Δ070.19 | SPATIO VIBRATUM | Κατασκευή Υποστήριξης Συμφωνικής Μουσικής και Όπερας στα Αρχαία Θέατρα

 
Διπλωματική εργασία: SPATIO VIBRATUM | Κατασκευή Υποστήριξης Συμφωνικής Μουσικής και Όπερας στα Αρχαία Θέατρα  
Φοιτήτρια: Ίρις Σκολίδη 
Επιβλέπουσες καθηγήτριες: Ελένη Αλεξάνδρου, Αριάδνη Βοζάνη 
Σύμβουλοι: Ανδρονίκη Μιλτιάδου, Ιωάννης Τιμαγένης 
Σχολή: Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Ε. Μ. Π. - Οκτώβριος 2019 




Αφορμή  για την διπλωματική στάθηκε η διαπίστωση πως η όπερα, μια γοητευτική και ίσως η περισσότερο πολυσύνθετη από τις παραστατικές τέχνες, απαντάται αποκλειστικά στα αστικά μητροπολιτικά κέντρα καθώς φαντάζει πάντοτε δέσμια του παραδοσιακού της κελύφους, της ιταλικής σκηνής. 
Ως αποτέλεσμα, η όπερα καθώς και η συμφωνική μουσική εν γένει, δεν είναι δυνατόν να έρθουν σε επαφή με το ευρύτερο κοινό –εν προκειμένω της χώρας.
Προέκυψε επομένως το έξης ερώτημα: Πώς θα ήταν δυνατόν μια παράσταση όπερας να ταξιδεύει στην περιφέρεια ; 

Παρόμοια πρωτοβουλία είχε θεσπίσει πριν κάποια χρόνια η εθνική λυρική σκηνή, ονόματι  «η όπερα της βαλίτσας», κατά την οποία ταξίδευαν κ ανέβαιναν παραστάσεις σε διάφορους χώρους του αστικού ιστού της περιφέρειας , πολύ συχνά όμως λόγω των κακών ακουστικών συνθηκών ήταν αναγκαία η ύπαρξη μικροφωνικού εξοπλισμού. 
Το ερώτημα λοιπόν ενισχύθηκε: Πώς θα ήταν δυνατό να ανεβαίνουν παραστάσεις με φυσικό ήχο ; 

Στην αναζήτηση μιας ουσιαστικής σύνδεσης με τον εκάστοτε τόπο στο οποίο θα λαμβάνει χώρα μια παράσταση προκύπτει μια δεύτερη διαπίστωση:
Πως υπάρχουν ετήσια θερινά φεστιβάλ παραστατών τεχνών στα αρχαία θέατρα της περιφέρειας , στα οποία παρατηρείται σχετική έλλειψη μουσικών παραστάσεων καθώς δεν είναι αποδοτικά δίχως μικρόφωνα εξαιτίας  του ανοιχτού πεδίου.

Ένα νέο ερώτημα λοιπόν απαντά στο προηγούμενο: Πώς θα μπορούσαμε να παίξουμε όπερα σε ένα υπαίθριο θέατρο , ώστε να δημιουργήσουμε ένα δίκτυο κλασσικής μουσικής με έδρες τα αρχαία θέατρα της  χώρας ; 




Τα αναγκαία στοιχεία για να ανέβει μια παράσταση όπερας σε ένα υπαίθριο θέατρο εντοπίζονται στις  χωρικές συνθήκες του παραδοσιακού της κελύφους της, την ιταλική σκηνή.

Σε αυτήν λειτουργούν 3 βασικά σώματα στα οποία αντιστοιχούν 3 χώροι:

Οι θέσεις για τους θεατές-ακροατές. Απέναντι η υπερυψωμένη σκηνή για τους μονωδούς/χορωδούς και η τάφρος για την ορχήστρα  ενδιάμεσα, μπροστά και κάτω από τη σκηνή.

Μεταφέροντας ακριβώς την ίδια διάταξη σε ένα αρχαίο θέατρο, λόγω έλλειψης επιπέδων, οι φωνές των μονωδών θα δυσκολεύονταν πολύ να διαπεράσουν το ηχητικό σώμα της ορχήστρας και να φτάσουν τους ακροατές. (εικ. ΙΙ)
Η πρώτη σχεδιαστική χειρονομία επομένως, είναι η αντιστροφή της παραδοσιακής διάταξης ορχήστρας και μονωδών. 




Με την νέα διάταξη ο κατευθυντικός ήχος της φωνής, εκμεταλλευόμενος τα υπολείμματα του αρχαίου δοχείου λειτουργεί αποδοτικά σε σχέση με το ηχητικό σώμα της ορχήστρας  το οποίο αποδυναμώνεται εντονότερα δίχως κάποια ανακλαστική επιφάνεια να τον στείλει προς του ακροατές.

Τελικά αντικείμενο της διπλωματικής είναι το εν λόγω ανακλαστικό κέλυφος  που πλαισιώνει την ορχήστρα και κατευθύνει τον ήχο της προς τους θεατές.




Για να λάβει διαστάσεις και μορφή το κέλυφος εντοπίζονται τα ενεργά για παραστάσεις θέατρα της χώρας και συγκεκριμένα χαρακτηριστικά τους, τα οποία αποτελούν βάση για τις συνθετικές αρχές του σχεδιασμού. 

Στο διάγραμμα κατηγοριοποιούνται αρχικά σε στήλες ως προς το είδος της ορχήστρας.  Κατακόρυφα διατάσσονται από τη μικρότερη διάμετρο ορχήστρας έως τη μεγαλύτερη. Σε παράλληλο κατακόρυφο άξονα σημειώνεται το σχήμα του διατηρημένου κοίλου και το όνομα, ενώ στο εσωτερικό κάθε στήλης τα θέατρα τοποθετούνται σύμφωνα με το ποσοστό διατήρησης του. 

Από την παρούσα μελέτη, εξαιρούνται τα ωδεία που έχουν ήδη ανακλαστικό τοίχο και θέατρα που σήμερα χρίζουν αναστήλωσης και δεν επιτρέπονται ογκώδη σκηνικά. 




Το διάγραμμα (εικ. V) αποσαφηνίζει τις μεγάλες αποκλίσεις στα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά των διατηρημένων μερών των θεάτρων. Για παράδειγμα κάποιο θέατρο μπορεί να έχει πολύ μικρή ορχήστρα αλλά τέλεια διατηρημένο κοίλον και σε ένα άλλο να συμβαίνει το εντελώς αντίστροφο.  Εντοπίζονται σχεδιαστικά τα θέατρα που εκφράζουν τέτοιου είδους ακραίες τιμές (όπως πχ το ρωμαϊκό ωδείο της Ρόδου και το αρχαίο θέατρο Μεγαλόπολης) και θέατρα που αντιστοιχούν στους μέσους όρους (όπως το θέατρο των Φιλίππων και το αρχαίο θέατρο Μεσσήνης).

Ωστόσο βάσει του καρτεσιανού διαγράμματος αναλογικής σχέσης ορχήστρας και διατηρημένου κοίλου προκύπτουν ομαδοποιήσεις θεάτρων με παρεμφερή χαρακτηριστικά, γεγονός που αφήνει ανοικτή την πιθανότητα ένα κέλυφος να λειτουργεί αποδοτικά σε μία ανάλογη ομάδα θεάτρων (εικ. V). 

Έτσι προέκυψε η ανάγκη για μια μεθοδολογία κελύφους που προσαρμόζεται  ώστε να εξυπηρετεί πολλούς διαφορετικούς τόπους.
Για να ελέγξουμε τις δυνατότητες αυτού αποφασίστηκε η μελέτη να εφαρμοστεί στο αρχαίο θέατρο της Μεσσήνης με ρωμαϊκή ορχήστρα και 45% διατηρημένο κοίλον περιμετρικά, που είναι το κοντινότερο στους μέσους όρους όλων των θεάτρων.





Η αναγκαία αυτή προσαρμοστικότητα  ανέδειξε τις δυο βασικές συνθετικές αρχές. 

Ως προς την τομή:
ένας αρθρωτός φορέας  ώστε να προσαρμόζεται σε διαφορές πιθανές κλίσεις απαντώντας κατοπτρικά στο διατηρημένο κοίλον. 

Ως προς την κάτοψη:
η προϋπόθεση  να φιλοξενούνται διάφορα μεγέθη μουσικής ορχήστρας σε διαφορετικά μεγέθη αρχαίας ορχήστρας υποδεικνύει:
Πρώτον την ανάγκη το κέλυφος να είναι μεταβαλλόμενο και ως προς την κάτοψη, δηλαδή να είναι η μεταβλητή διάταξη αυτών των φορέων και
Δεύτερον την βέλτιστη τοποθέτηση του κελύφους ώστε η ηχητική κάλυψη προς το εκάστοτε διατηρημένο κοίλον να είναι αποδοτική.
 


Αυτή η μεταβλητότητα ως προς τις κλίσεις της τομής και τις διατάξεις της κάτοψης καθιστούν αναγκαίο αφενός ένα σύστημα πολύ ισχυρό ώστε να στηρίξει τα βάρη του κελύφους δίχως φυσικά να πλήττει το αρχαιολογικό έδαφος και αφετέρου διασπασμένο σε μονάδες ώστε να είναι λυόμενο και μεταφέρσιμο. Κατά τον συγκερασμό όλων των κατασκευαστικών απαιτήσεων, βασική παράμετρο αποτέλεσε η αισθητική σύμπνοια με τους αρχαιολογικούς χώρους.

Τελικά η μονάδα του κελύφους απαρτίζεται από 3 μέρη:
Έναν πρωτεύοντα φορέα, μια ανακλαστική επιφάνεια και την ενδιάμεση τους σύνδεση.
 





Η έρευνα ξεκίνησε με το σχεδιασμό του πρωτεύοντος φορέα.
Ο πρώτος φορέας εμπνέεται από ρομποτικά δάκτυλα, η ανέγερση του οποίου επιτυγχάνεται με την μηχανική γοητεία των τροχαλιών από έναν κεντρικό κάβο ως αναφορά στη θυμέλη. Ο φορέας κλαδί αποτελείται από φάλαγγες που εγκιβωτίζονται η μία στην άλλη και τελικά μεταφέρεται ολόκληρος στη βάση του. Πολλοί φορείς, διατασσόμενοι ακτινωτά γύρω από το κέντρο της  αρχαίας ορχήστρας, διαμορφώνουν ένα κέλυφος κυρτό σαν σύγχρονη γιγάντια παλάμη που απαντά κατοπτρικά στις θέσεις του παρελθόντος και τους θεατές του παρόντος. Η αρθρωτή φύση του κλαδιού το καθιστά ικανό, λαμβάνοντας πλήθος κλίσεων, να αποτελεί πότε ανακλαστικό τοίχο και πότε σκηνική υποδομή  για μια υπερυψωμένη νέα σκηνή.

Η κλίμακα των θεάτρων όμως σε συνδυασμό με τα επικείμενα βάρη του κελύφους καθιστούσε τον φορέα κλαδί, ανεπαρκή. Ταυτόχρονα αποσαφηνίστηκε  πώς ακουστικά, το πλήθος όλων αυτών των κλίσεων δεν ήταν αναγκαίο και αρκούσε να μεταβάλλονται οι κλίσεις μόνο της άνω φάλαγγας. Επίσης επειδή δεν υπήρχε δυνατότητα θεμελίωσης, χρειαζόταν μια πολύ ισχυρή βάση και φυσικά η πλευρική αλληλοστήριξη των φορέων ώστε να αποκτά σταθερότητα ολόκληρο το σύστημα στο χώρο. 

Η έρευνα στράφηκε σε πειραματισμούς με έναν νέο φορέα από παράλληλες δικτυωματικές δοκούς που πλαισιωνόταν από ένα χωροδικτύωμα. Περνώντας από διαφόρους πιθανούς σχηματισμούς φορέων με αυτό το δικτυωματικό λ , είχε εξασφαλιστεί μεν η απαραίτητη σταθερότητα, η αισθητική παράμετρος ένταξης του μέσα στο αρχαίο όμως δεν ήταν ικανοποιητική. 
Η διερεύνηση αυτών των φορέων ανέδειξε επαναλαμβανόμενες χαράξεις και το μόνιμο πρόβλημα της επιβαρυμένης κεντρικής άρθρωσης. Έτσι, προέκυψε το νέο στοιχειό που ανακούφισε την κεντρική άρθρωση με περιμετρικές αρθρώσεις και εξασφάλισε την ένωση όλων των μελών μεταξύ τους. 




Ο τελικός φορέας φεγγάρι αποτελείται από παράλληλα σταθερά μεταλλικά μέρη, τη βάση και το φεγγάρι και από μεταβλητά ξύλινα , το ζεύγος ψαλιδιών, συνδυάζοντας τις αισθητικές αρετές του κλαδιού με τις στατικές αναγκαιότητες του χωροδικτυώματος. Κυλιόμενο πάνω στη βάση και το φεγγάρι, το ένα μέρος του ξύλινου ψαλιδιού μπορεί να λαμβάνει διάφορες κλίσεις, έτσι η άνω φάλαγγα μεταβάλλει πράγματι τις γωνίες ανάκλασης του ήχου. 




Περνώντας στην ακουστική λειτουργία του κελύφους εξετάστηκαν πιθανοί σχηματισμοί του, έτσι αποκλείοντας αρχικά το κοίλο σχήμα που δημιουργεί εστιασμούς του ήχου, τοποθετήθηκε ένα πιθανό κέλυφος στην βέλτιστη δυνατή απόσταση από το κοίλο και ασφαλή απόσταση από τα υπολείμματα της αρχαίας σκηνής. Βάσει της γεωμετρικής ακουστικής στην κατοχή είναι εμφανές πως η επιθυμητή ακουστική κάλυψη επιτυγχάνεται είτε κυρτώνοντας το σχήμα του κελύφους , είτε αυξάνοντας την επιφάνεια του. Έτσι, οι διατάξεις των φορέων χάρη στις χιαστές πλευρικές αλληλοστηρίξεις στις βάσεις αυτών, μπορούν να πάρουν πολλαπλά επιθυμητά σχήματα ανάλογα με τις απαιτήσεις του θεάτρου και της παράστασης. 




Συνεχίζοντας τη μελέτη για την επιφάνεια του κελύφους, είναι γνωστό πως ο ήχος ο όποιος μεταδίδεται ως σφαίρα στο χώρο και οι επιφάνειες αλληλεπιδρούν ανάλογα με τις ιδιότητες τους, είτε απορροφώντας τον, είτε ανακλώντας τον, είτε διαχέοντάς τον. Όλα αυτά όμως λειτουργούν φασματικά. Δηλαδή ο ίδιος ο ήχος είναι κατακερματισμένος σε φάσματα συχνοτήτων τα οποία αλληλεπιδρούν διαφορετικά με κάθε επιφάνεια. 

Στην περίπτωση του δικού μας κελύφους για παράδειγμα, το φάσμα που ακούμε στη μουσική είναι χονδρικά από 45 έως 1500 Hz. Τι σημαίνει αυτό πρακτικά;
Πως όταν ένα όργανο στέλνει για παράδειγμα ηχητικό κύμα με συχνότητα 136 Hz στο κέλυφος μας, η ανάκλαση του θα γίνει από μια επιφάνεια 2.50 μέτρων ενώ για μια υψηλότερη συχνότητα πχ  425 Hz, η ανάκλαση θα λειτουργήσει από μια επιφάνεια μικρότερη,  περίπου 90 εκατοστών. 

Βάσει αυτών των γνώσεων και στοχεύοντας ξανά στην μεταφορά, την συναρμολόγηση και την μεταβλητότητα του κελύφους, στραφήκαμε στο σχεδιασμό ενός modulo, μιας μονάδας της επιφάνειας του κελύφους  η οποία επαναλαμβανομένη μέσω διαφόρων διατάξεων και συνδυασμών συντάσσει μικρότερες ή μεγαλύτερες μονάδες ανακλαστικής επιφάνειας που εν τελεί επιτυγχάνουν την ανάκλαση πολλών φασμάτων συχνοτήτων.
Η μονάδα αυτή αποτελείται από ροδέλες κόντρα πλακέ βιδωτές μεταξύ τους, έτσι προσθαφαιρώντας επίπεδα μεγαλώνει ή μικραίνει αντίστοιχα. 




Οι πολλαπλοί αυτοί σχηματισμοί απαιτούν ένα ενδιάμεσο στηρικτικό σύστημα μεταξύ κελύφους και πρωτεύοντος φορέα, εξίσου μεταβλητό ως προς τη διάμετρο του. Η λύση βρέθηκε παρατηρώντας το μηχανισμό της ομπρέλας. Έτσι σχεδιάστηκε μια αντίστοιχη κινητική κατασκευή η οποία ανάλογα με τα σκέλη της δίνει πληθώρα διατάξεων και σχημάτων. 

Η ομπρέλα αποτελείται από δύο κόμβους. Ο άνω παραμένει σταθερός ενώ ο κάτω κυλιόμενος στον κεντρικό άξονα ανοίγει ακτινωτά τα σκέλη του μηχανισμού προσφέροντας πληθώρα διαμέτρων. Για να γίνεται αυτό σε ανθρώπινη κλίμακα προσθέσαμε ένα ζεύγος ψαλιδιών που ουσιαστικά σπρώχνοντας τα σκέλη κινούν τον μεταβλητό κόμβο και ανοίγουν την κατασκευή. Το σημαντικότερο  χαρακτηριστικό της ομπρέλας είναι πως ανοιγοκλείνει από έναν άνθρωπο και μεταφέρεται αυτούσια, δεν χρειάζεται να συναρμολογείται κάθε φορά. 




Όταν ανοιχτεί και τοποθετηθεί πάνω στο φορέα κάθε ομπρέλα ενδύεται του κελύφους της. Με αντίστοιχη λογική μεταβαλλόμενων τριγωνισμών στηρίζεται κάθε φολίδα στα σκέλη της ομπρέλας και τελικά όλες  μαζί σχηματίζουν την φολιδωτή ανακλαστική επιφάνεια. 




Πως τελικά  συναρμολογείται όλο το σύστημα στο χώρο ;
Αρχικά διατάσσονται οι μεταλλικές βάσεις των φορέων ώστε να αλληλοστηριχθούν με τις χιαστές και να ορίσουν το συνολικό σχήμα του κελύφους. Έπειτα τοποθετούνται τα μεταβλητά ξύλινα ζεύγη ψαλιδιών και «κλειδώνουν» στην απαιτουμένη κλίση. Κατόπιν οι ομπρέλες ανοίγονται και στηρίζονται με την λογική των πειρών στον κορμό των φορέων ενώ παράλληλα τα ελευθέρα σκέλη τους ενώνονται με σημεία του φορέα, αναρτώμενα με ντίζες για τις άνω και με αποστάτες για την κάτω. Τέλος, οι φολίδες σχηματίζουν την τελική επιφάνεια καθώς τοποθετούνται πάνω στις ομπρέλες με μηχανισμό που τους επιτρέπει να παίρνουν διαφορετικές κλίσεις ανά περίπτωση.
 







Προβολές σκηνικών και πρωτοποριακοί φωτισμοί θα λειτουργούσαν ιδανικά για μουσικές παραγωγές σε ένα αντίστοιχο το κέλυφος. Ταυτόχρονα, η αρχική πρόθεση να λειτουργεί ως σκηνική υποδομή, επιβεβαιώνεται αφού εάν η φολιδωτή επιφάνεια  δεν ικανοποιεί πιθανές σκηνοθετικές απαιτήσεις, με το ίδιο κόστος κατασκευής ενός σκηνικού μπορεί να κατασκευαστεί μια νέα, ακουστικά μελετημένη ανακλαστική επιφάνεια  διαφορετικού αρχιτεκτονικού και σκηνογραφικού ύφους. Βάσει της λογικής του modulo και της συναρμογής μονάδων ανακλαστικού κελύφους, το σύστημα του Spatio Vibratum* παραμένει ανοιχτό ως προς τη μεταβλητότητα, απαράβατη παράμετρος που τέθηκε εξ αρχής. 

Κλείνοντας, αξίζει να αναφερθεί πως αρχαία υπαίθρια θέατρα δεν υπάρχουν μόνο στην Ελλάδα αλλά σε όλη τη Μεσόγειο, γεγονός που καθιστά δυνατή την μεταφορά εγχώριων παραγωγών στο εξωτερικό. Εν τέλει, χρησιμοποιώντας ένα ανάλογο σύστημα, το δίκτυο κλασσικής μουσικής με έδρες τα αρχαία θέατρα, θα μπορούσε να επεκτείνεται και εκτός συνόρων.

*παλλόμενος χώρος

 ____________________________________________________ 


Title: SPATIO VIBRATUM | Supportive Structure for Classical Music and Opera Spectacles in Ancient Theaters 
Student: Iris Skolidi 
Course: Diploma Thesis 
Supervisors: Eleni Alexandrou, Ariadne Vozani 
Consultants: Androniki Miltiadou, Ioannis Timagenis 
Institution: School of Architecture, National Technical University of Athens 
Date: October 2019

(image I)

The Diploma thesis aims to realize the idea of performing Opera -and classical music in general- in an open air ancient theater without microphones. The actual purpose of it, is to create a network of classical music based on the ancient theaters in Greece and in Mediterranean. Opera itself is more correlated to these ancient spaces than with think: Opera was born back in the 17th century when philosophers and musicians in Florence were trying to imagine and revive famous ancient Greek drama scenes.

In the project, firstly, the traditional spatial relation between a musical orchestra and the singers was inverted. The singers in an ancient theater would be in front of the orchestra (image II) so as to access the public more easily with their voices. Thus though, the sound of the orchestra is quite minimized because of the open field. The diploma thesis focuses on this essential acoustic structure that surrounds an orchestra and reflects the sound back to the audience. (image III)

Secondly, by classifying the now-available for spectacles ancient theaters in Greece (image IV and V) where identified the principles and the limits of the design process. Because of the fact that all the theaters are different, the proposal contents a series of structural steps so as to design a transportable, assembled and reflective acoustic structure that can be adapted in many theaters and reply to each one’s unique state.

The proposed structure is formed by modules that can be placed with various schemes based on the best acoustic outcome (image IX).
Each module of the final shell-like structure is divided in 3 levels:  Its principle static “column” that provides the possibility of changing the inclination of the structure (image VII and VIII)  ,the reflective surface (which is also made out of smaller modules | image X) and their intermediate connection, which is basically a kinetic smaller structure that reflects the mechanism of un umbrella so as to provide many different lengths and possibilities. (image XI and XII)
 

A system like that could also be combined with projected shenography or theatrical advanced lighting for an opera spectacle. Plus, as a matter of adaptability, if the final surface does not fit to somebody’s directing demands, it is always possible, with the same budget of a scenery, to build a new acoustically designed reflective surface that can be supported by the rest of the structure.