Arhitectura In Era Digitala

Arhitectura in era digitala

CUPRINS

Plan idei și concepte

Introducere

I. Precursorii arhitecturii digitale – Expoziția “Arheologia digitalului”

1. O decadă de modificări arhitecturale asistate digital – proiectul Lewis Residence

2. Biozentrum – sau anatomia unui proiect aproape viu

3. Expansiunea unei sfere direct în lumea digitală

4. Geometriile suple, create digital, ale lui Shoei Yoh

II. Contextul epocii actuale – arhitectura în era digitală

II.1. Tehnologii digitale

II.2. Materiale noi

II.3. 3D Digital printing/Robotica

II.4. Dezvoltare durabilă

III. Tendințe și direcții în arhitectura digitală

1. Diagramele voronoi

2. Fractali în arhitectură

3. Banda lui Moebius

Concluzii

Bibliografie:

Plan idei și concepte

Viețile noastre se transformă și curg digital, iar acest lucru este valabil și în arhitectură, unde peisajul nu este cu mult mai diferit: implementarea tehologiilor de proiectare digitală au avut un parcurs lent, experimental și limitat la reprezentări bidimensionale. În ultimii ani însă puterea de absorbție a tehnologiilor digitale în arhitectură a luat avânt. Suntem martorii unei evoluții rapide de la imagini stângace la lucrări veritabile de artă, în format digital sau chiar fizic.

Memoria arhitecturală de astazi nu mai traiește în cărți sau reviste de arhitectură. Un secol de print a fost deja înlocuit de hard discuri și retele, capabile să citească, scrie și să mute fișiere si foldere, să le multiplice și să modifice în funcție de nevoile arhitecțior. Istoria arhitecturii se scrie acum în timp real și include datele complete ale proiectelor.

La sfârșitul anilor 80’ au apărut și primele experimente în domeniul arhitecturii, odată cu dezvoltarea tehnicii. Începând cu Frank Ghery, Peter Eisenman, Chuck Hoberman, Shoei lui Yoh și Greg Lynn, arhitectura avangardistă din sfera digitală primește baza teoretică atât de necesară la începutul oricărei perioade de căutări și experimente precum și direcții inedite de explorat. Acești patru arhitecți au căutat  computerul  cu nevoi diferite și în acest sens au creat patru direcții foarte clare în evoluția arhitecturii.

Se poate afirma că noile tehnologii au acaparat toate domeniile și fiecare colț din viața de zi cu zi și au afectat chiar gândirea arhitecturală (cum vedem arhitectura, ce așteptăm de la ea și cum ne relaționăm la spații). Această racordare a manifestărilor arhitecturii la noile paradigme ale dinamismului, variabilității și complexității a fost pregătită de-a lungul istoriei prin însăși evoluția imaginilor de arhitectură ce au obținut statutul de construcții digitale.

Arhitectura creată digital se bazează pe "seturi de numere stocate în format electromagnetic" utilizate pentru a crea reprezentări și simulări care să corespundă performanțele unui material și pentru a mapa artefactele construite. Este normal deci, ca tendința de abordare a design-ului să fie făcută cu ajutorul sistemelor dinamice, raționale, capabile să genereze structuri complexe  deschise, care  să poata fi  manifestate  instantaneu.

O altă consecință a evoluției și efiencientizării tehnologiei este reinterpretarea materialelor tradiționale și descoperirea de materiale noi high, tech.

Implicațiile transformării relației dintre arhitect și mijloacele de producție constau într-o modificare a felului de asumare a responsabilității, arhitecții trebuind să reinvestească timp în a înțelege pe deplin toate aspectele practicii lor digitale, de la turnarea metalului până la inginerie robotică.

Relația tradițională „funcțiune-formă-structură” este urmată de secvența „informație-reprezentare-interacțiune”. Tehnologia imprimării 3D aduce designul direct la form dorită în cel mai scurt timp. Procesul reprezintă de fapt crearea unui obiect solid prin suprapunerea unor straturi, mai exact prin depunere de aditivi. Aceste sisteme de imprimare au devenit rentabile și accesibile și au  început să se mute în casele oamenilor, și chiar să construiască locuințele oamenilor. Mai mult, cu open-source și continua dezvoltare a softurilor nu trebuie să fii abil tehnologic sau designer să printezi forme complexe.  Potențialul de producție în arhitectură este enorm. Detaliile arhitecturale pot atinge pragul percepției umane. Costul nu mai este asociat cu complexitatea, prețul este același pentru imprimarea unei grote foarte detaliate cu al unui cub primitiv.

Materialele de construcție, texturile și culorile acestora pot fi, de asemenea, clapele unui instrument la care se poate “cânta”, de către arhitect, o muzică răcoroasă. Materialele naturale – pământurile, în primul rînd, de la cel nears până la ceramici, dar și piatra sau lemnul cel viu – sunt aici, ne așteaptă să ne venim în fire. Ne așteaptă pe noi, arhitecții, să încetăm de a mai fi agenți de vânzări ai unei decerebrate industrii care împute locurile, spre a face ciment și betoane de care, apoi, nu mai putem scăpa. Tehnologia cu ajutorul căreia construim astăzi nu trebuie să ne împiedice a mai gândi arhitectura în termenii unei croieli potrivite cu mediul.

Concepte de bază în teoria design-ului precum reprezentare sau tipologii sunt transformate și apar concepte precum morfogeneză, design generativ sau de optimizare, materializare sau producție.

În ultimele decenii, modelarea parametrică trecut de la a fi un truc matematic utilizat de de Gaudi, Otto, Sutherland, și unii ingineri, la o parte obișnuită a practicii arhitecturale. În timp ce în matematică, intelegem parametrica printr-un set de cantități exprimate ca o funcție explicită de un număr de parametri independenți, în arhitectură este completată de o dogmă utilitară pentru a explora posibilitățile oferite de model. Aceste software-uri sofisticate ii elibereaza pe arhitecțiilor de astăzi de la calcule interminabile, realizand forme complexe, cum ar fi benzi Mobius și bule de apă, la fel de usor ca forme rectilinii convenționale, fenomen care era de neimaginat cu un deceniu în urmă.

Dacă privim arhitectura ca obiect cu reprezentare spațială, avem de-a face cu multă geometrie descriptivă și un pic de matematică pentru a înțelege designul obiectului. Arhitectura contemporană după era BULEI (Blob) pare să fie din ce în ce mai complexă. Proiectarea și modelarea suprafețelor free-form și curbe ca elemente de construcție, care sunt asociate cu diferite componente și au mai multe modele nu este un lucru ușor de făcut cu metodele tradiționale.

în concluzie, datorită tehnicilor digitale de design, arhitecții sunt puși în poziția de maeștrii constructori, fiind complet implicațiîn producerea construcției (în mare măsură asemănător constructorilor medievali), interferând cu discipline externe arhitecturii –precum știința materialelor sau CAM (controlul fabricării componentelor și al realizării construcției. Cu alte cuvinte, transformările din arhitectură au fost întâi căutate, dorite și imaginate, iar tehnologiile digitale sunt doar mijloacele de realizare ale acestora, ele venind în sprijinul găsirii acestor răspunsuri, fiind doar catalistul transformărilor începute la sfârșitul secolului al XX-lea.

“Revoluția digitală nu a adus moartea orașelor noastre, dar nici nu le-a lăsat neafectate. Un strat subțire de elemente digitale a acoperit mediul nostru urban, a amestecat laolaltă biții și atomii într-un mod fără precedent”. În afară de efectele fizice vizibile pe care le-a adus cu sine digitalul în arhitectură (senzori, camere video, microchipuri de control), există și diferențe în prelucrarea propriu-zisă a ideilor până la a lua forma unei clădiri/construcții. Dacă arhitecții apelează la calculator și la diverse metode generative în procesul de design, este inevitabil să se racordeze la ceea ce se întâmplă în domeniile adiacente disciplinei lor. Și asta doar pentru că, atunci când ei sunt atenți, structurile clădirilor de transformă instantaneu, dând naștere unor concepte și idei revoluționare.

Introducere

Nu mai este demult o noutate faptul că viețile noastre se transformă și curg digital. Păstrăm amintirile în variantă electronică, ne scriem gândurile online, plătim, citim, aproape trăim în mediul digital. Tehnologiile avansează cu viteză incredibilă, lăsându-ne cu restanțe chiar și în domeniul în care activăm.

În arhitectură peisajul nu este cu mult mai diferit: implementarea tehologiilor de proiectare digitală au avut un parcurs lent, experimental și limitat la reprezentări bidimensionale. În ultimii ani însă puterea de absorbție a tehnologiilor digitale în arhitectură a luat avânt. Suntem martorii unei evoluții rapide de la imagini stângace la lucrări veritabile de artă, în format digital sau chiar fizic.

Într-un dialog cu studenții arhitecți, Louis Kahn a fost întrebat de către unul din ei dacă poate să le spună cum va arăta arhitectura peste 50 de ani. Rezumând răspunsul marelui arhitect el a sunat astfel: Dacă am ști cum va arăta am putea să o facem chiar astăzi. S-a întâmplat în 1964 la Rice University, cu 12 ani înainte ca Steve Jobs și Steve Wozniak să realizeze primul calculator Apple I. Deși au trecut de atunci cei 50 de ani, o arie largă a creației actuale de arhitectură nu a fost prefigurată; e vorba de ceea ce se înțelege astăzi prin arhitectura digitală.

Machetarea manuală permite și azi arhitecților să testeze prin a face, și nu prin a gândi. Evaluarea materială permite ușurarea muncii prin obținerea de soluții directe, mai degrabă decât să ofere o imagine a ceea ce o soluție ar putea arăta. Aplicarea sensibilităților digitale pentru modelarea materială prăbușește orice diferență între digital si material.

“Prototipurile “, nu stilurile arhitecturale sunt cele care definesc arhitectura erei noastre. Modul de lucru inter-disciplinar întunecă distincția între mass-media, imagine și material, transformând pe fiecare în subsetul celuilalt. Concepte care își încep viața ca și comenzi într-o aplicație evoluează rapid, în funcție de abilitățile fiecăruia la proiect compus din materiale, structura și suprafață. “Prototipurile” devin cele care fac legatură.

Grafica arhitecturală circulă constant între utilizatori sub formă de colecții de diagrame, imagini și documente ce includ proiecte faimoase, familiare sau chiar concepte. Spațiul grafic digital nu mai este nici original, nici copie, făcând criteriile de măsurare a performanțelor în materie să fie determinate de aura, sentimentul și autenticitatea unui proiect. Dimensiunea și complexitatea noului spațiu de muncă fac ca navigarea și căutarea în spațiul virtual să fie noul model de lucru, sfera digitală este o interfață între percepție și expresie

Arhitectura argumentată și mediile ambiante cer arhitecților un nivel de atenție crescut în cazul sistemelor de operare, rețele și tehnologii conective în spatiul în care materialele și structurile contructive de astăzi să fie încorporate direct in proiecte.

Memoria arhitecturală de astazi nu mai traiește în cărti sau reviste de arhitectură. Un secol de print a fost deja înlocuit de hard discuri și retele, capabile să citească, scrie și să mute fișiere si foldere, să le multiplice și să modifce în funcție de nevoile arhitecțior. Istoria arhitecturii se scrie acum în timp real și include datele complete ale proiectelor.

Precursorii arhitecturii digitale – Expoziția “Arheologia digitalului”

Lewis Residence, Biozentrum, Expanding Sphere și Galaxy Toyama

Sursa imagine: http://www.cca.qc.ca/en/exhibitions/1964-archaeology-of-the-digital

La sfârșitul anilor 80’ au apărut și primele experimente în domeniul arhitecturii, odată cu dezvoltarea tehnicii. Începând cu Frank Ghery, Peter Eisenman, Chuck Hoberman, Shoy lui Zoh și Greg Lynn, arhitectura avangardistă din sfera digitală primește baza teoretică atât de necesară la începutul oricărei perioade de căutări și experimente precum și direcții inedite de explorat.

Într-un efort  de a întelege fenomenul, CCA (Canadia Ceelor.

Precursorii arhitecturii digitale – Expoziția “Arheologia digitalului”

Lewis Residence, Biozentrum, Expanding Sphere și Galaxy Toyama

Sursa imagine: http://www.cca.qc.ca/en/exhibitions/1964-archaeology-of-the-digital

La sfârșitul anilor 80’ au apărut și primele experimente în domeniul arhitecturii, odată cu dezvoltarea tehnicii. Începând cu Frank Ghery, Peter Eisenman, Chuck Hoberman, Shoy lui Zoh și Greg Lynn, arhitectura avangardistă din sfera digitală primește baza teoretică atât de necesară la începutul oricărei perioade de căutări și experimente precum și direcții inedite de explorat.

Într-un efort  de a întelege fenomenul, CCA (Canadia Centre of Architecutre ), împreună cu  arh Greg Lynn, au deschis după doi ani de cercetări expoziția  “Arheologia Digitalului(Archaeology of the Digital)”.  Expoziția a fost  concepută  ca o anchetă în vederea stabilirii bazelor arhitecturii digitale, începând cu sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990, prin intermediul a patru proiecte seminale care au stabilit noi direcții îndrăznețe de cercetare arhitecturală prin experimentarea cu instrumente noi  digitale: Lewis Residence de către Frank Gehry (1985-1995), Biozentrum de Peter Eisenman proiect nerealizat (1987), Expanding Sphere a lui  Chuck Hoberman (1992) și structuri de acoperiș pentru Odawara  a lui Shoei lui Yoh (1991) și Galaxy Toyama (1992) Gymnasiums. 

Acești patru arhitecți au căutat  computerul  cu nevoi diferite și în acest sens au creat patru direcții foarte clare în evoluția arhitecturii. Pentru Frank Gehry, computerul a influențat dezvoltarea unui limbaj de design expresiv. Seria de desene sau modele neterminate pentru Lewis Residence arată o interacțiune fascinantă între simulări pe computer, tri-dimensionale și modele fizice care duce la un nou vocabular arhitectural. Pentru propunerea pentru Centrul de Biologie  al Universitatea JW Goethe din Frankfurt  Main, Peter Eisenman s-a folosit de scripting pentru a crea diferite iterații de reprezentări abstracte ale structurilor ADN-ului. Calculul a fost crucial pentru  proiectele Iris Dome and Expanding Sphere  a lui Chuck Hoberman, deoarece i-a permis  efectuarea de  calcule geometrice complexe. Pentru acoperișurile Galaxy Toyama și Complexul Odawara Municipal Sport (neconstruit), Shoei Yoh s-a  folosit de producție condusă de calculator pentru a varia lungimea elementelor structurale, permițându-i să creeze forme de acoperiș sculptate care au răspuns la sarcini grele.

O decadă de modificări arhitecturale asistate digital – proiectul Lewis Residence

Lewis Residence de Frank O. Gehry (1985-1995) a prevăzut în explorare, puterea de raționalizarea calculatorului în descrierea și fabricarea de noi elemente tectonice structurale. Rezumatul acestui proiect poate fi concentrat într-o idee simplă: arhitectul Gehry a investit aproximativ zece ani în dezvoltarea unui proiect ce nu a fost realizat, dar care l-a transformat într-un pionier al arhitecturii digitale.

Proiectele rezidențiale i-au oferit lui Gehry libertatea de a experimenta, prilejuind multe dintre descoperirile sale dramatice și atingând apogeul în etapele succesive de design pentru Lewis residence. Ceea ce a început ca o reamenajare rezidențială a durat în cele din urmă aproape un deceniu și a generat mai multe modificări și extinderi pentru a se plia pe nevoile (în continuă schimbare) ale clientului, dar și pentru a satisface ambițiile sporite ale arhitectului.

Sursa imagine: http://www.cca.qc.ca/en/exhibitions/1964-archaeology-of-the-digital

Gehry a descries procesul ca fiind echivalentul unei burse MacArthur în cercetare, datorită sprijinului oferit de client pentru studiul intens de material, tehnici și metode – un efort care a produs numeroase idei ce au alimentat opera sa ulterioară.

Planul de renovare al casei originale a fost abandonat repede în fața nevoilor de montare a unei structuri adiționale care ar fi copleșit structura existentă; suprafața a crescut de la 1672 la 3900 de metri pătrați. Proiectul final (care măsura 2043 de metri pătrați) s-a dovedit a fi suficient de generos pentru a acomoda toate preferințele clientului: o bucătărie profesională, mai multe dormitoare matrimoniale, un spațiu de galerie, o piscină de lungime olimpică, camere pentru invitați și personal, și garaju.. Situat pe nouă hectare de pădure, proiectul a fost conceput ca o colaborare parțială cu mai mulți artiști, printre care Larry Bell, Richard Serra și Frank Stella, arhitect peisagist Maggie Keswick Jencks, și arhitectul Philip Johnson.

Macheta proiect 1992-Sursa imagine http://philamuseum.org/exhibitions/329.html

În ciuda faptului că nu a fost realizat, “Lewis Residence” rămâne un reper important pentru Gehry, d\nd na;tere unui parcurs care începe cu sintaxa formală regăsită la Winton Guest House (1983-1987) în Wayzata – Minnesota, și se termină cu tot mai multe forme complexe și unice realizată numai cu ajutorul tehnologiei de proiectare asistate de calculator.

Biozentrum – sau anatomia unui proiect aproape viu

Peter Eisenman la Frankfurt Biozentrum (1987) a testat capacitatea computerului de a genera propriul limbaj formal. O încercare de avangardă pentru script-ul digital, procesul de proiectare geometrii Biozentrum a ieșit din reprezentări abstracte ale structurilor ADN-ului, manipulate prin procese destinate pentru a simula replicarea genomului.

Una dintre ambițiile lui Peter Eisenman pentru “Biozentrum” fost de a utiliza un calculator ca un instrument de modelare capabil de a elabora forme predefinite în secvențe interminabile pe baza situațiilor logice din cod. Opt forme, împrumutate de la modele genetice, au fost aranjate și scalate unu la altul, în secvență. Eisenman a fost în căutarea unei contrapartide digitale pentru viziunea sa. În cele din urmă a încercat să identifice un instrument rațional lingvistic capabil de a crea figuri care se suprapun, complexe, cu aliniamente complicate, conexiuni și cântare scriptate folosind declarații logice, care ar putea fi revizuite și repetate la nesfârșit.

Oscilația între cod scris și algoritmi, între planuri elaborate cu triunghiuri reglabile și matrice grafic, a fost un hibrid între design digital și analog. Eisenman s-a folosit de o serie de algoritmi similari celor utilizați azi în proiectarea asistată de calculator. Surprinzător și, în egală măsură relevant, este citatul arhitectului (expus concomitent cu macheta Biozentrum): “Eu nu știam atunci că gândesc la fel cal un calculator”. Într-un alt interviu, acordat recent unei reviste, Eisenman detaliază mecanismul găndirii care îl conduce și astăzi în munca proprie: eu nu pot citi pe computer. Ori de câte ori cineva desenează ceva la calculator, vreau să-l tipăresc ca să pot desena peste el, fie cu hârtie de calc pe el sau direct peste. Nu poți face un plan direct în calculator prin conectarea unor puncte. Trebuie să te gândești la o diagramă sau la ceea ai vrea să faci”.

Biozentrum în expoziție

Sursa imagine:Peter Eisenman, Eisenman/Robertson Architects. Biozentrum, Biology Center pentru J.W. Goethe University, Frankfurt am Main, Germany: Studiu macheta, 1987

Expansiunea unei sfere direct în lumea digitală

În cadrul proiectului Expanding Sphere (1992), Chuck Hoberman a încercat să-șo hrănească pasiunea pentru arta kinetică, prin îmbinarea ei cu o sferă obișnuită. Actualmente sfera Hoberman este departe de mai fi un obiect normal, principiul de funcționare original: reprezintă un poliedru cu pliere fin reglată, care se extinde și se contracta ușor.

Principiul de funcționare al sferei a deschis calea pentru explorări mai târziu în arhitectura receptivă și de adaptare, fiind astăzi aplicat și pentru jucării de plastic multicolore.

Sursa imagine: http://www.hoberman.com/portfolio

Mai târziu, ca o continuare a Sferei a apărut Domul Geodezic, care pornește de la un cluster de 1,5 metri și ajunge la o cupolă structurală 6-metri, atunci când se trage de bază. Desfășurata are aceeași formă cu modelul triangulat static al cupolei Buckminster Fuller. De asemenea, domul geodezic, ia această structură istorică și o aduce in secolul XXI.

Sursa imagine: http://www.hoberman.com/portfolio

Geometriile suple, create digital, ale lui Shoei Yoh

Liniile folosite de Shoei Yoh la Odawara Gymnasium si Galaxy Toyama Hall (1992) pentru schetul din lemn al acoperișului au fost verificate integral prin analiza pe calculator, folosind codificarea intensă și testarea virtuală pentru a avansa un limbaj structural minimal.

Structura acoperișului Odawara nu poate fi redusă la o singură dimensiune uniformă. Conturul particularizat și diferențial prezintă o imagine care este, aparent, situate între exactitate geometrică și configurație arbitrară mai degrabă decât o derivare de forță din contradicția decorului cu structura (curios prezentă în ambele forme contradictorii ale desconstructivismului și disjuncția post-modernă de spații decorate vintruvian). Baza proiectului Odawara este o suprafață topologică particularizată diferit, și anume morfic și suplu, capabil de transformare lichidă.

Ar trebui să fie comparat cu Tokyo Bay al lui Rem Koolhaas și holul principal de la Rotterdam Kundthall. Pe scurt, ceea ce reprezintă acoperișul, este o filiere între sisteme programatice disparate, sisteme structurale și mecanice, utilizarea sitemelor suple, mai degrabă decât geometrii rigide, care sunt capabile de a susține diferite particulități care rezultă din aceste conexiuni neprevizibile. În cele din urmă, rezultă o rezistență la unirea acestor relații complexe, fie ele puncte fixe în stil expresionist de forme cube.

Structurile specifice și specializate ale acoperișului sugerează o logică comună a linearității curbe, care este capabilă de internaliza intens forțele exterioare. Diferența în netezire, care începe să apară în acest proiect, rezultă dintr-o aderare la neprevăzutul pragmatic structural, dar și al programului și a costurilor.

Sursa imagine: Shoei Yoh + Architects, print on paper, 34.2 x 56.9 cm.

II. Contextul epocii actuale – arhitectura în era digitală

Instalatia se compune dintr-un câmp de 48 de coloane luminoase , care emit sunete si care răspund la mișcare . Vizitatori își țes o cale prin sculptura , creând propria lor călătorie unică în lumină și muzică

Explozia tehnologică și propagarea calculatoarelor în aproape toate practicile de arhitectură duc la un volum imens de producții digitale arhitecturale la începutul anilor 2000. Cu toate că numărul lor a crescut extraordinar, modurile de abordare a arhitecturii nu s-au diversificat la fel de mult. Multe birouri în vogă nu fac altceva decât explorări formale, în același fel în care o făceau și la începutul anilor ’90 doar că acum au mai mult curaj în a propune volumetrii complexe (sau, mai corect spus, complicate) fiindcă tehnologia le facea proximativ ușor de executat fără a căuta un mod cu adevărat inovator de a folosi capacitățile computaționale.

Birouri de arhitectură precum Contemporary Architectural Practice (CAP) condus de Ali Rahim, Emergent, Jerry Tate Architects, Kol/Mac LLC sau P-A-T-T-E-R-N-S aduc abordări noi, inedite și propun un limbaj al variabilității și complexității punând accentul pe proces și design-ul digital transformând conceptul de formă în cel de formare.

Într-o oarecare măsură transformările actuale din arhitectură pot fi asemanate cu o variantă digitală a mișcării Arts & Crafts, trecându-se de la realizarea produsului finit la realizarea întregului design.

Spre deosebire de perioadele anterioare, revoluția digitală nu a adus în sfera comunicării vizuale o tehnică radical inovatoare față de cele existente, cel puțin nu încă; sunt angajate aceleași metode, doar că acum sunt executate de computere, iar algoritmii implicați sunt mai compleți, la fel și posibilitatea manipulării elementelor în spațiul tridimensional virtual. Dacă modernismul a adus noi forme și noi moduri de a vedea și reprezenta realitatea, arhitectura din secolul XXI le transformă în manierism și aduce ca noutate modul în care acestea sunt combinate, accesate, interconectate sau cu alte cuvinte, felul în care acestea sunt utilizate.

II.1. Tehnologii digitale

Arhitectura creată digital nu implică utilizarea unor materiale reale (cărămidă, piatră, sticlă, oțel, lemn). Aceasta se bazează pe "seturi de numere stocate în format electromagnetic" utilizate pentru a crea reprezentări și simulări care să corespundă performanțelor unui material și pentru a mapa artefactele construite.

Pentru a înțelege procesul trebuie întâi să întelegem contextul. Este necesar să remarcăm că media, lumile virtuale, rețele sociale, identitate, structuri sociale, etnografie, comportamente, informație, publicuri, rețele, MMORPGuri, probleme sociale, tipologii, realitate augumentată, inovare, social networking, media, digitalul, sunt toate o realitate care a acaprat toate domeniile și fiecare colț din viața de zi cu zi.

În arhitectură, imaginea are o poziție privilegiată, iar din acest motiv transformările din lumea digitală influențează modurile de reprezentare ale arhitecturii și au implicații atât de profunde încât ajung să-și lase amprenta asupra procesului de creație. Se poate afirma că noile tehnologii au afectat chiar gândirea arhitecturală (cum vedem arhitectura, ce așteptăm de la ea și cum ne relaționăm la spații). Această racordare a manifestărilor arhitecturii la noile paradigme ale dinamismului, variabilității și complexității a fost pregătită de-a lungul istoriei prin însăși evoluția imaginilor de arhitectură ce au obținut statutul de construcții digitale.

Este normal deci, ca tendința de abordare a design-ului să fie făcută cu ajutorul sistemlor dinamice, raționale, capabile să genereze structuri complexe deschise, care să poata fi manifestate  instantaneu.

Practica de arhitectură contemporană este marcată de tehnologiile digitale, de la concept până la materializare. Proiectarea, analiza, reprezentarea, fabricația și asamblarea fac parte din același proces colaborativ, ce devine posibil datorită tehnologiilor digitale. Astfel, prin aducerea în prim-plan a informației, se realizează un digital continuu, o legătură directă între proiect și obiectul construit.

În clipa de față există o multitudine de programe dintre care atelierele de arhitectură pot alege, unele concepute pentru proiectarea de specialitate, iar altele adoptate. Dar aceste programe își aveau limitele lor, nefiind capabile să raspundă complet la nevoile unei meserii ce operează în totalitate cu geometria tridimensională. Studierea minuțioasă a unui program sau a unor tehnici specifice poate fi de multe ori redundată, domeniul fiind într-o continuă evoluție.

 Legitimitatea folosirii uneltelor proprii mediului digital este dată de capacitatea integrativă a acestora, de abilitatea de a genera mai multe opțiuni și, mai ales, de a relaționa toți acești parametric și a-i traduce într-un obiect real. CATIA (Computer Aided Three dimensional Interactive Applications), de exemplu, este una dintre cele mai avansate platforme integrate de tip: CAD/CAM/CAE având la bază ultimele tehnologii din domeniul industriei informatice. Arh Frank Gehry a dezvoltat propria versiune a programului, versiune care, ulterior, a fost comercializată. 

Formele unice ale clădirilor nu numai că au putut fi atent controlate cu ajutorul programului, dar acesta a facilitat și calculul costurilor de execuție, deci  clădirile putând fi finalizate în bugetul impus. CATIA este de asemenea “capabil să definească orice suprafață ca ecuație. Acest lucru ne arată că dacă întrebi calculatorul de orice punct de pe o suprafață, acesta îl recunoaște”.

Frank O. Gehry & Associates, Inc. Lewis Residence, Lyndhurst, Ohio: Elevatie render din Catia 3D model,1989-1995

O altă categorie de programe este aceea a managementului de imagini, definite de pixeli. Imaginea provenită de la o fotografie digitală sau un scan, poate suferi un număr mare de transformări (retușuri digitale). Aceste programe sunt folosite pentru controlul rezoluției, al culorilor, vectorizarea imaginii sau pregrătirea pentru imprimare. Imaginea astfel prelucrată poate avea un rol important în utilizarea programelor CAD, imaginea putând fi folosită ca suport sau în generarea unor forme noi

II.2. Materiale noi

O altă consecință a evoluției și efiencientizării tehnologiei este reinterpretarea materialelor tradiționale și descoperirea de materiale noi high tech. Capacitatea noastră de a ne dezvolta în mod constant și de a folosi materiale existente în noi moduri, creând continuu  altele noi a devenit esențială pentru modul în care arhitectura și-a  schimbat forma, exprimarea și stilul de-a lungul secolelor. Astăzi, cercetarea și dezvoltarea materialelor avansate a devenit o ramură complexă a științei cu accent pe financiar, relația cu resursele și sustenabilitate.

 Utilizarea în  noi moduri a materialelor, folosește în a ajuta la promovarea dezvoltării durabile în industria construcțiilor, precum și în a dezvolta  și reînnoi arhitectura prin intermediul unor noi tipuri de suprafețe, expresii   și experiențe.

De exemplu, Herzog & de Meuron Elbphilharmonie din Hamburg are un nou tip de punți de beton cu bile goale de plastic turnate în beton pentru  a face materialul 30% mai ușor decât betonul obișnuit.

Herzog & de Meuron Elbphilharmonie din Hamburg

Aceste punți de lumină au făcut posibil să se construiască o prelungire pe partea superioară a unui depozit de 100 de ani. Mai mult decât atât, sticla a fost folosită într-un mod cu totul nou, acela de a crea fațada unică a clădirii.  

Importantă de menționat este și stația de cercetare de Halley VI în Antarctica, unul dintre cele mai exigente proiecte de construcție întreprinse vreodată, frigul extrem este păstrat afară de către ferestre cu  izolare puternică, umplute cu nanogel, dezvoltate inițial pentru industria spațială.

Producătorii de materiale, cercetătorii, inginerii și arhitecții dezvoltă continuu proprietățile și potențialul materialelor. Un exemplu este proiectul TailorCrete,  în care  Institutul Tehnologic Danez a folosit robotica pentru a dezvolta noi utilizări pentru beton.

Așa-zisele FAȚADE VERZI au evoluat de la ideea de înveliș al unei suprafețe cu un covor de vegetație la sistemul de fațadelor cu alge pentru producerea de biomasă pe suprafața clădirii și transformarea ei în energie. Această fațadă cu alge este un exemplu al modului în care industria de construcții dezvoltă noi materiale care vor reduce consumul de energie în clădirile noastre.

Fațadă în sitem Arup

II.3. 3D Digital printing/Robotica

Tehnologia evoluează la fel de repede, iar mașinile care inițial au fost folosite în industrii sunt adaptate la nevoile arhitectilor și nu numai. Tehnologia 3D Digital printing funcționează pe principiul unei imprimante 2D care lucrează doar în planul orizontal X-Y, cu adăugarea încă unui plan de lucru, axa verticală- Z. Astfel, softul de printare 3D secționează, virtual, modelul în sute/mii de straturi orizontale pe care le transmite ulterior utilajului. Acesta, la rândul lui, imprimă-adaugă fiecare strat unul peste altul, până când obiectul este finalizat.

Printingul nu se oprește la machete mici. Au devenit rentabile și accesibile și au început să se mute în casele oamenilor. Mai mult, cu open-source și continua dezvoltare a softurilor nu trebuie să fii abil tehnologic sau designer să printezi forme complexe.  În funcție de dimensiunea printerului și materiale, aparatele pot printa de la lego la mobilier la scară umană cu un grad ridicat de complexitate, de la articole de îmbrăcăminte la alimente.

Membrana din polimer de ciment printata 3d

Aplicarea tehnologiei de imprimare 3D în arhitectură a fost până acum limitată la prototipuri sau producerea de modele la scară redusă. Costurile materialelor erau mari, mașinile aveau scări limitate de producție, iar majoritatea materialele nu erau suficient de puternice pentru a îndeplini cerințele de construcție.

Materialele și metodele noi de fabricare au dus la schimbări radicale în designul arhitectural. Ele au fost motoarele primare reale din evoluția sa. Astăzi, aceste metode adiționale vestesc o revoluție în fabricația arhitecturală. Cu mici excepții de la regulă, în arhitectură această tehnologie a fost până acum utilizată doar pentru modelele de mici dimensiuni.

Expoziția Digital Grotesque ia tehnologiile adiționale de fabricație și le folosește la o scară adevărată arhitecturală. Modelul printat nu este un obiect de dimensiuni mici, ci camera în sine. Digital Grotesque prezintă un solid, la scară umană, cu structură închisă complet captivantă, cu un nivel uimitor de detaliu. Geometria sa este formată din sute de milioane de fațete individuale tipărite la o rezoluție de o zecime de milimetru, care constituie o încăpere cu o suprafață 16 de metri pătrați și înălțime de 3,2 m.

Un alt exemplu pertinent in materie de 3D printing este conceptul “3D Print Canal House”, care nu nu este doar o construcție, ci o expoziție și un sit de cercetare pentru arhitectura printată. Este un proiect unic unde o echipă internațională de parteneri și colaboratori în "cercetare și practică" au legat știința, proiectarea, construcțiea și comunitatea, prin imprimarea 3D a unei CANAL HOUSE, cu situl de expunere chiar în inima Amsterdamului. Când au fost întrebați de ce au făcut asta? Răspunsul lor a fost simplu dar plin de semnificația: “casa pe marginea canalului (canal house) este un simbol al Amsterdamului”. Atunci când centura canalului a fost construită acum 400 de ani, Amsterdamul a fost un prim exemplu de inovație.

Fiecare imobil printat 3D poate găzdui mai multe funcțiuni, cum ar fi comerțul, depozitarea, locuirea, manufactura, totul într-un spațiu bogat ornamentate și unic. O casă de pe malul canalului din Amsterdam este emblematică pentru oraș. Partea interesantă a constat în a cerceta cum acest arhetip tradițional poate fi transpus în contextul secolului 21. Imprimarea 3D a unui astfel de imobil poate prezenta lumii cum să combine valorile tradiționale locale, cu idei inovatoare. Deasemenea, procesul permite traducerea directă a un fișier digital într-un produs fizic. Imprimarea 3D poate avea implicații uriașe pentru modul în care fabricăm lucrurile – de exemplu, eliminarea deșeurilor, costurile de transport și standardizarea elementelor. Arhitecții de la DUS investighează care sunt implicațiile imprimării 3D pentru industria construcțiilor. Întrebarea pusa de ei: Ce modalitate mai bună de a face acest lucru decât prin imprimarea 3D unei case întregi?

Totul depinde din definitia fiecăruia de 3d printing. În paralel cu proiectul din Olanda se desfășoară și un proiect (al cărui timp estimat de finalizare este 3 ani și bugetul este considerabil) din China, cu ajutorul unui printer ce măsoară 10m lățime pe 6.6m adâncime. Compania chineză care derulează proiectul a construit zece case în 24h.

Materialul folosit nu a fost plasticul de data aceasta, ci un agregat de beton facut parțial din materiale reciclate din deșeurile construcțiilor, deșeurile industriale, precum și alte materiale cosiderate “gunoi”. Ceea ce este surprinzător este faptul că fiecare dintre aceste case costă mai puțin de 5.000 de dolari. Deși casele create până acum sunt destul de simple, directorul companiei Winsun Ma Yihe este optimist cu privire la viitorul tehnologiei, spunând că speră ca într-o zi, imprimanta lor 3D să se folosească pentru a crea zgârie-nori.

Potențialul de producție în arhitectură este enorm. Detaliile arhitecturale pot atinge pragul percepției umane. Costul nu mai este asociat cu complexitatea, prețul este același pentru imprimarea unei grote foarte detaliate cu cel al unui cub primitiv. De asemenea, nu există un cost de personalizare: fabricarea de elemente extrem de individuale nu costă mai mult decât imprimarea unei serii standardizate. Ornamentele și expresiile formale nu mai sunt un lux – acestea sunt acum o legitimate.

II.4. Dezvoltare durabilă

Materialele de construcție, texturile și culorile acestora pot fi, de asemenea, clapele unui instrument la care se poate “cânta”, de către arhitect, o muzică răcoroasă. Materialele naturale – pământurile, în primul rînd, de la cel nears până la ceramici, dar și piatra sau lemnul cel viu – sunt aici, ne așteaptă să ne venim în fire. Ne așteaptă pe noi, arhitecții, să încetăm de a mai fi agenți de vânzări ai unei decerebrate industrii care împute locurile, spre a face ciment și betoane de care, apoi, nu mai putem scăpa. Tehnologia cu ajutorul căreia construim astăzi nu trebuie să ne împiedice a mai gândi arhitectura în termenii unei croieli potrivite cu mediul.

Analiza pe ciclu de viață (Life Cycle Analysis – LCA)

Dezvoltarea durabilă este un termen foarte des folosit în ultima decadă, iar pentru industrie a ajuns un laitmotiv în prezentarea produselor. De cele mai multe ori însă, prezentarea produselor „eco” se face, în general, pe baza unei analize simpliste, adesea prin comparație cu produse similare și include numai analiza fazei de producție a respectivului produs, fără a lua în calcul afectarea mediului în timpul și la sfârșitul ciclului de viață.

Ilustrarea stadiilor ciclului de viață a unei clădiri și datele de intrare pentru LCA.

Factorul primordial care contribuie la degradarea mediului o reprezintă energia consumată în toate stadiile pentru producerea și exploatarea produselor (procesare, transport, utilizare inclusiv pentru debarasare). Așa cum demonstrează The Chartered Institute of Building, UK, aproximativ 45% din energia mondială generată este folosită pentru a permite funcționarea și menținerea clădirilor și 5% pentru construcția acestora.

Încălzirea – răcirea și iluminarea clădirilor prin intermediul arderii combustibililor fosili (gaz, cărbune, petrol) și indirect prin folosirea electricității reprezintă sursa primordială pentru emisiile de dioxid de carbon și este cauza pentru jumătate din emisiile de gaz cu efect de seră.

Prin urmare, domeniul construcțiilor poate fi considerat principalul vinovat pentru degradarea mediului. Diminuarea și controlul impactului asupra mediului reprezintă misiunea strategiei denumită „dezvoltare durabilă” și constituie una din direcțiile prioritare în momentul de față și în următoarea perioadă de timp.

Implementarea conceptului de dezvoltare durabilă în construcții nu se poate realiza decât prin inovare la nivel conceptual și tehnologic. Procesul este în mod evident pluri- și interdisciplinar. Se poate construi durabil, pe baza unor modele conceptuale performante (funcționalitate, siguranță, neutre sau cu impact redus față de mediu), folosind materiale cu caracteristici fizico-mecanice superioare (reciclabile și cu consumuri înglobate scăzute de resurse primare și energie), aplicând sisteme constructive și tehnologii adiacente (siguranță, flexibilitate, consumuri energetice scăzute, impact minim față de mediu).

Utilizarea energiei pe întreaga durată de serviciu a clădirii, denumită și energie operațională, este una din cele mai importante chei în sectorul construcțiilor. În cazul clădirilor, performanțele termice, respectiv eficiența energetică au un important impact economic, social, cât și asupra mediului.

Proiectarea unei construcții pentru o durată de viață, stabilită prin normele de proiectare la 50-100 ani, nu se mai poate face ignorând impactul acesteia asupra mediului, respectiv construit și locuit, atât prin consumul de resurse și efectele sale în momentul inițial – în faza de construcție –, cât și pe parcursul exploatării. O construcție și aria aferentă acesteia trebuie să răspundă următorilor parametri: alegerea eficientă a amplasamentului, proiectarea în termeni de durabilitate a construcției, selecția materialelor, execuția, managementul deșeurilor, utilizarea eficientă a energiei și apei, calitatea aerului interior, utilizarea, demontarea, refolosirea componentelor, reciclarea, toate acestea cu impact în evaluarea ciclului de viață. Luând în considerare cantitatea imensă de energie și materiale utilizate în construcții, impactul asupra mediului este tot mai mult privit ca o condiție necesară procesului de proiectare. Mai mult decât atât, acest aspect trebuie considerat în toate fazele construcției, cum sunt realizarea construcției, exploatarea și sfârșitul ciclului de viață.

Conceptul “Cradle to Cradle”

Pavilion Cradle to Cradle. Sursa imagine: http://www.3xn.dk/#/arkitektur/kronologisk/28-cradle-2-cradle-pavillon

Unul dintre conceptele emergente care au îmbrățișat fenomenul digital este “Cradle to Cradle”, sau din “leagăn în leagăn” în traducere. Acesta este un cadru care permite modelarea societății, din punct de vedere social, economic și industrial conform principiilor naturii și a respectării circuitului acesteia.

Tehnologia “Cradle to Cradle” se bazează pe faptul că tot ceea ce producem poate avea un efect pozitiv asupra mediului înconjurator și produsele realizate pot urma cursul naturii.Michael Braungart și William McDonough sunt cei care în anul 2002 au publicat manualul “Cradle to Cradle”, în care prezintă metode concrete pentru îmbunătățirea designului de produse, astfel încât acestea să sprijine mediul, nu să contribuie la distrugerea acestuia. Cadrul dezvoltat de cei doi încurajează societatea să creeze tehnici de productie care sunt eficiente și nu produc deșeuri. Cei doi specialiști afirmă “Imaginați-vă o lume în care toate lucrurile pe care le realizăm, le utilizăm sau consumăm oferă un suport de dezvoltare pentru industrie și natură- o lume în care creșterea este bună și activitatea oamenilor generează o amprentă ecologică reconfortantă”.

Acest concept nu se aplică doar produselor, ci și planificărilor regionale și arhitecturale. De exemplu, pot fi create clădiri asemeni copacilor și orașe precum pădurile. Astfel, conceptul “Cradle to Cradle” are o mare putere de inovare și abilitate de a mobiliza și inspira la nivel global. Totodată integrează abordarea din punct de vedere al designului cu sistemul de gândire. Acoperă modele de producție și lanțuri de aprovizionare, precum și sisteme logice de utilizare a spațiului și a energiei. “Cradle to Cradle” nu este doar un nou mod de gândire, ci prevede un viitor plin de provocări și deschide o nouă cale către inovare și design modern. Toate acestea nu ar fi posibile fără aportul digitalului.

Strategia Cradle to Cradle este mai mult o stare de spirit pentru tot procesul de design, deoarece afectează oamenii, natura și contextul. Această abordare de regenerare conduce la un impact pozitiv asupra sferelor sociale, ecologice și economice locale. Prin Cradle to Cradle creează medii mai bune pentru oameni, crește productivitatea, reduce de zilele de concediu medical și oferă un loc de muncă sănătos, prin alegerea materialelor naturale și designului ergonomic. Obiectivul este de a lua aspectele negative ale unei clădiri, de a le transforma într-un rezultat pozitiv. De exemplu, prin crearea de clădiri care produc mai multă energie verde decât consumă și materiale care, fie sunt degradabile, fie pot fi reciclate.

În ceea ce privește implicarea României în aplicarea conceptului de dezvoltare durabilă, în prezent se desfășoară două programe guvernamentale, și anume: Programul național "Casa verde" de înlocuire sau completare a sistemelor de încălzire cu sisteme care utilizează energie solară, geotermală și eoliană sau alte sisteme, respectiv Programul de Reabilitare Termică, un program guvernamental multi-anual pentru reabilitarea termică a blocurilor de locuit, construite în perioada 1950-1990 .

Trăim într-o lume nouă în care rersusele convenționale se termină. ”Lumea este dinamică. Utilizăm o mulțime de energie pentru a rezista presiunii vântului și frigului în casele în care trăim. Ce s-ar întâmpla dacă ai putea, în schimb, stoca presiunea și energia recoltată din mediu?" (Kasper Guldager Jørgensen, Development la 3XN)17 în care adoptarea arhitecturii 4D nu mai e doar o realitate, arhitectura inteligentă este o necesitate.

III. Tendințe și direcții în arhitectura digitală

Concepte de bază în teoria design-ului (precum reprezentare sau tipologii) sunt transformate acum digital, rezultând astfel concepte precum morfogeneză, design generativ sau de optimizare, materializare sau producție.

În ultimele decenii, modelarea parametrică trecut de la a fi un truc matematic utilizat de Gaudi, Otto, Sutherland, și unii ingineri, la o parte obișnuită a practicii arhitecturale. În timp ce în matematică, intelegem parametrica printr-un set de cantități exprimate ca o funcție explicită de un număr de parametri independenți, în arhitectură este completată de o dogmă utilitară pentru a explora posibilitățile oferite de model. Această explorare este ajutată atât prin modificarea parametrilor obiectului, cât și prin modificarea relațiilor aferente acestuia.

Progresele tehnologice au transformat matematica de la o slujnică loială pentru arhitecti la o muză, în mare parte din cauza dezvoltatii calculatoarelor și aparitiei software-ul avansat de proiectare. Aceste software-uri sofisticate ii elibereaza pe arhitecții de astăzi de la calcule interminabile, realizand forme complexe, cum ar fi benzi Mobius și bule de apă, la fel de usor ca forme rectilinii convenționale, fenomen care era de neimaginat cu un deceniu în urmă.

Dacă privim arhitectura ca obiect cu reprezentare spațială, avem de-a face cu multă geometrie descriptivă și un pic de matematică pentru a înțelege designul obiectului. Arhitectura contemporană după era BULEI (Blob) pare să fie din ce în ce mai complexă. Designul arhitectural este afectat de potențialul geometriei cu calculi algoritmici ierarhizați și complexitate la nivel înalt. Proiectarea și modelarea suprafețelor free-form și curbe ca elemente de construcție, care sunt asociate cu diferite componente și au mai multe modele nu este un lucru ușor de făcut cu metodele tradiționale.

Ecuațiile parametrice conduc în liniște multe instrumente BIM (Building Information Modeling). Modelarea parametrică este prezentă, într-o formă sau alta, în majoritatea proiectelor de arhitectură contemporane. Este această expansiune rapidă în aplicare și modelare parametrică, ce a condus la o oarecare confuzie în sensul său. În ziua de astazi, modelare prin parametri nu este domeniul exclusiv instrumentelor deschise parametric cum ar fi CATIA și Pro / ENGINEER sau Rhino.

Există totusi o convergență la nivel global în arhitectura avant-garde recentă care justifică enunțarea unui asa numit stil nou: Parametricism. Stilul este înrădăcinat în tehnici de animație digitală. Cele mai recente rafinamente ale sale sunt bazate pe sisteme avansate de proiectare parametrice și tehnici de scripting. Acest stil a fost dezvoltat în ultimii 15 ani și acum pretinde hegemonie în arhitectura avantgarde. Acesta reușește să depășeacă modernismul ca un nou val lung de inovare sistematică. Stilul închide în sfârșit perioada de tranziție de incertitudine, care a fost generată de criza modernismului și care a fost marcată de o serie de episoade de scurtă durată, inclusiv Postmodernismul, Deconstructivismul, și minimalismul.

North Masterplan, Network – Fabric – Buildings, Singapore, Zaha Hadid Architects 2001-2003

Studiu de țesut. Țesătura urbană cuprinde atât turnuri cruce, cât și blocuri perimetru. Imaginea prezintă gama morfologică de blocuri perimetrice. Blocurile sunt împărțite în patru cadrane care să permită un sistem secundar, o cale pietonală. La anumite puncte de trecere ale rețelei, sistemul bloc este asimilat sistemul de turn: fiecare bloc sponsorizează unul dintre cadrane, pentru a forma un pseudo-turn în jurul unui punct de trecere.

Arhitectura parametrică are relevanță pe toate scările, de la arhitectură și design interior la un design urban pe scară largă. Cu cât amploarea proiectului este mai mare, cu atât este mai pronunțată capacitatea superioară parametrică de a articula complexitatea programatică.

Astăzi, mai mult decât oricând în trecut, există o inter-relaționare multidisciplinară. Studiem, de exemplu biologia și procesele morfologice, înțelegem regulile după care se dezvoltă și le transpunem în arhitectură, în funcție de pattern, funcție, etc.

Diagramele voronoi

Diagrama Voronoi a devenit un motiv omniprezent în arhitectura și implicit designul generativ recent.

În primul rând, în timp ce modelul formal se bazează din nou pe un set strict de condiții ( în acest caz, de proximitate) el funcționează cu  date arbitrare, important find locul geometric, mai degrabă decât definirea unei structuri regulate. Voronoi este astfel o structură geometrică procedurală într-un mod în care cele  ideale nu sunt: structura sa iese prin aplicarea unui proces specific sau algoritm pentru un anumit set de intrări (input). În acest fel, relațiile spațiale specifice între celulele vecine depind de relațiile spațiale date ale punctelor de lucru indicate. Această trăsătură oferă modelului Voronoi un fel de maleabilitate, “locurile” pot fi  astfel adăugate, eliminate , sau mutate , structura spațială se adaptându-se  ușor. 

Celulele Voronoi au o multidudine de aplicații, pornind de la statistică și biologie până la urbanism și reabilitare a unor situri. Diagramele Veronoi rezultate dintr-o analiză sunt folosite în abordarea arhitecturală pentru proprietățile lor structurale, cât și ca o nouă formă de a organiza și împarti un spațiu, totul bazat pe relația de proximitate.

Această nouă abordare este într-o fazăs incipientă, care îi pune pe arhitecți în postura de pseudo-programatori, pentru a scrie un cod necesar să îmbine capacitățile structurale și estetice, un cod inserat ulterior într-un proogram de tip CAD și transpus în realitate ca machetă, cu ajutorul imprimantelor 3D. Cercetările au determinat noi structuri constructive care pot fi observate în studiile arhitectului suedez Fritz Haller (despre blocuri constructive) sau în domurile geodezice a lui Buckminster.

Sediul Alibaba în Hangzhou stabilește noi standarde internaționale pentru locul de muncă din China, oferind 150.000 de metri pătrați de spațiu flexibil de birouri în plan deschis într-un aspect stil campus. Arhitecții de la HASSELL au modificat ușor modelul de diagramă Voronoi pentru a crea umbre uimitoare pentru curte și elevații. Contextul Hangzhou a fost îmbrățișat cu rețelele de grădină și ecrane care reprezintă un model-gheață din China, care sunt proeminente și se întrepătrund cu grădinile istorice renumite ale orașului. Designul sustenabil include caracteristici pentru a reduce laminimum impactul asupra mediului campusului, în timp ce maximizează contribuția la sănătatea, bunăstarea și productivitatea populației sale.

Fractali în arhitectură

Până la sfârșitul sec. XIX, știința promova o viziune asupra cosmosului guvernată de lege și ordine. Acest model idealist a căzut odată cu apariția unei noi perspective asupra naturii, care poate suporta relații complexe. La începutul sec. XX matematicienii, precum Giuseppe Peano, au început să proiecteze curbe diferite de tot ce mai fusese până atunci.

Aceste curbe aveau similaritate proprie și nu puteau fi definite sau măsurate cu ușurință. în anii 70', matematicianul Benoit Mandelbrot a descoperit aceste simple expresii matematice, care au rezultat ca funțtii haotice, dar nu și lipsite de o ordine rigidă.

Mandelbrot le-a numit fractali. Mai pe larg, aceștia sunt definiți de curbe continute într-o suprafață finită și pot fi generați prin intermediul calculatoarelor, urmând algoritmii sau acea succesiune de instructțiuni care le definesc. Este foarte posibil ca, printr-o lege deterministă și simplă, să se producă un comportament complex și iregular.

ORIENT STATION, LISBONA, PORTUGALIA

Arhitectura este interdependentă în modul în care arhitectul adoptă strategiile de ierarhizare, selectarea formei, problematica echilibrului, a contrastului și a proporțiilor într-o ordine anume. Arhitectura este în sine căutarea unor noi complexități, construiește contradicțiile exploziei unui spațiu dinamic dus până la fragmentare, încercând as stabileasca noi metode de reprezentare, ca alternativă la cele clasice. Geometria fractală ca proces generativ este un mecanism dinamic, decompozițional, care impulsionează spre existență, dezvăluind o ordine ascunsă.

Helios House de Office dA , benzinarie in Los Angeles, an construcție 2007

3. Banda lui Moebius

La prima vedere, e foarte simplu: iei o fâșie de hârtie și, după ce o răsucești o dată, lipești capetele unul de altul. Dar, când începi să cercetezi proprietățile obiectului obținut, descoperi de pildă că, deși fâșia inițiala are două suprafețe, cea rezultată are una singură. Apoi, pe măsura ce studiezi mai atent, mirarea sporește. Acest obiect – descoperit sau inventat (in funcție de felul în care priviți matematica) de August Mobius pe la mijlocul secolului al XIX-lea – pare să facă parte din recuzita unui magician. Banda lui Mobius îi da prilejul lui Clifford Pickover să întreprindă o călătorie fabuloasă prin matematică și prin natură sau cultură, acolo unde la fiecare pas, de la atomi la artă, se întâlnesc amprentele matematicii.

Tehnologiile au permis experimentarea unor geometrii vectoriale care ajută la flexibilizarea conceptelor de spațiu și timp, lucru realizat prin reactualizarea permanentă a parametrilor și prin dezvoltarea cu ajutorului vectorilor a unei diferențe continue, toate aceste contexte conducând la depășirea limetelor spațiului.

Prin reactualizarea parametrilor în timp, vectorii dezvoltă o deformare continuă, fapt care marchează o deviație de la geometria clasică. Folosirea la diferite scări a benzii lui Moebius (pliu) poate produce o estompare continuă, o confuzie, o întrepătrundere, între plim-plan și peisaj, între interior și exterior, printr-o continuă tranziție și fluctuație.

Arhitectul Peter Eisnman, în competiția pentru proiectul parcului Rebstock, Frankfurt, transformă spațiul urban prin destabilizarea și dizlocarea structurilor existente în încercarea de a sublinia ideea plierii spre un câmp de forță. Un alt exemplu de ștergere a limitelor, Yokohama International Port Terminal, arh Alejandro Zaera Polo și Farshid Moussavi (vezi imagine mai jos).

În acest caz, artiștii pliază pământ sintetic care translatează legatura dintre uscat și mare, oraș și grădină, printr-o platformă care se reconfigurează cu ajutorul unei serii de bifurcații. Pământul este astfel transformat în formă, este modelat, o amvelopă a unei suprafețe subterane.

Contorsionata casă Moebius se tot învârte în jurul ei înseși, ferindu-i pe locuitori de rutina locuirii. Ideea celor de la UN Studio a fost de a crea în aceeași casă traiectorii diferite, care să urmeze activitățile unei zile, ținând cont de faptul că locuința este și loc de muncă.

Sursa imagine: http://s290.photobucket.com/user/leandroyuan/media/UN%20Case%20Study/Mobius.jpg.html

Modelul benzii lui Moebius nu este folosit cu rigoare matematică, ci mai degrabă este interpretat ca o diagramă în jurul căreia se organizează elemente arhitecturale precum lumina, spațiul, materialele, mișcarea. Principiul celor două entități spațiale, fiecare cu propriul traseu, dar adeseori intersectate, trece de organizarea clădirii, pentru a se răsfrânge chiar asupra materializării ei. Există două materiale utilizate pentru realizarea casei: betonul și sticla. Părțile din beton devin adesea și mobilier, iar fațadele de sticlă se transformă în pereți despărțitori. Profitând din plin de context, casa se desfășoară pe orizontală, permițând locuitorilor să se bucure de peisaj în fiecare moment al zilei.

Concluzii

Datorită tehnicilor digitale de design, arhitecții sunt puși în poziția de maeștrii constructori, fiind complet implicați în producerea construcției (în mare măsură asemănător constructorilor medievali), interferând cu discipline externe arhitecturii –precum știința materialelor sau CAM (Computer Aided Manufacturing) controlul fabricării componentelor și al realizării construcției.

“Revoluția digitală nu a adus moartea orașelor noastre, dar nici nu le-a lăsat neafectate. Un strat subțire de elemente digitale a acoperit mediul nostru urban, a amestecat laolaltă biții și atomii într-un mod fără precedent”. În afară de efectele fizice vizibile pe care le-a adus cu sine digitalul în arhitectură (senzori, camere video, microchipuri de control), există și diferențe în prelucrarea propriu-zisă a ideilor până la a lua forma unei clădiri/construcții.

Arhitectura a fost întotdeauna o disciplină pe muchie, între artă și tehnică. O artă socială și, vorbind în termenii lui Heidegger, o tehnică-mijloc pusă în slujba unor scopuri: arhitectura este arta construirii având ca scop locuirea. Relația tradițională „funcțiune-formă-structură” este urmată de secvența „informație-reprezentare-interacțiune”. Arhitectura digitală, o arhitectură ce se folosește de calculator (modelare, simulare sau realizarea de imagini-randări) pentru a construi atât forme/volume virtuale cât și fizice.

Din punct de vedere arhitectural, putem diferenția tipologii de abordare pe scheletul construit anterior, și anume: arhitectura din perioada clasică ne oferă o perspectivă de abordare bidimensională, unde ne întalnim cu un spațiu plat, reglementat; modernismul adaugă o nouă dimensiune, putem deja discuta despre volum și corelatie; contemporanul ne invită în peisaj, cere o abordare 4D, unde cuvintele cheie sunt decizie și combinare.

De regulă, arhitectul își începe munca cu o schiță, adică un simplu desen pe hârtie. Acest proces de pornire a rămas neschimbat chiar și în ultimele două-trei decade, odată cu noua paradigmă a arhitecturii. Cu alte cuvinte, transformările din arhitectură au fost întâi căutate, dorite și imaginate, iar tehnologiile digitale sunt doar mijloacele de realizare ale acest ora, ele venind în sprijinul găsirii acestor răspunsuri, fiind doar catalistul transformărilor începute la sfârșitul secolului al XX-lea. Astfel, provocarea lansată de arhitectul și teoreticianul Charles Jencks în „The new paradigm în architecture” (2002), unde proiectele, simple sau complicate reprezentate digital pe computer pot dispărea într-o clipă, printr-o simplă apăsare pe tastă.

Dacă arhitecții apelează la calculator și la diverse metode generative în procesul de design, este inevitabil să se racordeze la ceea ce se întâmplă în domeniile adiacente disciplinei lor. Există și cei care denigră noul aparent, atitudine greu de înțeles, mai ales atunci când este vorba despre o procedură strict tehnică, de căutare a optimului.

“În prezent, orice idee poate deveni realitate în arhitectură. Combinația de polimeri sintetici și proiectarea pe computer face ca orice formă să devină posibil de realizat. Pericolul este însă acela ca obiectul de arhitectură să devina impersonal, forma conducând astfel conținutul. Arhitectura ar trebui să fie percepută mai degraba ca un câmp activ de energie, decât ca o înlănțuire de spatii izolate, activate de o compoziție formală. Arhitectura devine o matrice care transformă, modelează, mediază conexiunile între spațiu și utilizatorul acestuia.” 

Bibliografie:

“The New Paradigm în Architecture: The Language of Postmodernism “de Charles Jenks ed Yale University Press; 7th edition (August 1, 2002)

“Architecture and Computers: Action and Reaction în the Digital Design Revolution” de James Steele,Watson-Guptill Publications; 1st edition (January 1, 2002)

“Material World 3: Innovative Materials for Architecture and Design” de Elodie Ternaux , Frame Publishers; Third Edition edition (June 7, 2011)

Banda Lui Moebius, de Clifford A Pickover ed Humanitas

Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things Paperback, by Michael Braungart  ,North Point Press; 1st edition (April 22, 2002)

Crescuți Digital”  Don Tapscott Editia I 2011 Traducator: Ioana Calen, Editura Publica

Architectural Design nr 76 vol 4

Architectural Design nr 77 vol 1

Revista Arhitectura nr 3/2011 Branko Kolarevic, Architecture în the Digital Age: Design and Manufacturing: Taylor & Francis Group, 2005

Revista: Arkfous nr 8/2008 Danemarca , art de  Kasper Guldager Jørgensen

Revista : Domus IT nr 968 ,art “Printable futures “de Vera Sacchetti.

Revista: Revista Atelierul de Proiectare mai 2013, art: “ARHITECTURĂ SUSTENABILĂ”  de Prof.Dr.Arh Augustin Ioan

Interviu – Q&A + Peter Eisenman, http://archpaper.com/news/articles.asp?id=6720#.VFkpNPmUeHU

Site-urile:

http://www.domusweb.it/en/architecture/2013/05/15/archaeology_of_thedigital.html

http://www.cca.qc.ca/en/exhibitions/1964-archaeology-of-the-digital

http://gxn.3xn.com/#/publications

http://www.gehrytechnologies.com/

http://www.dac.dk/en/dac-life/exhibitions/2012/material-world/

http://en.wikipedia.org/wiki/Rhinoceros_3D

http://www.igloo.ro/articole/profil-un-studio/

Bibliografie:

“The New Paradigm în Architecture: The Language of Postmodernism “de Charles Jenks ed Yale University Press; 7th edition (August 1, 2002)

“Architecture and Computers: Action and Reaction în the Digital Design Revolution” de James Steele,Watson-Guptill Publications; 1st edition (January 1, 2002)

“Material World 3: Innovative Materials for Architecture and Design” de Elodie Ternaux , Frame Publishers; Third Edition edition (June 7, 2011)

Banda Lui Moebius, de Clifford A Pickover ed Humanitas

Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things Paperback, by Michael Braungart  ,North Point Press; 1st edition (April 22, 2002)

Crescuți Digital”  Don Tapscott Editia I 2011 Traducator: Ioana Calen, Editura Publica

Architectural Design nr 76 vol 4

Architectural Design nr 77 vol 1

Revista Arhitectura nr 3/2011 Branko Kolarevic, Architecture în the Digital Age: Design and Manufacturing: Taylor & Francis Group, 2005

Revista: Arkfous nr 8/2008 Danemarca , art de  Kasper Guldager Jørgensen

Revista : Domus IT nr 968 ,art “Printable futures “de Vera Sacchetti.

Revista: Revista Atelierul de Proiectare mai 2013, art: “ARHITECTURĂ SUSTENABILĂ”  de Prof.Dr.Arh Augustin Ioan

Interviu – Q&A + Peter Eisenman, http://archpaper.com/news/articles.asp?id=6720#.VFkpNPmUeHU

Site-urile:

http://www.domusweb.it/en/architecture/2013/05/15/archaeology_of_thedigital.html

http://www.cca.qc.ca/en/exhibitions/1964-archaeology-of-the-digital

http://gxn.3xn.com/#/publications

http://www.gehrytechnologies.com/

http://www.dac.dk/en/dac-life/exhibitions/2012/material-world/

http://en.wikipedia.org/wiki/Rhinoceros_3D

http://www.igloo.ro/articole/profil-un-studio/