بخشی از مقاله
بررسی و نقد جریان معماری پارامتریک در ایران ؛ و ارائه راهکارهایی در جهت تبدیل معماری پارامتریک به فرصتی برای اعتلای معماری معاصر ایران
چکیده
در سال های اخیر طراحی پارامتریک به یکی از روش های پرطرفدار در خلق آثار معماری بدل شده است . در این روش ابزار دیجیتال با دریافت پارامترهای ارائه شده از سوی طراح و تحلیل آن ها به ارائه فرم یا نتیجه مورد نظر میپردازد . بنابراین نتیجه تابعی است از پارامترهایی که میتوانند مواردی چون پارامترهای اقلیمی،محیطی،سازه ای و مواردی از این دست را شامل شوند . امروز معماری پارامتریک به صورتی اغلب تجربی در حال ورود به عرصه معماری و شهرسازی ایران است . اما این ورود با مشکلات و کاستی هایی همراه بوده که در صورت عدم توجه کارشناسی ، به سمت تشدید بحران هویتی معماری ایران حرکت خواهد کرد . نوشتار حاضر تلاش دارد از طریق تحلیل و قیاس جریان جهانی طراحی پارامتریک ، جریان حاضر در کشور ، و آنچه از معماری و شهرسازی ایرانی و اسلامی انتظار میرود ، مشکلات و کاستی های جریان طراحی معماری پارامتریک در ایران را مورد بررسی قرار داده و به ارائه راهکارهایی در جهت تبدیل این جریان به فرصتی برای اعتلای معماری ایرانی و اسلامی بپردازد . مشکلات معماری پارامتریک در ایران را میتوان از چند جنبه بررسی نمود. نخست اینکه اغلب نگاهی صرفا فرمال به این معماری وجود دارد و پتانسیل های محیطی، اقلیمی، سازه ای و ... این روش معماری ، مورد غفلت قرار میگیرند . از طرفی دیگر اغلب ابزار دیجیتال به جایگزینی برای معمار تبدیل می شوند . در نتیجه -1 فرم هیچ گونه ارتباطی با زمینه نخواهد داشت -2 نقش جنبه های روانشناختی و رابطه انسان و محیط فراموش می شود . برای رفع این کاستی ها ابتدا باید توجه شود که معماری پارامتریک به عنوان ابزاری کمکی برای معمار در جهت رسیدن به طرحی مطلوب مورد استفاده قرار گیرد. در این حالت جنبه های روانشناختی و زمینه ای که قابل الگوریتم شدن نیست ، توسط معمار اعمال خواهد شد. علاوه بر این مسائل ، فرم های خروجی باید با معماری ایرانی همخوان باشد .در این مسیر طراح می تواند بر اساس هندسه و تناسبات معماری ایرانی ، به کمک ابزار دیجیتال ، به تولید فرم های نو و بدیعی بپردازد .
واژه های کلیدی : "معماری پارامتریک" ، " الگوریتم " ، " رابطه انسان و محی " ، " بحران هویت " ، " معماری ایرانی اسلامی " ، " تولید فرم "
مقدمه
از حدود دهه 1970 به بعد استفاده از کامپیوتر به عنوان یک وسیله ترسیمی و بیانی برای تولید نقشه های معماری تغییرات شگرفی بر این جریان اعمال کرد . پیشرفت نرم افزارهای سه بعدی سازی باعث شد که کامپیوتر به سرعت از ابزار ترسیم گر به یک ابزار تصویر ساز تبدیل شود تا بتواند واقعیت مجازی را در مقابل دیدگان آورد .
امروزه اما با مرحله دیگری از تاثیرات دنیای دیجیتال بر معماری رو به رو هستیم . مرحله ای که فراتر از ترسیم و تصویر ، طراحان را در تحلیل و نتیجه گیری یاری میدهد و نتیجه آن با نام معماری پارامتریک شناخته می شود .
طراحی پارامتریک
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 کنیم . این پروژه ها را که با عناوینی همچون معماری پارامتریک و الگوریتمیک می شناسیم از فرایند های جدید در طراحی معماری سرچشمه می گیرند که به نظر می رسد نقش کامپیوتر در آن ها بسیار پر رنگ بوده است . [1] همانطور که از نام این جریان مشخص است ، طراحی در این روش
تابعی از پارامتر ها خواهد بود . بدین صورت که ابزار دیجیتال با دریافت پارامترهای ارائه شده از سوی طراح و تحلیل آن ها به ارائه فرم یا نتیجه مورد نظر میپردازد .
دانشمندان و پژوهشگران عرصه های مخلتف دانش، به تبدیل دانش و فرایندهای علمی خود به زبان الگوریتم ها می پردازند. این هم زبانی باعث شده تا دانش روز دنیا از علوم ریاضی، هندسی، زیستی، ژنتیکی و ... به رشته دیگری همچون معماری سرایت کرده و به تولیدات جدید منجر شود . بدین ترتیب پارامترهای اقلیمی ، محیطی ، سازه ای ، اقتصادی و مواردی از این دست قابلیت تحلیل ، بر اساس نیاز معماری ، در رایانه را پیدا کردند . پارامتر های ورودی را از نظر هدف به کارگیری میتوان به دو دسته تقسیم نمود . دسته اول پارامتر های هندسی یا ریاضی که صرفا جهت ایجاد فرم به کار گرفته می شوند .و دسته دوم پارامترهایی که بر کیفیت عملکردی طرح تاثیر گذار است . البته در نهایت نتیجه هر دو گروه به شکل فرم نمود پیدا خواهد کرد .
بدین ترتیب در طراحی پارامتریک ، الگوریتم ها وارد سیستم شده ، با عبور از فیلتر قوانین مبدل معماری تحلیل می شوند و نتیجه های مورد نیاز را ارائه می دهند . در جریان تحلیل ممکن است سیستم به تعداد زیادی پاسخ به سوال مورد نظر برسد . در این حالت جریان تحلیل تا رسیدن به بهترین نتیجه ادامه خواهد یافت . نتیجه نهایی میتواند به شکل فرم نمود پیدا کند .
این روند تحلیل و نتیجه گیری که پیش از این توسط انسان صورت می گرفت بسیار شبیه به فرایند چرخشی طراحی است . (نمودار ( 1 بر طبق این فرایند جزییات مورد بررسی در هر چرخش نسبت به چرخش قبل بیشتر می شود تا ارزیابی ها به هدف نهایی نزدیکتر گردند و در نهایت نتیجه مطلوب انتخاب شود [2].
نمودار - 1 فرایند طراحی چرخشی (دورک ، ( 1391
با این تفاوت که در جریان رایانش ، تمامی پارامترهای ورودی به طور همزمان و در ارتباط با هم تحلیل می شوند و نتیجه نهایی برایندی از همه آن ها خواهد بود . قطعا در این حالت دقت نتیجه بسیار بالاتر از روشه ای دستی خواهد بود و همچنین تعداد زیادی از این تحلیل ها در مدت زمان بسیار کوتاهی به نتیجه می رسند .
طراحی پارامتریک ، شیوه و ابزار طراحی
شوماخر از طراحی پارامتریک با نام "پارامتریسیسم" به عنوان سبکی نو یاد می کند که پس از جریان مدرن ظهور کرده و در صدد رفع مشکلات به جا مانده از این سبک است . [3] به نظر میرسد این نگاه به طراحی پارامتریک به عنوان یک سبک (و نه یک روش و ابزار در طراحی معماری ) با ایراداتی همراه است . باید توجه داشت که در طراحی پارامتریک ، تنها پارامترهای کمی و عملکردی قابل تحلیل در ابزار دیجیتال هستند . اگر موضوعات اصلی مورد توجه در پارامتریسیسم را با نهضت مدرن مقایسه کنیم تشابهاتی قابل برداشت است . در جریان نقد نهضت مدرن از ناقص بودن مفهوم عملکرد ، مدل ناقص طراحان از تعریف انسان و رفتار انسان ، درک ناقص از رابطه میان انسان و محیط به عنوان کاستی های این نهضت یاد شده است. [4] در اینصورت اگر معماری پارامتریک را به عنوان سبک و با توجه به اینکه تنها مسائل کمی در آن قابل تحلیل است ، در قیاسی با نهضت مدرن و مباحث مد نظر آن در نظر بگیریم ، این رویکرد نیز با شکست مواجه خواهد شد .
نیاز های انسانی به خوبی در نمودار سلسله مراتب نیازهای انسانی مازلو ارائه شده است (نمودار .( 1 مازلو معتقد است که انسان ها نیازهای مختلفی دارند . این نیاز ها نه به صورت بی ارتباط و جدای از هم ، بلکه به صورت سلسله مراتبی از نیاز ها در طول زندگی فرد اجتناب ناپذیر است [5].
تحلیل پارامترهایی چون اقلیم ، سازه ، مسائل اقتصادی و ... مولفه های عملکردی از این دست ، در خلق محیطی که پاسخگوی نیاز های فیزیولوژیک و رده پایین هرم باشد ، موثر خواهد بود . اما مسائل روانشناختی و احساسی همچون هویت ، زیبایی ، فرهنگ و زمینه فرهنگی و اجتماعی ، معنا و مواردی از این دست که باید در معماری به منصه ظهور برسند ، قابل تبدیل شدن به الگوریتم ، و تحلیل در ابزار دیجیتال نیستند .
در صورتی که طراحی پارامتریک به عنوان " ابزار و روش طراحی" مد نظر قرار گیرد ، طراح از طرفی به کمک هوش مصنوعی به مسائل عملکردی بنا پاسخ میدهد و از سوی دیگر مسائل کیفی و روانشناختی را نیز مد نظر قرار می دهد .
با این وجود اغلب این موارد نادیده گرفته شده و تنها رویکرد فرمال مد نظر قرار گرفته است؛
طراحی پارامتریک و معماری پایدار
معماری پارامتریک در جستجوی سازگاری با محیط پیرامون خود است و با بهره گیری از تغییرات تدریجی فرم در فضای طراحی این موضوع را ممکن می سازد . معماری پارامتریک تلاش کرده تا با محیط زیست سازگاری پیدا کند و به سمت معماری پایدار حرکت کند . امکان انتقال پارامترهای محیطی و اقلیمی چنین امکانی را به وجود می آورد . بر این اساس در مرحله اول محیط به شکل پارامترهایی به سیستم وارد می شود ، در مرحله دوم و بر اساس مولفه های اقلیمی و محیطی تحلیل صورت گرفته و در نهایت در مرحله سوم پاسخ ها در خروجی سیستم ظاهر می شوند. [7] از تالار شهر لندن میتوان به عنوان یکی از نمونه های مطرح این ارتباط میان طراحی پارامتریک و معماری پایدار یاد کرد . نورمن فاستر در واقع ساختمان های عمومی و دولتی را به محلی برای تحقیق و نوآوری با هدف احداث سازه هایی با حداقل میزان انتشار گاز کربنیک درآورده ، توجه به این واقعیت ریاضی و هندسی که یک کره، 18 درصد سطح دیوار کمتری از یک فضا با دیوارهای تخت و مساحت مساوی دارد، میزان تابش نور و گرمای خورشید بر سطح سازه کاهش محسوسی یافته است از دلایل شکل خاص این بنا است.
ضمنا مایل بودن نمای سازه به سمت جنوب درحالی که بعضی از طبقات انگار از روی هم لغزیده و جابجا شده اند در این کاهش سطح برخورد با اشعه خورشید موثر است.
تصویر. 1 نحوه ارتباط تالار شهر لندن با شرایط محیطی اطراف ( فاستر و همکاران )
از آنجایی که قرار بر بهینه سازی و رسیدن به طرحی بود که همه جوانب سازه ای، اقلیمی و... را رعایت کرده باشد، گروه مدل سازان، مدلی دیجیتالی تولید کرد که در آن، یک چندضلعی محاط بر کره مبنا تعریف شده بود و در این مرحله، به پرسش هایی درخصوص نوع فرم پاسخ داده شد و در نهایت، یک فرم پارامتریک تعریف شد و طرح از نظر انرژی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. این تحلیل ها توسط شرکت آروپ انجام شد. یکی از نتایج در این تحلیل، تعیین ناحیه ی رأس حجم، به عنوان محل نصب صفحات فتوولتائیک بود.
همانطور که مشخص است از طراحی پارامتریک می توان در راه رسیدن به طرح های پایدار و همسو با اقلیم بهره گرفت . اطلاعاتی همچون جهت تابش خورشید ، رطوبت ، شدت و جهت باد به شکل الگوریتم در ورودی طراحی قرار می گیرند و تحلیل و نتیجه ، بهترین پاسخ های فرمی را با توجه به نیاز طراح ، ارائه می کنند .
همچنین می توان از معماری واکنشی نیز در جهت پایداری بهره جست . در این حالت طرح ها نسبت به عوامل محیط واکنش نشان داده و تغییرات لازم را جهت فراهم نمودن شرایط آسایشی محیا می کنند . برای مثال سایبان هایی که با تغییر جهت تابش آفتاب ، تغییر جهت دهند و مواردی از این دست .
پیش از این وظیفه ی این تحلیل ها بر عهده انسان بوده است . اما سرعت و دقت انسان با ابزار دیجیتال قابل قیاس نیست .همچنین در این حالت طراح فرصت خواهد داشت به جای تحلیل و محاسبات عددی و عملکردی ، زمان بیشتری را روی جنبه های دیگر طراحی تمرکز کند .
طراحان در این روش با پیش بینی شرایط احتمالی ، پاسخ های مناسب را از پیش مشخص می کنند . با تغییر شرایط و پارامترهای محیطی و دریافت آن ها توسط هوش مصنوعی ، بلافاصله تغییرات لازم اعمال می شود .
سازه وساخت
یکی از مهمترین مسائل مورد توجه در معماری پارامتریک ، توجه به الگوریتم های ساخت ، از ابتدای فرایند طراحی و درج این پارامترهای کنترل کننده در الگوریتم های طراحی است ، به طوریکه محصول تولیدی قابلیت ساخته شدن را داشته باشد . در واقع فرم طراحی شده می تواند از همان ابتدا تحت تاثیر فاکتورهای ساخت بوده تا هرگونه حرکت ، پیچش یا خمش ، اندازه و یا موضوعی که ساخت آن را دچار مشکل میکند از آن حذف کند تا فرم نهایی بر مبنای این ملاک ها قابلیت ساخت را داشته باشد . [1] در این حالت تمام مراحل طراحی و رسیدن به فرم و تحلیل ها مربوطه ، از ابتدا در محیط نرم افزاری انجام میپذیرد و پاسخ به سازه نیز موازی با دیگر مولفه ها داده می شود . در رویکرد دیگر طراحی و انتخاب سازه خارج از محیط نرم افزار انجام گرفته است . در این حالت طرح جهت تحلیل در سیستم ، به دقت مدل سازی می شود . پس از تحلیل و مشخص شدن نقاط قوت و ضعف ، تغییرات لازم جهت بهینه شدن طرح صورت می پذیرد . در صورت مدل سازی دقیق ، ابزار دیجیتال توانایی تحلیل سازه های فوق العاده پیچیده را در مدت زمان کوتاهی داراست .
تصویر - 2 تحلیل سازه از پیش طراحی شده در محیط نرم افزار
البته باید گفت تنها سازه نیست که امکان تحلیل در سیستم را داراست . مصالح ، هندسه قطعات ، اتصالات و حتی فاکتور حمل و نقل ، می توانند به عنوان پارامتر های طراحی لحاظ شوند و روی طرح تاثیرگذار باشند .
امروز معماری پارامتریک پا فراتر از ابزار طراحی و تحلیل گذاشته و خود در ساخت نیز مورد استفاده قرار می گیرد . این شاخصه به خصوص در طرح های مدولار و سازه های پیش ساخته نمود یافته است . بدین صورت که نرم افزار هم زمان با طراحی یک فرم ، آن را برای ساخت مدولار بهینه کرده و مشخصات تمام قطعات و مصالح را معین می کند . بدین ترتیب بلافاصله بعد از طراحی امکان انتقال اطلاعات به دستگاه های برش یا جهت تولید قطعات پیش ساخته وجود خواهد داشت .
