دانلود پاورپوینت معماری دیجیتال با رویکرد موضوعی به سیستم های طراحی پارامتریک
چکیده
در دهه های اخیر روش های جدیدی در طراحی معماری پدیدار گشته که از کامپیوتر
به عنوان وسیلة طراحی استفاده می کنند و این موضوع دسته های مختلفی از
مهارت های دیجیتال و نمونه ای جدید از دانش معماری را پدید آورده است . از
آنجا که تا به حال چهارچوب تئوری دقیقی وجود نداشته که بتواند برنامة جامعی
برای
آموزش معماری دیجیتال ارائه دهد، این مقاله بدنبال ارائه روشی در طراحی است
که بر پایة ایده ای متشکل از تابع های قابل اندازه گیری شکل می گیرد. این
روش یک ایده کلی از طراحی دیجیتال ارائه می دهد که در پی آن می توان به
شناخت روش هایی از طراحی دیجتال توأم با درک منطقی آنها رسید. در این
پژوهش، سیستم های
طراحی پارامترک به عنوان یک ابزار تولیدی در طراحی معماری دیجیتال، با بیان
مثالهایی از طراحی به این روش، مورد بررسی قرار گرفته است. ابزارهای
پارامتریک بر پایه ی الگوریتم کار می کنند و بر همین اساس از قابلیت کنترل
دقیق بر هندسه ی طراحی در کل روند طراحی برخوردارند. قابلیت انعطاف پذیری و
جواب دهی این
ابزارها به تغییرات طراحی ، مدل های پارامتریک را به مدلی مفید و کاربردی
مخصوصا در طراحی مدل های پیچیده و منحصر به فرد تبدیل کرده است .
مقدمه :
در سال 1968 ایوان ساندرلند با برنامه ی اسکچ پد خود اثبات کرد کامپیوترها
می توانند به عنوان ابزاری برای طراحی و مدل سازی به کار در اواسط 1990
میلادی تمرینات معماری بدون استفاده از ابزارهای گرافیکی غیرقابل تصور شد و
در حال حاضر نیز .(Kalay,Y. E). روند تکنولوژی طراحی دیجیتال تقریبا
عالمگیر شده و به عنوان یکی از بهترین ابزارهای تولید معماری در تمرینات و
برنامه های معماری استفاده می شود . فراتر از آن، امروزه معماری دیجیتال
روش های طراحی جدیدی معرفی نموده که روش های طراحی حال حاضر را در بستر
دیجیتال Oxman, R., با هدف رسیدن به ایده های جدید محک می زند.( 2006 از
این رو معماری در یک انقلاب فکری که در اطراف ما در حال شکل گیری است شرکت
می کند اما عده ی کمی از مردم به آن توجه می کنند. اما واقعیت آن است که
تفکر محاسبه ای و اصل محاسبه امروزه بر تمام جوانب دنیای اطراف و حتی طرز
فکر ما سایه افکنده است .
(Bundy, A)
2. سیستم های تولید طراحی
طراحی معنای دو گانه ای دارد که به طور همزمان به معنی طراحی یک شی (طراحی
به عنوان یک فعالیت) و شی طراحی شده به عنوان محصول نهایی عمل طراحی
(طراحی به عنوان یک مصنوع) دلالت دارد. تمیز این دو معنی پایه و هسته مرکزی
سیستم های تولید طراحی است: یک سیستم تولید طراحی یک سیستم زاینده است که
محصول نهایی طراحی را به طور دقیق مشخص نمی کند اما به جای آن یک مرحله
بالاتر می رود و فرایند ساخت یا طراحی را برای رسیدن به محصول رمزگشایی می
کند .
بنابراین سیستم های تولید طراحی، آرایش یا سازمان را مقدم بر شکل ظاهری می دانند که این نشان دهنده ی تغییری اساسی از مدل
.(Leach , سازی یک شی طراحی شده به مدل سازی یک منطق طراحی است ( 2009
سیستم های تولید طراحی نیازمند یک سری مشخصه های قابل اندازه گیری است که
فضایی برای بررسی آلترناتیوهای مختلف و خلاقانه در فرایند طراحی را ایجاد
می کند . از طرفی دیگر سیستم های تولید طراحی نماینده ای از عملیات طراحی و
هوش انسان طراح را به ماشین تولید طرح می فرستند و سیستم طراحی با کمی
خودمختاری طرح را تولید می کند .اگرچه این به این معنی نیست که سیستم تولید
طراحی
دقیقاً خود طراح است,بلکه انسان طراح قسمتی از هوش کابردی خود را رمزگشایی
کرده و به عنوان ماده ی پایه وارد مولد می کند تا به نتیجه مطلوب تر برسد
و یا مشکلات طراحی را کمتر کند . این مشخصه ها می توانند قوانین، محدودیت
ها، وابستگی های عددی وساختارهای اولیه Mitchell, باشند. در حقیقت، منطق
تولیدی چیز پیچیده ای نیست اما برای طراحی معماری مقوله ای نو و جدید است .
( 1979
بر اساس هانا و باربر، جین نیکولاس لوئیس5
6 دوراند از یک الگوی فرایند تولیدی ، برای ایجاد معماری نئوکلاسیک به کمک ایجاد ترکیب
(Hanna and Barber, ها و همنشینی های مختلف از عناصر ساختمان استفاده کرده است ( 2001
F صفحات لوئیس سالیوان 6
7 که برگرفته از فرایندی تولیدی بر پایه ی ساخت هندسی است و سبک خود را از پنج اصل معماری لوکوربوزیه
F برگرفته, به عنوان نمونه ای از کاربرد سیستم های تولید کننده و زاینده طراحی به شمار می رود . نمونه ی اخیر پیتر آیزنمن 7
8 است ,کسی که
دستور قوانین دگرگون شونده را پایه و اصل طراحی معماری خود قرار داد . ایده ی طراحی آیزنمن بر اساس سیستمی می چرخد که به او اجازه
ی عملیات خلاقانه و در پی آن تولید تعداد نامحدودی از مولفه ها را می دهد و بر پایه سبکی از سیستم های تولید طراحی است که به او این
(Hays, توانایی را می دهد تا از محدودیت ها به بی مرزی و آزادی برسد.( 2000
جایی که او مطرح می کند که خانه یک (I-X آیزرمن انعکاس این عمل را در طراحی مجموعه ای از خانه ها نشان می دهد (خانه های
(Eisenman, شی خام نیست بلکه محصول نهایی یک فرایند گسترده است . ( 1977
این جمله بر اهمیت وجود یک فرایند در شکل گیری یک طرح تاکید می کند و درک فرم معماری قواعد تولید طراحی را در اختیار طراح
قرار می دهد که نقش اساسی را در پروسه ی طراحی معماری انجام می دهد
3.نحوه عملکرد سیستم های تولید طراحی و تقسیم بندی آنها
F فرایند شکل گیری یک سیستم تولید طراحی چهار فاکتور اصلی نیاز دارد . شرایط ، محدودیت ها و متغیرهای اولیه به عنوان ورودی8
9، یک
F مکانیسم تولیدی (قوانین، الگوریتم و ..) ، عمل تولید گزینه های مختلف 9
10 و مرحله چهارم انتخاب بهترین گزینه به عنوان خروجی. محصول
حاصل از طراحی قبل از مرحله ی چهارم صورت خارجی به ود نمی گیرد. بنابراین سیستم تولید طراحی به عنوان یک سیستم فرایند تولید در
نظر گرفته می شود و نه نماینده ای از طراحی. در واقع قوانین تولیدی که طرح را شکل می دهد و تکنیک های دیجیتال، در ذهن و ادراک
طراح کامل می شوند و با به کارگیری ساخت محاسبه ای و دقیق تبدیل به یک معماری می شوند. بنابر این معماری دیجیتال برای خلق طرح
های جدید و خلاقانه تا حد زیادی وابسته به توانایی های ادراکی و تحلیل طراح است
(Kolarevic, 2003) .
(Shea, 2004; Oxman, سیستم های تولیدی را می توان به دو دسته تقسیم کرد : سیستم های زبانی و سیستم های زیستی ; 2006
یک سیستم زبانی سیستمی بر پایه قواعد دستوری اما به شکل فرمال است که در آن ترکیبی از دستورهای محاسبه ای Arida, 2004)
اجرایی حکم فرمایی می کند و طرح را شکل می دهد . خاصیت محاسبه ای سیستم های تولید زبانی خود را در شکل های دستوری و قواعدی
که فرم را میسازند نشان می دهد . شکل های دستوری یک سری دستورات اصلاحی و تغییری روی شکل اولیه ی خام اعمال می کنند و در
F پی این فرآیند یک طرح مرکب و پیچیده شکل می گیرد . بر اساس گفته نای 01 ت
11 شکل های دستوری، توصیفی و تولیدی هستند در پروسه ای
که طی آن قوانین اصلاحی و تغییری هم فرم و شکل طرح تولیدی را توصیف می کنند و هم طرح ها را محاسبه و تکمیل می کنند
از طرفی دیگر سیستم های طراحی زیستی برنامه تولیدی متفاوتی را دنبال می کنند که طی آن طبیعت و اورگانیسم های پیچیده ی
زیستی را به عنوان ماده خام انتخاب کرده وقواعد خود را که برنامه استخراج
از طبیعت و تغییر و جابجایی در آن است را اعمال کرده و به فرم
(Hensel et al., معماری می رسا نند .( 2010
این مقاله در مورد سیستم های طراحی پارامترک به عنوان یک ابزار تولیدی در طراحی معماری بحث می کند. ابزارهای پارامتریک بر پایه
ی الگوریتم کار می کنند و بر همین اساس از قابلیت کنترل دقیق و محاسبه ای بر هندسه ی طراحی در کل فعالیت طراحی برخوردارند.
قابلیت انعطاف پذیری و جواب دهی آن ها به تغییر بر اساس نیاز طراحی، مدل های پارامتریک را تبدیل به مدلی مفید و کاربردی
مخصوصا در طراحی مدل های پیچیده و منحصر کرده است در طراحی عملکردی، کنترل پارامتریک فرم بسیار مهم و ارزشمند است که به
طراحان اجازه می دهد که دیاگرام های تحلیل عملکرد را به پایه ای برای طرح اصلی تبدیل کنند.
4.سیستم های طراحی پارامتریک
سیستم های پارامتریک بر پایه قواعد الگوریتمی عمل می کنند. یک الگوریتم مجموعه ای محدود از دستورالعمل ها برای رسیدن به هدفی
خاص است. یک الگوریتم یک مقدار یا دسته از مقادیر را به عنوان ورودی می گیرد ، تعدادی مراحل قابل اندازه گیری را نمایش می دهد که
ورودی تبدیل می کنند یا تغییر می دهند و در نهایت یک یا چند مقدار به عنوان خروجی تولید می کند . دستورالعمل های سرهم کردن اسباب
بازی ها ، وسایل و دستورالعمل های آشپزی فرم های ساده تری از الگوریتم ها
هستند. که به طور مثال قطعه های اسباب ، وسایل یا مواد تشکیل
دهنده ی غذا به عنوان ورودی ، و ابزار و اساسیه ی کامل شده یا غذا به عنوان خروجی آنها محسوب می شود و پروسه ی سرهم کردن یا دستور
آشپزی روند و دستورالعملی هستند که تا حصول به محصول نهایی دنبال می شوند.
قدرت الگوریتم ها در قابلیت حل مشکلات قابل اندازه گیری متعدد شامل و نه محدود به دسته بندی و جست وجو ، عملیات های مربوط
.(cormen , به پیکره بندی اطلاعات، حل مشکلات ترکیبی، عددی از جمله تولید اعداد تصادفی و هندسه ی قابل اندازه گیری است ( 2001
سه دستورالعمل اصلی کنند که عملیات های اساسی رااجرا می کند به ترتیب عبارتند از مرتب کردن (نمایش دستورالعمل ها به ترتیب) انتخاب
(انتخاب کردن دستورالعمل برای نمایش بر اساس شرایط و پس از آن توضیحات) بازگویی (تکرار دستورالعمل ها به صورت خطی یا بازگشتی
.(chang,2003)
F تفکر الگوریتمی و طراحی الگوریتمی ارتباط زیادی با مفهوم تولید طراحی دارد. ترزیدیس1
12 مطرح می کند که استراتژی قیاسی و استنتاجی
الگوریتم ها دستورالعمل هایی ارائه می دهد که به وه آن ها مسائل پیچیده
شبیه سازی شوند. الگوریتم ها میتوانند به عنوان الحاقای برای ذهن
.(terzidis , انسان به منظور بسط و گسترش آن به کار روند و دستیابی به پتانسیل غیر قابل پیش بینی مغز انسان را تسهیل می کند ( 2011
F بری12
13 اصول مؤثر بر طراحی را سرعت، قابلیت بازتولید و استفاده از طراحی کنترل شونده برای اجتناب از محدودیت های مدل های جعبه
13F سیاه
(Burry , 14 معرفی می کند. ( 2011
الگوریتم ها می توانند به صورت تکرار شونده، عناصر طراحی نظیر فرم هندسی، متغیرهای طراحی، ساختار داده ها را تولید، اصلاح و از نظر
کمی ارزیابی کنند.
از جمله فرم هندسی ، متغیرهای طراحی، ساختار داده ها که شامل مشخصه های شمارشی یا هندسی می شوند، عبارت ها ، عملیات
ریاضی و عملیات استدلالی . که این میزان کنترل طراحی در یک محیط مدل سازی مجازی به طراح اجازه می دهد که عملکرد را گسترش دهد
و وضعیت های مختلف را ارزیابی و قضاوت کند. از این رو از طریق یک الگوریتم می توان به طور مؤثر و دقیق جزئیات معماری را تعیین نمود.
طراحی پارامتریک زیر مجموعه ای از طراحی الگوریتمیک می باشد و اساسا بر پایه ساختاری الگوریتمی است .
F 5.بررسی نمونه موردی استادیوم لانزداون 14
15
F دراین قسمت به بررسی طراحی پارامتریک استادیوم لانزداون می پردازیم نام دیگر این استادیوم آویوا15
16 است. شفرد و هدیسون16F
17 وظیفه
ی طراحی پارامتریک این پروژه را به عهده داشتند . این پروژه مثال هایی
کاربردی از عملیات پارامتریک، که تا به حال به صورت کام توصیف نشده اند،
ارائه می دهد که شامل حرکت انتقالی ، تجزیه سیستم های کنترلی ، مرتفع شدن
مشکلات و محدودیت ها در پروژه و
استفاده از پارامترهای چندگانه ی اصلی برای درک و نمایش فرم می باشد.
1.5 . تعریف پارامترها و حل محدودیت ها :
سایت استادیوم از شمال و جنوب توسط خانه های مسکونی کم ارتفاع محدود شده بود که این مسئله محدودیت ارتفاعی را به وجود می
آورد به صورتی که ارتفاع کلی استادیوم نمی بایست بیشتر از 50 متر شود و انتهای شمالی حجم نیز با توجه به محدودیت می بایست پخ شود.
توسعه از غرب به دلیل خط ریل موجود و از شرق نیز به دلیل وجود زمین های
کلوپ محلی راگبی محدود می شد . با توجه به این محدودیت ها ظرفیت استادیوم
50000 نفر در نظر گرفته شد .
تحقیقات روی نور روز موقعیت لبه داخلی سقف ورزشگاه را به گونه ای مشخص کرد که چمن ورزشگاه به خوبی از نور استفاده و رشد کند.
به این ترتیب، طراحی ورزشگاه به فرمی محدود شد که نتیجه ی یک سری محدودیت
هاست و اگرچه ابتکاری جدید در طراحی الگوریتمیک نسیت، اما هندسه ی اولیه ی
طراحی را قوانین و حل محدودیت ها شکل داده اند
بررسی مدل پارامتریک کامل شده ی ورزشگاه
پروسه ی پارامتریک مورد بحث را می توان در چهار وجه متمایز توصیف کرد(شکل 5.2 )اصلی ترین بخش این پروسه تعریف هندسی
17F پوشش استادیوم است که وظیفه ی معمار می باشد و پایه و اساس طراحی سیستم سازه و نما است . طراحی سازه توسط گروه بی اچ
18 انجام
بود. مستندسازی و عملی کردن ساخت و ساز نمای پارامتریک پیشرفته وجزئیات و اطلاعات ورودی را HOK شد و طراحی نما نیز به عهده ی
F طراحان حرفه ای روکش های فلزی ارائه دادند که توسط ویلیام ککس18
19 و همکاران انجام شد. مرحله تولید. طرح پیشنهادی توسط ویلیام
F کگس و مهندسین ورقه های فلزی 19
(2- 20 با تبدیل آن به مدلهای پارامتریک اولیه بررسی شد (شکل
ارجاع داده شده اند . از اطلاعات اولیه و قوانین مشخص شده در فایل کدها 12
22 از مجموع این اطلاعات و تحت قوانین الگوریتمی طراحی
پارامتریک، یک سیستم کنترل گرافیکی تولید شد که پیکره بندی هندسه ی استادیوم را تعیین کرد.
بود که شبکه ای رشته ای را مشخص کرد که با سازه ی سقف نیز CAD اولین قدم برای تولید هندسه ی طرح وارد کردن فایل های
مطابقت داده شد ( 5.31 ) هشت قوس که از لحاظ اندازه و پارامتر کنترل شده اند حدود استادیوم را مشخص می کنند . (شکل 5.3 )همین
سیستم برای مشخص کردن لبه ی داخلی سقف نیز استفاده شده است. (شکل 5.34 ) تداخل شبکه ی خطی و محدوده ی مشخص شده حدود
( هر منحنی در (شکل 5.35 ) نشان داده شده است. تناسبات عمودی برای هر بخش به وسیله ی کرو کنترل سطحی مشخص شده. ( 5.36
هر کرو بخشی را ساخته و در مجموع بوسیله پوسته ای کل سقف ورزشگاه پوشانده شده است.( 5.38 و 5.37 ) وقتی شبکه ی شعاعی توسط
خط های بیشتری مشخص شد کروهای کنترلی پوسته ، بخش های بیشتری را تعریف می کنند. به همین روش، کل فرم شکل میگیرد و البته
این روند توسط نرم افزار انجام میشود.
4.5 . سازه
هندسه ی پارامتریک پوسته از بخش هایی تشکیل شده که به صورت شعاعی آرایش پیدا کرده اند این نقطه ای آغازین برای مدل
پارامتریک سازه ی وزرشگاه است. کروهای منفرد و شعاعی که تکرار می شوند، خط اتصال بین طراحی معماری و سازه اثر هستند . با استعاره
از خط های دید از آخرین ردیف صندلی ها و محدودیت های حمل و نقل، یک سری قوانین هندسی تولید شده و این قوانین مدلی متقارن از
قطعات سازه راتولید کرده است (شکل 5.4 ) بارهای وارده بر اعضای سازه ای نیز
با نرم افزار مدل سازی شده و مرتباً سازه را بارگذاری و تحلیل
می نماید.
نتیجه:
اگرچه پیشرفت تکنولوژی در روند طراحی معماری موثر بوده است اما می بایست توانایی و پتانسیل سیستم های تولید طراحی با دقت
بیشتری بررسی شود.طراحی پارامتریک با اینکه استراتژی ها و آلترناتیو های
متفاوتی در زمینه طراحی ارائه میدهد اما چهارچوب و دستورالعمل
دقیق طراحی را ارائه نمی دهد سیستم تولید طراحی طراح نیست در واقع ذهن طراح است که با به کارگیری تکنولوژی بسط وگسترش پیدا
کرده و با تسلط کامل بر متغییر ها در محیط مجازی فارغ از محدودیت ها طرح را شکل می دهد.در این مقاله سیستم پارامتریک به عنوان
یکی از کارا ترین سیستم های تولید طراحی بررسی شد.برتری سیستم پارامتریک نسبت به دیگر سیستم های تولید طراحی در توانایی کنترل
مرحله به مرحله فرم و کنترل طراح بر کل فرایند میباشد.قابلیت سازگاری با شرایط مختلف .تجزیه محدودیت ها به پارامتر و قابلیت کنترل
همزمان همه ی پارامترها این سیستم را برای طراحی مدل های پیچیده و طراحی در مقیاس بزرک مناسب کرده است.و به طراح این امکان را
میدهد تا بتواند همه ی متغییر ها را همزمان کنترل کند.
