναι πολυπληθή και βρίσκουν αντίκρισμα από την αρχαιότητα. Ένα πρώτο παράδειγμα είναι τα σπίτια της αρχαίας Αιγύπτου που ήταν κατασκευασμένα από άμμο ή πλίνθα, και μαζί με τα τούβλινα σπίτια ήταν τα πιο συνηθισμένα [Elleh, 1997]. Συγκεκριμένα, ο Νείλος τους παρείχε λάσπη και πηλό σε αφθονία που μπορούσαν να αξιοποιήσουν για να παράγουν τούβλα για τη κατασκευή των σπιτιών.

Εικ. 2: Βασιλικές κατοικίες στη Δυτική Αφρική κατασκευασμένες από τούβλα λάσπης και διακοσμημένα λεπτομερώς με φυσικές βαφές από πηλό.

Πηγαίνοντας πιο δυτικά, στο Μαρόκο, ένας δημοφιλής τύπος κατασκευής ήταν ο kasbah («κάσμπα»), ένα οχυρό της ερήμου που χρησίμευε ως το σπίτι του αρχηγού και ήταν χτισμένο έτσι ώστε να του παρέχει προστασία. Τα οχυρά του Νότιου Μαρόκο κατασκευάζοταν πάνω στην έρημο και αποτελούνταν από δέκα συνήθως ορόφους συμπιεσμένου πηλού και τούβλων. Παραδοσιακά, τα κάσμπα φτιάχνονται από υγρό πηλό, που κάποιες φορές αναμιγνύεται με άχυρο, και σταθεροποιείται με τη βοήθεια καλουπιού μέχρι να στεγνώσει. Για να αποκτήσει ακόμα πιο λεία επιφάνεια, στο τελευταίο βήμα σκεπάζεται με μία ακόμα λεπτή στρώση πηλού και αφήνεται να στεγνώσει. Παραθέτοντας τα λόγια του Rudofsky [1964] για τα οχυρά κάσμπα, αποτελούν ταυτόχρονα σύνθεση σπιτιού και πόλης που επινόησαν οι ντόπιοι «χτίζοντας σύμφωνα με το εσωτερικό τους φως και αστοιχείωτη φαντασία».

18

Εικ. 3: Παραδοσιακό οχυρό kasbah στο Μαρόκο.

Ένα ακόμα παράδειγμα χτισίματος πάνω στην άμμο είναι οι Πυραμίδες στη Γκίζα, μια περιοχή που βρίσκεται σε 15 χλμ απόσταση από το σημερινό Κάϊρο. Οι πυραμίδες χρησίμευαν ως η κατοικία των θεοποιημένων Φαραώ μετά-θάνατον, οι οποίοι ήταν ο Χέοπας, Χεφρήνος και Μυκερίνος και αποτελούν χαρακτηριστικό παράδειγμα κατασκευής πάνω στην άμμο. Αρχιτεκτονικά, το σχήμα τους ήταν απόρροια των αστρονομικών γνώσεων του Αιγυπτιακού ιερατείου, με τις πλευρές των βάσεών τους να είναι σχεδόν άριστα προσανατολισμένες προς τα τέσσερα σημεία του ορίζοντα. Στην αρχική τους μορφή, το σχήμα τους ήταν αυτό ενός ορθογώνιου μασταμπά3 , κάτι που στη συνέχεια άλλαξε και ενσωμάτωσε την απόληξη της πυραμίδας, όπως έμεινε γνωστή, ενώ κατασκευάζονταν κυρίως από ασβεστόλιθο, γρανίτη, βασάλτη και ψημένα τούβλα από λάσπη [Watkin, 2015]. Στην αρχαία Αίγυπτο, η ύλη ήταν στενά συνυφασμένη με την αρχιτεκτονική, και οδηγούσε σε μεταποιήσεις της μορφής του κτιρίου όταν έπαυε να ικανοποιεί ιδεολογικά τους συμβολισμούς και τις τελετουργικές απαιτήσεις των Αιγύπτιων. Για αυτόν τον λόγο, η απόδοση της ύλης και η «μεταφορά του προϊόντος της σκέψης από το εκάστοτε «χαρτί» στην «πέτρα»» [Λέφας, 2013] γινόταν με θεμελιώδη γεωμετρικά σχήματα, όπως είναι η πυραμίδα. Έτσι, υλοποιώντας τον μεταθανάτιο τόπο κατοικίας του Φαραώ σε μια πυραμίδα «Μασταμπά» είναι ένα είδος βαθμιδωτού τάφου που συναντάμε στην αρχαία Αίγυπτο. Η μόνη του διαφορά μορφολογικά σε σχέση με τις πυραμίδες είναι ότι του λείπει η απόληξη στη κορυφή της πυραμίδας.

3

19

που με τις βαθμίδες της τον οδηγούσε στον ουρανό, το άψυχο σώμα του διατηρούσε συμβολικά την ύλη του και η σύλληψη του νου ενσαρκωνόταν στα μνημειώδη κτίσματα της εποχής.

Εικ. 4: Οι Πυραμίδες της Γκίζας, Αίγυπτος

Τοπία Από Άμμο ‘If we opended people up, we’d find landscapes.

If we opened me up, we’d find beaches”. Agnès Varda

Η άμμος συνδέεται άρρηκτα με την υφή της, που ανάλογα με το μέγεθος των κόκκων της, μπορεί να διαφέρει σημαντικά, αποδίδοντας διαφορετικό βαθμό τραχύτητας. Θα μπορούσε κανείς να τη συγκρίνει με άλλα υλικά και να διαπιστώσει ότι χωρίς επεξεργασία, δεν μπορούν να αποδώσουν ένα αντίστοιχα ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Στη κλίμακα του τοπίου, την αίσθηση της υφής της αποδίδουν οι αμμόλοφοι, που ανάλογα με το είδος τους παράγουν ξεχωριστά patterns, κυματισμούς και τελικά γεωμετρικούς σχηματισμούς.

Γεωμετρικοί Σχηματισμοί

Οι πιο γνωστοί γεωμετρικοί σχηματισμοί που μπορεί να σκεφτεί κάποιος όσον αφορά την άμμο είναι αναμφισβήτητα οι αμμόλοφοι της ερήμου, όμως οι σχηματισμοί που παρατηρούνται στη φύση είναι πολυάριθμοι και δεν

20

περιορίζονται σε ένα μόνο παράδειγμα. Η κατηγοριοποίησή τους μπορεί να γίνει σε πολλά επίπεδα: γεωγραφικά, ως φυσικά παραδείγματα ή τεχνητά, σε συνδυασμό με άλλα υλικά ή ως βιολογικοί σχηματισμοί που επιτρέπουν στη φύση να παράγει μόνη της οργανική αρχιτεκτονική. Επιπλέον, ακόμα και οι αμμόλοφοι που είναι συνυφασμένοι με περιοχές όπως η έρημος Σαχάρα της Αφρικής ή η Wadi Rum της Ιορδανίας, δεν περιορίζονται μόνο σε αυτές τις περιοχές, αλλά εμφανίζονται σε χώρες όπως η Ισπανία ή στη κοιλάδα Coachella

Εικ. 5: X-Architects. Al Dana Mosque concept renders

Ένα φυσικό τοπίο μεγάλης κλίμακας που δεσπόζει στην Αριζόνα της ΗΠΑ και είναι δημοφιλής τουριστικός προορισμός είναι το Antelope Canyon, που έχει σχηματιστεί από έναν τύπο αμμόλιθου, μοναδικό για τη νοτιοδυτική ΗΠΑ, με το όνομα Navajo Sandstone4 (αμμόλιθος “Navajo”). Το φαράγγι δημιουργήθηκε κατά τη πρώιμη νομιστική περίοδο, με τη συγκέντρωση μεγάλης ποσότητας άμμου σε αμμόλοφους, που με τον καιρό, με τη συμβολή της ερημοποίησης, στερεοποιήθηκε και μετατράπηκε σε αμμόλιθο [Geological Society of America]. Σε κάποια σημεία του φαραγγιού οι πρωταρχικές μορφές έχουν παραμορφωθεί και σβηστεί ενώ σε άλλες έχουν διατηρηθεί. Αυτές οι δομές μπορούν να χαρακτηριστούν ως ιζηματογενής αρχιτεκτονική και παρήχθησαν από τη φύση χωρίς τη συμβολή του ανθρώπου [Bryant & Miall, 2009].

Ο αμμόλιθος τύπου Navajo εμφανίζεται σε πολλά μέρη της νοτιοδυτικής ΗΠΑ και αποτελείται από εγκάρσιες στρώσεις κόκκινου και καφετί αμμόλιθου. Οι σχηματισμοί που δημιουργεί κοσμούν πολλά εθνικά πάρκα και μηνμεία της περιοχής.

4

21

Εικ. 6: Upper Antelope Canyon

22

Εικ. 7: Upper Antelope Canyon

Στην Αμερική, πιο δυτικά από το Antelope Canyon, στην κοιλάδα της Coachella, αναδύεται μια σειρά από διαφορετικούς τύπους αμμόλοφων, δηλαδή γεωμετρικών σχηματισμών από άμμο. Ο πιο συχνός τύπος ονομάζεται nabkha (knob dunes) και αποτελείται από στοίβες άμμου συσσωρευμένες στον νεκρό χώρο κάτω από τους θάμνους της ερήμου, δημιουργώντας καμπυλωτές κορυφές. Τους πιο μεγάλους σχηματισμούς όμως παράγουν οι κυματιστοί αμμόλοφοι με μέγιστο ύψος 9 μέτρων και πλάτος 30 μέτρων, όπως είναι για παράδειγμα εκείνοι του The Wave. Το The Wave είναι ένα μοναδικό φυσικό τοπίο από αμμόλιθο που βρίσκεται στα σύνορα μεταξύ Utah και Arizona και προσελκύει πεζοπόρους από όλο τον κόσμο. Μια ακόμα κατηγορία είναι οι

23

αμμόλοφοι mesquite, που δημιουργούν πιο μόνιμες μορφές. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι mesquite που εντοπίζονται στη Κοιλάδα του Θανάτου των ΗΠΑ. Τέλος, υπάρχουν είδη αμμόλοφων όπως είναι οι λοφίσκοι ή οι αμμώδεις κυματισμοί, που έχουν μικρότερο ύψος και δεν παράγουν το ίδιο εντυπωσιακές μορφές [Beheiry, 1967].

Εικ. 8: Οι σχηματισμοί εκατομμυρίων ετών του The Wave, North Coyote Buttes βρίσκονται στη μέση της ερήμου, στα σύνορα της Γιούτα με την Αριζόνα.

Εικ. 9: Mesquite Flat Dunes κοντά στο Stovepipe Wells. Death Valley National Park, USA

24

Ένα μέρος του κόσμου όπου δύσκολα θα φανταζόταν κανείς να υπάρχουν αμμόλοφοι είναι η Ευρώπη, και συγκεκριμένα παραθαλάσσιες περιοχές της Μεσογείου, όπως είναι η Camargue (Γαλλία), η Αττάλεια (Τουρκία) ή οι Αμμοθίνες της Λήμνου. Στις ερήμους συγκαταλέγεται και ο ερημότοπος της νοτιοανατολικής Ισπανίας που ονομάζεται Desierto de Tabernas στην Αλμερία [Jennings, 2017]. Στην Tabernas απαντώνται ποικίλοι τύποι βλάστησης ερήμου όπως είναι λειχήνες, θάμνοι και μονοετή φυτά ενώ περιστασιακά αναδύονται λωρίδες από αμμόλιθο [Alexander & Millington, 2000]. Το τοπίο θυμίζει Άγρια Δύση και απομακρύνεται από την τυπική εικόνα Μεσογείου που θα φανταζόταν κάποιος. Τέλος, στα Κανάρια Νησιά της Ισπανίας, υπάρχουν οι αμμόλοφοι Maspalomas, που σε αντίθεση με την Tabernas δεν εμφανίζουν βλάστηση και έχουν καθιερωθεί ως προστατευμένη παραθαλάσσια περιοχή.

Εικ. 10: Σχηματισμοί στην έρημο Tabernas, Almería.

25

Άμμοσ και Άλλα Φυσικά Στοιχεία Άμμοσ με Παρεμβολή του Αέρα

Οι αμμόλοφοι εμφανίζουν διαφορετικούς σχηματισμούς που εξαρτώνται

από τους επικρατέστερους ανέμους και ρεύματα. Η άμμος σε αλληλεπίδραση με τον αέρα παράγει δυναμικές μορφές που σπάνια παραμένουν ακίνητες. Θα μπορούσε να πει κανείς ότι τα σχέδια του αέρα πάνω στην άμμο έχουν ενδιαφέρον σαν abstraction και μοιάζουν με πίνακα ζωγραφικής ή πινελιές στον καμβά. Στη πραγματικότητα, ένας αμμόλοφος σε τομή έχει ασύμμετρους κυματισμούς και θυμίζει περισσότερο τις ατελείς ασυνέχειες ενός δακτυλικού αποτυπώματος. Είναι τόσο μεγάλη η ποικιλία των σχηματισμών που μπορούν να παραχθούν από την αλληλεπίδραση της άμμου με τον αέρα, που σήμερα έχει γίνει αναλυτική κατηγοριοποίησή τους στη προσπάθεια οργάνωσής τους. Ακόμα και όταν οι σχηματισμοί εντάσσονται σε κάποια από αυτές τις κατηγορίες, τα αποτελέσματα που προκύπτουν εν τέλει είναι αναπάντεχα και παράγουν δυναμικές μορφές. Άλλοτε, τα σχήματα που προκύπτουν είναι

Εικ. 11: Αμμόλοφος σε σχηματισμό αστεριού στην έρημο Sossusvlei στη Ναμίμπια.

26

τόσο μοναδικά και απρόσμενα που δεν μπορούν να καταταχθούν σε κάποια κατηγορία. Πρόκειται για άλλη μία περίπτωση όπου η φύση παίρνει τα ηνία και αφήνει τον άνθρωπο στο ρόλο του απλού παρατηρητή.

Εικ. 12: Φωτογραφία της NASA που απεικονίζει τους γραμμικούς αμμόλοφους στη Namib Sand Sea.

Εικ. 13: Παράδειγμα αμμόλοφου σε σχήμα «ημισέληνου» (crescent dune)

27

Εικ. 14: Αμμόλοφοι σε σχήμα «αστεριού» (star dunes) μετά τη βροχή.

Εικ. 15: Κυματισμοί των αμμόλοφων στο Great Sand Dunes National Park and Preserve στο Κολοράντο, ΗΠΑ

28

Άμμοσ με Παρεμβολή του Νερού

Μελετώντας τους αμμόλοφους, διαπιστώνει κανείς ότι το φαινόμενο αυτό δεν περιορίζεται στη στεριά, αλλά παράγει το ίδιο ενδιαφέροντα αποτελέσματα αλληλεπιδρώντας με το νερό. Στη στεριά, η άμμος με τον άνεμο παράγουν τους αμμόλοφους, ενώ στο νερό, παράγουν bedforms. Ο τρόπος που προκύπτουν είναι με τη ροή ενός υγρού πάνω από ιζηματογενές κοκκώδες υλικό, που στην εξής μελέτη είναι η άμμος. Η διαφορά σε σχέση με την αληλεπίδραση της άμμου με τον αέρα είναι ότι οι κυματισμοί που παράγονται στο νερό είναι πιο σταθεροί.

Εικ. 16: Κυματισμοί των αμμόλοφων πάνω στο νερό, Crescent City, Καλιφόρνια, ΗΠΑ

29

Εικ. 17: Patterns πάνω στο κύμα που προκύπτουν από την αλληλεπίδραση άμμου και νερού.

Εικ. 18: Φωτογραφία από δορυφόρο που δείχνει την άμμο και τα φύκια στις Μπαχάμες. Οι σχηματισμοί από μακριά θυμίζουν αμμόλοφους ερήμουν, με μόνη διαφορά το χρώμα της θάλασσας.

30

Κτισμένα με Ύλη την Άμμο ‘If we opened people up, we’d find landscapes.

If we opened me up, we’d find beaches”. Agnès Varda

Αμμόλιθοσ ωσ Υλικό Δόμησησ

Τα μνημειώδη κτίσματα χαραγμένα σε αμμόλιθο παραμένουν μέχρι σήμερα ξεχωριστό κομμάτι της λαϊκής αρχιτεκτονικής παράδοσης στην Πέτρα της Ιορδανίας. Μεταξύ 400 π.Χ. και 106 μ.Χ., η Πέτρα αποτελούσε εμπορικό κέντρο, στη μέση της ερήμου, γεμάτη ζωντάνια και κυριαρχημένη από τους Ναβαταίους, ένα φύλο που αργότερα απορροφήθηκε ως κομμάτι της Ρωμαϊκής αυτοκρατορίας [Milstein, 2020]. Το σκηνικό που παρουσίαζε η περιοχή περιβαλλόταν από κόκκινους, λευκούς και ροζ βράχους και φαράγγια από ψαμμίτη, διευκολύνοντας την καθιέρωσή του ψαμμίτη ως υλικό στην οικοδομική παράδοση του τόπου. Ο αμμόλιθος από την αρχαιότητα χρησιμοποιήθηκε μαζικά λόγω των σημαντικών πλεονεκτημάτων του, ως άμεσα διαθέσιμο υλικό που συγκριτικά με τον γρανίτη και τον ασβεστόλιθο κόβεται εύκολα και επιτρέπει μεγάλη λεπτομέρεια κατά τη χάραξή του και ευκολία στο πλάσιμο.

Εικ. 19: Η χαμένη πόλη της Πέτρας στην Ιορδανία.

31

Εικ. 20: Τα κτίρια και οι ναοί της αρχαίας πόλης της Πέτρα, στην Ιορδανία, φαίνονται να ξεπηδούν από τους γύρω λόφους από ροζ αμμόλιθο.

Στην αρχιτεκτονική των Ναβαταίων, η χρήση του ψαμμίτη συμβάδιζε με τον υπόλοιπο ελληνορωμαϊκό κόσμο. Πράγματι, με αυτόν κατασκεύαζαν θόλους, τρούλους, σειρές από αψίδες που υποστήριζαν πλάκες, δωμάτια, πύλες και υπόγεια. Ένα μικρό ελάττωμά του ήταν ότι δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μακριά οριζόντια δοκάρια λόγω της μικρής εφελκυστικής του αντοχής και της ευθραυστότητάς του. Επιπλέον, η χάραξη στα βουνά από ψαμμίτη ξεκινούσε από πάνω προς τα κάτω με τους Ναβαταίους λιθοδόμους να λαξεύουν μονολιθικές μονάδες, προσδίδοντας στην αρχιτεκτονική τους τον μνημειακό χαρακτήρα που σήμερα γνωρίζουμε. Τα πετρόκτιστα μνημεία των Ναβαταίων είναι διακριτά και μοναδικά αρχιτεκτονικά δείγματα της εποχής τους. Αυτό είναι απόρροια όχι μόνο της μαεστρίας των λιθοδόμων στον χειρισμό του αμμόλιθου, αλλά και χάρη στη κλίμακα των κτισμάτων, που όμοιά τους δεν υπήρχαν σε ολόκληρο τον αρχαίο κόσμο [Rababeh, 2006].

32

Παραδείγματα χρήσης αμμόλιθου για την παραγωγή αρχιτεκτονικής υπάρχουν επίσης στην Ινδία. Το υλικό που βρίσκεται στους περιβάλλοντες λόφους, ο κόκκινος-χρυσαφένιος αμμόλιθος, χρησιμοποιείται σε αφθονία για την κατασκευή των ναών τους [Hardy, 1995]. Κάποιοι ναοί που είναι κατασκευασμένοι από αυτό το υλικό είναι οι Amber Fort, Jama Masjid και Lakshmi Eshwara Shiva Temple. Το Amber Fort στο Rajasthan που ανήκει στα προστατευμένα μνημεία της UNESCO είναι κατασκευασμένο από πλάκες αμμόλιθου σε κόκκινο χρώμα και έχει στοιχεία Ινδικής αρχιτεκτονικής. Στο Δελχί, το τζαμί Jama Masjid καλύπτεται και αυτό από πλάκες ινδικού αμμόλιθου και λευκού μαρμάρου, όπως και το πιο πρόσφατο Lakshmi Niwas Palace (1898-1902) που βρίσκεται στο Bikaner. Τέλος, ο ναός Nilkanth Eshwara Shiva Temple που βρίσκεται στην Orissa είναι κατασκευασμένος από ινδικό αμμόλιθο, τσιμεντοκονίαμα και χρώμα σμάλτου.

Εικ. 21: Οι ινδικοί ναοί είναι συνήθως φτιαγμένοι από πλάκες κόκκινου αμμόλιθου.

33

Ένα τελευταίο ιστορικό παράδειγμα είναι η αρχιτεκτονική “Pueblo” των Ινδιάνων Πουέμπλο της νοτιοδυτικής Αμερικής. Τα σπίτια τους είναι βασισμένα στην αρχιτεκτονική των αρχαίων Ινδιάνων “Anasazi” που έκτιζαν τις κατοικίες τους σε γκρεμούς και χρονολογείται προσεγγιστικά στο 1150 μ.Χ. [Encyclopedia Britannica]. Ένα πολύ χαρακτηριστικό δείγμα της αρχιτεκτονικής Πουέμπλο είναι το Cliff Palace, το μεγαλύτερο σύμπλεγμα κατοικιών, που βρίσκεται στο Κολοράντο των ΗΠΑ. Τα 150 δωμάτιά του που ήταν φτιαγμένα για τους 100 κατοίκους του χωριού είναι κατασκευασμένα από φυσικό αμμόλιθο, ξύλινα δοκάρια και κονίαμα. Τα δωμάτια συνήθως σοβατίζονταν σε φωτεινά χρώματα όπως είναι το καφέ το κόκκινο και το κίτρινο και η είσοδος σε αυτά γινόταν από ξύλινες σκάλες [National Geographic, 2013]. Άλλα δείγματα της ίδιας αρχιτεκτονικής συναντώνται σε άλλες τρεις πολιτείες της Αμερικής: στο Νέο Μεξικό, στην Αριζόνα και στη Γιούτα και ξεκίνησαν να κατασκευάζονται μετά το 1000-1100 π.Χ., με μερικούς χώρους να είναι μέχρι σήμερα επισκέψιμοι [Dr. Kilroy-Ewbank].

Εικ. 22: Οι κατοικίες των Ινδιάνων Ανασάζι που είναι χτισμένες σε γκρεμούς του Κολοράντο. Όψη των kivas (στρογγυλών δωματίων) και των πύργων.

34

Κατοικώντας Μέσα στην Άμμο

Στη πόλη-όαση Σίβα της Αιγύπτου, οι ερημίτες της περιοχής έχουν καθιερώσει μία κατασκευή που είναι σχεδόν κρυμμένη από την επιφάνεια της γης. Τα σπίτια τους κάποτε λειτουργούσαν ως νεκροταφείο ενώ πλέον έχουν μετατραπεί σε ολοκληρωμένες υπόσκαφες κατοικίες. Η είσοδός τους βρίσκεται στην οροφή και γίνεται μέσα από ακανόνιστες τρύπες. Επιφανειακά, μοιάζουν με περίεργα βαθουλώματα στην άμμο της ερήμου, ενώ στο εσωτερικό τους διαφοροποιούνται και συνθέτουν ολόκληρες γειτονιές. Μπορεί να παρατηρήσει κανείς ότι η λογική παραπέμπει σε μοντέλα κατοίκησης όπως είναι οι σπηλιές ή οι υπόγειες πόλεις της Κίνας (Honnan, Shansi κλπ.).

Εικ. 27: Υπόσκαφες κατασκευές στη Σίβα, Αίγυπτος

35

Diébédo Francis Kéré, Primary School in Gando, 2001 Area: 310 m² Year: 2001 Location: Gando, Burkina Faso Photographs: Siméon Duchoud Materials: Clay bricks and Sand Status: Completed Εικ. 23

Ο αρχιτέκτονας Diébédo Francis Kéré το 2001 υλοποίησε το πρώτο του έργο, ένα Δημοτικό Σχολείο που σχεδίασε για το χωριό του, το Γκάντο της Μπουρκίνα Φάσο. Η καινοτομία του ήταν η εκμετάλλευση του πλέον τοπικού υλικού, δηλαδή του πηλού, για την κατασκευή του σχολείου. Η περιοχή της Μπουρκίνα Φάσο χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλές θερμοκρασίες που φτάνουν έως και 45 βαθμούς Κελσίου, με τροπικό κλίμα και ξηρότητα που διαδέχεται μεγάλες περιόδους βροχής. Οπότε, το χτίσιμο από πηλό αποτέλεσε πρόκληση για τον Kéré, αφού έπρεπε να εξασφαλίσει ότι το έργο του θα έχει αντοχή και διάρκεια στον χρόνο.

Από το γραφείο του αρχιτέκτονα παρέχεται η πληροφορία ότι πρόκειται για υβριδική κατασκευή από άμμο και πηλό, προκειμένου να έχουν τα καλύτερα δυνατά αποτελέσματα με τους λιγότερους πόρους. Από τη μία πλευρά, ο πηλός είναι διαθέσιμος σε αφθονία στη περιοχή και χρησιμοποιείται στη λαϊκή αρχιτεκτονική για την κατασκευή σπιτιών. Οι εθιμικοί τρόποι κτισίματος με πηλό τροποποιήθηκαν και εκσυγχρονίστηκαν για την κατασκευή μίας εύρωστης και ανθεκτικής δομής. Από την άλλη πλευρά, η βροχή της περιοχής βοηθάει στην εύκολη πρόσβαση σε άμμο. Με την βροχή, συμπαρασύρονται άμμος και χαλίκια από το ποτάμι, που στη συνέχεια τα συλλέγουν και τα αναμιγνύουν με τον πηλό για να φτιάξουν τα τούβλα της κατασκευής. Τα τούβλα έχουν το πρόσθετο πλεονέκτημα πως εξασφαλίζουν θερμική προστασία κατά του θερμού κλίματος και είναι φθηνά. Τέλος, για την προστασία των τοίχων από τις επιβλαβείς βροχές, έχει τοποθετηθεί στην οροφή μεγάλη κρεμαστή οροφή από κασσίτερο [Kéré Architecture, 2016].

36

Εικ. 24: Δημοτικό Σχολείο στο Γκάντο της Μπυρκίνα Φάσο. Το έργο ολοκληρώθηκε το 2001 και μετέπειτα έγινε προέκτασή του. Ο Kéré έχει έκτοτε κτίσει ακόμα ένα Γυμνάσιο και Βιβλιοθήκη στο ίδιο χωριό.

Εικ. 25: Κάτοψη του Δημοτικού Σχολείου.

Εικ. 26: Εσωτερικό της σχολικής αίθουσας.

37

Rasem Kamal, Πρόταση για λαβύρινθο από υπόσκαφες υπηρεσίες για την κοιλάδα Wadi Rum στην Ιορδανία, 2016 Area: 180 m² Year: 2016 Location: Wadi Rum Desert, Jordan Materials: Sandstone Status: Proposal

Το 2016, ο αρχιτέκτονας Rasem Kamal παρουσίασε την πρότασή του για ένα σύμπλεγμα στην έρημο της Ιορδανίας που περιλαμβάνει σταθμό τραίνου, ένα μουσείο και ένα ξενοδοχείο. Όλο το πρότζεκτ είναι υπόσκαφο, με σκοπό να υπάρχει η ελάχιστη παρέμβαση στο τοπίο. Τα περιβάλλοντα βουνά της ερήμου είναι από αμμόπετρα1. Στη πραγματικότητα, η μορφή εδώ προκύπτει από την αφαίρεση υπάρχουσας γης και η προσέγγιση είναι μινιμαλιστική, τόσο μορφολογικά όσο και από άποψη υλικού. Αυτό για την Ιορδανία μεταφράζεται σε αξιοποίηση των τοπικών υλικών, δηλαδή της αμμόπετρας, για την παραγωγή αρχιτεκτονικής. Θα μπορούσε κανείς να υποθέσει ότι η έμπνευση προήλθε από ιστορικά πρότυπα των υπόγειων λουτρών, τόσο στην Αφρική (πχ. Μαρακές), όσο και από το Βυζάντιο με την Βασιλική Κινστέρνα.

Ο Kamal [Rasem, 2016] έχει περιγράψει πώς η διπλωματική του επικεντρώνεται «...στην αφαίρεση και όχι την πρόσθεση, στην αφαίρεση κενών και χωρικών όγκων...». Η αφαίρεση την οποία περιγράφει, μπορεί να συνεχιστεί εσαεί, εφόσον υπάρξει ανάγκη προέκτασης του συμπλέγματος. H πρότασή του είναι ένα παράδειγμα του πώς μέσω της άμμου και των παραγώγων της είναι δυνατό να παραχθεί αρχιτεκτονική βιώσιμη, αλλά και λειτουργική, ως προς το τοπίο παρέμβασης. Τελικά, ο άνθρωπος αντιστρέφει τη σχέση του με το τοπίο και του επιτρέπει να έχει το πάνω χέρι, αφού πλέον βρίσκεται κάτω από το επίπεδο της άμμου αντί να πατάει πάνω της.

Η αμμόπετρα είναι συμπιεσμένη άμμος που με τον καιρό έχει συμπιεστεί από την κατακρήμινιση ορυκτών μεταξύ των κόκκων της.

1

38

Εικ. 28, 29, 30: Εικόνες render από την πρόταση του Rasem Kamal για την υπόσκαφη αρχιτεκτονική στην έρημο Wadi Rum της Ιορδανίας.

39

Magnus Larsson, Διπλωματική εργασία για τους αμμόλοφους που παράγουν Αρχιτεκτονική, 2009 Area: 6,000 km wall along the length of the African continent Year: 2009 Location: Africa Materials: Bacteria and Sand Grains Status: Thesis Presentation

Το 2009, ο αρχιτέκτονας Magnus Larsson παρουσίασε τη Διπλωματική του εργασία στο TED Global, η οποία πραγματεύεται το ζήτημα της ερημοποίησης στην αφρικανική ήπειρο. Η λύση που πρότεινε αφορά τη μετατροπή της άμμου της ερήμου σε ψαμμίτη, με τη συμβολή ενός στερεοποιητικού βακτηρίου, με σκοπό να καταστήσει ξανά κάποιες περιοχές κατοικήσιμες. Συγκεκριμένα, αναμιγνύοντας τον βάκιλλο Bacillus pasteurii με άμμο, ανακάλυψε ότι είναι δυνατόν το βακτήριο να γεμίσει τα κενά ανάμεσα στους κόκκους, στερεοποιώντας τους. Ο λόγος είναι ότι με την ανάμιξη των δύο, ξεκινά μια χημική διαδικασία που παράγει ασβεστίτη, ένα είδος τσιμέντου που στεγνώνει εντός 24 ωρών [Larsson, 2009]. Έτσι, με τη στρατηγική ανάμιξη του βακτηρίου με την άμμο σε συγκεκριμένα σημεία, αυτά τα κομμάτια στερεοποιούνται, ενώ το υπόλοιπο κομμάτι του αμμόλοφου μένει κενό, επιτρέποντας να φυτευτούν δέντρα και να εγκατασταθούν οικισμοί.

Με την ερημοποίηση τεράστων εκτάσεων γης στη βόρεια Αφρική, τα χωριά των τοπικών κοινοτήτων καλύπτονται ολοκληρωτικά με άμμο, καθιστώντας αναγκαστική τη μετακίνηση των τοπικών πληθυσμών. Το τεχνητό τοίχος από ψαμμίτη που προτείνει, μαζί με τα δέντρα, εμποδίζουν την επέκταση των αμμόλοφων που σαρώνουν στο πέρασμά τους καλλιεργήσιμες εκτάσεις και οικισμούς. Τελικός στόχος της πρότασής του είναι η επανακατοίκηση πάνω στη λωρίδα ψαμμίτη και η δημιουργία πράσινου σε μία περιοχή που, αν και κάποτε υπήρξε εύφορη, τώρα κυριαρχείται από την άμμο. Η πρόταση του Larsson έως σήμερα δεν έχει υλοποιηθεί, όμως συνεχίζει να αποτελεί έναν μη συμβατικό τρόπο αξιοποίησης της άμμου της ερήμου για την αντιμετώπιση του προβλήματος που η ίδια προκαλεί, την ερημοποίηση.

40

Εικ. 31, 32: Ολοκληρωμένα σχέδια από τη πρόταση του Magnus Larsson για τη λωρίδα αμμόλιθου στην αφρικανική έρημο.

41

Chris Precht & Arthur Mamou-Mani, Sandwaves, Diryah, Saudi Arabia, 2020

Year: 2020 Location: Diryah, Saudi Arabia Photographs: Roberto Conte Materials: Sand and Furan Resin Status: Completed Εικ. 33: Κάτοψη του περιπτέρου Sandwaves.

Τον Ιανουάριο του 2020 οι Precht και Mamou-Mani ολοκλήρωσαν το μεγαλύτερο περίπτερο στον κόσμο φτιαγμένο από άμμο μέσω 3D-printing [Writer, 2020]. Η εγκατάσταση θα χρησιμοποιηθεί σαν έπιπλο στο Diryah Season, μια αθλητική εκδήλωση ψυχαγωγίας και είναι κατασκευασμένη εξ ολοκλήρου από κόκκους άμμου, προσκολλημένους μεταξύ τους με ρητίνη. Η επιλογή του υλικού έγινε με βάση την άμεση διαθεσιμότητά του στη χώρα και την τοπική παράδοση χρήσης του στην αρχιτεκτονική ως φυσικό υλικό [Crook, 2020]. Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της κατασκευής είναι ο οικολογικός της χαρακτήρας που συνδυάζεται με την τεχνολογική καινοτομία. Θα μπορούσε να πει κανείς ότι αξιοποιώντας τα τοπικά υλικά που εντάσσονται στην αρχιτεκτονική παράδοση της κάθε κοινωνίας, είναι δυνατό να παραχθούν αντίστοιχες κατασκευές με υλικά που μεταφέρονται άμεσα, έχοντας μικρότερο οικολογικό αποτύπωμα και μειώνοντας το κόστος της κατασκευής. Έτσι, σε συνδυασμό με την δεξιοτεχνία των τοπικών τεχνιτών, ο παραμετρικός σχεδιασμός και η τρισδιάστατη εκτύπωση μπορούν να δώσουν αποτελέσματα απρόσμενα και σύγχρονα, όπως το πρόσφατα ολοκληρωμένο περίπτερο που θυμίζει τυλιγμένες κορδέλες.

42

Εικ. 34, 35: Το ολοκληρωμένο installation Sandwaves στην Diryah της Σαουδικής Αραβίας.

43

Κτισμένα με Έμπνευση την Άμμο “Nothing is built on stone; all is built on sand But we must build as if the sand were stone”, Jorge-Luis Borges

X-Architects, Πρόταση για το Al-Dana Mosque, Abu Dhabi, UAE, 2019 Area: 2,500 m² Year: 2019 Location: Abu Dhabi, UAE Status: Completed

Αντλώντας έμπνευση από τους σχηματισμούς των αμμόλοφων, το 2017, οι X-Architects παρουσίασαν τη πρότασή τους για το νέο τζαμί στο Αμπού Ντάμπι. Οι αρχιτέκτονες έλαβαν ερεθίσματα από το αστικό τοπίο της περιοχής, αναμιγνύοντας της παραδοσιακή θρησκευτική Ισλαμική αρχιτεκτονική με την μοντέρνα. Οι αμμόλοφοι έδωσαν τη μορφολογική έμπνευση για την κατασκευή, δηλαδή τους ελαφρείς κυματισμούς, τις διακυμάνσεις και τα γραμμικά μοτίβα, που συναντάει κανείς συχνά στους αμμόλοφους [X-Architects, 2018]. Τέλος, η σχεδιαστική προσέγγιση εξερευνά στοιχεία όπως τη γεωμετρία, την κλίμακα και την αρχιτεκτονική γλώσσα [Archello].

Εικ. 36: Concept Diagrams από τους X-Architects εμπνευσμένα από τους αμμόλφους της περιοχής.

44

Εικ. 37: Φωτογραφία render του ολοκληρωμένου τζαμιού στο Άμπου Ντάμπι.

Oppenheim Architecture (OA), Ayla Golfclub, Aqaba, Jordan, 2018 Area: 5,800 m²

Materials: Concrete

Year: 2018

Status: Completed

Location: Aqaba, Jordan Photographs: Rory Gardiner

Εμπνευσμένο από τους αμμόλοφους και την αρχιτεκτονική παράδοση των Βεδουίνων, το 2019 ολοκληρώθηκε το νέο έργο των Oppenheim Architecture στην Ιορδανία. Πρόκειται για ένα σύμπλεγμα που έχει ως κύριο σημείο εστίασης το γήπεδο τέννις και τις παροχές του. Προγραμματικά περιλαμβάνει επίσης ένα εστιατόριο, ξενοδοχείο, σπα και λοιπούς αστικούς και εμπορικούς χώρους. Το περιβάλλων τοπίο της ερήμου που αποτελείται από βουνά και αμμολόφους, έδωσε στους αρχιτέκτονες την ιδέα μιας οργανικής αρχιτεκτονικής που εναρμονίζεται με την γύρω τοπογραφία. Το κέλυφος της κατασκευής είναι δομημένο από σκυρόδεμα στο χρώμα του ψαμμίτη, ώστε να συμβαδίζει καλύτερα με το περιβάλλον. Από περιγραφές του πρότζεκτ μαθαίνει κανείς ότι κατά τη μορφοποίηση του έργου εφαρμόστηκαν τοπικές τεχνικές δόμησης και αρχιτεκτονικά στοιχεία που δίνουν έμφαση στη λεπτομέρεια. Για παράδειγμα, στις εσωτερικές επιφάνειες, απλώθηκε μια παραδοσιακή βαφή από έναν τοπικό καλλιτέχνη. Το αποτέλεσμα ήταν μια ακατέργαστη και χωρίς λεπτομέρειες υφή που προσέδωσε στο έργο έναν χαρακτήρα που παραμένει αληθινός στην αρχική του έμπνευση [Walsh, 2019].

45

Εικ. 38: Το ολοκληρωμένο Ayla Golf Academy & Clubhouse στην Ιορδανία.

Εικ. 39: Η οροφή της κατασκευής παραπέμπει στις καμπυλώσεις και τους κυματισμούς των αμμόλοφων της ερήμου.

46

Zaha Hadid Architects, Waste Management Headquarters, Sharjah, UAE, Area: 90,0000 m² Year: 2014 - Array Location: Sharjah, UAE Status: To be Completed

Το 2014, η Zaha Hadid παρουσίασε τα σχέδια για τη νέα μονάδα διαχείρισης αποβλήτων που βρίσκεται υπό κατασκευή στα Αραβικά Εμιράτα, μετά από βραβείο που κέρδισε το γραφείο σε αρχιτεκτονικό διαγωνισμό του 2013. Το συγκρότημα είναι εμπνευσμένο από το περιβάλλον τοπίο και αποτελείται από δύο κύρια κτίρια με διαφορετική εσωτερική λειτουργία το καθένα. Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός παραπέμπει στους αμμόλοφους της περιοχής οι οποίοι διασταυρώνονται και προσανατολίζονται κατάλληλα ώστε να προστατεύονται από τους κυρίαρχους ανέμους Σαμάλ. Οι δύο κύριοι «αμμόλοφοι» του κτιρίου, διασταυρώνονται και ενώνονται μέσω μιας κεντρικής αυλής που δημιουργεί μια νοητή όαση μέσα στο κτίριο [Zaha Hadid Architects]. Οι εσωτερικές λειτουργίες που φιλοξενούν είναι τα κομμάτια της διαχείρισης και του δημοσίου αντίστοιχα. Κάτι ακόμα που έλαβαν υπόψη κατά το σχεδιασμό είναι η βιωσιμότητα. Με τη χρήση ενεργητικών και παθητικών συστημάτων, η κατανάλωση ενέργειας θα είναι μειωμένη κατά 30% [Immanova, 2014]. Από την περιγραφή που παρέχει το γραφείο, στόχος είναι η αλλαγή της αντιμετώπισης των αποβλήτων από υποπροϊόν της κοινωνίας σε πυρήνα της λειτουργίας της, ώστε να δημιουργήσουν ένα ολιστικό οικοσύστημα για το μέλλον.

47

Εικ. 40: Render της ολοκληρωμένης πρότασης για τη μονάδα διαχείρισης αποβλήρων.

Εικ. 41: Το πρότζεκτ όσο βρίσκεται υπό κατασκευή.

48

OPEN Architecture, UCCA Dune Art Museum, Qinhuangdao, China, 2018

Area: 930 m² Year: 2018 Location: Qinhuangdao Photographs: Wu Qingshan, Nan Ni Materials: Concrete Status: Completed

Εικ. 42: Άποψη του κτιρίου από ψηλά. Το μεγαλύτερο κομμάτι του είναι υπόσκαφο, με εμφανή μόνο τα περιγράμματα των τοίχων και κάποιους φεγγίτες.

Το 2018 ολοκληρώθηκε το μουσείο UCCA Dune Art Museum στο Qinhuangdao, ένα έργο εμπνευσμένο από το σκάψιμο των παιδιών στην άμμο. Το μουσείο είναι υπόσκαφο και κρύβεται μέσα στους αμμόλοφους της περιοχής, με σκοπό να μην διαταράξει τη φυσική τοπογραφία. Αυτή ήταν και η επιθυμία των αρχιτεκτόνων, ώστε να μην αναγκαστούν να καταστρέψουν τον αρχικό αμμόλοφο του οικοπέδου. Ο Li Hu μίλησε για τη συνειδητή σχεδιαστική τους επιλογή να επέμβουν στον αμμόλοφο λέγοντας ότι αν δεν είχαν πάρει αυτή την απόφαση, ο αμμόλοφος δεν θα υπήρχε σήμερα. Δανειζόμενοι τα λόγια του: «Θα είχε εξαλειφθεί όπως οπουδήποτε αλλού, επειδή γιατί να έχεις έναν αμμόλοφο αν εμποδίζει τη θέα;» [De Klee, 2018]. Ένα ακόμα στοιχείο του κτιρίου είναι η μορφή του που προκύπτει από τις δυναμικές και οργανικές καμπύλες των αμμόλοφων. Όντας κρυμμένο σε μεγάλο ποσοστό κάτω από τη γη, θυμίζει πρωτόγονες σπηλιές προστατευμένες από τους λόφους. Ένα πρόσθετο πλεονέκτημα είναι ότι η άμμος που καλύπτει το κτίριο μειώνει σε μεγάλο βαθμό τη ζέστη κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, άρα και την ενεργειακή κατανάλωση, όπως παρατηρείται στις υπόσκαφες κατασκευές.

49

Εικ. 43: Η είσοδος για το UCCA Dune Art Museum οδηγεί τον επισκέπτη από τον αμμόλοφο μέσα στο κτίριο.

Εικ. 44: Ένα από τα frames της κατασκευής που βλέπει προς την θάλασσα.

50

Το Μέλλον των Κοκκώδων Υλικών στην Αρχιτεκτονική Συμπτωματική Αρχιτεκτονική

Η παραγωγή αρχιτεκτονικής με κοκκώδη αδρανή υλικά ονομάζεται aleatory architecture («συμπτωματική» αρχιτεκτονική) και δοκιμάζει τις παραδοσιακές μεθόδους αρχιτεκτονικού σχεδιασμού [Dierichs & Menges, 2016]. Μέχρι πρότινος ο αρχιτέκτονας ήταν αυτός που είχε τον πλήρη έλεγχο της κατασκευής από τον σχεδιασμό έως την ολοκλήρωσή της. Η συμπτωματική αρχιτεκτονική ανατρέπει αυτή τη δυναμική παράγοντας απροσδιόριστες μορφές και αποκλίνοντας από τις στατιστικές έρευνες που ορίζουν τη συμπεριφορά της. Ο σχεδιασμός με τη διαδικασία της τυχαιότητας είναι ασυνήθιστος για τον αρχιτέκτονα και ανατρέπει την τάξη που αυτός επιδιώκει. Για την παραγωγή αρχιτεκτονικής με αδρανή υλικά συνεισφέρουν επίσης η εξέλιξη της τεχνολογίας και επιστημονικών κλάδων όπως η πληροφορική, η επιστήμη υλικών και η ρομποτική [Keller, Sean & Jaeger, 2016]. Χωρίς αμφιβολία, ο αρχιτέκτονας χρειάζεται να αποδεχτεί τη τυχαιότητα στην τοποθέτηση των σωματιδίων και τον βαθμό ελευθερίας τους προκειμένου να ανακαλύψει τις δυνατότητες που του προσφέρει αυτό το είδος αρχιτεκτονικής.

Σχετικότητα

Η κοκκώδης ύλη βρίσκεται σε συσχετισμό με την αρχιτεκτονική σε δύο επίπεδα κατά τους Dierichs και Menges [2014]. Από τη μία πλευρά, είναι η ενσάρκωση της επαναδιαμόρφωσης, χωρίς να χρειαστεί να αποσυναρμολογηθεί ολόκληρη η κατασκευή ή να καταστραφεί ολοσχερώς. Από την άλλη πλευρά, οι κόκκοι μπορούν να ταξινομηθούν λειτουργικά μέσω επακριβούς ελέγχου του βαθμού στερεοποίησης ή υγροποίησής τους. Έτσι, σε ένα σύστημα που αποτελείται από ένα μοναδικό υλικό, μπορεί να εμφανιστούν διαφοροποιούμενες ιδιότητες [Dierichs & Menges, 2014].

Μία από αυτές τις ιδιότητες είναι η ευκολία μετάβασης από υγρό σε στερεό και το αντίστροφο. Παρά την απουσία ελέγχου κατά το μεγαλύτερο μέρος του σχεδιασμού, η δυνατότητα των σχεδιασμένων αδρανών να έχουν διαφορετικούς βαθμούς ρευστότητας, άρα και ακαμψίας, αυξάνει τις πιθανές μορφές και

51

χρήσεις σε σχέση με άλλα υλικά [Keller, Sean & Jaeger, 2016, ibid.]. Ένας τελευταίος παράγοντας που ευνοεί την έρευνα προς αυτή τη κατεύθυνση είναι η αναστρεψιμότητα που συνδέεται άμεσα με τα κοκκώδη υλικά, είτε σχεδιασμένα, είτε φυσικά. Η αναστρεψιμότητα δοκιμάζει την συμβατική αρχιτεκτονική που παράγει μόνιμες κατασκευές με σταθερά υλικά και παράγει ανακυκλώσιμες κατασκευές, που μπορούν να επαναφερθούν με ευκολία στην αρχική τους κατάσταση.

Μέσα Παραγωγήσ

Στο συγκεκριμένο κομμάτι της εργασίας θα δοθεί έμφαση σε δύο γνωστά μέσα παραγωγής συμπτωματικής αρχιτεκτονικής. Το πιο απαιτητικό κομμάτι στον χειρισμό των κοκκώδων σωματιδίων είναι η συμπίεσή τους ώστε να παράγουν σταθερές και αξιόπιστες κατασκευές. Αυτός είναι ο λόγος που γίνονται έρευνες τόσο στο κομμάτι της ρομποτικής για την παραγωγή κατασκευών κανονικού μεγέθους, όσο και στο vacuuming («φουσκωτά»), τα οποία επεξηγούνται παρακάτω.

Ρομποτική Κατασκευή

Ως ρομποτική μπορεί να θεωρηθεί οποιοδήποτε σύστημα εκτελεί τις διεργασίες του με αριθμητικό έλεγχο. Στην παραγωγή συμπτωματικής αρχιτεκτονικής με σχεδιασμένα αδρανή υλικά, τα ρομπότ βοηθούν στην εκτέλεση με ακρίβεια, ως τον βαθμό που αυτή είναι εφικτή. Πρέπει να τονιστεί ότι ο βαθμός ακρίβειάς τους διαφέρει ανάλογα με το σύστημα και κυμαίνεται από χαμηλής ακρίβειας έως πολύ υψηλής, ανάλογα με τις ανάγκες της κατασκευής [Dierichs & Menges, 2016 ibid.]. Η αποτελεσματικότητα της χρήσης ρομπότ στην κοκκώδη αρχιτεκτονική κρύβεται στη δυνατότητα συγκέντρωσης όλων των πληροφοριών των σωματιδίων σε μικροκλίμακα και μακροκλίμακα σε ένα ενιαίο σύστημα σχεδίασης [Dierichs & Menges, 2014 ibid.]. Οι Steltz, Mozeika, & Rembisz [2010] στην έρευνά τους παρουσιάζουν το συσχετισμό της ρομποτικής με την αρχιτεκτονική ως καινοτόμο σύστημα που βοηθάει στη συμπίεση των κόκκων για την παραγωγή μορφών. Κατά συνέπεια, είναι δυνατή η παραγωγή κατασκευών σε πραγματικό μέγεθος που μπορούν να αναδιαμορφώνονται και ταυτόχρονα να έχουν ευστάθεια στη συγκεκριμένη κάθε φορά θέση.

52

Εικ. 45, 46: Για την πραγματοποίηση του pavilion, ήταν απαραίτητη η βοήθεια των ρομποτικών χεριών.

53

Vacuumatics

Μία συνηθισμένη μέθοδος συμπίεσης των κοκκώδων σωματιδίων

είναι το vacuuming που σφηνώνει τα σωματίδια μεταξύ τους παγιδεύοντάς τα σε έναν κλειστό όγκο και αναρροφώντας έπειτα τον αέρα. Η μεμβράνη που τα καλύπτει είναι μη-πορώδης, επιτρέποντας στο σύστημα να παραμείνει προστατευμένο από την είσοδο αέρα στο εσωτερικό του. Στο paper τους οι Keller και Jaeger [2016] εξηγούν τους διάφορους βαθμούς συμπίεσης που επιτρέπουν στο σύστημα να έχει μία σχετική ελευθερία κίνησης ή να παραμένει τελείως άκαμπτο. Αυτό δίνει τη δυνατότητα προσαρμογής της μορφής στην κατασκευή μέχρι να οριστικοποιήσει το σχήμα της. Στα προτερήματα του vacuum jamming συγκαταλέγονται η ποικιλία μορφών που μπορεί να παράξει και η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης, με το πρόσθετο όφελος της χρήσης σε κατασκευές από σκυρόδεμα για την απόκτηση μορφής. Τέλος, έχει την ευελιξία να επαναφέρει το αρχικό σχήμα της κοκκώδους ύλης μόλις αφαιρεθεί η πίεση του κενού αέρος, αφαιρώντας τη μεμβράνη [Huijben, 2014].

Εικ. 47: Επαναδιαμόρφωση των σωματιδίων του συνθετικού κοκκώδους υλικού.ρομποτικών χεριών.

54

Ιδιότητεσ

Για

την

παραγωγή

συμπτωματικής αρχιτεκτονικής, προκειμένου να υλοποιηθούν σταθερές κατασκευές από κοκκωδη υλικά, το πιο σημαντικό είναι η κατανόηση της κατανομής δυνάμεων σε μια στοίβα άμμου. Στο paper που δημοσίευσαν οι Hurley et al. [2016], παρουσίασαν ευρήματα σχετικά με την κατανομή της. Η άμμος όταν βρίσκεται σε στοίβες, τείνει να δημιουργεί αλυσίδες δύναμης μεταξύ

Εικ. 49: Οι αλυσίδες δύναμεις που αναπτύσσονται σε ένα κοκκώδες υλικό αφού του ασκηθεί τάση.

των γειτονικών σωματιδίων, οι οποίοι φέρουν το μεγαλύτερο κομμάτι των τάσεων. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι όσο αυξάνεται το βάρος που κουβαλούν οι αλυσίδες δύναμης, τόσο εξισσοροπείται η κατανομή των συνολικών δυνάμεων. Οι αλυσιδες δύναμης είναι αυτές που ελέγχουν τη μετάβαση από τη σφηνωμένη στην εύθραυστη κατάσταση και αντίστροφα. Έτσι, μόλις οι επιστήμονες και οι αρχιτέκτονες καταφέρουν να συντονίσουν αυτή τη μετάβαση, θα είναι δυνατό να οραματιστούν το μέλλον της συμπτωματικής αρχιτεκτονικής.

Εικ. 49: Οι αλυσίδες δύναμης που δημιουργούν τα κοκκώδη υλικά είναι αυτές που καθιστούν δυνατό τον έλεγχο της μετάβασης από τη στερεή στην υγρή κατάσταση.

55

Ένα τελευταίο κομμάτι που πρέπει να αναφερθεί είναι το πώς συμπεριφέρεται η άμμος όταν αποτελεί σφηνωμενό σύστημα. Σφηνωμένο σύστημα ή αλλιώς jamming είναι το μεταβατικό στάδιο των κόκκκων από την ρευστή στην στερεή κατάσταση. Οι Zhang, Chakraborty και Behringer [2011] μελέτησαν τη μετάβαση από το σφηνωμένο στο εύθραυστο σύστημα και αντίστροφα μέσω των διατμητικών πιέσεων. Σε αντίθεση με ένα μη-σφηνωμένο σύστημα, το σφηνωμένο μπορεί να αντιστέκεται σε μικρές τάσεις χωρίς να παραμορφώνεται σε βαθμό μη-αναστρέψιμο. Ωστόσο, ένα μη-σφηνωμένο σύστημα ρέει ελεύθερα ανεξάρτητα από τον βαθμό πίεσης που του ασκείται. Τελικά, συμπέραναν ότι προκειμένου να δημιουργηθεί ένα σταθερό και γερό σύστημα από άμμο, το σφηνωμένο σύνολο πρέπει να δέχεται διατμητικές τάσεις για να δημιουργηθεί ένα ισχυρό δίκτυο δύναμης [Bi, Dapeng et al., 2011].

Μέθοδοσ Υλοποίησησ Η καινοτομία στην συμπτωματική αρχιτεκτονική προκύπτει από την μέθοδο που εφαρμόζει ο αρχιτέκτονας για τον σχεδιασμό έργων που υπάγονται σε αυτήν. Είναι αλήθεια ότι τα κοκκώδη υλικά ξεφεύγουν από τον έλεγχο και την τάξη του συμβατικού σχεδιασμού, καθώς καθ’όλη τη διάρκεια της κατασκευής, απαιτείται η συνεχής παρατήρηση της διαδικασίας της κατασκευής και των σχεδιαστικών δειγμάτων. Οι Dierichs και Menges [2016, ibid.] γράφουν για τα κοκκώδη υλικά, όπως την άμμο, που συνεχώς επαναπροσαρμόζουν και αυτοπροσαρμόζουν το σχήμα τους. Με την ίδια λογική, προτείνουν τη δημιουργία κατασκευών που να μπορούν να παρατηρούνται ανά διαστήματα σε περίπτωση που χρειάζεται κάποια καινούρια προσαρμογή. Συνεπώς, η αρχιτεκτονική είναι δυναμική, αφού δεν περατώνεται πότε και επιτρέπει την επιστροφή στην κατασκευή για αλλαγές στη μορφή, όποτε κρίνεται απαραίτητο. Ένας τρόπος παρατήρησης των σωματιδίων είναι μέσω της φωτογραφίας, όπως είναι για παράδειγμα το πολωμένο φως στα φωτοελαστικα πειράματα ή η φωτογράφηση υψηλής ταχύτητας. Μέσω αυτής της τεχνικής αποτυπώνονται ψηφιακά στιγμιότυπα των κόκκων, που στη συνέχεια μπορούν να μελετηθούν για τον έλεγχο κριτηρίων όπως η σχετική ταχύτητα των σωματιδίων [Dierichs & Menges, 2014 ibid.]. Επιλέγοντας το κατάλληλο υπολογιστικό σύστημα που συνδυάζει πειραματικές μεθόδους και μεθόδους προσομοίωσης, επιτρέπεται

56

η παραγωγή φωτογραφίων που αποδίδουν αξιόπιστα δεδομένα. Προϋπόθεση είναι να επιλέγονται μέθοδοι προσεκτικά και με μεγάλη ακρίβεια. Ο στόχος όλων των παραπάνω είναι η συλλογή πληροφορίας που θα βοηθήσει στην κατανόηση της συμπεριφοράς των κόκκων.

Σχεδιασμένα Αδρανή Υλικά

Οι Keller και Jaeger [2015 ibid.], παρουσίασαν τις προοπτικές των κοκκώδων υλικών στη συμπτωματική αρχιτεκτονική. Αναντίρρητα, αδρανή υλικά όπως η άμμος και το χαλίκι εμφανίζουν περιορισμούς που είναι αναγκαίο να ξεπεραστούν προκειμένου να παραχθεί αρχιτεκτονική μέσω αυτών. Συμβατικά, τα κοκκώδη αδρανή υλικά παρουσίαζαν ιδιότητες που ήταν δύσκολο να ενταχθούν σε αρχιτεκτονική. Ωστόσο, πλέον είναι δυνατός ο σχεδιασμός κοκκώδων υλικών με νέα γνωρίσματα, πορώδη και με αντοχή όπου ελέγχεται η μετάβασή τους από ρευστό σε στερεό. Η ακαμψία τους περνάει από διάφορα στάδια που εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα των κόκκων τους, αλλά και από την ανάμειξή τους με άλλα υλικά.

Σχεδιάζοντας ένα νέο κοκκώδες υλικό, χρειάζεται να ληφθούν υπόψη κάποιες ιδιότητες που μοιράζονται όλα τα αδρανή υλικά. Σε μία στοίβα από άμμο, η συμπεριφορά της άμμου αλλάζει ανάλογα με τη γωνία ανάπαυσης. Η κατάσταση της ύλης μετατρέπεται σε στερεό όταν η γωνία κλίσης του κεκλιμένου επιπέδου είναι χαμηλότερα από τη γωνία ανάπαυσης. Απεναντίας, όταν η γωνία κλίσης βρίσκεται κάποιες μοίρες ψηλότερα από τη γωνία ανάπαυσης, η άμμος έχει τη συμπεριφορά του υγρού και οι κόκκοι αρχίζουν να ρέουν από τη στοίβα [Jaeger, Heinrich et al., 1996]. Από τα παραπάνω ανάγεται το συμπέρασμα ότι η γωνία ανάπαυσης είναι εκείνη που περιορίζει τις πιθανές μορφές που μπορούν να πάρουν τα κοκκώδη υλικά καθώς και τις εφαρμογές τους.

Οι περιορισμοί που προκαλεί η γωνία ανάπαυσης έχουν οδηγήσει στον σχεδιασμό νέων αδρανών υλικών με καθορισμένες ιδιότητες και σχήμα. Ως αποτέλεσμα, αυξάνονται οι μορφολογικές δυνατότητες και οι αρχιτέκτονες ανακτούν ένα μέρος του ελέγχου κατά την κατασκευή. Οι μορφές που μπορούν να αποκτήσει η σχεδιασμένη κοκκώδης ύλη είναι μη-συμβατικές, όπως για

57

παράδειγμα το σχήμα γάντζου ή τρισδιάστατα σχήματα. Με τη χρησιμοποίηση σύνθετων υλικών, οι αρχιτέκτονες δύνανται να σχεδιάσουν τη συνολική μορφή μιας κατασκευής και τελικά να την επιτύχουν χύνοντας το κοκκώδες υλικό απευθείας μέσα στο καλούπι του [Emerging Technology from the arXiv, 2015].

Εικ. 50: Το υλοποιημένο περίπτερο από σχεδιασμένα κοκκώδη υλικά από τους Dierichs και Menges που παρουσιάστηκε το 2015 στο ActLab Milan – Milan Architecture Week 2015.

Συμπτωματική Αρχιτεκτονική και Άμμος Formlessfinder, “Load Test”, NY, 2010 Στο νεοϋορκέζικο αρχιτεκτονικό γραφείο Formlessfinder [2015] των Garett Ricciardi και Julian Rose εξερευνούν μία αρχιτεκτονική με ελάχιστη παρέμβαση του αρχιτέκτονα και επιτήδευση του υλικού. Το ερώτημα που προσπαθούν να απαντήσουν είναι το πώς οπτικοποιείται το άμορφο στην αρχιτεκτονική. Η έμπνευση προήλθε από μία φιλοσοφική ιδέα του Georges Bataille σχετικά με την αποϋλοποίηση στην αρχιτεκτονική. Ο Bataille ήθελε να δώσει έμφαση στην έμφυτη φύση του υλικού καθ’αυτού και όχι στις μορφές που παράγει, με την λογική ότι η μορφή το καταπνίγει. Στην περίπτωση της άμμου, αυτό μεταφράζεται σε μια στοίβα από κόκκους. Οι Formlessfinder το

58

2010 παρουσίασαν μία μελέτη ιδεών σχετικά με την αποϋλοποίηση και την εφαρμογή της σε κοκκώδη υλικά. Ως τελική εικόνα, τα χαλίκια, η άμμος, πέτρες και λοιπά υλικά αποτέλεσαν ξεχωριστές στοίβες χωρίς να έχουν διακριτή μορφή το καθένα. Σκοπός τους μέσω της αρχιτεκτονικής που παράγουν είναι η μετάβαση από το υλικό στην ύλη, προκειμένου να αξιοποιήσουν τα υπάρχοντα υλικά με μεγαλύτερη δημιουργικότητα και ελευθερία.

Εικ. 51: Formlessfinder. Load Test. NY, 2010.

Formlessfinder, Tent Pile, Design Miami, 2013

Ένα ακόμα έργο των Formlessfinder, το οποίο παρουσίασαν το 2013, είναι το προσωρινό έκθεμα με τίτλο Tent Pile στο Design Miami. Η κατασκευή είναι ένα βουνό από άμμο που καλύπτεται από αλουμινένια οροφή-πρόβολο. Ο Ricciardi έχει πει για το έκθεμα ότι: “When you’re confronted with a pile of sand, you kick your shoes off and put your feet in, and you start to look at architecture in a different way,”. Ο σχεδιασμός έγινε λαμβάνοντας υπόψη τις τοπικές συνθήκες στη περιοχή του Μαϊάμι. Από τη μία, η άμμος βρίσκεται σε αφθονία στη πόλη, και από την άλλη το υλικό που συναντάει κανείς στις παραλίες υπάρχει επίσης κάτω από τα θεμέλεια των κτιρίων. Παράλληλα, επιλέχθηκε ως υλικό από τους αρχιτέκτονες, λαμβάνοντας υπόψη ότι η αισθητική της ταιριάζει σε μια περιοχή που βαφτίζει τις γειτονιές της και τις πόλεις της με ονόματα παραλιών. Γίνεται εμφανές ότι η αρχιτεκτονική των Formlessfinder βασίζεται περισσότερο στον πειραματισμό και την εισαγωγή του άμορφου στην αρχιτεκτονική και λιγότερο στην παραγωγή συμβατικής αρχιτεκτονικής με δοκιμασμένα υλικά.

59

Εικ. 52, 53: Formlessfinder. Tent Pile. Design Miami, 2013.

60

Συμπτωματική Αρχιτεκτονική με Σχεδιασμένα Αδρανή Dierichs, K, & Menges, A., ICD Aggregate Pavilion, Institute for Computational D esign and Construction, U niversity of Stuttgart, 2018

Το 2018, το Institute for Computational Design and Construction του Πανεπιστημίου της Στουτγκάρδης παρουσίασε το ICD Aggregate Pavilion. Το περίπτερο αποτελεί τον πρώτο ολοκληρωτικά εσώκλειστο χώρο αρχιτεκτονικής κατασκευασμένο από σχεδιασμένα αδρανή υλικά. Τα υλικά είναι δύο ειδών: από τη μία κυρτές σφαίρες που μπορούν να ρέουν και από την άλλη μη-κυρτά εξάποδα και δεκάποδα που ενώνονται μεταξύ τους. Οι κυρτές σφαίρες είναι προκατασκευασμένα φουσκωτά που χρησιμοποιούνται σαν καλούπι μεταξύ των μη-κυρτών σχημάτων. Έτσι, ορίζουν το σχήμα του περιπτέρου που το καθορίζουν τα μη-κυρτά αδρανή. Τα σχεδιασμένα αδρανή είναι ανακυκλώσιμα υλικά και συνεπώς μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν σε καινούριες κατασκευές.

Η συναρμολόγηση του περιπτέρου γίνεται με τη χρήση ρομπότ, τα οποία ελέγχονται μέσω ενός παραμετρικού περιβάλλοντος μοντελοποίησης. Επιπλέον, τα κοντέινερ όπου αποθηκεύονται τα σχεδιασμένα αδρανή έχουν διπλή χρήση ως ρομποτικά χέρια. Κατά αυτόν τον τρόπο, δεν παύουν ποτέ να χρησιμοποιούνται, ούτε να καθίστανται περιττά. Τέλος, η γεωμετρική ακρίβεια εξασφαλίζεται μέσω της τεχνικής διαχωρισμού εικόνας [Dierichs & Menges, 2018].

Εικ. 54: ICD Aggregate Pavilion 2018, ICD University of Stuttgart

61

Προκλήσεις και Ευκαιρίες

Από τα παραπάνω προκύπτουν κάποια συμπεράσματα σχετικά με τις προκλήσεις και τις ευκαιρίες που παρέχει η συμπτωματική αρχιτεκτονική. Πρόκληση αποτελούν όλα τα κοκκώδη υλικά, όσο υπάρχουν ακόμα ερωτηματικά σχετικά με το σύνολο των ιδιοτήτων τους. Για παράδειγμα, η παραγωγή αρχιτεκτονικής σε πραγματικό μέγεθος, στη κλίμακα του κτιρίου, δεν έχει ακόμα επιτευχθεί με τη χρήση κοκκώδων υλικών. Συνεπώς, απαιτείται έρευνα προς τη συγκεκριμένη κατεύθυνση με σκοπό την πρόβλεψη όλων των ιδιοτήτων των αδρανών σε μακροσκοπική κλίμακα. Άμεσα συνδεδεμένη με αυτόν τον προβληματισμό είναι η μηχανική ευστάθεια των κοκκώδων υλικών. Η ευκολία αποσυναρμολόγησης των κοκκώδων συστημάτων τη στιγμή που αφαιρείται το καλούπι ή τα στηρίγματά τους, διεγείρει ερωτήματα σχετικά με την χρήση τους ως πρωτεύον δομικό υλικό. Τέλος, πρόκληση αποτελεί ο έλεγχος του βαθμού ελευθερίας των σωματιδίων και η επαναφορά ενός βαθμού του ελέγχου κατά τη διαδικασία του σχεδιασμού, με σκοπό την βέλτιστη αξιοποίηση των ιδιοτήτων τους για παραγωγή αρχιτεκτονικής.

Οι ευκαιρίες που παρέχει η συμπτωματική αρχιτεκτονική βρίσκονται στην ατέρμονη εξέλιξη της τεχνολογίας προς αυτή τη κατεύθυνση. Η ρομποτική και το 3D-printing είναι μόνο μερικά παραδείγματα των τεχνολογιών που εξερευνούν τις ιδιότητες των αδρανών. Με τον προσεκτικό σχεδιασμό και συντονισμό τους, βελτιώνεται σταδιακά η λεπτομέρεια στην υφή και την γεωμετρία του τελικού σχεδίου και επαναφέρεται σε έναν βαθμό ο έλεγχος. Συγχρόνως, τα κοκκώδη υλικά παραμένουν δυναμικά συστήματα που απαιτούν την ελάχιστη παρέμβαση από τον άνθρωπο για να παράξουν μορφές. Έτσι, ευκαιρία αποτελεί το να έρθουν οι αρχιτέκτονες και οι σχεδιαστές αντιμέτωποι με την απουσία τάξης και να την εκμεταλλευτούν για την παραγωγή απρόσμενων αποτελεσμάτων, που δεν παύουν να είναι γεωμετρικά ακέραια και αισθητικά ικανοποιητικά.

Σύγχρονη Έρευνα με Αφετηρία την Άμμο

Ο υπολογιστικός σχεδιασμός σήμερα και οι έρευνες που σχετίζονται με αυτόν έχουν επιτρέψει την εισαγωγή της άμμου ως μέσο στους σύγχρονος τεχνολογικούς κλάδους της αρχιτεκτονικής. Η τάση αυτή οφείλεται στην ολοένα

62

αυξανόμενη ανάγκη για αναστρέψιμες κατασκευές και βιώσιμο σχεδιασμό. Οι μελέτες εκτείνονται σε πολλά επιστημονικά πεδία, με την έμφαση εδώ να δίνεται στην έρευνα που σχετίζεται με την αρχιτεκτονική σε σχέση με τις ρομποτικές εφαρμογές και τις emergent συμπεριφορές. Σε κάποιες περιπτώσεις, καινοτομία μπορεί να θεωρηθεί ακόμα και η εξέλιξη μιας προϋπάρχουσας μεθόδου με σύγχρονα μέσα [Dillenburger & Hansmeyer, 2014]. Ένα παράδειγμα είναι η χύτευση της άμμου που παραδοσιακά βασίζεται στην παραγωγή σχεδίου για το πλάσιμο του καλουπιού. Σήμερα, η ίδια διαδικασία διεξάγεται με την χρήση της προσθετικής ή της αφαιρετικής κατασκευής. Άλλοτε, οι πειραματικές προσεγγίσεις πραγματοποιούνται σε επιλεγμένα εργαστήρια πανεπιστημίων (πχ. Southern California Institute of Architecture, University of Michigan κ.ά.)

[Reinhardt et al., 2016].

Η χρήση της υπολογιστικής τεχνολογίας, και όχι μόνο, για σχεδιασμό κατασκευών από άμμο, έχει ακόμα κάποιους περιορισμούς. Τα κόστη των εργαλείων, ο βαθμός της λεπτομέρειας που μπορεί να επιτευχθεί, η κλίμακα εκτύπωσης, είναι μόνο μερικά από τα εμπόδια. Και όμως, η τριβή μεταξύ των κόκκων της άμμου και η συμπεριφορά τους, αλλά και η προσαρμογή των παραμέτρων που ελέγχουν τα ρομπότ, συναρπάζουν μπροστά στη προοπτική του απρόβλεπτου [Kieferle & Katodrytis, 2016]. Αναντίρρητα, η κίνηση και τα σχέδια που παράγει η άμμος δεν μπορούν να προβλεφθούν ολοκληρωτικά, ακόμα και όταν αυτή βρίσκεται υπό παρατήρηση. Η μεταβλητή συμπεριφορά της, ακόμα και όταν βρίσκεται υπό τον συνεχή έλεγχο των ρομποτικών συστημάτων, είναι αυτή που τελικά δίνει κίνητρο στους αρχιτέκτονες για την ανακάλυψη των ορίων της στη δόμηση.

Καινοτόμες Έρευνες Growing Islands, Self-Assembly Lab, MIT

Στο Self-Assembly Lab του MIT αναπτύσσονται ερευνητικά προγράμματα με θέμα τις αυτοσυναρμολογούμενες κατασκευές1 και τις Self-Assembly/«Αυτοσυναρμολόγηση»: Η έρευνα που πραγματοποιείται στο Self-Assembly Lab του MIT περιλαμβάνει πολλά πρότζεκτ με υλικά που είναι προγραμματισμένα να συναρμολογούνται μόνα τους. Τα υλικά είναι σχεδιασμένα, έτσι ώστε όταν πληρούν κάποιες προϋποθέσεις, να λαμβάνουν την τελική μορφή τους και να συναρμολογούνται αυτόνομα. Αυτό επιτυγχάνεται με την αλλαγή φάσης του υλικού που κυμαίνεται μεταξύ της στερεής, υγρής και αέριας κατάστασης της ύλης. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι κατασκευές που μορφοποιούνται μόνο αφού έρθουν σε επαφή με το υγρό στοιχείο (Fluid Crystallization, Fluid-Assembly Chair κ.ο.κ.).

1

63

τεχνολογίες προγραμματιζόμενων υλικών [Self-Assembly Lab]. Οι ερευνητές δοκιμάζουν τα όρια της τρισδιάστασης εκτύπωσης και της ρομποτικής πειραματιζόμενοι με κοκκώδη υλικά όπως είναι η άμμος, το χαλίκι και ο πηλός, με απρόσμενα κάθε φορά αποτελέσματα.

Ένα από αυτά τα προτζεκτ είναι το Growing Islands, που τέθηκε σε εφαρμογή σε συνεργασία με τον οργανισμό Invena, που έχει τη βάση του στις Μαλδίβες. Ως απάντηση στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας που απειλεί την εξαφάνιση μεγάλων εκτάσεων ακτογραμμής παγκοσμίως, δημιουργούν ένα σύστημα υποβρύχιων κατασκευών. Αυτές οι κατασκευές αξιοποιούν την ενέργεια των κυμάτων και τη διαταραχή του βυθού της θάλασσας για να προκαλέσουν τη μεταφορά άμμου και τη συσσώρευσή της σε στρατηγικές τοποθεσίες. Με το σύστημα που προτείνουν καθοδηγούν την άμμο με τρόπο φυσικό και βιώσιμο για να μειώσουν τις αρνητικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και την ενεργειακή σπατάλη. Οι ερευνητές με το υποθαλάσσιο σύστημα πυροδοτούν μια διαδικασία προστασίας των παράκτιων κοινοτήτων που στη συνέχεια ολοκληρώνεται από την ίδια τη φύση[Growing Islands, 2019].

Το πρότζεκτ του MIT και της Invena βασίζεται στη μηχανική ρευστών για να δώσει αρχιτεκτονική διάσταση και λύση σε ένα κοινωνικό πρόβλημα. Η τελική μορφή εδώ γίνεται πράξη με τη συμβολή των ρευστών, δηλαδή το νερό. Είναι η ακριβώς αντίστροφη λογική των αμμόλοφων όπου το φυσικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται με τη συνεισφορά του αέρα. Στο Growing Islands το αποτέλεσμα το επιφέρει το νερό, στους αμμόλοφους ο αέρας. Και στις δύο περιπτώσεις (άμμος+νερό, άμμος+αέρας), έχουμε παρέμβαση των φυσικών στοιχείων για μια αρχιτεκτονική έκβαση με αναπάντεχα κάθε φορά σχήματα. Πρόκειται για δυναμικές μορφές που δεν περατώνονται ποτέ και είναι αδύνατο να δώσουν ξανά το ίδιο αποτέλεσμα. Θα μπορούσε να πει κανείς ότι το πιο ενδιαφέρον στοιχείο του πρότζεκτ είναι ο ρόλος του ανθρώπου ως συντονιστή και μεσάζοντα, κάνοντας ένα βήμα πίσω, ενόψει μιας πιθανής φυσικής καταστροφής. Από την άλλη, η φύση είναι εκείνη που με το έναυσμα που της δίνεται, επαναφέρει κομμάτια της ακτής που είχαν καταστραφεί.

64

Εικ. 55.

Εικ. 56: Με την υποβρύχια ράμπα που τοποθετούν στο νερό οι ερευνητές, η άμμος συσσωρεύεται σταδιακά, μέχρις ότου ξεπεράσει τη στάθμη του νερού, δημιουργώντας ένα νοητό τοίχος.

Μια μέθοδος παραγωγής αρχιτεκτονικής με κοκκώδη αδρανή υλικά είναι η χρήση καλουπιού για να δοθεί το επιθυμητό σχήμα στη κατασκευή. Όταν πρόκειται για σχεδιασμένα αδρανή υλικά, ένας τρόπος που προτείνουν οι Dierichs και Menges [2016], είναι να χρησιμοποιηθεί το ίδιο το υλικό ως καλούπι. Μία δεύτερη μέθοδος είναι η χρήση ενός εύπλαστου καλουπιού, που επιτρέπει την απομάκρυνση και ανακύκλωση της περιττής κοκκώδους ύλης. Ακόμα, σε

65

μοντέλα μικρής κλίμακας, μπορεί να κατασκευαστεί καλούπι από φουσκωτά (“pneumatics”). Στο παρακάτω παράδειγμα, με τη χρήση νήματος συγκρατείται και μορφοποιείται το κύριο υλικό της κατασκευής, το χαλίκι, για να παράξει ένα γλυπτό. Ξεκινώντας από το χαλίκι, είναι δυνατόν η ίδια μέθοδος να μεταβιβαστεί σε περισσότερα αδρανή υλικά, μεταξύ των οποίων περιλαμβάνεται και η άμμος.

Rock Printing, Self-Assembly Lab, MIT, 2015

Στο Inaugural Chicago Architecture Biennial 2015 (3 Οκτ. 20153 Γεν. 2016), το ETH Zurich σε συνεργασία με το Self-Assembly Lab του MIT, παρουσίασε μια προσωρινή εγκατάσταση από μικρές πέτρες ή χαλίκια ακανόνιστου σχήματος, το Rock Printing. Πιο συγκεκριμένα, το ρομπότ κατευθυνόταν μέσω ενός αλγορίθμου. Με τη τεχνολογία του 3D-Rock-Printing, οι ερευνητές παρήγαγαν ένα καλούπι από ένα λεπτό και εύκαμπτο, υφασμάτινο νήμα που κάλυπτε τις πέτρες. Έτσι, η αρχιτεκτονική που προέκυψε δεν απαιτούσε επιπλέον στηρίξεις και την τελική μορφή την έδωσε το νήμα που διέτρεχε την κατασκευή.

Η κατασκευή είχε ως στόχο την αναστρεψιμότητα, την επαναφορά δηλαδή σε έναν σωρό από πέτρες. Η αντίστροφη διαδικασία ήταν πολύ απλή, καθώς απαιτούσε απλά το τύλιγμα του νήματος. Ξεπερνώντας τη συμβατική λιθοποιία και αποφεύγοντας τη χρήση ζαρζανέτ, με τον συνδυασμό

Εικ. 57: Το νήμα συγκρατεί το χαλίκι και ταυτόχρονα του δίνει τη μορφή του γλυπτού.

τεχνολογίας και επιστήμης υλικών, προκύπτει ένα αποτέλεσμα-πρόκληση για την μοντέρνα αρχιτεκτονική [Gramazio Kohler Research, 2016]. Η εφαρμογή αυτή μπορεί να μην έχει άμεση σχέση με την άμμο, όμως, μελλοντικά μπορεί να καταστεί εφικτή η δημιουργία παρόμοιων κατασκευών.

66

Εικ. 58: Το τελικό γλυπτό που παρουσιάστηκε στο Inaugural Chicago Architecture Biennial του 2015.

Pylos, IAAC: Institute for Advanced Architecture of Catalonia, 2013

Το IAAC λειτουργεί ως ερευνητικό και πειραματικό κέντρο αρχιτεκτονικής και design στη Βαρκελώνη και δίνει έμφαση, μεταξύ άλλων, στα όρια και τις προοπτικές της τρισδιάστατης εκτύπωσης (3D-Printing). Το 2013 ξεκίνησε ένα μεταπτυχιακό πρόγραμμα με το όνομα Pylos, που εξερευνά τη δυνατότητα χρήσης χώματος/γης για τη δημιουργία κατασκευών μικρής κλίμακας μέσω του 3D-Printing [Giannakopoulos & Markopoulou, Pylos]. Το ερώτημα που προσπαθεί να απαντήσει η ομάδα των ερευνητών είναι το αν θα είναι δυνατόν στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά υλικά για να παραχθεί βιώσιμη αρχιτεκτονική. Εναλλακτικά υλικά μπορούν να θεωρηθούν όσα δεν είναι τόσο διαδεδομένα όσο το σκυρόδεμα, το ξύλο, το μέταλλο και το γυαλί. Ταυτόχρονα, πρέπει να είναι φυσικά, βιοδιασπώμενα, ανακυκλώσιμα και τοπικής παραγωγής. Έτσι, αναμιγνύουν το χώμα με άλλα φυσικά υλικά για να δοκιμάσουν τις δυνατότητές του και να δημιουργήσουν ένα καινούριο όραμα για την αρχιτεκτονική.

67

Εικ. 59: Πειραματιζόμενοι με το χώμα και τις δυνατότητες που προσφέρει το 3D-Printing, οι ερευνητές του IaaC δημιουργούν κατασκευές μικρής κλίμακας.

Εικ. 60: Μεγέθυνση στις στρώσεις κατά τη διαδικασίας παραγωγής.

68

Procedural Landscapes 1, ETH Zürich, 2011

Στο πλαίσιο ενός ερευνητικού προγράμματος, το 2011, οι ερευνητές

του Gramazio Kohler Institute στη Ζυρίχη, πειραματίστηκαν με άμορφα υλικά, όπως η άμμος, μέσω ψηφιακών συστημάτων με αισθητήρες. Πρώτο βήμα ήταν να σκορπίσουν άμμο σε τετραγωνικά κουτιά μικρότερα του ενός μέτρου. Στη συνέχεια, προγραμμάτισαν ρομποτικά χέρια μικρής κλίμακας ώστε να παράξουν συγκεκριμένα σχήματα πάνω στην άμμο. Οι μαθητές έβλεπαν απευθείας τα αποτελέσματα, μπορώντας κατά αυτό τον τρόπο να κάνουν συγκρίσεις, να βγάλουν συμπεράσματα και να κάνουν αλλαγές. Στόχος της έρευνας δεν ήταν να καταλήξουν σε ένα συγκεκριμένο pattern, αλλά η ανάλυση και η τεκμηρίωση συγκεκριμένων ιδιοτήτων των υλικών μέσω του πειραματισμού με διαδικασίες συσσώρευσης και προσομοιώσεις με τη συμβολή της ρομποτικής [Procedural Landscapes 1, 2011].

Εικ. 61.

69

Εικ. 62: Μέρος του μαθήματος του ETH Zürich ήταν ο πειραματισμός με ρομποτικούς αισθητήρες για τη δημουργία διαφορετικών patterns πάνω στην άμμο.

Procedural Landscapes 2, ETH Zürich, 2011

Στη συνέχεια του Procedural Landscapes 1, η ομάδα των μαθητών και ερευνητών επαναπροσδιόρισαν τους συμβατικούς ξυλότυπους και κατασκεύασαν καλούπια από άμμο μέσω ρομποτικών αισθητήρων. Η ιδέα τους ήταν ο σχεδιασμός αποτελεσματικών, επαναχρησιμοποιούμενων καλουπιών από κοκκώδη υλικά, όπως η άμμος, για χύτευση τσιμέντου, με στόχο την ελάχιστη σπατάλη υλικού. Για την υιοθέτηση βιώσιμων στρατηγικών στην κατασκευή και την αρχιτεκτονική απαιτείται η εξέλιξη των συμβατικών μεμονωμένων κομματιών, όπως είναι οι ξυλότυποι. Οι ερευνητές και οι μαθητές του Procedural Landscapes 2 κινήθηκαν προς αυτή τη κατεύθυνση με τη βοήθεια του ψηφιακού σχεδιασμού. Η πρόκληση των μαθητών ήταν η κατασκευή ενός τσιμεντένιου τοίχου συγκράτησης για τον ποταμό Ρήνο με τη βοήθεια των νέων καλουπιών. Ξεκινώντας από την ανάλυση των ιδιοτήτων της άμμου, προχώρησαν στον καθορισμό των σχεδιαστικών παραμέτρων και τελικά στην κατασκευή του τοίχου από ένα ανακυκλώσιμο και επαναχρησιμοποιούμενο καλούπι [Procedural Landscapes 2, 2011].

70

Εικ. 63, 64: Οι μαθητές πειραματίστηκαν με διαφορετικά σχέδια για να φτιάξουν καλούπια από άμμο.

SmartSlab, ETH Zürich, 2018

Λίγα χρόνια αργότερα, το 2018, η ερευνητική ομάδα του ETH Zürich εξερεύνησε περαιτέρω τον ανακυκλώσιμο ξυλότυπο εφαρμόζοντας μια πρωτοποριακή μέθοδο τρισδιάσταστης εκτύπωσης. Με τη χρήση του 3D binder jet printing2 , αξιοποίησαν τον ξυλότυπο από αμμόλιθο που σχεδίασαν για το καλούπωμα και το ψέκασμα τσιμέντου σε πολύπλοκα γεωμετρικά σχήματα [Meibodi, Jipa et al., 2018].

Αναμφίβολα, η μέθοδος παραγωγής καλουπιού που εξερεύνησαν εμφανίζει σημαντικά περιβαλλοντικά πλεονεκτήματα, σε σχέση με τη συνηθισμένη διαδικασία παραγωγής καλουπιού. Όπως χαρακτηριστικά αναφέρουν οι ερευνητές, παραδοσιακά, η παραγωγή καλουπιών συνδέεται με την υπέρμετρη κατανάλωση υλικού και έμμεσα, με ένα μεγάλο ανθρακικό αποτύπωμα. Με τη διαδικασία του ψηφιακού σχεδιασμού, υπάρχουν οφέλη Binder Jet Printing: Μια μέθοδος 3D Printing όπου καταθέτεται επιλεκτικά ένα υγρό συνδετικό μέσο σε κόκκους για να τους ενώσει μεταξύ τους. Οι στρώσεις από το υλικό στη συνέχεια ενώνονται για να σχηματίσουν ένα αντικείμενο.

2

71

όπως η αποτελεσματική χρήση των δομικών στοιχείων, εξασφαλίζοντας σταθερότητα και μικρότερη σπατάλη υλικού [Dezeen, 2018]. Επιπλέον, έχει λιγότερο από το μισό βάρος μιας συμβατικής πλάκας σκυροδέματος. Έτσι, ελαχιστοποιείται η σπατάλη και το αντίκτυπο που έχει η κατασκευή στο περιβάλλον είναι μικρότερο χάρη στην εύκολη διαθεσιμότητα των κοκκώδων υλικών.

Εικ. 65: Η πλάκα SmartSlab συγκρατεί το βάρος μιας διώροφης κατασκευής, καθώς κατασκευάστηκε στη πραγματικότητα για να λειτουργήσει ως οροφή σε ένα διαμέρισμα της Ζυρίχης.

Εικ. 66: Διάφορες οπτικοποιήσεις του πλέγματος σε αποχρώσεις του γκρι.

72

Εικ. 67: Σχέδιο render που δείχνει την κατασκευαστική δομή και την διαδοκίδωση της οροφής.

Προσθετική Κατασκευή και Εφαρμογές

Χύτευση με Άμμο

Οι ρίζες της χύτευσης με άμμο εντοπίζονται για πρώτη φορά στην

Κίνα τον 6ο αιώνα μ.Χ. ενώ μετέπειτα, παραδείγματα υπάρχουν στην Ινδία του 18ου αιώνα και φέρουν το όνομα “bidri” [La Niece, 2016]. Στη συμβατική χύτευση με άμμο, η διαδικασία ξεκινάει κατασκευάζοντας το pattern («σχέδιο»)3. Σαν γενικός κανόνας ισχύει ότι προκειμένου να αποκτήσει συνεκτικότητα, η άμμος κοσκινίζεται με πηλό και στη συνέχεια προστίθενται λάδι και άλλες συγκολλητικές ουσίες. Στη σύγχρονη τεχνολογία χύτευσης με άμμο, η παρασκευή του καλουπιού έχει μετατεθεί στις μεθόδους της αφαιρετικής κατασκευής (subtractive manufacturing) και της προσθετικής κατασκευής (additive manufacturing) [Hawaldar & Zhang, 2018], χρησιμοποιώντας την τεχνική παραγωγής CNC4 [Wang et al., 1999] και χωρίς την ανάγκη σχεδίου. Το σχέδιο ή αλλιώς “pattern” στα αγγλικά, κατασκευάζεται τυπώνοντας υγρή άμμο μαζί με ένα μοντέλο του σχεδίου που πρέπει να καλουπωθεί. Αυτό το σχέδιο μπορεί να είναι φτιαγμένο από εύπλαστο υλικό, όπως ξύλο ή μέταλλο. [La Niece, 2016] 4 Η τεχνική CNC που μεταφράζεται σε Computer Numerical Control ανήκει στις μεθόδους αφαιρετικής κατασκευή. Η CNC μετατρέπει το τρισδιάστατο σχέδιο του CAD προγράμματος σε συνεταγμένες x,y,z, δουλεύοντας σε τρεις ή πέντε άξονες με υψηλή ακρίβεια. Στην τελικη εκτύπωση η μηχανή παράγει το αντικείμενο πηγαίνοντας από τη μία συντεταγμένη στην επόμενη.

3

73

Ως φυσικό επακόλουθο, ο καλός χειρισμός του CAD έχει μετατραπεί σε αναπόσπαστο κομμάτι της παραγωγικής διαδικασίας [Bernard et al., 2003].

Ωστόσο, τα σημερινά μοντέλα CAD δεν είναι αρκετά εξελιγμένα ώστε να αποθηκεύουν όλες τις απαραίτητες πληροφορίες και να τις επεξεργάζονται εγκαίρως μαζί με κάθε αλλαγή της απτής πραγματικότητας [Ariza et al., 2018]. Όταν χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά η προσθετική κατασκευή, η πιο διαδεδομένη μέθοδος ήταν η ταχεία προτυποποίηση (RP)5 για να παραχθεί το καλούπι, ανά στρώσεις. Η ταχεία προτυποποίηση χρησιμοποιεί δύο κύριες μεθόδους: την προσθετική κατασκευή (additive manufacturing) και την αφαιρετική κατασκευή (subtractive manufacturing) [van der Zee, Aant et al., 2014], που αποτελούνται με τη σειρά τους από κάποιες δημοφιλείς τεχνικές όπως είναι η στερεολιθογραφία, η τήξη σκόνης και το layer machining [Bernard et al., ibid.]. Η τεχνολογία RP ήταν κάποτε η μοναδική υπάρχουσα στην προσθετική κατασκευή, ωστόσο, σήμερα υπάρχει πληθώρα άλλων που κερδίζουν έδαφος.

Εικ. 68: Η σχέση του 3D Printer με τους τρεις σημαντικότερους παράγοντες: το design, τις φυσικές ιδιότητες του υλικού και τον εκτυπωτή.

Η ταχεία προτυποποίηση (rapid processing) είναι μια σειρά από τεχνικές που χρησιμοποιούν CAD (computer-aided design) τεχνολογίες για να παράγουν μια μακέτα ενός φυσικού κομματιού.

5

74

3D Sand-Printing: Το Παράδειγμα του Digital Grotesque

Εικ. 69: Μπροστινή όψη ενός συναρμολογημένου τοίχου grotto.

Το 2017, οι Dillenburger και Hansmeyer παρουσίασαν την έρευνα τους σχετικά με την εφαρμογή τρισδιάστατης εκτύπωσης με άμμο (3D sand printing) σε αρχιτεκτονική κλίμακα. Στο paper που δημοσίευσαν περιγράφουν την προσπάθεια παρασκευής ενός περίπλοκου, εμβυθιστικού χώρου κατασκευασμένου αποκλειστικά από 3D printed κομμάτια. Όπως προαναφέρθηκε, με την εμφάνιση της ψηφιακής κατασκευής δόθηκε νέα πνοή στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό και στην ταχύτητα της παραγωγής, από τα πιο απλά κομμάτια, έως τα πιο σύνθετα και λεπτεπίλεπτα. Άλλωστε, τα μηχανήματα CNC και 3D printing γίνονται ολοένα και πιο οικονομικά, επιτρέποντας την μαζική χρήση εκτυπωμένων κομματιών και δίνοντας τη θεμιτή γεωμετρική ελευθερία σε αρχιτέκτονες και σχεδιαστές [Ariza et al., ibid].

Στόχος της έρευνας υπήρξε το πέρασμα από την κλίμακα του αντικειμένου

στη κλίμακα της αρχιτεκτονικής, κάτι που δεν έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα. Οι ίδιοι έγραψαν πως οι προοπτικές που παρέχει η προσθετική κατασκευή είναι κάθε άλλο παρά αξιοποιημένες. Η τεχνολογία του 3D Sand Printing φέρει

75

πολυάριθμα οφέλη, όπως είναι η εκτύπωση μεγάλων κομματιών σε υψηλή ανάλυση και ακρίβεια σε ελάχιστο χρόνο συγκριτικά με άλλες μεθόδους. Επιπλέον, τα εκτυπωμένα κομμάτια από αμμόλιθο παράγουν δομικά σταθερές κατασκευές και είναι αυτοστηριζόμενα.

Εικ. 70: Σχηματική αποτύπωση δύο στοιχείων grotto.

Το Digital Grotesque αποτελεί τον πρώτο εκτυπωμένο χώρο σε ανθρώπινη κλίμακα που κατασκευάστηκε από ψαμμίτη. Η εκτύπωση έγινε με την παραγωγή ενός αλγορίθμου που παρήγαγε 260 εκατομμύρια έδρες. Ξεκινώντας από την ογκοστοιχειοποίηση ενός πλέγματος σε υψηλή ανάλυση, όλη η κατασκευή τους εκτυπώθηκε σε έξι κομμάτια, σχεδιασμένα έτσι ώστε να κουμπώνουν μεταξύ τους. Για να ενισχύσουν την ευστάθεια της τελικής δομής, την εμπότισαν με ρητίνη και την επικάλυψαν με χρωστικές ουσίες, αλκοόλ και σελάκ.

Με την έρευνα τους αποδεικνύουν ότι με την αξιοποίηση της προσθετικής κατασκευής είναι δυνατή η παραγωγή αρχιτεκτονικής και η εκτύπωση ολόκληρων χώρων με μεγάλη ακρίβεια, ταχύτητα εκτύπωσης και λεπτομέρεια που αγγίζει την ποιότητα της χειρωνακτικής εργασίας. Ο πειραματισμός τους αποτελεί μόνο ένα λιθαράκι της έρευνας που χρειάζεται να γίνει για την συστηματική εφαρμογή του 3D Sand Printing στον σχεδιασμό και για την καθιέρωση μιας σύγχρονης, μη-συμβατικής αρχιτεκτονικής που προωθεί την κατασκευαστική

76

Αναδυόμενες Μορφές

Στην κατηγορία της έρευνας ανήκουν και οι emergent forms, που σχετίζονται με τον όρο emergence. Emergence είναι μια φυσική διαδικασία που δεν προσομοιώνεται εύκολα, καθώς το τελικό αποτέλεσμα που προκύπτει, αποκλίνει κάθε φορά από κάθε προηγούμενο, αφού είναι αδύνατο να προβλεφθεί. Στην αρχιτεκτονική, αποτελεί ανερχόμενο κλάδο, καθώς απομακρύνεται από τον συμβατικό σχεδιασμό, που καθορίζει τη δομική και αρχιτεκτονική λύση από την αρχή. Το κύριο προτέρημά της είναι αυτή η απουσία λύσης, που επιτρέπει την εξέλιξη της αρχιτεκτονικής ενός συστήματος και τη σταδιακή βελτίωση του συνολικού φορέα του κτιρίου. Σήμερα, η emergent συμπεριφορά βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό επίπεδο, χωρίς να έχει περάσει στην κλίμακα της αρχιτεκτονικής, με αρχιτέκτονες και επιστήμονες από άλλους κλάδους να ερευνούν τις δυνατότητές της.

Στην Ερευνητική του, το 2017, ο Ορέστης Παυλίδης ασχολήθηκε με τη ρομποτική αρχιτεκτονική και τις τεχνολογίες που σχετίζονται με αυτήν. Η άμμος ως κοκκώδες υλικό έχει εισέλθει σε αυτόν τον τομέα της αρχιτεκτονικής ως κοκκώδης δομή. Συγκεκριμένα, μαθαίνουμε ότι με τον παραμετρικό σχεδιασμό είναι δυνατό να παραχθούν σταθερές, μόνιμες κατασκευές ολοκληρωτικά υλοποιημένες από κοκκώδη υλικά όπως η άμμος, το χαλίκι και ο πηλός. Ο Παυλίδης χαρακτηριστικά γράφει ότι: «Τα granular structures αποτελούνται από μεγάλες μάζες στοιχείων που βρίσκονται σε χαλαρή επαφή τριβής μεταξύ τους» [Παυλίδης, 2017]. Αυτά τα υλικά λόγω των ιδιοτήτων τους μπορούν να μετατραπούν εύκολα από στερεά σε υγρά και το αντίστροφο. Τέλος, λόγω των μικρών σωματιδίων τους, επιτρέπουν την ακρίβεια στην κατασκευή και τη δημιουργία της επιθυμητής μορφής.

Εξελίσσοντας τις ιδέες που είχε μελετήσει στην Ερευνητική του, ο

Παυλίδης στη Διπλωματική του διατριβή, οραματίστηκε «κοκκώδη τοπία» (granular landscapes), εμπλέκοντας τον χώρο του φανταστικού με την έρευνα και την αρχιτεκτονική δημιουργία. Ξεκινώντας από τις emergent συμπεριφορές που είχε προηγουμένως μελετήσει σε workshop της Αρχιτεκτονικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, προχώρησε σε δικά του πειράματα, εμπνευσμένα από το Rock Printing του Self-Assembly Lab του MIT. Για τα πειράματά του,

77

Εικ. 71: Δείγμα των πειραματισμών με άμμο από το workshop με την Κ. Λιάπη και τον E. Vermisso.

χρησιμοποίησε ένα κοκκώδες υλικό μαζί με νήμα, τοποθετώντας μέσα σε ένα πλαίσιο εναλλάξ στρώσεις τους σε κατακόρυφη διάταξη, μέχρι να φτάσουν στο επιθυμητό ύψος. Στη συνέχεια, αφαίρεσε προσεκτικά το πλαίσιο και το περιττό υλικό, αποκαλύπτοντας την τελική μορφή, η οποία παρέπεμπε σε τρισδιάστατη εκτύπωση. Επαναλαμβάνοντας την ίδια διαδικασία ξανά και ξανά με αλλαγή κάποιων παραμέτρων, το αποτέλεσμα της τελικής μορφής ποικίλλε, επαληθεύοντας κάθε φορά την emergent συμπεριφορά6 του συστήματος. Στη συνέχεια, μετέφρασε τις emergent συμπεριφορές που παρατήρησε, σε χωρικές σχέσεις, λαμβάνοντας έμπνευση από τις Αόρατες Πόλεις του Ι. Καλβίνο [Calvino, 2000]. Το αποτέλεσμα που προέκυψε ήταν τρεις διαφορετικοί χώροι, ως οπτικοποίηση των πόλεων Ersilia, Esmeralda και Zobeide όπως περιγράφονται στο βιβλίο, που ενσωμάτωναν χαρακτηριστικά των granular συστημάτων και πολύπλοκων γεωμετρικών σχηματισμών. Ο όρος emergent σημαίνει ότι η μορφή προκύπτει από το ίδιο το σύστημα, αντί να επιβάλλεται σε αυτό και σχετίζεται με τη θεωρία του χάους. Η σταθερότητα του συστήματος είναι μεταβαλλόμενη και η τελική μορφή απρόβλεπτη. Το αποτέλεσμα προκύπτει κάθε φορά από τη διάδραση των επιμέρους μερών του συστήματος και όχι των μεμονωμένων κομματιών του, με την τελική μορφή να διαφέρει λίγο κάθε φορά σε σχέση με κάθε προηγούμενή της.

6

78

Μια ιδιότυπη κατηγορία emergent forms που συνδυάζουν την άμμο με τις δονήσεις για την παραγωγή σχεδίων πάνω σε μια επιφάνεια είναι η «κυματική» (cymatics). Η διαδικασία παραγωγής των μοτίβων ξεκινάει από μία μεταλλική επιφάνεια ή δονούμενη μεμβράνη που είναι συνδεδεμένη με το πάνω μέρος ηχείων. Αφού απλωθούν πάνω στην επιφάνεια οι κόκκοι άμμου, με τη συμβολή ήχου, παράγονται δονήσεις που σχηματίζουν σωρευτικά διαφορετικές μορφές, αλλάζοντας κάθε φορά που αλλάζει η συχνότητα του ήχου. Προκειμένου να ενεργοποιηθεί η παραγωγή μορφών, απαραίτητη προϋπόθεση είναι η συχνότητα του ήχου να εναρμονιστεί με τη μεταλλική επιφάνεια [Stanford, 2014]. Ο πειραματισμός παραγωγής σχεδίων από άμμο μέσω συχνότητας βασίζεται στη μελέτη του Hans Jenny πάνω στη κυματική, ο οποίος εισήγαγε και τον όρο. Το επιστημονικό πείραμα μπορεί να μετατρέψει απευθείας οποιαδήποτε ακίνητη επιφάνεια άμμου ή νερού σε παλλόμενη μορφή, τη στιγμή που η δονούμενη επιφάνεια συγχρονιστεί με τον ταλαντωτή [Hayter, 1977]. Η διαδικασία απαιτεί συνεχή πειραματισμό για την ανάδυση ενός σχεδίου, καθώς παρατηρείται ότι δεν είναι δυνατόν κάθε συχνότητα να συντονίσει τους κόκκους της άμμου κατάλληλα ώστε να παράξουν σχέδια. Τελικά όμως, υπάρχει ποικιλία στις παραγόμενες μορφές και με τη κατάλληλη συχνότητα είναι δυνατό να αναδυθούν ενδιαφέροντα επαναλαμβανόμενα, γεωμετρικά σχέδια.

Εικ. 72: Η κυματική σε συνδυασμό με την άμμο χρειάζεται πειραματισμό για να εμφανίσει τα patterns. Δεν παράγονται σχήματα με όλες τις συχνότητες.

79

Εικ. 73: Τα σχήματα που παράγονται είναι απρόσμενα, όπως στη περίπτωση της εικόνας που μπορεί να ερμηνευθεί ως εικόνα σκελετού.

80

81

Συμπεράσματα

Η άμμος συναντάται σε πολλούς πολιτισμούς και χώρες. Ο ρόλος της στην αρχιτεκτονική σήμερα φαίνεται να περιορίζεται στην ανάμειξή της με άλλα υλικά, ή για τη δημιουργία ενδιαφέρουσας υφής σε όψεις και στοιχεία κτιρίων. Στη πραγματικότητα όμως, οι ιδιότητες που έχει την καθιστούν ιδανική για πειραματισμό στην αρχιτεκτονική, ως αφετηρία για δημιουργία καινούριων, προσαρμοσμένων στις σημερινές επιταγές, υλικών, ή ως έμπνευση για τον σχεδιασμό.

Στην έρευνα, διαπιστώθηκε ότι η άμμος μπορεί να μελετηθεί είτε ως φυσικό υλικό που εντάσσεται στο υλοποιημένο αρχιτεκτονικό έργο και τις νέες τεχνολογίες, είτε σε επίπεδο συμβολικό είτε σε μεταφορικό. Σήμερα, ερευνητικά κέντρα και πανεπιστήμια παγκοσμίως έχουν ενσωματώσει στις μελέτες τους και τον παράγοντα της τυχαιότητας κατά τη δημιουργική διαδικασία. Επομένως, η άμμος, μαζί με άλλα οργανικά υλικά, αντιμετωπίζεται ως το στοιχείο που μπορεί να συμβάλλει στην έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση.

Η αναζήτηση των δυνατοτήτων και εφαρμογών της άμμου με οδήγησε σε τρεις κατευθύνσεις. Η πρώτη είναι η εξέταση περιπτώσεων όπου το ενδιαφέρον είναι στο «χτίσιμο με ύλη την άμμο», στη συνέχεια είναι το «χτίσιμο με έμπνευση την άμμο» και τέλος η αρχιτεκτονική με αφετηρία την άμμο. Συγκεκριμένα, παρατήρησα πώς η πρώτη και τρίτη περίπτωση σήμερα συνδέονται, αφού όλο και περισσότεροι αρχιτέκτονες χτίζουν σε τοπία ερήμου, ή σε αμμώδεις ακτές παραλιών, με τα κτίριά τους να μιμούνται μορφολογικά τους ίδιους αμμόλοφους όπου στέκονται. Η δεύτερη περίπτωση, συνδέεται περισσότερο με τις τεχνολογικές καινοτομίες, όπως είναι το 3D Sand Printing όπου χρησιμοποιούν την άμμο σε συνδυασμό με δυνατές συγκολλητικές ουσίες για να στήσουν σταθερές, αξιόπιστες κατασκευές.

Κατά την έρευνά μου, αντιμετώπισα κάποιες δυσκολίες που σχετίζονταν με τον μικρό αριθμό υλοποιημένων κτιρίων από άμμο. Ακόμα και στις περιπτώσεις εύρεσης τέτοιων κατασκευών, η έρευνα βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό επίπεδο. Αρχιτεκτονικά, αυτό μείωσε τον αριθμό των διαθέσιμων κτιρίων προς μελέτη. Ταυτόχρονα όμως,

82

διαπίστωσα ότι μόλις τα τελευταία χρόνια οι ερευνητές άρχισαν να στρέφουν την προσοχή τους και στην άμμο. Τελικά, το κίνητρο για την εξής μελέτη έγκειται στην εύρεση της σχέσης της άμμου με την αρχιτεκτονική, περνώντας από τη μονάδα του κόκκου στο τοπίο και από την κτισμένη αρχιτεκτονική στην έρευνα και τις μελλοντικές της δυνατότητες.

Ένα πρόβλημα που υπάρχει σήμερα είναι η υπερεκμετάλλευση της άμμου για τουριστικούς σκοπούς. Με τη μαζική και ελεγχόμενη μεταφορά της σε τουριστικά θέρετρα, καταλήγουν να απογυμνώνονται ακτές και να καταστρέφονται ολοσχερώς φυσικά τοπία. Οι περιπτώσεις που μελετήθηκαν αφορούν χρήσεις της άμμου που αποτελούν βιώσιμες λύσεις στην αρχιτεκτονική, και κάθε άλλο παρά βλάπτουν το περιβάλλον, και που συχνά είναι αναστρέψιμες.

Ακόμη, η μελέτη έδειξε ότι υπάρχει δυνατότητα προσομοίωσης της φυσικής διαδικασίας της μορφογένεσης, που παράγει εντυπωσιακούς σχηματισμούς όταν η άμμος αλληλεπιδρά με τα υπόλοιπα στοιχεία της φύσης. Το αντίκτυπο που αυτό θα έχει στην αρχιτεκτονική είναι ακόμα υπό διερεύνηση. Παρατηρήθηκε ότι οι περισσότερες ερευνητικές προσπάθειες που σχετίζονται με την άμμο και κατ’επέκταση τα κοκκώδη υλικά, συνδεόνται με τον παράγοντα του απρόβλεπτου και την τυχαιότητα. Η «ανάδυση» (emergence) στην αρχιτεκτονική, η συμπεριφορά των κοκκώδων υλικών και η διαχείριση του βαθμού ρευστότητας της άμμου απαιτούν συνεχή παρατήρηση και επαναπροσδιορισμό της διαδικασίας παραγωγής αρχιτεκτονικού έργου.

Με τα ερωτήματα που διατυπώθηκαν στην αρχή της παρούσας εργασίας που αφορούν την άμμο, σχετίζεται και ο προβληματισμός σε σχέση με τα υλικά που επιλέγουμε ως αρχιτέκτονες κατά τον σχεδιασμό. Ο πειραματισμός με φυσικά υλικά όπως η άμμος, ο πηλός ή το χαλίκι, όταν συνδυάζεται με τις νέες τάσεις και τεχνολογίες, μπορεί να δώσει βιώσιμες λύσεις. Έτσι, η μελέτη περιλαμβάνει και τις μελλοντικές προοπτικές της ως προς τη μορφολογική, περιβαλλοντική και τεχνολογική έκφραση και υπόσταση της αρχιτεκτονικής.

Έως σήμερα, δεν ήταν δυνατή η εκμετάλλευση της άμμου για την χρήση της ως πρωτεύον υλικό δόμησης, παρά μόνο υπό την στερεοποιημένημορφή της, δηλαδή τον αμμόλιθο. Με τις σύγχρονες

83

τεχνολογίες και την ένταξη της ρομποτικής στην αρχιτεκτονική, είναι πλέον δυνατό να φανταστούμε ένα μέλλον όπου η άμμος και κατ’επέκταση τα κοκκώδη αδρανή υλικά που φέρουν παρόμοιες ιδιότητες με εκείνη, μπορούν να αξιοποιηθούν για τη σύνταξη ενός νέου αρχιτεκτονικού λεξιλογίου. Με την εκμετάλλευση της τεχνολογίας σε συνδυασμό με τα κοκκώδη υλικά, είναι εφικτό να επαναδιαμορφώσουμε τα όρια της αρχιτεκτονικής, μετατρέποντας τον σχεδιασμό σε δυναμική διαδικασία και την μορφή από τελική σε υπό εξέλιξη.

84

Βιβλιογραφικέσ Πηγέσ Alexander, Roy W. & Millington, Andrew C. Vegetation Mapping: from Patch to Planet.

Chichester: Wiley. 2000.

Ariza, Inés et al. “In Place Detailing. Combining 3D printing and robotic assembly”. ACADIA // 2018: Recalibration. On imprecisionand infidelity. [Proceedings of the 38th Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture (ACADIA).

Mexico City, Mexico 18-20 October 2018, pp. 312-321 Baldacchino, Godfrey. “Re-Placing Materiality.” Annals of Tourism Research 37, no. 3 (2010): 763–78. https://doi.org/10.1016/j.annals.2010.02.005. pp. 763-778 Berge, Bjørn. The Ecology of Building Materials. (F. Henley & C. Butters trans.). Great Britain. Elsevier Ltd. Architectural Press, 2000 Bernard, Alain, et al. “Integration of CAD and Rapid Manufacturing for Sand Casting Optimisation.” Rapid Prototyping Journal, vol. 9, no. 5, 2003, pp. 327–333., doi:10.1108/13552540310502220.

Bi, Dapeng, et al. “Jamming by Shear.” Nature, vol. 480, no. 7377, 2011, pp. 355–358., doi:10.1038/nature10667.

Borges, Jorge L. and di Giovanni, N.T. (trans.) Borges, Jorge Luis. El Libro De Arena, 1982.

Calvino, Italo. Italo Calvino: Le Citta Invisibili, Diritti Riservati, 2000.

Dhir OBE, Ravindra K., de Brito, Jorge, Ghataora, Gurmel S. & Qun Lye, Chao, Sustainable Construction Materials, Esevier Ltd. Woodhead Publishing, 2018 Dierichs, Karola, and Menges, Achim. “Simulation of Aggregate Structures in Architecture: Distinct-Element Modeling of Synthetic Non-Convex Granulates.” Advances in Architectural Geometry 2014, Mar. 2014, pp. 1–13., doi:10.1007/978-3-319-11418-7_1.

Dierichs, Karola, and Menges, Achim. “Towards an Aggregate Architecture: Designed Granular Systems as Programmable Matter in Architecture.” Granular Matter, vol. 18, no. 2, June 2016, doi:10.1007/s10035-016-0631-3.

Dillenburger, Benjamin, and Hansmeyer, Michael. “Printing Architecture:” Fabricate 2014, 2017, pp. 92–97., doi:10.2307/j.ctt1tp3c5w.15.

Elelh, Nnamdi. “African Architecture: Evolution and Transformation”. McGraw-Hill. 1997. pp. 47

85

Hardy, Adam. Indian Temple Architecture: Form and Transformation: the Karṇāṭ a Drāviḍ a Tradition, 7th to 13th Centuries. New Delhi: Indira Gandhi National Centre for the Arts, 1995.

Hawaldar, Nishant, and Zhang, Zing. “A Comparative Study of Fabrication of Sand Casting Mold Using Additive Manufacturing and Conventional Process.” The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 97, no. 1-4, 2018, pp. 1037–1045., doi:10.1007/s00170-018-2020-z.

Hayter, S. W., and Hans Jenny. “Cymatics, Vol. II.” Leonardo, vol. 10, no. 4, 1977, pp. 334., doi:10.2307/1573783.

Huijben, F. A. A.: Vacuumatics: 3D Formwork Systems. PhD thesis, (Technische Universiteit Eindhoven, 2014) Eindhoven, NL Hurley, R. C., et al. “Quantifying Interparticle Forces and Heterogeneity in 3D Granular Materials.” Physical Review Letters, vol. 117, no. 9, 2016, doi:10.1103/physrevlett.117.098005.

Jaeger, Heinrich M., et al. “Granular Solids, Liquids, and Gases.” Reviews of Modern Physics, vol. 68, no. 4, Jan. 1996, pp. 1259–1273., doi:10.1103/revmodphys.68.1259.

Kieferle, Joachim B. & Katodrytis, George. “Fabricating Semi Predictable Surfaces - A workshop series on digitally fabricating freeform surfaces with aggregates”. Herneoja, Aulikki, Österlund, Toni, & Markkanen, Piia. (eds.). Complexity & Simplicity - Proceedings of the 34th eCAADe Conference - Volume 1, University of Oulu, Oulu, Finland, 22-26 August 2016, pp. 329-334 La Niece, Susan. Sand Casting in the Islamic World. British Museum. London, England.

2016.

Livon-Grosman, Ernesto, and Vicuňa Cecilia. The Oxford Book of Latin American Poetry: a Bilingual Anthology. Oxford University Press. 2009.

Lynne, Elizabeth & Adams, Cassandra. Alternative Construction. Contemporary Building Methods. Canad. John Wiley & Sons Inc., 2000 Meibodi, Mania A., Jipa, Andrei et al. “Smart Slab. Computational Design and Digital Fabrication of a Lightweight Concrete Slab”. ACADIA // 2018: Recalibration. On imprecision and infidelity. [Proceedings of the 38th Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture (ACADIA) ISBN 978-0-692-17729-7] Mexico City, Mexico 18-20 October 2018, pp. 434-443 Neruda, Pablo, and Donald Devenish Walsh. The Captains Verses = Los Versos Del Capitán: the Love Poems. New Directions, 2004.

Pavlidis, Orestis. “Introduction to Robotic Architecture” [Εισαγωγή στη Ρομποτική Αρχιτεκτονική]. (Master’s thesis, University of Patra, 2017) pp. 48

86

Peterson, Ivars. Dry Sand, Wet Sand. Science News. Vol. 152, No. 12. Sep 20, 1997. p.186187. [Accessed December 18, 2019] Rababeh, Shaher M. How Petra Was Built: an Analysis of the Construction Techniques of the Nabataean Freestanding Buildings and Rock-Cut Monuments in Petra, Jordan.

Oxford: British Archaeological Reports, 2006.

Rasmussen, Steen Eiler. Experiencing Architecture. Cambridge: The MIT Press, 1964.

Rudofsky, Bernard. Architecture without Architects: a Short Introduction to Non-Pedigreed Architecture. Albuquerque: University of New Mexico Press, 2002. de Saint-Exupéry, Antoine. Terre des Hommes. Gallimard, 1939 Shelley, Percy B. Shelley’s Poetry and Prose. New York, USA. Norton. 1977.

Smith, Annick. Pablo Neruda’s House in the Sand. NY Times. May 9, 1999. Section 6, pp.

25. van der Zee, Aant et al. “From rapid prototyping to automated manufacturing”. Thompson, Emine Mine (ed.), Fusion - Proceedings of the 32nd eCAADe Conference - Volume 1, Department of Architecture and Built Environment, Faculty of Engineering and Environment, Newcastle upon Tyne, England, UK, 10-12 September 2014, pp. 455-461 Vardoulakis, Ioannis. Handbook of Materials Behavior Models. Volume 1 Deformation of Materials. Edited by Jean Lemaitre San Diego, CA: Academic Press, 2001.

Wang, Wanlong, et al. “Rapid Tooling for Sand Casting Using Laminated Object Manufacturing Process.” Rapid Prototyping Journal, vol. 5, no. 3, 1999, pp. 134–141., doi:10.1108/13552549910278964.

Watkin, David. A History of Western Architecture. London: Laurence King Publishing, 4th Edition. 2015.

Ιστότοποι Archello. “Al Dana Mosque”. archello.com Retrieved from: https://archello.com/project/ al-dana-mosque [Accessed January 12, 2020] Beheiry, Salah A. “Sand Forms In The Coachella Valley, Southern California.” Annals of the Association of American Geographers 57, no. 1 (1967): 25–48. https://doi. org/10.1111/j.1467-8306.1967.tb00589.x. [Accessed January 22, 2020] Bryant, Gerald, and Andrew Miall. “Diverse Products of near-Surface Sediment Mobilization in an Ancient Eolianite: Outcrop Features of the Early Jurassic Navajo Sandstone.”

Basin Research 22, no. 4 (2009): 578–90. https://doi.org/10.1111/j.1365-2117.2010.00483.x.

[Accessed January 22, 2020]

87

Chedid. Andrée. “Paysages”. 1995. Retrieved from: https://arbrealettres.wordpress. com/2018/05/23/paysages-andree-chedid/ [Accessed December 25, 2019] De Klee, Katie. “Open Architecture builds cave-like art gallery inside a sand dune” dezeen.com December 12, 2018.

Retrieved from: https://www.dezeen.com/2018/12/12/

open-architecture-ucc-dune-art-museum-architecture-china/ [Accessed December 28, 2019] Description provided by Zaha Hadid Architects. “Bee’ah Headquarters” Retrieved from: https://www.zaha-hadid.com/architecture/beeah-headquarters-sharjah-uae/

[Ac-

cessed January 1, 2020] Dierichs, Karola & Menges, Achim. “ICD Aggregate Pavilion 2018”. icd.uni-stuttgart.de University of Stuttgart. Institute for Computational Design and Construction. 2018. Retrieved from: https://icd.uni-stuttgart.de/?p=24541 [Accessed January 4, 2020] Emerging Technology from the arXiv. “How Self-Assembling Granular Materials are Changing the Future of Architecture”. technologyreview.com October 30, 2015. Retrieved from:

https://www.technologyreview.com/s/543021/how-self-assembling-granu-

lar-materials-are-changing-the-future-of-architecture/ [Accessed January 26, 2020] Encyclopedia Britannica. Retrieved from: https://www.britannica.com/technology/ pueblo-architecture [Accessed January 20, 2020] Geological Society of America. “Ages of the Navajo Sandstone.” ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190909131113.htm [Accessed January 22, 2020] Giannakopoulos, Sofoklis and Markopoulou, Areti. “Pylos”. Iaac Institute for Advanced Architecture of Catalonia. Retrieved from: https://iaac.net/project/pylos/ [Accessed October 19, 2019] Gramazio Kohler Research. “Procedural Landscapes 2”. ETH Zürich in cooperation with: Prof. Girot, ILA and Yael Girot, Atelier Girot. Collaborators: Knauß, M. (project lead) & Vansteenkiste, A. Students: Abegg, T., Bedekar, M. et al. Elective course. 2011. Retrieved from: http://gramaziokohler.arch.ethz.ch/web/e/lehre/211.html [Accessed December 28, 2019] Gran Canaria Info. “Dunes from Maspalomas”. Retrieved from: https://www.gran-canaria.traveltopper.eu/en/duinen-van-maspalomas/ [Accessed January 22, 2020] Hayward, Abou Youssef. “Communities at the margins: Arab poetry of the desert”. 2001.

Retrieved from: https://cals.arizona.edu/OALS/ALN/aln50/hayward.html [Accessed October 15, 2019]

88

Imanova, Aidan. “Hadid’s waste management headquarters in Sharjah is shaped like desert dunes”. middlearchitect.com December 18, 2014 Retrieved from: https://www. middleeastarchitect.com/thoughts/hadid-designs-desert-dune-headquarters-forsharjah-waste-management-firm [Accessed December 28, 2019] Jennings, Ken. Conde Nast Traveler. “Europe’s Only Desert Is Hidden in the Corner of Spain”. December 6, 2017. Retrieved from: https://www.huffpost.com/entry/europes-only-desert-is-hi_b_6755126?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS8&guce_referrer_sig=AQAAAJ1bjAzOoYScw8vjuWcermTsIhUIvvGDcqcPaUIK2UhUIoxDRYjVQiBqNkL4fo8sEZufvkAGnr9l6ge6lTBckAiRoLYpA4AteUas_KI6RI9ahRvV87c_9cx6D3rgFoBuPpVejrhDf8ODOMw-oH2MM_2Yfc7bL2VwAerGzhWO6IO_ [Accessed January 22, 2020] Keller, Sean, and Jaeger, Heinrich, M. “Aleatory Architectures.” Granular Matter, vol.

18, no. 2, Nov. 2016, doi:10.1007/s10035-016-0629-x. Retrieved from: https://arxiv.org/ abs/1510.05721 [Accessed January 2, 2020] Kéré Architecture. “Primary School in Gando / Kéré Architecture”. archdaily.com April 22, 2016. Retrieved from: archdaily.com/785955/primary-school-in-gando-kere-architecture?ad_medium=widget&ad_name=recommendation [Accessed November 18, 2019] Dr. Kilroy-Ewbank, Lauren. “Mesa Verde cliff dwellings”. Khan Academy. Retrieved from: https://www.khanacademy.org/humanities/ap-art-history/indigenous-americas/a/ mesa-verde-cliff-dwellings [Accessed January 20, 2020] Larsson, Magnus. “Turning dunes into architecture” [Video File] TEDGlobal 209. July 2009. Retrieved from: https://www.ted.com/talks/magnus_larsson_turning_dunes_into_ architecture#t-598151 [Accessed January 26, 2020] Milstein, Mati. “Petra”. National Geographic. Jan. 9, 2020 Retrieved from: https://www. nationalgeographic.com/history/archaeology/lost-city-petra/ [Accessed January 16, 2020] National Geographic. “Cliff Palace”. Jul. 31, 2013. Retrieved from: https://www.nationalgeographic.org/media/cliff-palace/ [Accessed January 20, 2020] Rasem Kamal. “Wadi Rum Excavated Sanctuaries”. dezeen.com November 4, 2016. Jessica Mairs. Retrieved from: https://www.dezeen.com/2016/11/04/rasem-kamal-oppenheim-architecture-conceptual-subterranean-housing-wadi-rum-excavated-sanctuaries-jordan/ [Accessed November 24, 2019]

89

Reinhardt, Dagmar, Saunders, Rob, & Burry, Jane, (Eds.). “Robotic Fabrication in Architecture, Art and Design 2016”. 2016, doi:10.1007/978-3-319-26378-6. Retrieved from: sci-hub.tw/10.1007/978-3-319-26378-6 [Accessed January 7, 2020] Rock Print Team: Gramazio, Fabio, Kohler, Matthias, Tibbits, Skylar, et al. “Rock Printing”. Gramazio Kohler Research, ETH Zurich and the Self-Assembly Lab MIT. October 3, 2015 - January 3, 2016. Retrieved from: https://selfassemblylab.mit.edu/rock-printing/ [Accessed December 23, 2019] Rose, Julian & Ricciardi, Garrett. “Statement”. formlessfinder.com 2015. Retrieved from: http://www.formlessfinder.com/statement [Accessed January 1, 2020] Select Sans Corp. “What is Silica Sand?” Retrieved from: https://www.selectsands.com/ what-is-silica-sand/ [Accessed January 20,2020] Self-Assembly Lab Team: Zilberman, Nitzan, Nelson, Heather, et al. “Growing Islands”.

Self-Assembly Lab MIT & Invena. 2019. Retrieved from: https://selfassemblylab.mit.edu/ growingislands [Accessed December 23, 2019] Self-Assembly Lab. From the website description. Retrieved from: https://selfassemblylab.mit.edu/ [Accessed December 23, 2019] Stanford, Nigel J. “Cymatics: Chladni Plate - Sound, Vibration and Sand”. YouTube video, 1:43. Posted [November 2014]. https://www.youtube.com/watch?v=tFAcYruShow&list=PLxP2kxZhGZ-zduk4iWTOCAGRwoLavJu3t&index=6&t=0s X-Architects. “The Al-Dana Mosque”. detail-online.com. 04/09, 2018. Retrieved from: https://www.detail-online.com/blog-article/patterns-of-the-sand-dunes-the-al-dana-mosque-by-x-architects-32813/ [Accessed December 19, 2019] Walsh, N. P. Oppenheim Architecture. “Ayla Golf Academy & Clubhouse”. archdaily.com.

June 10, 2019. Retrieved from: https://www.archdaily.com/918738/oppenheim-completes-vernacular-golf-academy-in-jordan [Accessed December 25, 2019] Writer, Staff. Precht, Chris & Mamou-Mani, Arthur. Sanddunes. “The world’s largest 3D-printed sand pavilion unveiled in Saudi Arabia”. commercialinteriordesign.com January 27, 2020. Retrieved from: https://www.commercialinteriordesign.com/insight/45967-3d-printed-sand-pavilion-unveiled-in-saudi-arabia [Accessed January 31, 2020]

90

Πηγέσ Εικόνων Εικ. 1: Σύνθεση εικόνων από textures Εικ. 2: Willaert, Rita. Cour Royale à Tiébelé. February 27, 2009. Retrieved from: https:// www.flickr.com/photos/rietje/3379923808/in/album-72157615598783227/

[Accessed

17/1/20] Εικ. 3: Desert Fortress, Morocco. Retrieved from: https://architecture.desktopnexus. com/get/1936032/?t=fb2o4j8n3pps5ha1clc54sdn575e1e038e5942a [Accessed 14/1/20] Εικ. 4: kairoinfo4u. The Pyramids of Giza. November 28, 2017. Retrieved from: https:// www.flickr.com/photos/manna4u/24153835937/in/photostream/ [Accessed 16/2/20] Εικ. 5: X-Architects. Al Dana Mosque, Concept Renders, 2018 Retrieved from: https:// www.x-architects.com/en/projects/al-dana-mosque/5329 [Accessed 16/2/20] Εικ. 6: Retrieved from: https://antelopecanyon.az/what-is-antelope-canyon/ [Accessed 22/1/20] Εικ. 7: Retrieved from: https://antelopecanyon.az/what-is-antelope-canyon/ [Accessed 22/1/20] Εικ. 8: Retrieved from: https://utah.com/hiking/coyote-buttes [Accessed 22/1/20] Εικ. 9: Retrieved from: https://www.visitgreaterpalmsprings.com/blog/post/californias-mysterious-sand-dunes/ [Accessed 22/1/20] Εικ. 10: Arroyuelos, Marisa. Tabernas Desert, Almería. October 15, 2014. Retrieved from: https://www.flickr.com/photos/marisa-arroyuelos/15405392750/ [Accessed 22/1/20] Εικ. 11: Chen, Hilton. Stellate. May 20, 2018. Retrieved from: https://www.flickr.com/photos/119400285@N07/41819218404 [Accessed 22/1/20] Εικ. 12: NASA. Linear Dunes, Namib Sand Sea. March 27, 2016. Retrieved from: https:// www.flickr.com/photos/nasamarshall/32189319790/in/photostream/

[Accessed

22/1/20] Εικ. 13: Sullivan, Jeff. BLM Nevada. Milky Way Arch Over Crescent Dune. May 10, 2018.

Retrieved from: https://www.flickr.com/photos/blmnevada/44845339754 [Accessed 22/1/20] Εικ. 14: Myers, Patrick. Great Sand Dunes National Park and Preserve, Colorado, USA. Star Dunes After Rain. July 25, 2019. Retrieved from: https://www.flickr.com/photos/ greatsanddunesnpp/49369540676/in/photostream/ [Accessed 22/1/20] Εικ. 15: Myers, Patrick. Great Sand Dunes National Park and Preserve, Colorado, USA. Sand Undulations. February 2, 2019. Retrieved from: https://www.flickr.com/photos/ greatsanddunesnpp/47126811022/ [Accessed 24/1/20]

91

Εικ. 16: Sund, Sheila. Crescent City, California. Undulations. July 07, 2015. Retrieved from: https://www.flickr.com/photos/sheila_sund/20579764234 [Accessed 22/1/20] Εικ. 17: Retrieved from: https://www.pxfuel.com/en/free-photo-oykbg [Accessed 24/1/20] Εικ. 18: Andrefouet, Serge. Ocean Sand, Bahamas. January 17, 2001. Retrieved from: https://earthobservatory.nasa.gov/images/2780/ocean-sand-bahamas

[Accessed

24/1/20] Εικ. 19, 20: Sherifi, Macca. May 31, 2017. Taking Photos at the Lost City of Petra, Jordan.

Jordan, Petra. Retrieved from: https://www.manfrottoimaginemore.com/2017/05/31/ taking-photos-at-the-lost-city-of-petra-jordan/ [Accessed 20/1/20] Εικ. 21: ThinkStock Photos. Jama Masjid. Jama Majid, Delhi. India. Retrieved from: https:// timesofindia.indiatimes.com/travel/things-to-do/popular-historical-places-in-delhi/ Jama-Masjid/ps33825840.cms [Accessed 20/1/20] Εικ. 22: Lothrop, William. Cliff Palace. July 31, 2013. Cliff Palace, Mesa Verde, Colorado, USA. [National Geographic] Retrieved from: https://www.nationalgeographic.org/media/cliff-palace/ [Accessed 20/1/20] Εικ. 23, 24, 25, 26: Kéré, Diébédo Francis. Gando Primary School. Gando, Burkina Faso.

2001. Retrieved from: http://www.kere-architecture.com/projects/primary-school-gando/ [Accessed 17/2/20] Εικ. 27: Siwa, Egypt Retrieved from: https://truelovenuptials.wordpress.com/2011/12/06/ siwa-an-egyptian-oasis-part-ii/ [Accessed 14/1/20] Εικ. 28, 29, 30: Kamal, Rasem. Rasem Kamal proposes warren of subterranean services for Jordan’s Wadi Rum. [Architectural Render]. November 4, 2016. Retrieved from: https://www.dezeen.com/2016/11/04/rasem-kamal-oppenheim-architecture-conceptual-subterranean-housing-wadi-rum-excavated-sanctuaries-jordan/

[Accessed

17/2/20] Εικ. 31, 32: Larsson, Magnus. Thesis project. [Architectural drawing] 2009. Retrieved from: https://www.treehugger.com/clean-technology/could-bacteria-filled-balloonsstop-the-spread-of-the-sahara-architect-magnus-larsson-thinks-so.html [Accessed 23/12/19] Εικ. 33, 34, 35: Precht, Chris & Mamou-Meni, Arthur. Conte, Roberto [photographer].

Sandwaves. [dezeen] Diryah, Saudi Arabia. 20 January, 2020. Retrieved from: https:// www.dezeen.com/2020/01/20/sandwaves-precht-arthur-mamou-mani-pavilion-saudi-arabia/ [Accessed 17/2/20]

92

Εικ. 36, 37: X-Architects. Al Dana Mosque. Abu Dhabi, UAE. 2017. Retrieved from: https://x-architects.com/en/projects/al-dana-mosque/5329 [Accessed 21/12/19] Εικ. 38, 39: Oppenheim Architecture. Walsh, Niall P. [photographer]. Ayla Golf Academy & Clubhouse. [Architizer]. 2019. Retrieved from: https://www.archdaily.com/918738/oppenheim-completes-vernacular-golf-academy-in-jordan [Accessed 25/12/19] Εικ. 40: Zaha Hadid Architects. Waste Management Headquarters. Sharjah, UAE. [Architectural Render]. 2018-TBC. Retrieved from: https://www.commercialinteriordesign. com/42238-zaha-hadid-architects-beeah-project-in-sharjah-to-open-this-summerand-include-ai-technology [Accessed 28/12/19] Εικ. 41: Zaha Hadid Architects. Hayes, Luke [photographer]. Waste Management Headquarters. Sharjah, UAE. 2018-TBC. Retrieved from: https://www.zaha-hadid.com/architecture/beeah-headquarters-sharjah-uae/ [Accessed 17/2/20] Εικ. 42, 43, 44: Open Architecture. Qingshan, Wu [photographer]. UCCA Dune Art Museum, Qinhuangdao, China. 2018. Retrieved from: https://www.archdaily.com/907596/ ucca-dune-art-museum-open-architecture [Accessed 17/2/20] Εικ. 45, 46, 54: ICD University of Stuttgart. ICD Aggregate Pavilion 2018. [Development Process Image]. 2018. Retrieved from: https://www.icd.uni-stuttgart.de/projects/ icd-aggregate-pavilion-2018/ [Accessed 17/2/20] Εικ. 47: Dierichs, Karola, and Menges, Achim. “Simulation of Aggregate Structures in Architecture: Distinct-Element Modeling of Synthetic Non-Convex Granulates.”. 2014. doi:10.1007/978-3-319-11418-7_1. Εικ. 48: Hurley, R. C., et al. “Quantifying Interparticle Forces and Heterogeneity in 3D Granular Materials.” Physical Review Letters, vol. 117, no. 9, 2016, doi:10.1103/physrevlett.117.098005. Εικ. 49: Behringer, Robert P. Duke Department of Physics. Εικ. 50: Dierichs, Karola and Menges, Achim, ICD Stuttgart I ActLab Milan – Milan Architecture Week 2015. Εικ. 51: Formlessfinder. Load Test. [Concept Study]. NY. 2010. Retrieved from: https:// www.mascontext.com/issues/12-aberration-winter-11/fck-your-tectonics/

[Accessed

17/2/20] Εικ. 52, 53: Formlessfinder. Harris, James. [photographer]. Tent Pile. Design Miami, [archdaily]. 2013. Retrieved from: https://www.archdaily.com/459841/formlessfinder-stent-pile-a-hit-at-design-miami [Accessed 17/2/20]

93

Εικ. 55, 56 Self-Assembly Lab Team: Zilberman, N., Nelson, H., et al. Growing Islands.

Self-Assembly Lab MIT & Invena. Retrieved from: https://selfassemblylab.mit.edu/ growingislands [Accessed 15/2/20] Εικ. 57, 58: Rock Print Team: Gramazio, F., Kohler, M., Tibbits, S., et al. Rock Printing, Gramazio Kohler Research, ETH Zurich and the Self-Assembly Lab MIT. Retrieved from: https://selfassemblylab.mit.edu/rock-printing/ [Accessed 16/2/20] Εικ. 59, 60: Giannakopoulos, Sofoklis [Researcher]. Markopoulou, Areti. [Research Advisor]. Pylos. Iaac Institute for Advanced Architecture of Catalonia. Retrieved from: https://iaac.net/project/pylos/ [Accessed 15/2/20] Εικ. 61, 62: ETH Zürich. Procedural Landscapes 1. ETH Zürich in cooperation with: Prof.

Girot, ILA and Yael Girot, Atelier Girot. Elective Course. 2011. Retrieved from: http:// gramaziokohler.arch.ethz.ch/web/e/lehre/208.html [Accessed 15/2/20] Εικ. 63, 64: ETH Zürich. Procedural Landscapes 2. ETH Zürich in cooperation with: Prof.

Girot, ILA and Yael Girot, Atelier Girot. Elective course. 2011. Retrieved from: http:// gramaziokohler.arch.ethz.ch/web/e/lehre/211.html [Accessed 15/2/20] Εικ. 65: ETH Zürich. SmartSlab. [dezeen]. 2018. Retrieved from: https://www.dezeen. com/2018/08/03/eth-zurich-makes-light-concrete-ceiling-using-3d-sand-printing/ [Accessed 28/12/19] Εικ. 66, 67: Meibodi, Mania A., Jipa, Andrei et al. “Smart Slab. Computational Design and Digital Fabrication of a Lightweight Concrete Slab”. Mexico City, Mexico. 2018. Εικ. 68: Η σχέση του 3D Printer με τους τρεις σημαντικότερους παράγοντες: το design, τις φυσικές ιδιότητες του υλικού και τον εκτυπωτή. Εικ. 69, 70: Dillenburger, Benjamin and Hansmeyer, Michael. “Printing Architecture: Castles Made of Sand” In Fabricate 2014. UCL Press. 2017. Εικ. 71: Παυλίδης, Ορέστης. Πειραματισμοί με sand deposition και αφαίρεση άμμου μέσω σχισμών. Workshop Α. Λιάπη και E. Vermisso. Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών. Πανεπιστήμιο Πατρών. 2017. Εικ. 72, 73: Stanford, Nigel J. Chladni plate connected to speaker. “Cymatics: Chladni Plate - Sound, Vibration and Sand”. November 12, 2014. Retrieved from: https:// www.youtube.com/watch?v=tFAcYruShow&list=PLxP2kxZhGZ-zduk4iWTOCAGRwoLavJu3t&index=6&t=0s [Accessed 17/2/20]

94