مقاله طراحی سایه بان با رویکرد تل یق معماری پارامتریک و نقوش هندسی سنتی

بخشی از مقاله

طراحی سایه بان با رویکرد تل یق معماری پارامتریک و نقوش هندسی سنتی

چکیده
پژوهش حاضر در خصوص معر ی پروسه طراحی و ساخت "سایبان" به روش پارامتریک در محوطه مقابل دانشکده هنر و معماری دانشگاه تربیت مدرس می باشد. این پژوهش با نظر گر تن اصول معماری پارامتریک و بهره گیری از امکانات طراحی و ساخت به روش دیجیتال انجام یا ته است. در رآیند طراحی پس از اتودهای اولیه،از برنامه راینو((Rhino و گراس هاپر (Grasshopper) ، و نیز برای ساخت و برش اجزاء طرح از روش برش به وسیله لیزر است اده گردیده است. مواد و مصالح مورداست اده درساخت ماکت، ورق نئوپان به ضخامت سه میلیمتر و با رنگ اصلی متریال می باشد.کانسپت بکار ر ته در این پروژه مدل سازی پارامتریک با الهام از نقوش هندسی هنر اسلامی می باشد. هد از بکار گیری گره های سنتی در این مدل، تل یق نقوش سنتی ایرانی با معماری پارامتریک بوده است. با اجرای این مدل به نظر می رسد نظم هندسی بکار ر ته در نقوش هنر ایرانی دارای قابلیت هماهنگی بسیار مناسبی با طراحی پارامتریک باشد که امروزه کاربرد زیادی در معماری دارد و این رصتی است که می توان با است اده از قابلیتهای برنامه های دیجیتال در بروز رسانی هنر اصیل ایرانی-اسلامی همگام با پیشر تهای روز ا زون معماری در سطح دنیا گام موثری در ح ظ و احیاء این هنر برداشت.

مقدمه
در پژوهش حاضر پروسه طراحی و ساخت یک سایبان به روش پارامتریک شرح داده شده است. شکل گیری این سایبان با است اده از امکانات طراحی دیجیتال بوده است. ویژگی بارز این سایبان و محور اصلی طراحی این پروژه توجه به اصول معماری پارامتریک و است اده از روشهای دیجیتالی تولید و ساخت بوده است.

کامپیوتر دستگاهی است که توسط انسان طراحی و ساخته شده است، ولی بسیاری از ات اقاتی که در مدارهای آن روی می دهد، اختراع انسان نیستند. در روشهای سنتی طراحی طراحان و معماران سعی می کردند با بکار بردن نمودارهای تحلیلی و توصی ی که توسط ذهن انسان قابل درک و انتقال باشد، مراحل طراحی در کنترل خود داشته باشند.این روشها با خصوصیات ردی و شخصی طراح مرتبط است و از ردی تا رد دیگر مت اوت است. در این روشها حیطه طراحی به ذهن انسان محدود است و به ت کراتی که پا را راتر از ذهن انسان گذاشته باشند اجازه ظهور داده نمیشود. در روش سنتی طراحی، طراح مالکیت کامل ایده خود را در اختیار داشت... ولی از زمانیکه از کامپیوتر برای تولید رم است اده میشود دیگر اینطور نیست. اگرچه ممکن است ایده اصلی و طرح اولیه را طراحان مهیا کرده باشند و مالکیت آنرا از ان خود بدانند ولی نتیجه و جواب نهایی آن رایند لزوما در کنترل طراح آن نیست( ). بنا بر این میتوان کامپیوتر و رایندهای منطقی که در آن طی می شود را در امتداد و ادامه ذهن انسان دانست نه مدل دیگری از ذهن انسان. در نتیجه برای است اده بهینه از ذهن انسان و کامپیوتر بایستی به ایجاد یک همکاری دو طر ه بین آنها اندیشید و از قابلیت های هریک در راستای ا زایش قابلیت های طر دیگر است اده کرد، نه اینکه به کر جایگزینی ذهن انسان با کامپیوتر بود.

در طول تاریخ طراحی، الگوریتم ها به صورت گسترده ای در معماری است اده شده اند. حتی پیش از آنکه م هوم الگوریتم با کامپیوتر پیوند بخورد دستورالعملها و قواعدی در معماری وجود داشته اند که در واقع همان الگوریتم ها بوده اند. در معماری سنتی ابران نیز نقوش هندسی دارای نظم و الگوریتم بوده اند که از طربق ذهن انسان و با است اده از قواعد هندسی و منطق ریاضی بوجود می آید. در این پروژه تلاش گردید با تل یق نقوش سنتی ایرانی و معماری پارامتریک، ارائه جدیدی از نقوش سنتی صورت گیرد.[7]

مبانی نظری
این روزها طراحی پارامتریک به عنوان شیوه آوانگارد در معماری جهان شناخته میشود. شیوه ای که گاها با دخالت مستقیم کامپیوتر در روند طراحی نوعی جدید از طراحی را معر ی میکند. هرچند این شاخه از معماری در کشور ما جدید محسوب میشود ولی پیشینه آن در غرب به بیش از 22 سال میرسد و بی آنکه بدانیم در بسیاری از کارهای اساتید معرو جهان همچون "زاها حدید"، " نورمن استر"، "مور سیس" و غیره.. نقش ای ا کرده است. از جمله سردمداران این روش طراحی، "پاتریک شوماخر" و "زاها حدید" هستند که تا کنون پروژه های بسیاری را با این روش کار کرده اند. "پاتریک شوماخر" در نوشتار ها و بیانیه های متعددی به تبیین این دیدگاه پرداخته است. در در نشست اول یازدهمین دو سالانه معماری که در سال 2221 میلادی در باشگاه دارک ساید ونیز برگزار شد، "پاتریک شوماخر" در بیانیه “پارامتریسیزم، سبکی جدید“ آنرا به عنوان سبکی جدید معر ی نمود.[2] از نظر او، ویژگی هایی همچون است اده از خطوط نرم و منحنی، است اده از المان ها و اجزاء ریز تکثیر شونده، تغییرات تدریجی و نظایر آن، بخشهایی از ویژگی های زیبا شناختی این نوع از معماری است.[1]

نظریه پردازان پارامتریک آنرا یک سبک دانسته و چند ویژگی شاخص آنرا این چنین بیان میدارند:

▪ اکتشا ات من ی (خط قرمزها): اجتناب از اشکال هندسی و صلب اولیه مانند مربع، مثلث و دایره، اجتناب از تکرار ساده عناصر و المانها، اجتناب از مجاورت عناصر و سیستمهای غیر مرتبط..

▪ اکتشا ات مثبت (اصول وعقاید): امکان است اده از تمامی اشکال و رمهای قابل انعطا (به صورت پارامتریک)، تغییر شکل تدریجی با نسبت های مت اوت، خمیدگی و اتصالات اشکال به صورت

سیستماتیک.
توسعه کنونی پارامتریسیسم عمدتا حاصل پیشر ت مداوم رآیندهای طراحی کامپیوتری میباشد. در نهایت تکنیک های طراحی پیشر ته کامپیوتری و مدلسازی پارامتریک در حال تبدیل به یک واقعیت راگیر در صحنه معماری آوانگارد در مواجه با دیگر سبکهای معماری مطرح هستند.[2] معماری پارامتریک یک رآیند طراحی و ساخت دیجیتالی است. ویژگی های بسیاری در این رایند وجود دارد که "زوبین خبازی" در کتاب خود تحت عنوان "پارادایم معماری الگوریتمیک" ویژگی های مهم آن را اینگونه بیان مینماید:

-1 تولید از طریق پایگـاه هـای کـامپیوتر و کنتـرل نحـوه تولیـد توسط رایندهای الگوریتمیک (CAD)
-2 شکل گیری احجام و رمهای نرم و خطوط سیال با توجـه بـه امکان کنترل و طراحی دقیق احجام پیچیده توسط کامپیوتر
-3 است اده از اجزاء ریز مشابه و غیر یکسان و امکان ساخت سازه های پیچیده به کمک این اجزاء ریز
-4 پاسخگویی نسبت به پارامترهای متعدد طراحی
-5 امکان سازگاری با محیط پیرامون و حرکت به سمت معمـاری پایدار
-6 تغییر تدریجی و بدون مرز و است اده از طی ها
-7 است اده از پوسته ها و ص حات با رم های آزاد بعنوان اصلی ترین منابع طراحی پارامتریک
-8 ساخت به کمک کامپیوتر ت(CAM با است اده از ابزارهایی چون 3D Printer, Laser Cutter , 3D Radiation Arm ,Water Jet, CNC
-9 است اده از الگوهای تکرار شونده به عنوان پایه ساخت پوسته
-10 پیچیدگی ذاتی دارای نظم و ساختار و شکل گیری پیوند طبیعت با معماری.[3]

به طور خلاصه می توان گ ت معماری پارامتریک رآیندی است که مراحل طراحی چند لایه آن، با در نظر گر تن پارامترهای متعددی که طرح مورد نظر از آنها تاثیر پذیر می باشد آغاز میگردد و با کمک الگوریتمها به ارائه چندین پاسخ مناسب به جای یک خروجی می پردازد. سپس طرح نهایی طی یک رآیند بهینه سازی از میان بهترین جواب ها انتخاب و در نهایت ساخت آن به کمک ابزارهای دیجیتال و از طریق کد گذاری تمامی قطعات متشکله صورت می پذیرد.

دنیای هنر از بدو تولد تا کنون، ضمن نیایش دنیای بیرون، سرشار از جوش و خروش، زیبایی و زشتی دنیای درونی هنرمندان و انرژی های وارده از محیط یا جامعه به آنها بوده است. انرژی های خاص هنرمندان، متاثر از زمان و مکان هنرمند است؛ ولی الهام در آثار هنری، از تاثیر دوران و اعصار پیشین در ذهن و درون هنرمند، نشات می گیرد. قرن بیستم، بیش از همه قرن ها، شاهد تلاش برای نوآوری و نواندیشی در زمینه معماری بوده است. در این قرن بیش از همیشه دگردیسی های شکلی و سبک شناسی به وقوع پیوست و شور و اشتیاق برای خلق پدیده های نو آنقدر بالا گر ت که خلق کنندگان آثار هنر و معماری به جای هر تعهد دیگر، تنها به مطرح ساختن پدیده های نو و حتی غریب، از طریق آشنایی زدایی همت گماردند.[4] تا جایی که لزوم ارتباط مخاطب و حتی مول با اثر، دیگر دغدغه آنها نبوده و حتی جمله " هنر برای هنر" نیز کاربرد نداشت؛ و هر اثری به صر نو بودن، به عنوان اثری هنری قلمداد می گردید.

معماری ، صر ا به خلق ضاهای جدید بر اساس ایده های آوانگاردی که در دهه های اخیر به هرج و مرج گرایش پیدا کرده است، محدود نمی گردد. معماری تنها یک مکان و یا رویدادی که در ضا رخ دهد، نیست بلکه معماری ماندگار، بی زمان و بی مکان است. آشنایی زدایی، گسست آگاهی از گذشته و ابداع قواعد هنری نو، بدون رد پایی از تجربه انسان ها و هویت ضا، شاید در مقاطع زمانی جذاب باشند و بینندگان را به جست و جو در شناخت ضا ترغیب نمایند؛ ولی چون مخاطبان هیچ ردی از وجود خود در آن نمی یابند، این ضاها را پس از مدتی به راموشی می سپارند و ضا ناگریز از نابودی می شود.[4]

زنده بودن ضا به حس حیات، زنده بودن مخاطبان و برقراری ارتباط نزدیک آنها با ضا بستگی دارد. ضایی که مردم در آن، حس زنده بودن نداشته باشند و با آن ارتباط برقرار نکنند، ماهیتی خود ویرانگر دارد و محکوم به مرگ است.[5] در همین خصوص کریستو ر الکساندر به اهمیت "الگوهای مشترک" واق بوده و زنده شدن شهرها و بناها را وابسته به احیای این الگوها می دانست. وی معتقد است برای آنکه دوباره به الگوی زبانی مشترک و زنده راه بگشاییم، باید نخست بیاموزیم که الگوهای پرمایه و حیات بخش را چگونه کش کنیم. برای شروع کار کا ی است راهی برای صحبت کردن درباره این الگوها پیدا کنیم که بین همگان مشترک باشد. این کار را چگونه می توان انجام داد؟ در رهنگ های سنتی، الگوها چون موجوداتی مستقل در ذهن انسان وجود دارند، اما نه لازم است آن ها را چون واحدهای ساختاری مجزایی ت کیک کنید، نه آنها را به نام بشناسید، و نه لازم است که بتوانید درباره آنها صحبت کنید... و طبق شرایط کنونی لازم است الگوها را به دقت و به طور علمی روشن و تصریح کرد؛ آنچنان که بتوان آنها را دوباره به صورت تازه ای، یعنی به صورت صریح به جای تلویحی، مشترک و عمومی نموده و بتوان راجع به آنها در سطح عموم بحث کرد.[5]

در همین راستا سعی بر آن است تا با نیم نگاهی به الگوهای گره های سنتی بکار ر ته در نقوش هنر معماری ایرانی، به باز تولید این الگوهای سنتی با توجه به نیازهای مختل یک اثر هنری امروزی (ازقبیل نیازهای زیباشناختی، کاربرد امکانات بروز، دستیابی به نتیجه در سریع ترین حالت ممکن و...) بپردازیم.

گره چینی که بخش عمده ای از نقوش هنر اسلامی را تشکیل می دهد، به صورت کلی عبارت است از قرار دادن آلات گره در یک ترکیب هماهنگ و زیبا.[6] در خصوص بازشناسی هندسه نقوش هنر اسلامی با توجه به یا ته های پیشین و منابع موجود هندسه نقوش به دو بخش مجزا ت کیک شده است: اول الگوی مبنا (نقش اولیه کوچکی که در اثر تبدیلات هندسی مانند انتقال، دوران و تکرار تبدیل به پهنه نقش اصلی شده است) و دوم منطق یا شیوه تکرار الگوی مبنا. هندسه این نقوش از قواعدی منظم پیروی می کند که پایه همه آنها دایره و چند ضلعی های منتظم می باشد.[7] در تصویر شماره 7 یکی از روشهای شکل گیری گره هشت و بازوبندی نشان داده شده است.

طراحی مورد نظر در راستای رعایت اصول معماری پارامتریک و با نیم نگاهی به معماری سنتی ایرانی از طریق به کار گیری نقوش هندسی سنتی می باشد که در ادامه به همین منظور به معر ی رآیندهای طراحی پارامتریک بکار ر ته در این پژوهش و ارائه مراحل طراحی تا ساخت می پردازیم:

گام-1 تحلیل بستر طرح: موقعیت(سایت) مورد نظر در طراحی؛ محوطه باز روبروی دانشکده هنر و معماری دانشگاه تربیت مدرس تهران می باشد که از یک جبهه مشر به نمای اصلی دانشکده و دارای 1 مسیر دسترسی به شرح ذیل می باشد:

یک مسیر اصلی که در مقابل دانشکده و دو مسیر رعی که در طر ین بنای دانشکده واقع گردیده است. در واقع ضای مورد نظر که از اطرا با پوشش گیاهی محصور گردیده است به عنوان یک حیاط اختصاصی کوچک برای دانشکده تلقی می شود و با توجه به اینکه نسبت به اطرا خود با شیبی ملایم در مسیر ورودی اصلی به داخل نشسته است حالت اختصاصی و ضایی دنج برای دانشجویان آن راهم آورده است و علاوه بر گشودگی مسیر ورودی به سمت دانشکده، ضایی جهت استراحت، قرار گر تن در نور طبیعی روز و گ تگو را موجب گشته است(تصویر شماره2 و.(1 جنس پوشش ک از بتن شسته با نقوشی از ســـتاره 1 پر است که نقطه تمرکز محوطه محســوب می گردد و یک حوض نــــمادین را در ذهــــن متبادر می سازد.

گام-2 ایده طراحی (کانسپت): به منظور دستیابی به رضیات تحقیق از گره های سنتی نقوش ایرانی الگوبرداری گردیده است. عنوان گره بکار ر ته در طراحی سایه بان مورد نظر "گره هشت و بازو بندی" و الهام گر ته از قاب بندی سق چوبی ایوان کاخ هشت بهشت اص هان می باشد(تصویر شماره.(4

گام-1 طرح اولیه: در طراحی این سایبان ابتدا با کمک برنامه اتوکد (Auto Cad) پوسته ای متشکل از یک گره ایجاد گردید که از کنار هم قرار دادن اجزاء گره به وجود آمده است. در طرح اولیه برای ایجاد گره مورد نظر از دو قطعه مربع شکل توخالی با اندازه یکسان است اده گردید که با چرخش 45 درجه یک مربع روی مربع زیرین خود نقش گره را ایجاد می نماید. با تکرار تناوبی این گره ص حه سایبان ایجاد

پس از آن یک ماکت اولیه جهت آزمون چگونگی کار ساخته شد که در آن مربع اول از چوب کبریت و مربع دوم جهت تمایز با ماکارونی ساخته شد. اتصال گره ها در ابتدا با کش (کابل) مد نظر قرار گر ت و خود پوسته بر روی چهار ستون قرار می گر ت(تصویر شماره .(6

گام4- مدل سازی کامپیوتری و تغییر پارامترها: در مراحل بعدی فرایند طراحی، مدل سازی و تغییر پارامترها با استفاده از برنامه راینو (Rhino) آغاز گردید و پس از انجام بررسی های لازم توسط گروه پژوهشی در حین روند کار طراحی، بهینه بودن اتصالات کام و زبانه نسبت به کشی یا کابل برای این طرح محرز گردید. همچنین با در نظر گرفتن اینکه مطابق اصول پارامتریک الگوی تکرار شونده می بایست در حال رشد بوده و نباید همانند واحد قبلی خود تکرار شود؛ لذا در جهت تغییر ابعاد گره ها نیز تلاش گردید (تصاویر شماره 1، 1 ، 3 )


و همچنین سعی بر آن شد تا از نظر ایستایی، بجای استفاده از چهار ستون مجزا جهت برپا نگاهداشتن سایبان؛ از خود پوسته سایبان جهت ایستایی آن استفاده گردد. در نهایت صفحه ای خود ایستا با سه نقطه اتکا بر روی زمین بدست آمد (تصویر شماره 77).

در این پروژه (اتود شماره 5) به عنوان گزینه بهینه انتخاب گردید که در واقع نتیجه اصلاح و ارتقاء اتودهای پیشین می باشد و محصول فرایند بازبینی و ارتقاء اتود اولیه می باشد. پس از تایید اتود شماره 5، پردازش به جزئیات پروژه به منظور اجرایی شدن طرح و با استفاده از امکانات برنامه گراس هاپر (GraSShOpper) آغاز گردید (تصویر شماره 72).

گام 5- اجزاء تشکیل دهنده پوسته: پس از طراحی پوسته جهت اجرای کار، پرداختن به جزئیات آغاز گردید. در نگاه اول پوسته ای متشکل از گره ها بچشم میخورد. در واقع اجزاء تشکیل دهنده پوسته شامل سه دسته می باشد: آ. قوس هایی که بخش اصلی اسکلت کار را تشکیل میدهد و سایر اجزاء به آن متصل می گردند (تصویر شماره 1 7). 2. خطوط مستقیم الخط : قوس ها را با زاویه نود درجه قطع می نمایند و هر خط نسبت به خط مجاور خود دارای گردش در صفحه قائم می باشد تا فرم مورد نظر پدید آید. اتصالات اعضای سازه