درس واره شماره 15-روش های طراحی دیجیتال

• Design Interfaces in Computational Platforms / CAD

این معماری به طور عمده از طریق پایگاه های کامپیوتری تولید می شود و فرآیندهای الگوریتمیک نحوه تولید آن را کنترل می کند. در این فرآیند، پارامترهای متعدد محیطی، زیست محیطی، شکلی، فرمی و اجرایی، به صورت الگوریتم طراحی تدوین شده و پروژه مورد نظر طراح، محصول آن الگوریتم است.

 Design Interfaces in Computational Platforms، CAD

• Fluidity – Smoothness

احجام و فرم های نرم و خطوط سیال از ویژگی های بارز این معماری است. کامپیوتر توان کنترل و طراحی دقیق احجام پیچیده را در اختیار طراحان قرار داده است. طراحی و کنترل خطوط منحنی و صفحات با فرم های آزاد به راستی به "خروج از جعبه" انجامیده است.

Fluidity-Smoothness

•  Component Based Design
  

استفاده از اجزا ریز مشابه، ولی نه به طور کامل یکسان ( Component ) در این معماری صورت می گیرد. صفحات و احجام منحنی و سیال به این اجزا ریز تقسیم می شوند و این اجزا ریز امکان ساخت سازه های پیچیده را فراهم می آورند.

Component Based Design

•  Responsiveness
  

این معماری نسبت به پارامترهای متعدد طراحی پاسخگوست. پارامترهای زیست محیطی و بومی و یا فاکتورهای دیگر محیطی و انسانی، شکلی یا عددی. این پاسخگویی در فرم کلان و یا در اجزا ریز پروژه دیده می شود.

Responsiveness

•  Adaptation
  

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.

Adaptation

• Versioning – Differentiation
  

تغییرات تدریجی در اجزا طراحی به وفور دیده می شود. پوسته های معماری از حالتی به حالت دیگر تغییر می کنند بدون اینکه مرزی در تغییراتشان مشخص شود. این تغییرات تدریجی بر اساس پارامترهای مختلف مؤثر بر طرح می توانند بازشوها، اندازه قطعات، سایه بان ها، پنل ها و نظایر آن را کنترل کنند. تغییر تدریجی و بدون مرز و استفاده از طیف ها از ویژگی های بارز این معماری است.

Versioning-Differentiation

•  Envelope – Skin

این معماری از پوسته ها به عنوان پوشش فضاها در خارج و یا جداره ها در داخل به وفور استفاده می کند و پتانسیل های فراوانی برای طراحی و ویرایش این پوسته ها را در نرم افزارهای طراحی فراهم می آورد. صفحات با فرم های آزاد FreeForm، اصلی ترین منابع طراحی در معماری پارامتریک هستند.

• Digital Fabrication – CAD-CAM
  

ساخت به کمک کامپیوتر "Computer Aided Manufacturing-CAM" به اندازه طراحی به کمک کامپیوتر "CAD" اهمیت یافته است. معماری از ساخت دیجیتال برای تولید پیچیده ترین فرم ها بهره می برد. فرآیندهای تولید و ساخت دیجیتال به عنصری جداشدنی از معماری پارامتریک تبدیل شده اند و الگوریتم ها، روش ها و تخصص های خاص خود را طلب می کنند. پیچیده ترین فرم ها در این فرآیند ساده سازی شده، در کارگاه ها ساخته و سپس در محل اجرای پروژه سر هم می شوند. (Assemble) 

Envelope-Skin

Digital Fabrication-CAD-CAM

•  Texture mapping- Patterning

در بسیاری از پروژه های پارامتریک استفاده از الگوهای تکرار شونده نقشه ها، بافت ها، عکس های تصویر شده بر روی صفحات آزاد نما و پوسته های داخلی دیده می شوند. این الگوها به عنوان پایه ساخت اجزائی که می توانند تکرار شوند تا سطوح را بسازند کاربرد فراوانی در ساخت و تولید دارند.

Frei Otto, Germany, 1925-2015

Tensile Structure of Munich Olympic Park- Frei Otto-Munich, Germany-1972

• Complexity - Natural Systems

معماری پارامتریک دارای یک پیچیدگی ذاتی است. اما این پیچیدگی دارای نظم و ساختار است. معماری پارامتریک با استفاده از تکنیک ها و ابزارهای جدید این امکان را یافته تا ویژگی ها و کیفیت های سیستم های پیچیده طبیعی را استخراج کرده و آن ها را به طرح ها و پروژه های معماری وارد نماید. پیوند جدیدی از طبیعت و معماری در حال شکل گیری است که پارادایم معماری پایدار را دنبال می کند.

معماری به عنوان یک موضوع پیچیده و چند بعدی باید بتواند فرصت و امکان پردازش اطلاعات متنوع را داشته باشد و معماری پارامتریک پایگاه مناسب سنجش و پردازش اطلاعات در حوزه طراحی را فراهم آورده است. مهم اینکه پیش از اجرا نتیجه تحقیقات، می تواند نمونه خروجی های آن را مدلسازی و ارزشیابی کند. بدین صورت است که همه روزه نوآوری و دستاوردهای جدید طراحی با استفاده از ابزار ها و روش های پارامتریک، ارزش ها و کیفیت های خود را ثابت کرده و به حوزه معماری کاربردی وارد می شوند. معماری پارامتریک از فرم های منظم گذشته و از نظم حاکم بر معماری مدرن فاصله می گیرد و در این ارتباط از تکرار اجزای ساده هم پرهیز می کند و آن را از ویژگی های مدرنیزم می داند. به جای استفاده از فرم های خالص که مرزهای مشخصی میان آنها وجود دارد، اینجا صحبت از فُرم های آزاد Free form و مکانیزم پیوسته ای از تکرار اجزا در حال تغییر است به نوعی که مرزی مشخص هم حضور نداشته باشد: "امکان فراهم آوردن بی نهایت حالت تغییر و دگرگونی در طرح و استقبال آگاهانه از پیچیدگی اما با ساختار هایی مشخص".

Tensile Structure of Munich Olympic Park- Frei Otto-Munich, Germany-1972 

 Roof for the Multihalle- Frei Otto-Mannheim, Germany-1970-1975

شوماخر Patrik Schumacher مسئله نظم و پیچیدگی در معماری پارامتریک را با طرح مثالی از لوکوربوزیه Le Corbusier مطرح می کند. او معتقد است که علاقه لوکوربوزیه به استفاده از نظم هندسی و مخالفت او با نظام های اُرگانیک و خطوط منحنی حاصل از درک زمان او از نظم و علاقه مندی او به هندسه کلاسیک بود، در حالی که ما امروز توانایی درک نظام سازمان های پیچیده طبیعی را داریم و می توانیم این ادراک را بر پروژه های خود اعمال کنیم. 

تئوری پیچیدگی Complexity theory  و به طور مشخص، پژوهش های فرای اتو Frei Paul Otto  به طراحان اجازه داد تا الگوهای پیچیده حاصل فرایندهای خود سازماندهی شده را شناخته، اندازه بگیرند و تکرار کنند. امروز می توانیم الگوهای پیچیده و پتانسیل های موجود در آن ها را درک کنیم و این الگوها و نظام های پیچیده را شبیه سازی نماییم. آنالیز چند لایه نظام های پیچیده در کامپیوتر و امکان معادل سازی و شبیه سازی مواد و رفتار آنها امکان درک و استفاده از نظام های پیچیده طبیعی را برایمان فراهم کرده است.

پیشرفت های کامپیوتر و نرم افزار، تأثیر شگرفی بر رشد و تغییر معماری در حال تکامل پارامتریک می گذارد. هر ابزار جدید می تواند راه های تازه ای در مقابل طراحان بگشاید. هر ویرایش جدید از نرم افزار ها گزینه های جدید طراحی را معرفی می کند و امکان افزودن ویژگی های دیگری را به فهرست بالا فراهم می کند.

Complexity-Natural Systems

 Mel Script Software

این امر به نوعی طراحان را نیز مجبور کرده تا به مطالعه و یادگیری مداوم این ابزارها و تکنیک ها بپردازند و از آن به عنوان روش ناگزیر طراحی کردن بهره بگیرند. کاری که دیگر از عهده یک اپراتور صرف بر نمی آید و توان یک طراح خبره و آشنا به طراحی الگوریتمیک را طلب می کند. حضور و ادامه کار در این فضای رقابتی نیازمند آگاهی و توانایی استفاده از این ابزارهای قدرتمند و به سرعت نو شونده است. این ابزارها معماران و سلیقه های جامعه و سَبک ها را تحت تاثیر خود قرار داده اند. اما ابزارها نیز می بایست بر مبنای آرزوها و برنامه های کاری معماری پارامتریک رشد کنند. پاتریک شوماخر پروژه های موفق را حاصل فرصت هایی می داند که تکنولوژی و ابزار در اختیار طراح قرار داده است و همزمان برنامه هایی را برای پیشبرد اهداف معماری پارامتریک در بیانیه خود معرفی می کند. به عنوان نمونه در تکمیل فرآیندهای کاری سیستم های پارامتریک می گوید: "باید از طراحی یک سیستم تک لایه و اعمال ویرایش های طراحی بر آن به سمت طراحی چند لایه و در عین حال هماهنگ و پیوسته زیر سیستم ها (پوسته، سازه، تقسیمات داخلی فضا و...) حرکت کرد. اعمال هرگونه عملیات طراحی بر یک زیر سیستم باید با بقیه اجزا و سیستم مرتبط باشد و بر آن ها نیز اثر بگذارد."

این موضوع نه تنها میزان اهمیت رشد و تکامل و سیستم های نرم افزاری و اثر آن بر توسعه روش های طراحی را نشان می دهد، بلکه بیانگر این واقعیت است که معماری چند لایه امروز برای پیشبرد فرآیندهای خلاق طراحی که بتواند در لایه های مختلف به صورت هماهنگ عمل کند نیازمند توسعه الگوریتمیک در تمام جوانب آن است.

Python Script Software

 Grasshopper Software

 امروزه در بسیاری از دفاتر معماری این الگوریتم ها توسط خود طراحان تهیه می شوند و از این رو امکانات فزاینده ای برای تولید پروژه فراهم می کنند. "معماری پارامتریک در فضایی حاصل فعالیت و خرد جمعی طراحان معاصر در دفاتر و دانشکده های معماری پیشرو در حال شکل گیری است. استودیو هایی که از تبدیل آن ها به کارخانه های تولید انبوه نوآوری صحبت شد، امروزه با تجهیز به خطوط تولید الگوریتمیک می توانند با تغییر پارامترهای مختلف به تولید سریع و انبوه پروژه بپردازند و مفاهیم پیچیده را به پروژه های معماری تبدیل نمایند. پروژه هایی که در حوزه های مختلف فرمی -  فضایی به نوآوری های چشم گیر در طراحی دست یافته اند." اما ویژگی های طرح شده تا این بخش بیشتر ناظر بر کیفیت های "طراحی" و فضای گفتمان انتقادی معماری بوده است. یک نکته که به نظر می رسد در این حوزه هنوز بدان توجه نشده مسئله ساخت معماری است. آثار پیچیده معماری الگوریتمیک - پارامتریک چگونه ساخته می شوند؟ این پروژه ها که ابتدا مواجه با این انتقاد بودند که فقط برای مجلات تهیه می شوند چگونه به عرصه واقعیت فیزیکی قدم گذاشتند؟ موضوع "ساخت" معماری و استفاده از تکنولوژی دیجیتال در تولید، هم اندازه موضوع "طراحی" برای این معماری مهم است. معماری یک واقعیت فیزیکی است و طراحی آن برای ساخته شدن به جهت استفاده انسان ها صورت می گیرد.

Algorithmic Architecture

Texture Mapping- Patterning