Temporary portable habitation units

Abstract

Οι πυρκαγιές αποτελούν ένα καταστροφικό φαινόμενο που πλήττει αρκετές χώρες, μεταξύ των οποίων και το νησί μας, την Κύπρο. Κάθε χρόνο, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια των καλοκαιρινών μηνών, τα δάση και το φυσικό περιβάλλον βρίσκονται μόνιμα σε κίνδυνο, λόγω των πυρκαγιών. Σχεδόν καθημερινά οι δασικές φωτιές αποτελούν ένα από τα συνηθισμένα θέματα, αφού ξεσπούν κυρίως από σκοπιμότητα και με κύρια αιτία τον ανθρώπινο παράγοντα. Η φωτιά οφείλεται στην ξηρασία τον άνεμο και την ζέστη, αφού αυτά τα φαινόμενα αυξάνουν την ένταση της μετατρέποντας την σε μια ανεξέλεγκτη πυρκαγιά με διάφορες κατευθύνσεις κίνησης. Βασικός παράγοντας για την διπλωματική εργασία, αποτέλεσε η πυρκαγιά που ξέσπασε το περσινό καλοκαίρι του 2021, η οποία ήταν μια περιβαλλοντική καταστροφή καθώς και μια καταστροφή με αντίκτυπο τις περιουσίες, τα σπίτια αλλά και τις ανθρώπινες ζωές. Πρωταρχικός στόχος της μελέτης είναι η εφήμερη κατοίκηση, για τη φιλοξενία μεμονωμένων ερευνητών σε απομακρυσμένα περιβάλλοντα. Μπορεί να λειτουργήσει ως μια εναλλακτική λύση κατοίκησης σε περιόδους έκτακτης ανάγκης όπως οι πυρκαγιές, καθώς οι μονάδες θα μπορούν να μεταφέρονται ή σε περιόδους μετά τα περιστατικά έκτακτης ανάγκης, συμβάλλοντας έτσι και στην ανοικοδόμηση του καταστραμμένου περιβάλλοντος. Οι κινητές αυτές μονάδες θα μπορούν να ενεργοποιούνται και σε διαφορετικές περιόδους προσφέροντας στους χρήστες ευκαιρία να γνωριστούν με τον τόπο. Θα λειτουργούν ως ένας οργανισμός ο οποίος θα μπορεί να μετασχηματίζεται και να προσαρμόζεται στον άνεμο αλλά και στις φυσικές καταστροφές, ενώ η ίδια η μονάδα θα μεταβάλλει τα όρια της μεταβάλλοντας την σε μια ευφυής μονάδα η οποία είναι διαδραστική με το περιβάλλον. Σημαντικό στοιχείο της μονάδας, αποτελεί η ελαφριά κατασκευή της που μπορεί να ανεγερθεί εύκολα και να ελεγχθεί ενεργά σε συγκεκριμένη απόσταση από το έδαφος. Λόγω του μικρού ιδιοβάρους της μονάδας, θα μπορεί να ανταποκρίνεται στο άνεμο, μέσω των ενσωματωμένων αισθητήρων που θα βρίσκονται στην μεμβράνη και θα μεταφέρουν συνεχώς την εξωτερική πίεση του ανέμου σε ένα σύστημα ελέγχου. Στην διπλωματική εργασία αναλύονται τα βασικά στοιχεία της φωτιάς, καθώς και η φωτιά που ξέσπασε το Καλοκαίρι. Στη συνέχεια γίνεται ανάλυση του χωριού Αρακαπά, που είναι ο χώρος όπου θα τοποθετηθούν οι μονάδες, καθώς σε αυτό το χωρίο έγινε η αρχή της φωτιάς με βάση την οποία αναπτύχθηκε η εργασία. Μετέπειτα, διερευνώνται οι τυπικές προδιαγραφές για τα τυπικά καταφύγια και αναλύονται διάφορα παραδείγματα προσωρινής διαμονής, με σκοπό τον διαχωρισμό σημαντικών στοιχείων. Πραγματοποιήθηκαν πειραματισμοί έχοντας ως βάση τη θεωρία του Frei Otto, με στόχο την εύρεση της μορφής της μονάδας καθώς και την μορφή υπό άσκηση πίεσης, αφού η μονάδα θα μπορεί να παραλαμβάνει την ένταση του ανέμου μεταβάλλοντας έτσι την μορφή του κελύφους της. Για σκοπούς μεταβλητότητας, χρησιμοποιήθηκαν plug -ins όπως το Grasshopper και Kangaroo στο πρόγραμμα Rhino, ώστε να βρεθούν τα όρια παραμορφωσιμότητας και αλλαγών με βάση των ταχυτήτων ανέμου στην περιοχή αλλά και τον εσωτερικό χώρο της μονάδας ώστε να μην υποστεί αλλοιώσεις. Τέλος, γίνεται συσχετισμός του φυσικού μοντέλου με το ψηφιακό, όπου παρατηρούνται διαφορές όσον αφορά τις παραμορφώσεις που παραλαμβάνει η μονάδα.

Fires are a catastrophic phenomenon that affects several countries, including our island, Cyprus. Every year, especially during the summer months, forests and the natural environment are permanently at risk due to fires. Almost every day forest fires are one of the common issues, since they break out mainly out of expediency and with the main cause being the human factor. Fire is due to drought, wind and heat, as they increase its intensity turning it into an uncontrollable fire with different directions of movement. A key factor for the dissertation was the fire that broke out last summer 2021, which was an environmental disaster as well as a disaster with an impact on property, homes and human lives. The primary goal of the study is the temporary residence, for the hospitality of individual researchers in remote environments. It can serve as an alternative to housing in times of emergency such as fires, as the units can be relocated or in times of emergencies, thus helping to rebuild the damaged environment. These mobile units will be able to be activated in different periods, offering users the opportunity to get to know the place. They will function as an organism that can be transformed and adapted to wind and natural disasters, while the unit itself will change its boundaries by transforming it into an intelligent unit that is interactive with the environment. An important element of the unit is its light construction that can be easily erected and actively controlled at a certain distance from the ground. Due to the small weight of the unit, it will be able to respond to the wind, through the built-in sensors that will be located in the membrane and will constantly transfer the external wind pressure to a control system. The diploma’s thesis analyzes the basic elements of the fire, as well as the fire that broke out last summer. Then, there is an analysis of the village Arakapa, which is the place where the units will be placed, as well as the beginning of the fire on which the work was based. Next, the typical specifications for the standard shelters are investigated and various examples of temporary accommodation are analyzed, in order to separate important elements. Experiments were performed based on Frei Otto's theory, with the aim of finding the shape of the unit as well as the shape under pressure, since the unit will be able to receive the intensity of the wind, thus changing the shape of its shell. For variability purposes, plug-ins such as Grasshopper and Kangaroo were used in the Rhino program to find the limits of deformability and changes based on wind speeds in the area and the interior of the unit to avoid damage. Finally, the physical model is correlated with the digital one, where differences are observed in terms of the deformations received by the unit.