بخشی از مقاله
بررسی رویکرد سازه در معماری پارامتریک
چکیده:
طی سالهای اخیر مطالعه در هندسه بدیع و نوع آوری در آن به موضوع مهمی در معماری معاصر تبدیل شده است.همزمان با قرن بیست و یکم که دوره جدیدی برای طراحی معماری محسوب میشود.نرم افزارهای رایانه این نظریه فرم یابی را پیشرفت داده اند.طرحهایی که کامپیوتر به معمار پیشنهاد میدهد ،اینک به عنوان همکار طراح در یافتن فرم و شکل مناسب به معمار کمک میرساند.و روند طراحی معماری را نیمه خودکار یا اتوماتیک کرده است.فرم یابی پارامتری یا مولفه ای به معنای روند پیش گرفته با بهره گیری از متغیرهای قابل تغییر همراه با معرفی دسته ای از قوانین که توصیف کننده ایرادات و موانع شکل و فرم میباشد.که ایجاد کننده اشکال سه بعدی بر اساس داده های کاربر میباشد.در جستجو برای یافتن یک فرم متناسب برای ساختمان،جهش در دنیای فناوری راههای خلاقانه ای برای برخورد با روند یا فرایند طراحی ارائه کرده است.زیرا که بنظر میرسد دوره طراحی با دست به پایان رسیده است.به کارگیری طراحی سه بعدی در حجم گسترده نه تنها جایگزین فرایند طراحی هندسی مطلوب که جایگزین مراحل اولیه روند طراحی نیز گردیده است.کاربر روشهای آن چنان شایع و فراگیر شده است که در حال حاضر مکتب طراحی پارامتریک در تمامی مقیاسها ازمعماری تا طراحی داخلی و طراحی شهری و مباحث سازه ای به چشم میخورد.و هر چقدر پروژه بزرگترباشد توانایی ممتاز این مکتب برای به وضوح بیان کردن پیچیدگی برنامه آن مسلم تر و مشخص تر خواهد شد.معماری پارامتریک باعث القاء یک جنبش جمعی جدید شده است.از طرفی در مقابل این پیشرفت و توسعه منجر به ایجادمسائل جدیدی در عرصه طراحی و اجراء شد.وسازه های ساختمانی به شدت تحت تاثیر این طراحی قرار گرفته اند و آن را وارد فاز جدیدی از تقسیم سازه ای نموده است.در روند طراحی پارامتریک اجتناب کردن از اصول هندسی انعطاف ناپذیر مثل مربع ها و مثلث ها و دوایر و اجتناب از تکرار اجزاء مورد توجه قرار گرفته است. و تمام اشکال به گونه ای در نظر گرفته میشود.که بسیار نرم و انعطاف پذیر هستند.زیبای شناسی سازه ای یا بیان بصری سازه دیدگاهی است که در معماری معاصر به دنبال پیشرفتهای استراکچر و مطرح شدن علوم سازه ای را بعنوان یک علم مجزا و دستیابی به سیستمهای ساختمانی مدرن با قدرت زیاد و امکانات ویژه در غرب مطرح شده است.با نمایاندن و مسلط نمودن سازه در طراحی پارامتریک و عجین شدن آن بعنوان جزیی لاینفک ازعنصر معماری و نه بعنوان یک عنصر غالب در معماری و آمیختن زیبایی با آن می کوشند بوسیله سازه به بیان معمارانه دست یابند.بدین ترتیب ساختمان تحت تاثیرتوامان زیبایی شناسی سازه وطراحی به صورت پارامتریک قرار میگیرد.نوع رابطه سازه و طراحی پارامتریک برخلاف معماری سبک هایتک در قالب جولان دادن سازه به عنوان عنصر حاکم در معماری نمیباشد.وارتباط متقابل و درک دو عامل از هم احساس بهتری از روند طراحی و اجرا را به نمایش میگذارد.و اجرای تکنیکی آن با زیبایی شناسی و عملکرد آن در سازگاری کامل میباشد.این مقاله به بررسی جایگاه و شکل سازه در طراحی پارامتریک می پردازد و موارد عینی و نمونه های ساخته شده را مورد بررسی و مقایسه قرار میدهد.ومیزان نفوذ پذیری سازه در معماری پارامتریک را می سنجد. روش تحقیق در پژوهش حاضر به صورت توصیفی بوده است که در این راستا، در ابتدا چهارچوب نظری تحقیق با مطالعه برروی اسناد و مدارک کتابخانه ای و بررسی نمونه ها، مشخص شده و در مرحله بعد نحوه ارتباط درست این دو عامل را به صورت تطبیقی مورد مطالعه و تحلیل قرار گرفته است.
کلمات کلیدی:سازه- طراحی پارامتریک-معماری معاصر-زیبایی شناسی سازه-هندسه
-1مقدمه:
استفاده از اندیشه های ریاضی به معماران امکان میدهد تا همواره از امکان ساخت ایده های خلاقانه خویش مطمئن باشند.قابل تکرار نمودن نمودارهای ریاضی و امکان دخالت سازنده در محصول نهایی آنها گزینه ای است که این مسئله را به راحتی مرتفع میسازد.آنچه بیشتر از این با عنوان اصل زایندگی مفاهیم ریاضی از آنها یاد شد،در حقیقت ابزاری است که موجب پویایی هرچه بیشتر فرایند طراحی میشود.امکان تکثیر و توالی که در نمودارهای ریاضی به صورت گسترده دیده میشود،رهیافت کم نظیری در جهت امکان ساخت اندیشه های بدیع و خلاقانه در اختیار معماران قرار میدهد.یکی از مهمترین فعالیتهایی که معماران مدرن بر عهده دارند تولید و طراحی کالبدهای مناسب و کارآمد برای مفاهیم فرهنگی،معنوی وانسانی است.افزایش کیفیت و درستی طراحی معماری مهمترین دستاورداستفاده و به کارگیری دانش ریاضی در معماری به شمار میرود.یکی از روشهای به کارگیری ریاضیات در معماری در طراحی سازه و ساختار طرح معماری میباشد.رویکرد ما به استفاده از ریاضیات در این قسمت به دو مرحله مربوط میشود.نخست مراجعه به نمونه های موجود و شبیه سازی کیفیت کاربری بنای مورد نظر در دوران بهره برداری دوم مدلسازی خواسته های پروژه و مقایسه با ویژگیهای طرح در جهت تعریف حالتهای بهینه و کارآمد. اهمیت شیوه های پیشرفته مدلسازی ریاضی آن است که میتوان پیش از احداث بنا،کارایی لازم را بر اساس مدلهای مربوط تحلیل و بررسی گردد.تنوع مصالح ،تکنولوژی ،فرم و.....انبوهی از اطلاعات را در اختیار معمار قرار میدهد ودرنهایت منجر به تنوع در طراحی خواهد شد .اگر طراح قادر به مطرح کردن این عوامل در زمان طراحی نباشد به سرعت به بن بست میرسد.این عوامل نقش متغیرهای طراحی را بازی میکند.
445
اکنون سالهاست که کامپیوتر به عنوان یک ابزار قدرتمند محاسباتی در خدمت انسان هاست و در زمینه های مختلف ، کارهای پیچیده و طولانی را به به جای انسان انجام می دهد. مدت هاست که شاهد حضور نمونه هایی از پروژه های معماری هستیم که با عنوان های سبکی دهه های پیش نمی توانیم آن ها را دسته بندی و شناسایی کنیم. این پروژه ها را که با عناوینی همچون معماری پارامتریک و الگوریتمیک می شناسیم از فرایندهای جدید در طراحی معماری سرچشمه می گیرند که به نظر می رسد نقش کامپیوتر در آنها بسیار پر رنگ بوده و فراتر از ابزار خودنمایی می کند. (خبازی،5،(1391
-2پیشینه تاریخی توجه به ریاضیات در معماری:
تا پیش از ظهور مدرنیسم و تحول از معماری سنتی،معمارانی که شکوهمندترین آثار را پدید آوردند اغلب از عالمانی بودند که ریاضیات در گنجینه اندوخته هایشان تلالویی دگرگونه داشت.اما در جریان این تحول معماری نه تنها پیوند خود را با علم،بلکه از منطق که جوهر اصلی علم است ،برید.ودرعصر مدرنیسم طراحانی که از دانش ریاضیات بهره مند بودند عرصه را برای معماران مدرنیسم خالی کردنددلیل اول آن این است که در آستانه قرن بیستم پیشگامان معماری مدرنیسم معماری آنچنان با ایدئولوژیهای مد نظر خود پیوند دادند که معماری در اذهان عمومی تعریفی جدید یافت به گونه ای که سودمندبودن معماری تحت الشعاع تبلیغات جذاب مدرنیستها قرار گرفت.به گونه ای که لوکوربوزیه در کتاب به سوی معماری در مورد عصر مدرنیسم این گونه بیان میکند:عصر باشکوهی آغاز شده است.در این عصر ،روح تازه ای در جریان است و تاکید براین نکته که سبکهای معماری گذشته دروغی بیش نیستند.و تمام این گفته ها اشتیاق عمومی را برای معماری مدرن گسترش میدهد.دلیل دوم آن دشواری طراحی کردن است و تصور بر آن بودکه با ظهور فن آوری نوین طراحی راحت تر میشود.لذا در دوران مدرنیسم نسل ریاضیدانان در جامعه طراحان معاصر منقرض گردید و پیوندش را با معماری گسست.در طول سالیان بعد از مدرنیستها هم معمارانی به جامعه عرضه شده اند که نسبت به فضاهای معماری ،سطوح ،انسجام ساختاری و مصالح ،تصوراتی انتزاعی دارند بر این اساس است که معماران معاصر اغلب در گرایش خود پذیرای علوم جدید نیستند.افول ریاضیات در میان دانشجویان معماریارتباط آنها را با دانش محدود میکند.و آنها را بسوی یک ساختار ذهنی ضد ریاضی سوق میدهد.اما امروزه معماران با استفاده از رایانه چنان شروع به مطالعه درهم تنیدگی فرم و عملکرد نموده اند که تاکنون تصورش هم نمی رفت.از نظر تاریخی معماری جزئی از ریاضیات بود در دنیای باستان ریاضیدانها ،معمارهم بودند وساخته های آنها از قبیل اهرام ،زیگوراتها و معابد و.....دال بر این موضوع میباشد.
در یونان و روم باستان نمیتوان معماری یافت که ریاضیدان نبوده باشد و هندسه وتناسبات غالب بر این آثار گواه این موضوع میباشد.وقتی امپراتور روم برای ساخت کلیسای ایاصوفیا از دوریاضیدان برای کمک به معمار آن بهره گرفت.این سنت در تمدن اسلامی نیز تداوم داشت و از تفکرات ریاضی در ساخت شاهکارهای معماری استفاده نمود.و این امر در دوران قرون وسطی و عصر درخشان رنسانس ادامه پیدا کرد تا آنجا که در عصر رنسانس پیوندی بسیار قوی با معماری داشت و وجود افرادی همچون لئوناردو داوینچی و فیلیپو برونلسکی دلیل بر این امر میباشد.)0انصاری،26،(1385 اما آنچه که در این بحث میبایست دقیقتر مورد توجه قرار گیرد تلاش تاریخی برای غلبه بر سازه بوده است. و سازه در ساختمان در درجه دوم
اهمیت قرارگرفته است واین امردر میان مدرنیستها شدت بیشتری گرفت آنجا که یکی از اصول پنجگانه لوکوربوزیه ،پلان آزاد بوده است و این بمعنای آن است که سازه اهمیت خود را از دست داده است لوکوربوزیه برای اولین بار سازه را ازمعماری جدانمود و اصل پلان آزادرا پیش نهاد.
تصویر شماره :1هندسه و تناسبات غالب در معماری کلاسیک
این جداسازی امکانی را برای معماری مدرن فراهم آورد که بتواند اصول پنجگانه خود را به سراسر جهان عرضه کند.تا پیش از آن عدم جدایی سازه از معماری باعث گردید تا نوعی همسازی میان معماری و سازه ساختمانی وجود داشته باشد.سازه هنگام برپاگردیدن در درون خود از نظام شکل گیری فضاهای معماری تبعیت مینمود.واین نظام بی عنایت به قابلیتها و محدودیت ها سازه ای نبود.و خانه دومینو را میتوان به عنوان بیانیه
446
لوکوربوزیه در چگونگی جدایی بین سازه و معماری برشمرد و یا بهتر است بگوئیم سایر عوامل تشکیل دهنده معماری را از قید سازه به میزان قابل توجهی رهانید.(خاتمی،(1385
تصویر شماره :2خانه دومینو اثر لوکوربوزیه
البته عقده گشایی از این بحث تاریخی در معماری پست مدرن منجر به پیدایش معماری سبک هایتک گردید.ریچارد راجرز از معماران معتبر در سبک هایتک میگوید که همانند کلیساهای گوتیک ساختار و سازه را نمایان کرده اند.(بانی مسعود،(1386ریاضیات همواره نقشی بسیار اساسی در معماری بازی کرده است.ولی ماهیت و عملکرد ریاضیات با توجه به رابطه آن با تئوریها و ماتریال اشیا و معماری تغییرات بسیاری کرده است که مقدار مشخصی از آن دور از دسترس باقی مانده است.مشهود است که یک نیازبسیار اساسی برای استفاده از ریاضیات پیشرفته تر (بهبود یافته)در معماری امروز وجود دارد.در ابتدا رهایی ساختمان از وابستگی به هندسه قائم الزاویه احتیاج به دقت بیشتری در رابطه با رویارویی توضیحات معماری از فرم و تولیدات خروجی کامپیوتری برای ساخته شدن اسکلتهای آن.ثانیاطراحی مهندسی برای هندسه های پیچیده ساختمان شناسی جدید با یک پایه ریاضی مشخص آغاز شود .
تصویر شماره :3عدم کارایی معماری مدرن منجر به تخریب آپارتمان مسکونی در فرانسه میشود
در دوران پس از مدرنیزم دو پارادایم، مهمترین مسائل و نگرانی ها و نظریه های معماری را بروز داده اند: »پارادایم معماری مفهوم گرا« و »پارادایم معماری پایدار. « معماری مفهوم گرا (یا تئوری گرا) حاصل انتقادات به مدرنیزم بود: انتقاد به ویژگی هایی همچون سادگی و تک رنگی، ضدیت با تاریخ و حذف نشانه های تاریخی. این پارادایم در پست مدرنیزم با تلفیق دوباره با عناصر و نشانه های سمبولیک تاریخی، در دیکانستراکشن با در هم آمیزی و بازتولید مفاهیم فلسفی و زبانی ساختار شکن ها، در فولدینگ تحت تاثیر فلسفه دلوز و در کل این جریان ها در فضایی متاثر از تاریخ و فلسفه و زبانشناسی شکل گرفت. پاردایم معماری پایدار نیز به خوشبینی بیش از حد مدرنیزم در استفاده از انرژی و پیشرفت صنعتی بی انتها، ایراد گرفت و به جنبشی تبدیل شد که برای حفظ داشته های طبیعت و نظم آن تلاش می کند. (خبازی،134،(1391 معماری از فضای تئوری زده پست مدرنیستی فاصله می گیرد و دیگر فلسفه خواندن برای تولید معماری چندان جایگاهی ندارد. معماری فرایندهای
طراحی الگوریتمیک، پاردایم های جدیدی در معماری بوجود آورده اند که دیگر در حوزه تئوری های پست مدرنیستی قابل مطالعه نیستند. همچون بسیاری از نظریه پردازان و منتقدین، لیچ معتقد است : »علاقه به تولید دیجیتال یک جابجایی بزرگ در حوزه های تئوریک را نیز برانگیخته است. اگر دهه های 1980-90 به نوعی با علاقه به تئوری و فلصفه شاخص می شد (...)، اولین دهه از قرن بیست و یک با افزایش علاقه به گفتمان های علمی شاخص می گردد . به این صورت است که منطق فراگیر امروز به تکنولوژی و رفتار مواد و مصالح گرایش دارد. (خبازی،135،(1391 معماری امروز چنان شروع به مطالعه در هم تنیدگی فرم و عملکرد نموده است که تاکنون تصورش هم نمی رفت و تاثیرات معماری فولدینگ را
نمیتوان در این قضیه بی تاثیر دانست.ضمن آنکه آثار متعدد معماران مشهور این سبک در این قضیه بی تاثیر نیوده است.ژیل دلوز فیلسوف فرانسوی از بانیان و عوامل مهم شکل گیری این معماری بوده است با رویکرد به سطوح ریمانی در توپولوژی و تاخوردگی فضایی و بی بهره گی از هرگونه تجانس فضایی و همگونی فضایی.طرح مرکز انجمن نارا در ژاپن طرح بهرام شیردل نمونه ای از شواهدی بر معماری فولدینگ میباشد .این معماران در کارهای خود پیچیدگی را با وحدت یا تقابل نشان نمیدهند بلکه بصورت نرم و انعطاف پذیر و گوناگونیهای مختلف را در هم می آمیزند.(سیفی،(1389
447
دلوز جهان را همچون کالبدی از سطوح بی نهایت که از طریق زمان و فضا در هم تاخورده اند بیان میکند .در یک نگاه به زمان و فضا دیگر مختصات کارتزین جوابگو نیست.فولد یک تکنیک در معماری نیست بلکه یک دیدگاه هستی شناسی است از کثرت و تنوع به گونه ای متداوم و مجموعه ای از فولدهای یک فرم بلورین و کریستالی را بوجود می آورد.که پایه و اساس طبیعت و دنیای ارگانیک می باشد.(احمدی نژاد،(1389و این موضوعی است که در مباحث پارامتریک مطرح میشود.ایجاد ارتباط تنگاتنگ میان سازه و معماری از آرمانهای اساسی معماری معاصر میباشد و موضوع وحدت و هماهنگی سازه و معماری از موضوعات مهم در طراحی میباشد و در اغلب پروژه های برتر با ساختمانهایی مواجه میشویم که ارتباطی تنگاتنگ و کم نظیر میان سازه و معماری ایجاد کرده است و این دو را نمیتوان از هم تفکیک کرد.برای ایجاد ارتباطی تنگاتنگ و هدف گذاری شده وموثرمیان سازه و معماری راه حلهای گوناگونی در عرصه معماری پیشنهاد شده است که ریاضیات جدید یکی از این راه حلها میباشد.
تصویر شماره :4مرکز اجتماعات کلمبوس اثر پیتر آیزنمن(معماری فولدینگ)
در روشهای متداول طراحی ،طراحان سعی میکنند که در مرحله نخست احساس خویش را در محور تصمیم گیری قرارداده و روند مشخص شکل گیری ایده و کانسپت در این روندکمرنگ ترجلوه مینمود.لذا ابداع ایده های جدیدبرگرفته ازاصول ریاضیات جدید در متغیرهای پارامتریک در خارج از نظام منطقی اندیشه به انجام میرسد و فرصتهای خلاقیت و ابتکارات جدیدی در اختیار معمار قرار میدهد مشروط بر آنکه طراح یک دستیار به نام کامپیوتر در کنار خود ببیند.یکی از مشکلاتی که در سر راه اندیشه های حسی قراردارد،کاهش امکان بازنگری سازنده است.به این معنا که تا پیش از تجسم کامل،معمار نمیتواند به هدف نهایی نزدیک شود و اگر طرحی در ذهن معمار شکل گیردامکان تغییر در مولفه های آن به شدت کاهش می یابد.بعنوان مثال شکل گیری فرم در کارهای فرانک گری بر پایه تکرار پایه های متنوع استوار است که بعد از اسکیسهای اولیه ایده پردازی،فرم روی مدلهای ابتدایی عینیت می یابد وتوسط نرم افزارهای مولفه ای گسترش می یابد بنابراین روند ایده پردازی که بوسیله فرانک گری هدایت میشود به طور عمده از طریق گسترش مدلسازی الگوهای اولیه او انجام میپذیرد.که سپس با مجموعه ای از ابزارهای ساخت از قبیل blend-press-stretch, وغیره تغییر شکل پیدا میکند.فرانک گری در ساخت موزه گوگنهایم از برنامه catiaاستفاده کردند.و به این طریق راهی را که ساختمانها با آنها طراحی و اجرا میشود را تغییر داده اند.با بهره برداری از ظرفیت catiaبرای مدیریت اطلاعات پیچیده در فضای سه بعدی ،قسمتهای مجرایی پروسه طراحی و ساخت نظیر طراحی معماری و مهندسی سازه و مکانیکال و الکتریکال در حال حاضر میتوانند یکی شوند.
تصویر شماره :5موزه گوگنهایم بیلبائو فرانک گری
گرگ لین هم به طور گسترده ای از امکانات مدلسازی سه بعدی استفاده میکند تا فرمهای خلافانه را در جهت طراحی داخلی یا ایده پردازی ساختمانها ایجاد کند که الگوهای او شامل تا شونده ها،گره ها ،چین خورده ها و......است که به عناصر یک زبان معماری تبدیل شود که فضاها ،محدوده ها،بازشوها و دیگر عناصر فضایی را شکل میدهند.از تعاریف ارائه شده توسط ویتروویوس چنین استنباط میشود که سازه جزء تفکیک ناپذیر
448
