Αναδυόμενες ιδιότητες υλικών, σημερινές δυνατότητες και προοπτικές

Αθηνά Σταυρίδου [δημοσιεύθηκε στο «Αρχιτέκτονες», αφιέρωμα Αρχιτεκτονική και Ψηφιακή Τεχνολογία, τεύχος 60, Νοέμβριος Δεκέμβριος 2006]

«Αναδυόμενες ιδιότητες υλικών, σημερινές δυνατότητες και προοπτικές»

αφορμή το βιβλίο Smart materials and technologies των Michelle Addington & Daniel Schodek[1].

 

“Building design absorbs, controls, almost invents an existence, an event… The architecture of the past used a static language. The architecture of the recent past had to invent a language that will absorb dynamics and change. Logically someone may predict that architecture of the future will embody such dynamic.” Peter Cook[2]

 

Η σημερινή τεχνολογική επανάσταση γίνεται στο «πολύ μικρό». Η έρευνα αιχμής ασχολείται με τις μοριακές ιδιότητες των υλικών. Οι τομείς που περιλαμβάνει εκτείνονται από την διάγνωση της σεισμικής συμπεριφοράς, την αναχαίτιση υλικών καταστροφών, την βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων παραδοσιακών υλικών έως την διάδραση με τον χρήστη για την δημιουργία μεταβαλλόμενων – ευφυών περιβαλλόντων[3] διαβίωσης με την χρήση έξυπνων υλικών.

Μετά τα κτήρια – high-tech, τους εικονικούς χώρους, και τα κτήρια- blobs της δεκαετίας του 90, όλα δείχνουν ότι επιστρέφουμε[4] στην υλικότητα μέσα όμως από μία διαφορετική προσέγγιση.
Η ψηφιακή διάσταση της αρχιτεκτονικής υποστηρίζει παρά καθορίζει την μορφή καθώς αυτή αποτελεί μια μόνη εκδοχή ανάμεσα σε πολλαπλούς μορφογενετικούς μετασχηματισμούς. Επεμβαίνει στη δομή μια και παραμετρικοποιεί τα αντικείμενά της, δημιουργώντας «πραγματικούς» χώρους που αλληλεπιδρούν με τον χρήστη. Τέλος με τη δυνατότητά της για διασύνδεση και δημιουργία ad hock καταστάσεων ωθεί στη διεπιστημονική συνεργασία. Υπολογιστές διασκορπισμένοι παντού και πουθενά δημιουργούν μικρομεταβολές, μεταφέρουν δεδομένα, επεξεργάζονται πληροφορία, θυμούνται για μελλοντική ανάγκη.

Στόχος η δημιουργία κτηρίων-περιβαλλόντων με λειτουργίες και ιδιότητες που πλησιάζουν αυτές ενός ζωντανού οργανισμού ίσως ακόμα και εμπλουτισμένες με ανθρώπινη νοημοσύνη. Περιβάλλοντα που λειτουργούν με πολλαπλούς τρόπους και ταυτόχρονα διαντιδρούν με τις μεταβαλλόμενες συμπεριφορές και επιθυμίες των ανθρώπων. Η ευφυΐα τους είναι ροϊκή και ελεύθερη για αυτό και δεν αποτελούν ένα ιδανικό σύστημα αλλά «μια ρευστή διάδραση ανάμεσα στον άνθρωπο και στο περιβάλλον».

 

Τα υλικά ως δυναμικά συστήματα

Τα υλικά σήμερα δεν περιορίζονται στις δύο διαστάσεις, δεν αποτελούν μόνο επιφάνειες που καλύπτουν το κτήριο. Είναι 3-διαστάσεων, καταλαμβάνουν χώρο. Είναι 4-διαστάσεων, εξελίσσονται στο χρόνο. Είναι ακόμα και 5- διαστάσεων καθώς μεταφέρουν ή μεταδίδουν πληροφορία.

«Ήδη εδώ και δεκαετίες έχουν αρχίσει να κοιτάνε τα υλικά ως δυναμικά συστήματα και όχι με στατικούς όρους» [5]. Και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα μια διαφορετική αντίληψη για τη σχέση υλικού και μορφής καθώς αυτή δεν επιβάλλεται απ’ έξω αλλά αναδύεται μέσα από ένα ενεργό υλικό. «Οποιοδήποτε υλικό, ανεξάρτητα από το πόσο απλή είναι η συμπεριφορά του, έχει ενδογενείς τάσεις και ικανότητες»[6]. Μέσα από σημεία κρίσης, περνώντας από μία κατάσταση σε μία άλλη αυτό το οποιοδήποτε υλικό γίνεται ενεργό. Αναδύονται δηλαδή ιδιότητες που ανταποκρίνονται κάθε φορά σε μία πολύπλοκη δυναμική συμπεριφορά των συστατικών του.

Έως τώρα αντιλαμβανόμασταν το κτήριο σαν το όριο ανάμεσα σε ένα εσωτερικό και σε ένα εξωτερικό περιβάλλον. Αυτό μας οδήγησε στο σχεδιασμό πολύπλοκων συστημάτων υψηλής τεχνολογίας κυρίως για τις όψεις, τα δάπεδα και τις οροφές που διαχειρίζονται – περιφρουρούν με σταθερότητα κάθε είδους διαφορά – μεταβολή των συνθηκών ανάμεσα στο έξω και το μέσα, εξασφαλίζοντας ένα ενιαίο και ισότροπο εσωτερικό περιβάλλον.

Για τους φυσικούς όμως το όριο δεν είναι πράγμα αλλά δράση. Τα περιβάλλοντα θεωρούνται ως ενεργειακά πεδία και τα όρια ανάμεσά τους ως ενεργές ζώνες μεσολάβησης, ως τόποι των αλλαγών και όχι απεικόνισης.

Έτσι «η εικόνα του κτιριακού ορίου ως την οριοθέτηση ανάμεσα σε δύο διαφορετικά περιβάλλοντα – ένα ομοιογενές εσωτερικό και ένα περιρρέον εξωτερικό – μπορεί ενδεχομένως να αντικατασταθεί από την ιδέα των πολλαπλών ενεργειακών περιβαλλόντων ροϊκά αλληλεπιδρώντας με το κινούμενο σώμα»[7].

Τα έξυπνα υλικά

Τα έξυπνα υλικά «έχουν μεταβλητές ιδιότητες και ανταποκρίνονται σε εφήμερες ανάγκες. Έχουν την ικανότητα να αποκρίνονται σε πολλαπλές καταστάσεις αντί να βελτιστοποιούνται για μία μοναδική κατάσταση»[8]. Σε αντίθεση με τα καθιερωμένα στατικά υλικά που αντέχουν στις δυνάμεις, «τα έξυπνα υλικά είναι δυναμικά δηλαδή συμπεριφέρονται σε απόκριση των ενεργειακών πεδίων».

Δεν είναι εύκολο να συλλάβει κανείς ένα τελικό αποτέλεσμα, καθώς αυτά τα υλικά υπόκεινται σε συνεχείς μετασχηματισμούς δράσης και αλληλεπίδρασης. Θα μπορούσε ενδεχομένως να πει κανείς πως μιλάμε περισσότερο για σειρές ενεργειών, για ένα σύνολο ή συναρμογή ιδιοτήτων παρά για υλικά αναγνωρίσιμα και ποσοτικοποιήσιμα από την μοριακή δομή τους.

Είναι αρκετά δύσκολο να ορίσει κανείς τι είναι αυτό που κάνει ένα υλικό έξυπνο τη στιγμή που ό,τι μπορεί να κάνει ένα έξυπνο υλικό μπορεί να το κάνει και ένα συμβατικό.  Πολλές φορές η εξυπνάδα ταυτίζεται με την αυτοματοποίηση και τα καθολικά έμμεσα κατασκευαστικά συστήματα που είχαμε έως τώρα για τη διαχείριση των μεταβολών θερμοκρασίας, φωτός, κ.τ.λ.π. Συστήματα που κάθε άλλο από ξεχωριστά και άμεσα δεν είναι.

Τα έξυπνα υλικά μας αναγκάζουν να σκεφτούμε σε μικρή κλίμακα: τι χρειάζεται το σώμα και όχι τι χρειάζεται το κτήριο. Δίνουν τη δυνατότητα να σχεδιάσουμε άμεσα και ξεχωριστά περιβάλλοντα για το σώμα, αλλά «δεν έχουμε οδηγό για την εφαρμογή τους σε αυτή την σημαντική αρένα»[9].

Για τους Michelle Addington & Daniel Schodek[10] οι πιο σπουδαίες σκέψεις για τα έξυπνα υλικά είναι αυτές που σταχυολογούνται από την συμπεριφορά τους.«Είτε πρόκειται για μόριο, για υλικό, για συνδυασμό ή για ένα σύστημα, τα «έξυπνα υλικά» θα παρουσιάσουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

  • Αμεσότητα (immediacy) – αποκρίνονται σε πραγματικό χρόνο
  • Παροδικότητα (transiency) – αποκρίνονται σε περισσότερες από μία περιβαλλοντικές καταστάσεις
  • αυτο – ενεργοποίηση (self-actuation) – η ευφυΐα τους είναι εγγενής
  • επιλεκτικότητα (selectivity) – η απόκρισή τους είναι ξεχωριστή και προβλεπόμενη
  • ευθύτητα (directness) – η απόκρισή τους είναι τοπική σε ένα ενεργοποιημένο γεγονός

 

Είναι μάλλον αυτό το τελευταίο χαρακτηριστικό, η ευθύτητα, που θέτει την μεγαλύτερη πρόκληση στους αρχιτέκτονες και οδηγεί στην σκέψη της χρήσης των έξυπνων υλικών, επιλεκτικά και στρατηγικά. Έτσι αντί να επιλέγονται αφού έχει ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός, τα υλικά και οι ιδιότητές τους αποτελούν το σημείο εκκίνησης. Το κτήριο δεν αποτελεί πια ένα αυτόνομο αντικείμενο αλλά έναν τόπο μεταβαλλόμενο στον οποίο συνυπάρχουν και αλληλεπιδρούν πολλαπλά συστήματα, όχι απαραίτητα όλα αρχιτεκτονικά.

Τα έξυπνα υλικά δεν φαίνονται και δεν σχεδιάζονται σαν να ήταν γνωστά αντικείμενα εγκαταστημένα σε ένα τόπο. Και αυτό επηρεάζει και τον ίδιο τον σχεδιασμό που πρέπει να εστιάζει περισσότερο στο τι θέλουμε να κάνουν αυτά τα υλικά και όχι στο πως φαίνονται τελικά.

Έχοντας πια τη δυνατότητα να σχεδιάζουμε αρχίζοντας από το πολύ μικρό, από μια μόνη κίνηση και να δημιουργούμε τοπικά και διασυνδεδεμένα γεγονότα, το πρόβλημα της εμπειρίας, του τι αισθάνονται οι χρήστες και πώς θα μπορούσαν να διαντιδρούν με το περιβάλλον τους, επιστρέφει στο προσκήνιο της αρχιτεκτονικής.


[1] Michelle Addington & Daniel Schodek, Smart materials and technologies, Architectural Press, 2005, μετάφραση δική μου

[2] Peter Cook, Architecture: action and plan, Studio Vista. Reinhold Publishing Corporation, London 1967, σ. 41

[3] μετάφραση του όρου intelligent environments. [intelligentia – Intelligere – διακρίνω ή επιλέγω, inter (between) and leger (to choose)]

[4] Δημήτρης Παπαλεξόπουλος, «επιστροφή στην υλικότητα», Highligths, τεύχος 13, 2004, σελ. 116

[5] Manuel DeLanda, Material Complexity, digital tectonics, ed. Neil Leach, David Turnbull, Chris Williams, Wiley – Academy, 2004, σελ.14, μετάφραση δική μου

[6] i.b.

[7] Michelle Addington & Daniel Schodek, Smart materials and technologies, Architectural Press, 2005, σελ.7, μετάφραση δική μου

[8] ibid, σελ.3

[9] ibid, σελ.10

[10] ibid, σελ.10

Σχολιάστε

Συνδεθείτε για να δημοσιεύσετε το σχόλιο σας:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s