دانلود پاورپوینت معماري ديجيتال با رويكرد موضوعي به سيستم هاي طراحي پارامتريك
چكيده
در دهه هاي اخير روش هاي جديدي در طراحي معماري پديدار گشته كه از كامپيوتر به عنوان وسيلة طراحي استفاده مي كنند و اين موضوع دسته هاي مختلفي از  مهارت هاي ديجيتال و نمونه اي جديد از دانش معماري را پديد آورده است . از آنجا كه تا به حال چهارچوب تئوري دقيقي وجود نداشته كه بتواند برنامة جامعي براي
آموزش معماري ديجيتال ارائه دهد، اين مقاله بدنبال ارائه روشي در طراحي است كه بر پاية ايده اي متشكل از تابع هاي قابل اندازه گيري شكل مي گيرد. اين روش يك  ايده كلي از طراحي ديجيتال ارائه مي دهد كه در پي آن مي توان به شناخت روش هايي از طراحي ديجتال توأم با درك منطقي آنها رسيد. در اين پژوهش، سيستم هاي
طراحي پارامترك به عنوان يك ابزار توليدي در طراحي معماري ديجيتال، با بيان مثالهايي از طراحي به اين روش، مورد بررسي قرار گرفته است. ابزارهاي پارامتريك بر  پايه ي الگوريتم كار مي كنند و بر همين اساس از قابليت كنترل دقيق بر هندسه ي طراحي در كل روند طراحي برخوردارند. قابليت انعطاف پذيري و جواب دهي اين
ابزارها به تغييرات طراحي ، مدل هاي پارامتريك را به مدلي مفيد و كاربردي مخصوصا در طراحي مدل هاي پيچيده و منحصر به فرد تبديل كرده است .
مقدمه :
در سال 1968 ايوان ساندرلند با برنامه ي اسكچ پد خود اثبات كرد كامپيوترها مي توانند به عنوان ابزاري براي طراحي و مدل سازي به كار  در اواسط 1990 ميلادي تمرينات معماري بدون استفاده از ابزارهاي گرافيكي غيرقابل تصور شد و در حال حاضر نيز .(Kalay,Y. E). روند  تكنولوژي طراحي ديجيتال تقريبا عالمگير شده و به عنوان يكي از بهترين ابزارهاي توليد معماري در تمرينات و برنامه هاي معماري استفاده  مي شود . فراتر از آن، امروزه معماري ديجيتال روش هاي طراحي جديدي معرفي نموده كه روش هاي طراحي حال حاضر را در بستر ديجيتال  Oxman, R., با هدف رسيدن به ايده هاي جديد محك مي زند.( 2006  از اين رو معماري در يك انقلاب فكري كه در اطراف ما در حال شكل گيري است شركت مي كند اما عده ي كمي از مردم به آن توجه  مي كنند. اما واقعيت آن است كه تفكر محاسبه اي و اصل محاسبه امروزه بر تمام جوانب دنياي اطراف و حتي طرز فكر ما سايه افكنده است .
(Bundy, A)
2. سيستم هاي توليد طراحي
طراحي معناي دو گانه اي دارد كه به طور همزمان به معني طراحي يك شي (طراحي به عنوان يك فعاليت) و شي طراحي شده به عنوان  محصول نهايي عمل طراحي (طراحي به عنوان يك مصنوع) دلالت دارد. تميز اين دو معني پايه و هسته مركزي سيستم هاي توليد طراحي  است: يك سيستم توليد طراحي يك سيستم زاينده است كه محصول نهايي طراحي را به طور دقيق مشخص نمي كند اما به جاي آن يك  مرحله بالاتر مي رود و فرايند ساخت يا طراحي را براي رسيدن به محصول رمزگشايي مي كند .
بنابراين سيستم هاي توليد طراحي، آرايش يا سازمان را مقدم بر شكل ظاهري مي دانند كه اين نشان دهنده ي تغييري اساسي از مدل
.(Leach , سازي يك شي طراحي شده به مدل سازي يك منطق طراحي است ( 2009
سيستم هاي توليد طراحي نيازمند يك سري مشخصه هاي قابل اندازه گيري است كه فضايي براي بررسي آلترناتيوهاي مختلف و خلاقانه  در فرايند طراحي را ايجاد مي كند . از طرفي ديگر سيستم هاي توليد طراحي نماينده اي از عمليات طراحي و هوش انسان طراح را به ماشين  توليد طرح مي فرستند و سيستم طراحي با كمي خودمختاري طرح را توليد مي كند .اگرچه اين به اين معني نيست كه سيستم توليد طراحي
دقيقاً خود طراح است,بلكه انسان طراح قسمتي از هوش كابردي خود را رمزگشايي كرده و به عنوان ماده ي پايه وارد مولد مي كند تا به نتيجه  مطلوب تر برسد و يا مشكلات طراحي را كمتر كند . اين مشخصه ها مي توانند قوانين، محدوديت ها، وابستگي هاي عددي وساختارهاي اوليه  Mitchell, باشند. در حقيقت، منطق توليدي چيز پيچيده اي نيست اما براي طراحي معماري مقوله اي نو و جديد است . ( 1979
 
بر اساس هانا و باربر، جين نيكولاس لوئيس5
6 دوراند از يك الگوي فرايند توليدي ، براي ايجاد معماري نئوكلاسيك به كمك ايجاد تركيب
(Hanna and Barber, ها و همنشيني هاي مختلف از عناصر ساختمان استفاده كرده است ( 2001
F صفحات لوئيس ساليوان 6
7 كه برگرفته از فرايندي توليدي بر پايه ي ساخت هندسي است و سبك خود را از پنج اصل معماري لوكوربوزيه
F برگرفته, به عنوان نمونه اي از كاربرد سيستم هاي توليد كننده و زاينده طراحي به شمار مي رود . نمونه ي اخير پيتر آيزنمن 7
8 است ,كسي كه
دستور قوانين دگرگون شونده را پايه و اصل طراحي معماري خود قرار داد . ايده ي طراحي آيزنمن بر اساس سيستمي مي چرخد كه به او اجازه
ي عمليات خلاقانه و در پي آن توليد تعداد نامحدودي از مولفه ها را مي دهد و بر پايه سبكي از سيستم هاي توليد طراحي است كه به او اين
(Hays, توانايي را مي دهد تا از محدوديت ها به بي مرزي و آزادي برسد.( 2000
جايي كه او مطرح مي كند كه خانه يك (I-X آيزرمن انعكاس اين عمل را در طراحي مجموعه اي از خانه ها نشان مي دهد (خانه هاي
(Eisenman, شي خام نيست بلكه محصول نهايي يك فرايند گسترده است . ( 1977
اين جمله بر اهميت وجود يك فرايند در شكل گيري يك طرح تاكيد مي كند و درك فرم معماري قواعد توليد طراحي را در اختيار طراح
قرار مي دهد كه نقش اساسي را در پروسه ي طراحي معماري انجام مي دهد
3.نحوه عملكرد سيستم هاي توليد طراحي و تقسيم بندي آنها
F فرايند شكل گيري يك سيستم توليد طراحي چهار فاكتور اصلي نياز دارد . شرايط ، محدوديت ها و متغيرهاي اوليه به عنوان ورودي8
9، يك
F مكانيسم توليدي (قوانين، الگوريتم و ..) ، عمل توليد گزينه هاي مختلف 9
10 و مرحله چهارم انتخاب بهترين گزينه به عنوان خروجي. محصول
حاصل از طراحي قبل از مرحله ي چهارم صورت خارجي به ود نمي گيرد. بنابراين سيستم توليد طراحي به عنوان يك سيستم فرايند توليد در
نظر گرفته مي شود و نه نماينده اي از طراحي. در واقع قوانين توليدي كه طرح را شكل مي دهد و تكنيك هاي ديجيتال، در ذهن و ادراك
طراح كامل مي شوند و با به كارگيري ساخت محاسبه اي و دقيق تبديل به يك معماري مي شوند. بنابر اين معماري ديجيتال براي خلق طرح
هاي جديد و خلاقانه تا حد زيادي وابسته به توانايي هاي ادراكي و تحليل طراح است
(Kolarevic, 2003) .
(Shea, 2004; Oxman, سيستم هاي توليدي را مي توان به دو دسته تقسيم كرد : سيستم هاي زباني و سيستم هاي زيستي ; 2006
يك سيستم زباني سيستمي بر پايه قواعد دستوري اما به شكل فرمال است كه در آن تركيبي از دستورهاي محاسبه اي Arida, 2004)
اجرايي حكم فرمايي مي كند و طرح را شكل مي دهد . خاصيت محاسبه اي سيستم هاي توليد زباني خود را در شكل هاي دستوري و قواعدي
كه فرم را ميسازند نشان مي دهد . شكل هاي دستوري يك سري دستورات اصلاحي و تغييري روي شكل اوليه ي خام اعمال مي كنند و در
F پي اين فرآيند يك طرح مركب و پيچيده شكل مي گيرد . بر اساس گفته ناي 01 ت
11 شكل هاي دستوري، توصيفي و توليدي هستند در پروسه اي
كه طي آن قوانين اصلاحي و تغييري هم فرم و شكل طرح توليدي را توصيف مي كنند و هم طرح ها را محاسبه و تكميل مي كنند
از طرفي ديگر سيستم هاي طراحي زيستي برنامه توليدي متفاوتي را دنبال مي كنند كه طي آن طبيعت و اورگانيسم هاي پيچيده ي
زيستي را به عنوان ماده خام انتخاب كرده وقواعد خود را كه برنامه استخراج از طبيعت و تغيير و جابجايي در آن است را اعمال كرده و به فرم
(Hensel et al., معماري مي رسا نند .( 2010
اين مقاله در مورد سيستم هاي طراحي پارامترك به عنوان يك ابزار توليدي در طراحي معماري بحث مي كند. ابزارهاي پارامتريك بر پايه
ي الگوريتم كار مي كنند و بر همين اساس از قابليت كنترل دقيق و محاسبه اي بر هندسه ي طراحي در كل فعاليت طراحي برخوردارند.
قابليت انعطاف پذيري و جواب دهي آن ها به تغيير بر اساس نياز طراحي، مدل هاي پارامتريك را تبديل به مدلي مفيد و كاربردي
مخصوصا در طراحي مدل هاي پيچيده و منحصر كرده است در طراحي عملكردي، كنترل پارامتريك فرم بسيار مهم و ارزشمند است كه به
طراحان اجازه مي دهد كه دياگرام هاي تحليل عملكرد را به پايه اي براي طرح اصلي تبديل كنند.
4.سيستم هاي طراحي پارامتريك
سيستم هاي پارامتريك بر پايه قواعد الگوريتمي عمل مي كنند. يك الگوريتم مجموعه اي محدود از دستورالعمل ها براي رسيدن به هدفي
خاص است. يك الگوريتم يك مقدار يا دسته از مقادير را به عنوان ورودي مي گيرد ، تعدادي مراحل قابل اندازه گيري را نمايش مي دهد كه
ورودي تبديل مي كنند يا تغيير مي دهند و در نهايت يك يا چند مقدار به عنوان خروجي توليد مي كند . دستورالعمل هاي سرهم كردن اسباب
بازي ها ، وسايل و دستورالعمل هاي آشپزي فرم هاي ساده تري از الگوريتم ها هستند. كه به طور مثال قطعه هاي اسباب ، وسايل يا مواد تشكيل
دهنده ي غذا به عنوان ورودي ، و ابزار و اساسيه ي كامل شده يا غذا به عنوان خروجي آنها محسوب مي شود و پروسه ي سرهم كردن يا دستور
آشپزي روند و دستورالعملي هستند كه تا حصول به محصول نهايي دنبال مي شوند.
قدرت الگوريتم ها در قابليت حل مشكلات قابل اندازه گيري متعدد شامل و نه محدود به دسته بندي و جست وجو ، عمليات هاي مربوط
.(cormen , به پيكره بندي اطلاعات، حل مشكلات تركيبي، عددي از جمله توليد اعداد تصادفي و هندسه ي قابل اندازه گيري است ( 2001
سه دستورالعمل اصلي كنند كه عمليات هاي اساسي رااجرا مي كند به ترتيب عبارتند از مرتب كردن (نمايش دستورالعمل ها به ترتيب) انتخاب
(انتخاب كردن دستورالعمل براي نمايش بر اساس شرايط و پس از آن توضيحات) بازگويي (تكرار دستورالعمل ها به صورت خطي يا بازگشتي
.(chang,2003)
F تفكر الگوريتمي و طراحي الگوريتمي ارتباط زيادي با مفهوم توليد طراحي دارد. ترزيديس1
12 مطرح مي كند كه استراتژي قياسي و استنتاجي
الگوريتم ها دستورالعمل هايي ارائه مي دهد كه به وه آن ها مسائل پيچيده شبيه سازي شوند. الگوريتم ها ميتوانند به عنوان الحاقاي براي ذهن
.(terzidis , انسان به منظور بسط و گسترش آن به كار روند و دستيابي به پتانسيل غير قابل پيش بيني مغز انسان را تسهيل مي كند ( 2011
F بري12
13 اصول مؤثر بر طراحي را سرعت، قابليت بازتوليد و استفاده از طراحي كنترل شونده براي اجتناب از محدوديت هاي مدل هاي جعبه
13F سياه
(Burry , 14 معرفي مي كند. ( 2011
الگوريتم ها مي توانند به صورت تكرار شونده، عناصر طراحي نظير فرم هندسي، متغيرهاي طراحي، ساختار داده ها را توليد، اصلاح و از نظر
كمي ارزيابي كنند.
از جمله فرم هندسي ، متغيرهاي طراحي، ساختار داده ها كه شامل مشخصه هاي شمارشي يا هندسي مي شوند، عبارت ها ، عمليات
رياضي و عمليات استدلالي . كه اين ميزان كنترل طراحي در يك محيط مدل سازي مجازي به طراح اجازه مي دهد كه عملكرد را گسترش دهد
و وضعيت هاي مختلف را ارزيابي و قضاوت كند. از اين رو از طريق يك الگوريتم مي توان به طور مؤثر و دقيق جزئيات معماري را تعيين نمود.
طراحي پارامتريك زير مجموعه اي از طراحي الگوريتميك مي باشد و اساسا بر پايه ساختاري الگوريتمي است .
F 5.بررسي نمونه موردي استاديوم لانزداون 14
15
F دراين قسمت به بررسي طراحي پارامتريك استاديوم لانزداون مي پردازيم نام ديگر اين استاديوم آويوا15
16 است. شفرد و هديسون16F
17 وظيفه
ي طراحي پارامتريك اين پروژه را به عهده داشتند . اين پروژه مثال هايي كاربردي از عمليات پارامتريك، كه تا به حال به صورت كام توصيف نشده اند، ارائه مي دهد كه شامل حركت انتقالي ، تجزيه سيستم هاي كنترلي ، مرتفع شدن مشكلات و محدوديت ها در پروژه و
استفاده از پارامترهاي چندگانه ي اصلي براي درك و نمايش فرم مي باشد.
1.5 . تعريف پارامترها و حل محدوديت ها :
سايت استاديوم از شمال و جنوب توسط خانه هاي مسكوني كم ارتفاع محدود شده بود كه اين مسئله محدوديت ارتفاعي را به وجود مي
آورد به صورتي كه ارتفاع كلي استاديوم نمي بايست بيشتر از 50 متر شود و انتهاي شمالي حجم نيز با توجه به محدوديت مي بايست پخ شود.
توسعه از غرب به دليل خط ريل موجود و از شرق نيز به دليل وجود زمين هاي كلوپ محلي راگبي محدود مي شد . با توجه به اين محدوديت ها ظرفيت استاديوم 50000 نفر در نظر گرفته شد .
تحقيقات روي نور روز موقعيت لبه داخلي سقف ورزشگاه را به گونه اي مشخص كرد كه چمن ورزشگاه به خوبي از نور استفاده و رشد كند.
به اين ترتيب، طراحي ورزشگاه به فرمي محدود شد كه نتيجه ي يك سري محدوديت هاست و اگرچه ابتكاري جديد در طراحي الگوريتميك نسيت، اما هندسه ي اوليه ي طراحي را قوانين و حل محدوديت ها شكل داده اند
بررسي مدل پارامتريك كامل شده ي ورزشگاه
پروسه ي پارامتريك مورد بحث را مي توان در چهار وجه متمايز توصيف كرد(شكل 5.2 )اصلي ترين بخش اين پروسه تعريف هندسي
17F پوشش استاديوم است كه وظيفه ي معمار مي باشد و پايه و اساس طراحي سيستم سازه و نما است . طراحي سازه توسط گروه بي اچ
18 انجام
بود. مستندسازي و عملي كردن ساخت و ساز نماي پارامتريك پيشرفته وجزئيات و اطلاعات ورودي را HOK شد و طراحي نما نيز به عهده ي
F طراحان حرفه اي روكش هاي فلزي ارائه دادند كه توسط ويليام ككس18
19 و همكاران انجام شد. مرحله توليد. طرح پيشنهادي توسط ويليام
F كگس و مهندسين ورقه هاي فلزي 19
(2- 20 با تبديل آن به مدلهاي پارامتريك اوليه بررسي شد (شكل
ارجاع داده شده اند . از اطلاعات اوليه و قوانين مشخص شده در فايل كدها 12
22 از مجموع اين اطلاعات و تحت قوانين الگوريتمي طراحي
پارامتريك، يك سيستم كنترل گرافيكي توليد شد كه پيكره بندي هندسه ي استاديوم را تعيين كرد.
بود كه شبكه اي رشته اي را مشخص كرد كه با سازه ي سقف نيز CAD اولين قدم براي توليد هندسه ي طرح وارد كردن فايل هاي
مطابقت داده شد ( 5.31 ) هشت قوس كه از لحاظ اندازه و پارامتر كنترل شده اند حدود استاديوم را مشخص مي كنند . (شكل 5.3 )همين
سيستم براي مشخص كردن لبه ي داخلي سقف نيز استفاده شده است. (شكل 5.34 ) تداخل شبكه ي خطي و محدوده ي مشخص شده حدود
( هر منحني در (شكل 5.35 ) نشان داده شده است. تناسبات عمودي براي هر بخش به وسيله ي كرو كنترل سطحي مشخص شده. ( 5.36
هر كرو بخشي را ساخته و در مجموع بوسيله پوسته اي كل سقف ورزشگاه پوشانده شده است.( 5.38 و 5.37 ) وقتي شبكه ي شعاعي توسط
خط هاي بيشتري مشخص شد كروهاي كنترلي پوسته ، بخش هاي بيشتري را تعريف مي كنند. به همين روش، كل فرم شكل ميگيرد و البته
اين روند توسط نرم افزار انجام ميشود.
4.5 . سازه
هندسه ي پارامتريك پوسته از بخش هايي تشكيل شده كه به صورت شعاعي آرايش پيدا كرده اند اين نقطه اي آغازين براي مدل
پارامتريك سازه ي وزرشگاه است. كروهاي منفرد و شعاعي كه تكرار مي شوند، خط اتصال بين طراحي معماري و سازه اثر هستند . با استعاره
از خط هاي ديد از آخرين رديف صندلي ها و محدوديت هاي حمل و نقل، يك سري قوانين هندسي توليد شده و اين قوانين مدلي متقارن از
قطعات سازه راتوليد كرده است (شكل 5.4 ) بارهاي وارده بر اعضاي سازه اي نيز با نرم افزار مدل سازي شده و مرتباً سازه را بارگذاري و تحليل
مي نمايد.
نتيجه:
اگرچه پيشرفت تكنولوژي در روند طراحي معماري موثر بوده است اما مي بايست توانايي و پتانسيل سيستم هاي توليد طراحي با دقت
بيشتري بررسي شود.طراحي پارامتريك با اينكه استراتژي ها و آلترناتيو هاي متفاوتي در زمينه طراحي ارائه ميدهد اما چهارچوب و دستورالعمل
دقيق طراحي را ارائه نمي دهد سيستم توليد طراحي طراح نيست در واقع ذهن طراح است كه با به كارگيري تكنولوژي بسط وگسترش پيدا
كرده و با تسلط كامل بر متغيير ها در محيط مجازي فارغ از محدوديت ها طرح را شكل مي دهد.در اين مقاله سيستم پارامتريك به عنوان
يكي از كارا ترين سيستم هاي توليد طراحي بررسي شد.برتري سيستم پارامتريك نسبت به ديگر سيستم هاي توليد طراحي در توانايي كنترل
مرحله به مرحله فرم و كنترل طراح بر كل فرايند ميباشد.قابليت سازگاري با شرايط مختلف .تجزيه محدوديت ها به پارامتر و قابليت كنترل
همزمان همه ي پارامترها اين سيستم را براي طراحي مدل هاي پيچيده و طراحي در مقياس بزرك مناسب كرده است.و به طراح اين امكان را
ميدهد تا بتواند همه ي متغيير ها را همزمان كنترل كند.