بخشی از مقاله
چکیده
هندسه معماری یک حوزه تحقیقاتی جدید می باشد، به طوری که هندسه کاربردی و معماری را با نگاهی بر فرایندهای طراحی، تحلیل و ساخت ترکیب می نماید. این علم - هندسه معماری - با تکیه بر هسته طراحی معماری و فعالیت هایمعاصر، معماری را به شدت به چالش کشیده، چیزی که از آن به معماری عصر دیجیتال یاد میشود. هندسه معماری تلاش می کند با ارائه یک مدل و الگوی مناسب فضای بصری ناظر را فرم دهد. و با بهره گیری از اشکال، روابط وخواص هندسی فضای بصری ناظر را طراحی و مدلسازی نماید. در این بین نقش هندسه محاسباتی از این نظر پررنگتر می شود که می تواند الگو و متن و نیز یک خواست و تقاضا را بصورت ورودی یک آلگوریتم بگیرد، و سپس با کمکعملیات و آلگوریتم های مورد نیاز یک فرم ارائه دهد، که با خواست و تقاضای ورودی مطابقت دارد. در این پژوهش به بررسی نگرش هندسه در معماری خواهیم پرداخت.
واژه های کلیدی: – هندسه معماری، معماری دیجیتال، هندسه محاسباتی، رؤیت پذیری
١مقدمه
از زمانی که انسان چشم به جهان می گشاید و اشکال مختلفی را مشاهده می کند با هندسه سروکار دارد. بعدها که به مقایسه اشکال می پردازد، بزرگی و کوچکی ، دوری و نزدیکی، بیرون و درون بودن، اندازه و فاصله را درک می کند و نقش هندسه در زندگی او بیشتر می شود. بصورتی نه چندان دقیق هندسه عبارت است از مجموعه ای از اشیاء از قبیل نقطه، خط، صفحه، چند ضلعی، منحنی و .... و عملگرهایی مانند اندازه، فاصله، پوشش، بیرون و درون، ..... که عملگرها بر روی اشیاء اثر می گذارند و هندسه را بوجود می آورند. از سوی دیگر از زمانی که انسان تصمیم گرفت در غار زندگی کند عملا معماری در زندگی بشری جایگاه ویژه ای یافت.
بنابراین، این دو علم سابقه طولانی در زندگی بشری دارند. در این میان همواره هندسه به کمک معماری آمده است. در گذشته ها معماران هندسه دان بودند و با کمک ابزارهای هندسی یک بنا را طراحی می کردند و خود نیز بر ساخت آن نظارت داشتند. بعبارت دیگر هندسه در دنیای معماری نقش ویژه ای داشت و نقش ابزار طراحی یک معماری کارا، زیبا و ماندگاری را ایفا می کرد. با ورود IT به دنیای معماری، معماری دچار تحول شگرفی شد و ابزار کار تغییر کرد. کاربرد، ویژگیها و روش معماری تغییر کرد. دیدگاه ها و خواستگاههای طراحان معماری و سرمایه گذاران از یک سو و سلیقه و نیاز کاربران از سوی دیگر دچار تحول و تغییر شد. و نقش هندسه در طراحی بنا کمرنگ گردید.
اما ورود IT به دنیای علم و دانش، نه تنها معماری، بلکه علوم پایه و خصوصاً هندسه را نیز دچار تغییر، توسعه و تحول نمود. هندسه جدید کهاز تمام توانایی های IT نیز بهره می برد کار خود را توسعه داده است. هندسه مدرن و از جمله هندسه محاسباتی توانائی حل مسئله را در ا کثر غریب به اتفاق علوم توسعه داده و کارایی شگفت انگیزی در حل مسائل پیدا کرده است. هندسه محاسباتی بعنوان یک روش توانا و کارا، کاربرد گسترده ای در بسیاری از علوم از جمله هندسه معماری پیدا کرده است. هندسه معماری که عبارت است از بهره گیری از ابزارهای هندسه در طراحی فرم، نما و ... یک بنا زمینه های متنوعی از تحقیقات و کاربرد را فراهم آورده است.
٢نقش هندسه در معماری
گفته می شود انسانها بطور متوسط ٩٠ درصد از اوقات محصور در بنا هستند، به عبارت دیگر ٩٠ درصد از زندگی ما توسط معماری احاطه شده است. یک معماری مناسب روابط را نظم می بخشد، آرامش ایجاد می کند، فیزیک بدن را فرم می دهد.و اقامت را لذت بخش می نماید. برعکس معماری که از هندسه مناسب برخوردار نباشد، افسردگی و خستگی ایجاد می کند، موجب ازدحام و به هم ر یختگی ارتباط می شود و آسیبهای جسمی و روحی بوجود می آورد. هندسه معماری ویژگیهای مناسب و ارزشمند در یک معماری را بصورت ورودی می گیرد آن را تبدیل به یک زنجیره ی ارزش در یک معماری می نمایدو با ابزارها و روابط و آلگوریتم های هندسی مدل و فرم مناسب را ایجاد می کند.
فضا و هندسه حقیقی، حقیقتی است که در خارج و بدون ارتباط با ناظر وجود دارد. اشکال، اندازه ها، فاصله ها، چینش های متفاوت و روابط این هندسه را تشکیل می دهد و متکی بر الگوریتم ها و قواعد معینی می باشد و از قوانین و اصول ثابتی پیروی می کند. فضای بصری و هندسه بصری احساسی است که از دنیای خارج در ذهن بوجود می آید. انسان با کمک حواس اطلاعات را از دنیای بیرون می گیردو با مراجعه به ، برداشت ها و آموخته های قبلی و نظرات و علاقه های خود اطلاعات را درك و تحلیل می کند. چه بسا فیلترهایی وجود دارند که اطلاعات را دچار تغییر می کنند یا خطا ها و نارساهایی وجود دارد که موجب می شود هندسه بصری با هندسه حقیقی تفاوت داشته باشد.
علوم و رشته های متعددی وجود دارند که در مورد ارتباطات، تفاوت ها و ... این دو هندسه به تحقیق و بررسی می پردازند. در این ارتباط معماران تلاش می نمایند با ارائه یک نما و فرم خلاقاته فضای بصری ناظر را به شکل مطلوب سازماندهی کنند. ناظر، زوایای معماری را از طریق فضای بصری خود درك می نماید. تحلیل ادراك ناظر از یک بنا و فضای بصری او به طراحی یک معماری مناسب توسط معمار کمک می کند. هندسه معماری تلاش می کند با ارائه یک مدل و الگوی مناسب فضای بصری ناظر را فرم دهد. و با بهره گیری از اشکال، روابط و خواص هندسی فضای بصری ناظر را طراحی و مدلسازی کند. و به عبارت دیگر با مدلسازی هندسی بین فضای حقیقی و بصری ارتباط برقرار نماید
٣هندسه و معماری سنتی
معماری قدیمی، تاریخی و سنتی در ایران ویژگیهای خاصی دارند.
-از هندسه و نظم خاصی برخوردار است که قابل مطالعه و بررسی است.
-با فرهنگ بومی منطقه هماهنگی دارد و با سنت ها ارتباط برقرار می کند
-به مسائل زیست محیطی توجه دارد و بیشترین بهره را از شرایط اقلیمی می برد و به بهترین وجه خود را با شرایط آب و هوایی وقف می دهد.
مطالعه هندسه معماریهای سنتی مناطق از یک سو می تواند به خلق هندسه معماری متناسب با بافت فرهنگی بومی و شرایط اقلیمی منطقه منجر شود و از سوی دیگر به ساخت فرم های آزاد و متنوع کمک کند. بعضاً فرم های سنتی حاوی هندسه معماری ناپیدائی است که بررسی و تحلیل و بازخوانی هندسه نهفته در آن می تواند به خلق الگوهایی منجر شود که به خوبی در ساخت فرمهای جدید به کار آید. معماری سنتی مناطق دارای ویژه گی های مشترکی است و سبک مشابهی دارد. بعضی از این معماری ها از دیگر سبک های معماری مانند معماری اسلامی الگو گرفته ولی بعضی از معماری ها صرفاً با توجه به شرایط اقلیمی بوجود آمده است. بررسی و تحلیل معماری سنتی می تواند امکان دستیابی به فرمهایی را فراهم آورد که در معماری مدرن کارا و مفید باشد.
۴ معماری اریگامی
اریگامی از یک نگاه به عنوان یک مهارت هندسی در بسیاری از علوم کاربرد دارد. همه ساله نمایشگاهها و کارگاههایی در سراسر گیتی برگزار می شود که به ساخت و کاربردهای اریگامی اختصاص دارد. و فرم های بدیع و زیبایی ارائه می گردد. از نگاهی دیگر اریگامی یک شاخه از تا کردن هندسی می باشد. تا کردن هندسی به سه بخش تقسیم می شود: تا کردن پروتئین ها که در بیوانفورماتیک کاربرد دارد، تا کردن زنجیرها که در رباتیک کاربرد دارد و تا کردن کاغذ که همان اریگامی است. هندسه محاسباتی آلگوریتم های کارایی در زمینه تا کردن کاغذ ارائه می دهد و در این زمینه مسائل باز بسیاری هنوز حل نشده باقی مانده است. با کمک الگوریتم های هندسه محاسباتی و استفاده از روش اریگامی می توان طرح ها و فرم های دشوار را بوجود آورد و مدلهای ذهنی را طراحی کرد. اریگامی با تکیه بر الگوریتمهای هندسه محاسباتی با روشی نه چندان دشوار به خلق الگوها و مدلهای متنوع می پردازد. بدلیل بهای اندک کاغذ یک فرم معماری به روش اریگامی بارها و بارها قابل مدلسازی و طراحی است. بنابراین اریگامی می تواند به خلق فرمهای بدیع و متنوع کمک کند معماری اریگامی بعنوان شاخه ای از اریگامی امروزه نگاههای بسیاری را بخود جلب کرده است.
۵هندسه محاسباتی در معماری
گاهی بین هندسه حقیقی و هندسه بصری تفاوت وجود دارد، هندسه معماری با بررسی و تحلیل تفاوتها و علت خطا و سپس با مدلسازی و ارائه مدل، فضای بصری را طبق پیش تقاضای ارائه شده توسط طراح سازماندهی کند. زیبایی احساسی است که از هندسه بصری بدست می دهد و مقولهای کیفی است، هندسه معماری این مقوله ی کیفی را به مقوله های کمی تبدیل می نماید و مدلهایی برای هندسه حقیقی پیشنهاد می کند تا احساس زیبایی را با سازماندهی مناسب هندسه بصری در ذهن ناظر بوجود آورد. زیبایی یک بنا می تواند یکی از همان پیش فرضهای متقاضی باشد. در فرم های آزاد معماری معمار، هندسه ذهنی خود را با کمک روابط هندسی به یک فرم حقیقی تبدیل می نماید، هندسه موجود در فرم ساخته شده بگونه ای عمل می کند که فضای ذهنی ناظر را به شکل مطلوب و مورد نظر معمار ترسیم می کند.
در یک تعریف نه چندان علمی هندسه عبارت است از مجموعه اشکال، خطوط و منحنی ها، فاصله، اندازه و ... و ساخت طرحها و فرم های متفاوت و گوناگون با کمک ترکیب، تکرار، جابجایی، تغییر و ... بسیاری از روابط دیگر. هندسه قادر است تصورات گوناگون بشری را به تصویر بکشد و به واقعیت تبدیل و زیبائی خلق کند و به ذهن فرم دلخواه بدهد . هندسه محاسباتی قادر است با کمک یک مدل و فرم خواسته های متفاوت و تقاضا - - queryهای گوناگون را عملی نماید و هندسه ی ذهن بیننده را بر اساس مدل ساخته شده فرم بدهد. به عبارت دیگر هندسه با کمک آلگوریتم ها و قوانینی کارا خواسته ها و تقاضاهای گوناگون را مدل می کند، و به ظهور می رساند و زیبایی خلق می کند. هندسه محاسباتی الگو و متن و نیز یک خواست و تقاضا را بصورت ورودی یک آلگوریتم می گیرد، و سپس با کمک عملیات و آلگوریتم های مورد نیاز یک فرم ارائه می دهد که با خواست و تقاضای ورودی مطابقت دارد و تقاضای ارائه شده به نظر آید.
این تقاضا می تواند، تداوم، نظم، کثرت، هماهنگی، بزرگی، یک پارچگی و ....باشد. برای اینکه تقاضایی برآورده شود می توان از تحدب، تکرار، روئیت پذیری، تعامد، نظم - برابری اضلاع و زوایا - ، چاقی، مرکز ثقل، همگرایی، حاشیه داشتن، انحنا، و ... در یک فرم استفاده کرد. وجود و یا عدم هر کدام از مفاهیم فوق می توانند به انجام یک تقاضا کمک کنند. برای یک معماری و یک فرم تحدب می تواند زیبا باشند و برای یک معماری و فرمی دیگر تقعر. از جمله کارهای گارینی و برومینی با احجام پیچیده و در خود تنیده حاصل تلاطمی است که در سطوح ایجاد گردیده است. فرم در دوره باروک با تحدب و تقعر های ایجاد شده به اوج پیچیدگی خود در تاریخ معماری می رسد. ساخت فرم های محدب و یا مقعر و نمایش تحدب و یا تقعر در سقف ها، سازه های سقفی،آمفی تئاترها، برج ها، فضاهای داخلی، نمای بیرونی یک سازه با ابزارها و آلگوریتم های هندسی میسر است.
