A project investigating the complexity of particles, formations, and changes over time is part of the scientific and artistic expedition taking place in the Arctic in the spring of 2024 in the North Arctic Ocean.
Osakeste komplekssust, kooslusi ja ajas muutumist uuriv projekt on osa 2024. a kevadel Arktikas Põhja-Jäämerel toimuvast teadus- ja kunstiekspeditsioonist.
Toetab Supported by:
Mu ees laual on ehituskivike, mille vorm teeb sellest tühimiketa kokku sobituva tellise.
See on väike tahkis, millest saab ehitada mida iganes. Aga selle sees on teine vorm - õigemini vormi negatiiv, tühimik. Toruja tühimiku vorm tuleneb tahkise enda vormist (külgede keskpunktide ühendamise kaudu) ja on jätkatav, nagu tahukas ise.
Tahukas on ehituskivike ja see ei tähenda mitte ainult seda, et sellest saab ruumi püstitada, vaid ka seda, et selle kaudu saab eraldada ühte ruumi teisest. Eralduskivike. Seesmine tühimikruum on aga ühendusruum. Ühendus, mis loob sideme kuiva ruumi ja märja ruumi vahel; puhta vee ja puhastamata vee vahel, tuule liikumise, päikesekiirguse. Ehk siis sisemine ruum on kõige selle jaoks, mis keskkonnas liigub.
See kivike on eelkõige mõeldud Arktika jaoks, sest seal on sulamine, voolamine, külmumine eriti liikuvuses. See, mis saab edasi, alles selgub.
geomeetria
On my table lies a building block whose shape makes it fit seamlessly without gaps, like a matching brick.
It is a small solid from which anything can be built. However, within it lies another shape - or rather, the negative of a shape, a cavity. The cylindrical void inside derives from the form of the solid itself (through connecting the midpoints of its sides) and is extendable, just like the solid block itself.
The solid block is a building unit, and this not only means that it can be used to construct space but also that it can separate one space from another. A separating block. However, the internal cavity serves as a connecting space. It connects dry space to wet space; clean water to untreated water; movement of air, sunlight. In essence, the internal space is for everything that moves within the environment.
This block is primarily intended for the Arctic, where melting, flowing, freezing are particularly active. What comes next remains to be seen.
geometry
Keskkonnaga kaasa teiseneva osakese huvitavaimad omadused ongi kõik võimalikud vaheastmed.
Vaheastmed on tegelikult väär öelda, sest see viitab kindlale algusele ja lõpule, samas kui pideva teisenemise puhul selliseid staadiume polegi. Mida väiksem on üks osake, seda lihtsam on sellesse kaasata muutumist ja seda kahel põhjusel: väikest osakest mõjutavad pidevad muutused rohkem ja märgatavamalt ja väikse osakese puhul on neid muutuseid ka kergem kontrollida. Kontroll on ehituskunstis paratamatult vajalik, sest ka muutuv ruum peab olema turvaline.
Muutumise mudeldamiseks - mis on osa Sulamismudelite projektis - on animatsioon suurepärane vahend. See võimaldab määratleda erinevaid mõjuvaid jõude (gravitatsioon, tuul, päike) ja panna need mateeriaga kohakuti. Selliselt mikroskaalal töötades ei ole olulised mitte ainult eelmainitud jõud, vaid ka kõik materjali omadused. Liustiku sulamisvesi, vee külmumine, mageda ja soolase vee kooslused, filtreerimine, vabanev ja kuluv energia.
Energia püüdmine selles muutumise kontekstis on minu jaoks ääretult huvitav probleem. Mis on viis, kuidas osake, arhitektuurne element ja ehituskivi, muutumise käigus energiat loob. Arktika silmnähtavalt muutuvas kontekstis on see eriti oluline.
vahend
animatsioon kui
arhitektuuris
The most interesting features of a particle that undergoes transformations with the environment are all the possible intermediate stages.
Intermediate stages is actually a wrong term to use because it implies a specific beginning and end, whereas in continuous transformation, such stages do not exist. The smaller a particle is, the easier it is to incorporate change into it, and for two reasons: continuous changes affect smaller particles more significantly and noticeably, and it is easier to control these changes in a smaller particle. Control is inevitably necessary in architecture because even a changing space must be safe.
Animation is an excellent tool for modeling change, which is part of the Fusion Models project. It allows defining various influential forces (gravity, wind, sunlight) and aligning them with matter. When working on a micro scale in this way, not only the aforementioned forces are important, but also all the properties of the material. The melting of glaciers, water freezing, combinations of fresh and saltwater, filtration, released and consumed energy.
Capturing energy in this context of change is an extremely interesting problem for me. What is the way in which a particle, architectural element, and building block create energy during the process of change? In the visibly changing context of the Arctic, this is particularly important.
sAnimation as a Tool in Architecture
Osake on lõpetatud ruum kuid lõpmatu ruumi komponent.
Kristalliosakesed on liiga väikesed, et neid käegakatsutaval viisil (arktilise) ruumi loomes kasutada. Osakeste suurus on üldse paeluv küsimus: mikromõõtkavas koosnevad kõik materjalid osakestest kuid see ei tähenda, et monoliitsete pindade puhul algelemendid loetavad oleksid. Kui aga mistahes kristalli lihtsalt suurendada inimesele käsitletavaks elemendiks, hakkavad kehtima hoopis teistsugused mõjutegurid, kui need, mis kristalli algsuuruses kujundavad. Alles jääb geomeetria ja küsimused, kuidas elemendid omavahel haakuvad.
Jäämaketis tehtud kuusnurksed osakesed on katsed väikeste veevormide tegemisest ja ruumi nendest veel ei moodustu. Maketi teguviisiks valisin esmalt vaha ja siis voolimise. Mõlemad vormid töötasid küll põhimõtteliselt, aga on tehtavad väikses mõõtkavas ja pole korduvkasutatavad.
Osakeste printsiibil lähenemisel on võlud ja võimalused; vastandina kambrile, majale, kojale või hütile, on väikeste elementide puhul loomulikum mõelda jätkatavas, vähendatavas ja teisendatavas ruumis. Osake, mis on oma suuruses abivahenditeta käsitletav (nagu tellis), annab ka võimaluse oma kätega ruumi loomeks.
osakesed
The element is a completed space but a component for an infinite space.
Crystal particles are too small to be used in a tangible way in creating (Arctic) space. Particle size is indeed an intriguing question: in the microscale, all materials consist of particles, but this does not mean that the elemental components are readable in the case of monolithic surfaces. However, if any crystal is simply enlarged to a human-manageable size, entirely different influencing factors come into play than those that shape the crystal in its original size. Geometry and questions about how elements interconnect remain.
Hexagonal particles made in an ice model are experiments in creating small water forms, and a space is not yet formed from them. For the model, I chose wax first and then molding. Both methods worked in principle, but they are feasible on a small scale and are not reusable.
Approaching based on the principle of particles has its charms and possibilities; in contrast to a chamber, house, hut, or shelter, with small elements, it is more natural to think in terms of a continuous, reducible, and transformable space. A particle that is manageable in size without tools (like a brick) also provides the opportunity for hands-on space creation.
the particles
Mida rohkemaid aspekte ruumi uurimus või ehituskunst endas hõlmab, seda laiahaardelisem peab olema jutustatav lugu.
Sulamismudelite loo osadeks on külm ja ekstreemne keskkond, vesi kui vormimaterjal oma kõikides olekutes, vormide efemeersus ja pidev muutumine, (inimeste) liikuv eluviis ja muidugi Arktika geopoliitika (mille alla paigutuvad muuhulgas rahvusvahelised kokkulepped reostamise, puutumatuse, laevaliikluse kohta jne).
Arhitektuur on alati loo jutustamine, kus loo pikkus sõltub sellest, kui palju erinevaid seoseid esile tuuakse. Joonised, vaated ja ilupildid on enamasti lood kujuteldavast tulevikust ja ehitise ehitamine, materjali teekond platsile ja hilisem lammutamine jäävad üldiselt lugudest välja. On aga ka hoopis teistsuguseid ehituskunsti lugusid, milleks on unistuslikud lood - mõnikord ühest hoonest, mõnikord tervetest struktuuridest, mida võib kokku võtta sellega, et need ei kujuta mitte potentsiaalset homset, vaid potentsiaalset paradigma vahetust. Midagi peaks muutuma selleks, et lood saaksid realiseeruda ja tihti ei ole see tingimata selge, et mis peaks muutuma. Need on mõttemängud, mis vormistuvad pigem näitusesaalide kui linnaruumi kontekstis.
Ruumilised ja geoloogilised seosed, mis on ehitusprotsessi taga, kõrval ja kohal, on väga huvitavad ja ütlevad palju selle kohta, miks mingid asjad on nii, nagu nad on ja kas ja kuidas võiksid lood olla teisiti. Ka unistuslike ja unenäoliste projektide puhul on palju kergem näidata ainult homset, jättes kogu paradigma vahetuse eelduseks. Näiteks et (raud)betooni pole enam ehituses kasutatud ja kõik on tehtud ainult puidust. Sellist ideepilti on kerge kujutleda, kuid see on vaid pealkiri. Sügav lugu peab sisaldama endas sünteesi - just nimelt puudutama kujutlusprojektide kõige nõrgemaid punkte - skeeme metsaistandustest, raiemahtudest ja tugevusstandarditest. Sünteesivate lugude jutustamisele keskenduvad ka Rania Ghosni ja El Hadi Jazairy raamat ´Geostories, Another Architecture for the Environment´.
´/…/suurepärane satelliitpilt veepinnast, traagilised lähivõtted õliga määrdunud lindudest ning otseülekanne purskavast vulkaanist võivad köita meie tähelepanu, kuid ei suuda tabada katastroofi sügavamal peituvaid põhjuseid ja tagajärgi, mis jäävad mugavalt silma alt välja ning meelest eemale. (Geostories, lk 18) Nõnda põimivad autorid skeemidel erinevad mõõtkavad, ajatelje ja geopoliitika ühte, muutes ruumilised seosed hoomatavateks.
Hea ja mitmekihiline ruumi lugu võikski olla selline, mis muudab loodusliku ja loodava seosed hoomatavaks, seab ebaefektiivsed ja kahjuliku leiud kahtluse alla ja visandab sünteesitud ettepaneku. Sulamismudelite kui unistava ja mitmeid aspekte puudutava ruumiprojekti puhul on loo jutustamine eriti oluline.
lugude jutustamine
arhitektuuris
The more aspects the exploration of space or architecture encompasses, the more comprehensive the narrative must be.
The components of the narrative for Melting Models include the cold and extreme environment, water as a building material in all its states, the ephemerality and constant change of forms, the (human) mobile lifestyle, and, of course, Arctic geopolitics (encompassing international agreements on pollution, immunity, shipping, etc.).
Architecture is always storytelling, where the length of the story depends on how many different connections are brought to light. Drawings, views, and aesthetic images mostly depict stories of an imaginary future, and the construction of the building, the material's journey to the site, and later demolition are generally excluded from the narratives. However, there are entirely different stories in architecture, such as visionary tales—sometimes of a single building, sometimes of entire structures, summarized by the idea that they do not represent potential tomorrows but potential paradigm shifts. Something has to change for stories to materialize, and often it is not necessarily clear what should change. These are thought experiments that take shape more in exhibition halls than in the context of urban space.
Spatial and geological relationships behind, beside, and within the construction process are very interesting and reveal much about why things are the way they are and whether and how stories could be different. Even in dreamlike and fantastical projects, it is much easier to show only the future, leaving the assumption of a paradigm shift as the premise. For example, that (iron) concrete is no longer used in construction, and everything is made only of wood. Such a conceptual image is easy to imagine, but it is only a headline. The deep story must contain synthesis—specifically addressing the weakest points of imaginary projects—schemes of forests, logging volumes, and strength standards. Rania Ghosn and El Hadi Jazairy's book "Geostories, Another Architecture for the Environment" also focuses on storytelling through synthetic narratives.
"/…/ sublime satellite imagery of the water surface, tragic close-up photographs of birds drenched in oil, and live-came feed of the spewing gusher - may capture our attention but fail to capture the deeper-lying causes and consequences of disaster, which remain conveniently out of sight, out of mind." (Geostories, p. 18) Thus, the authors interweave different scales, timelines, and geopolitics on diagrams, making spatial relationships comprehensible.
A good and multi-layered spatial narrative should make the connections between the natural and the created tangible, question inefficient and harmful findings, and outline a synthesized proposal. In the case of Melting Models as a dreamy and multi-aspect spatial project, storytelling is particularly important.
storytelling in architecture
Projekti ruumilised uurimused ja avastused külmades paikades johtuvad kolmest lähtekohast.
Iga lumekristall on samast molekulaarsest tekkemustrist hoolimata ainulaadne, sest iga osakese keskkondlik kujunemisteekond on erinev. Iga osake on geomeetriline väljendus ümbruse ja tingimuste muutumistest. Tegemist on komplekse ja paeluva mikromaailmaga, kus ühisosaks pole mitte vorm, vaid vormi tekkimise printsiip ja sissepõimitud pidev muutumine vastavalt välisstiimulitele. Vesi oma erinevates olekutes ja nende geomteerilistes vormingutes on looduse enda vernakulaarne ehitus.
Mikroskaalalt inimmõõtmele tulles oli veel ligi 100 aastat tagasi Kanada Arktikas keskkonnast tulenevad, keskkonnale vastavad ja seetõttu ka ainulaadsed elamisstruktuurid, mida on uurinud Lola Sheppard ja Mason White raamatus Many Norths. Kui sealsed nomaadlust soosivad kergehitised kindlasti ei võtnud arvesse mikromaailma muutlikkust, on nüüd sada aastat hiljem - tänaste viiside ja vahenditega - võimalus vernakulaarsusele läheneda uuel süvatasandil.
Mis omakorda viib teise punktini, milleks on mitte ainult üksikosad - vaid nende kooslused. Kooslused on kristallide kogumid, lume erineva vanusega kihid, erinevate kristallitüüpidega kihid. Maastik, mis on pidevas muutumises, külmumises ja sulamises. See pidev adapteerumine on avatud, mitte suletud süsteem. Matyas Gutai kõneleb raamatus Trans Structures. Fluid Architecture and Liquid Engineering, kuidas: ´Stability is a fundamental characteristic of building since the dawn of architecture practice and discourse, starting with the Vitruvian ´firmitas.´´(lk 9) ja jätkab mõttega: ´No matter how resistant or strong the structure is, passive properties cannot defy the inevitable changes of environment forever.´ (lk 11) Mis on muutumise ja muutlikkuse potentsiaalid?
Nii ükikosade muutumine kui koosluste kompleksus ja koostoime on seotud kolmanda punktiga, milleks on aeg.
Ka kõige hermeetilisem kosmoselaev muutub ajas - isegi kui selle püsivuseks on ehitusseaduses määratud tavaehitiste 50 aasta asemel 200 aastat. Aeg, milles muutusi vaadata, on essentsiaalne, et leida adapteerumiseks parim viis. Oluline on pöörata tähelepanu just keskkonnale vastamisele ja adapteerumisele, mitte lagunemisele, mida peab silmas ehitusseadus. Lumekristalli teekond pilvest maapinnale on Ken Libbrechti sõnul umbes 15 minutit, mis on mistahes ehitusstruktuuride jaoks väga lühike ajavahemik. 50 aastat on aga - isegi kui struktuur pärast 50 aastat muutuks, mitte ei laguneks, väga pikk aeg.
Keskkonna olusid kajastavad üksikosad, nende kooslused ning struktuuride teisenemine ja muutumine ajas, on kolmeks lähtepunktiks.
Lähtekohad
The spatial studies and discoveries in cold places arise from three main points.
Every snowflake is unique, regardless of the same molecular formation pattern, because each particle undergoes a different environmental development path. Each particle is a geometric expression of changes in its surroundings and conditions. It is a complex and fascinating microcosm where the common factor is not the form but the principle of formative emergence and the embedded continuous transformation according to external stimuli. Water, in its various states and geometric formations, is nature's vernacular construction.
Scaling from the micro to human dimensions, nearly a century ago, the living structures in the Canadian Arctic, shaped by and responsive to the environment, were unique. Lola Sheppard and Mason White explored these structures in their book "Many Norths." While the lightweight structures favoring nomadism in that environment certainly did not take into account the variability of the microcosm, now, a hundred years later, with today's methods and tools, there is an opportunity to approach vernacularity at a new deep level.
This leads to the second point, which is not just individual parts but their compositions. Compositions are collections of crystals, layers of snow of different ages, layers with different types of crystals. A landscape in constant change, freezing and thawing. This continuous adaptation is an open, not closed, system. In the book "Trans Structures. Fluid Architecture and Liquid Engineering," Matyas Gutai speaks about how: "Stability is a fundamental characteristic of building since the dawn of architecture practice and discourse, starting with the Vitruvian 'firmitas'" (p. 9) and continues with the idea that "No matter how resistant or strong the structure is, passive properties cannot defy the inevitable changes of the environment forever" (p. 11). What are the potentials of change and variability?
Both the transformation of individual parts and the complexity and interaction of compositions are related to the third point, which is time. Even the most hermetic spaceship changes over time, even if its durability is set at 200 years instead of the conventional 50 years in building codes. The perspective in which changes are viewed is essential to finding the best way to adapt. It is crucial to focus on responding and adapting to the environment, rather than decay, as implied by building codes. According to Ken Libbrecht, the journey of a snowflake from cloud to the ground takes about 15 minutes, a very short time frame for any building structures. However, 50 years is a very long time, even if the structure undergoes change rather than decay.
The individual parts reflecting environmental conditions, their compositions, and the transformation and change of structures over time are the three starting points.
starting points
ruumiline
Tekkeviis, mitte lõppgeomeetria on see, mis määrab lumekristallide vormi.
Kui looduslikult tähendab tekkeviis lumehelbe ainulaadset teekonda erinevates õhuniiskuse ja temperatuuride vaheldumises, siis vormi uurimises on oluline ühesehituse printsiip. Printsiibi mõistmiseks on parim viis seda ruumiliselt üles ehitada. 3D tarkvarana kasutan visandite puhul Blenderit (pluss animation nodes ja Sverchock). Kui Rhino 3D ja eriti CAD tarkvarad (nagu autocad ja archicad), toimivad hästi sirgjooneliste elementidega töötamisel, siis Blender võimaldab plastikat, mida ehitusmaailmas tihti vaja ei lähe. Küll muudab programmi voolimisvõimalus selle suurepäraseks visandamisvahendiks. Ning keeruka topoloogia puhul - mida sulamine kindlasti on - on paindlikkus oluline.
Esimene visand vaatab helbe moodustumise fraktaalset ülesehitust.
Teine visand on kokkusulatamise eksperiment, kus algosakeseks on võetud üks geomeetriliselt lihtsakoelisem nõeljas kristall.
visandamine
The formation process, not final geometry, is what determines the shape of snowflakes.
Naturally, the formation process signifies the unique journey of a snowflake through varying air humidity and temperature changes. When studying the form, the key principle is the principle of unity in structure. The best way to understand this principle is to construct it spatially. For 3D software, I use Blender for sketches (along with animation nodes and Sverchok). While Rhino 3D and CAD software, such as AutoCAD and ArchiCAD, excel in working with straight elements, Blender allows for flexibility that is often not needed in the construction world. However, the program's sculpting capability makes it an excellent sketching tool. Flexibility is crucial, especially for complex topology - which melting certainly involves.
The first sketch examines the fractal structure of flake formation.
The second sketch is an experiment in consolidation, where a geometrically simpler needle-like crystal serves as the initial particle.
spatial sketching
Lumi ja jää esitavad tavamikroskoobile väljakutse.
Kui muidu vajutatakse uuritav materjal pindseks, siis lumi ja jää on sedavõrd haprad, et kahemõõtmeliseks vajutamise käigus kristallid hävineks.
Ruumilist materjali uurides vahelduvad teravustatud ja hägustatud vaated, mille vältel jää veeldub hingeõhu soojuses. 10xs suurendusastmes kristallid veel ei eristugi, vaid hoopis siledad sulavad vormid.
Kaks esimest pilti on tehtud sulamisprotsessist 2023. aasta veebruari lumest. Struktuuri asemel on kesksemal kohal valguse murdumine ja muutumine. Kahel viimasel pildil vaatasin puidusüüd (40x suurendus ja 10x suurendus), mis oli klaaside vahel pindseks vajutatud ja kus on selgelt näha erinevate rakkude kõrvu olekut ja nende ehituslikku ühilduvust. Selles mitmekesisuses väljendub mikromaailma loogika, jaotuste ja üleminekutega.
mikroskoobi all
The snow and ice pose a challenge to the ordinary microscope.
While other materials can be pressed into a flat surface for examination, snow and ice are so fragile that their crystals are destroyed during the process of being pressed two-dimensionally.
When examining the material in three dimensions, there are alternating sharp and blurred views, during which the ice liquefies in the warmth of the breath. At a magnification of 10x, the crystals are not distinguishable; instead, they appear as smooth, melting forms.
The first two images were taken during the melting process of snow in February 2023. Instead of focusing on the structure, the central focus is on the refraction and transformation of light. In the last two images, I examined wood grain (at 40x magnification and 10x magnification), which had been pressed flat between glass slides, clearly showing the juxtaposition of different cells and their structural compatibility. This diversity expresses the logic of the micro-world, with its divisions and transitions.
under microscope
struktuurid
Mikrostruktuuride uurimine avab mitmekesisuse tasandil, mis on väljaspool harjumuslikku mõõtkava.
Mitmekesisus on koosluslik ja strukturaalne, omamata kultuurilisi pidepunkte, mis muidu kujundite ja allegooriatena muudavad ja kujundavad mitte ainult tehis-loodus keskkondasid vaid ka ainuüksi mestikuid looduskeskkondasid. Liustikud, lumeväljad, põhja- ja lõunapoolused loovad kujutluspilte avaratest mastaapidest, tühjusest, ruumist, hoomamatusest. Muutumine ja selle ilmingud ei ole suures pildis samuti märkamatud, liustikukeeled taanduvad üles mägede poole jne. Mikrotasandil on muutumise pidev kohalolu intensiivsem. Mitte ainult järk-järguline sulamine, vaid pidev külmumine, sulamine, kristallistruktuuride muutus, lumekihtide muutus, lumekihtide koosotoime teisenemine.
Daniel Libberichi (ehk Nakaya diagramm) skeemi põhjal tehtud visandil on näha, kuidas temperatuuri ja niiskuse koosmõjul vormuvad erinevad kristallid.
the structures
The exploration of microstructures opens up diversity on a level that goes beyond the usual scale.
Diversity is both composite and structural, lacking cultural references that otherwise shape and mold not only artificial-natural environments but also landscapes in natural settings. Glaciers, snowfields, polar regions create imaginary images of vast scales, emptiness, space, and incomprehensibility. Changes and their manifestations are not unnoticed on a grand scale either; glacier tongues recede towards the mountains, etc. On a micro level, the constant presence of change is more intense. It's not just gradual melting but continuous freezing, melting, changes in crystal structures, alteration of snow layers, and transformation in the interaction between snow layers.
In the sketch based on Daniel Libberich's scheme (Nakaya´s diagram), you can see how different crystals form due to the combined influence of temperature and humidity.