معماری پارامتریک
«با آغاز قرن بیست و یکم، الکترونیک به یک حقیقت قابل لمس تبدیل شده و چشم انداز اجتماعی زندگی انسان را دگرگون ساخته است. این انقلاب دیجیتال که بر پایه همزمانی، ماده زدایی، بی واسطگی و جهانی شدن شکل گرفته و بر محور فناوری های اطلاعات و ارتباطات متمرکز است حوزه اندیشه، تولید، مصرف، تجارت، مدیریت، ارتباط، زندگی، عشق ورزی و مرگ را دگرگون ساخته و با سرعت شتابان در حال شکل دهی مجدد بنیان مادی جامعه است» و متعاقب این پیشرفت و دگرگونی در جهان امروز، انقلاب دیجیتال سبب بروز گرایشهایی جدید در معماری نیز گشته است و فضاها، فرمها و روشهای طراحی را نیز تحت تاثیر قرار داده است.
نیل لیچ در نقد معماری معاصر میگوید: «در طراحی معماری معاصر یک جابجایی عمده قابل پیگیری است. عبور از معماری که فقط بر مبنای ویژگیهای بصری بنا شده، به سوی یک معماری که با کارایی قضاوت می شود… به نظر می رسد که معماری دیگر فقط شیفته سبک و ظاهر نیست؛ پارادایم جدیدی در حالی ظهور است». پیشرفت تکنولوژی و استفاده از کامپیوتر، با این شرایط تاریخی ترکیب شد تا بتواند در تولید معماری ایفای نقشی کند… زمانی که «تولید انبوه خلاقیت» و برنامه ریزی بر مبنای فرآیند طراحی مورد توجه همگان قرار گرفته بود، تولید معماری نیازمند ابزارها و شرایطی بود که بتواند به تحقق این ایدهها کمک کند.
زیبایی شناسی جدیدی در حال پدیدار شدن است که برگرفته از روح پیچان و غلطان و موج مانند طبیعت، تپش مولکول ها و هندسه ژن ها است. بازتاب ان در معماری، جایگزین شدن همچون ماشین بود. پاتریک شوماخر، معمار و پژوهشگر از این جریان به عنوان یک سبک جدید در معماری یاد می کند. سبکی که امروزه آن را معماری پارامتریک یا معماری الگوریتمیک مینامند. شوماخر همچنین معتقد است که این سبک در همه مقیاسی ها (از شهرسازی تا معماری و طراحی داخلی) حضور یافته است و از منظر زیبایی شناسی پیچیدگی منظم و سیالیت یکپارچه را نمایش می دهد.
در این معماری، اجزای اصلی یعنی ایده، الگوریتمهای منجر به ایده، پارامترهای مؤثر بر طراحی و رایانه به عنوان دستیاری در جهت طی نمودن فرآیند طراحی در کنار طراح، نقش اصلی را ایفا می کنند. وی می افزاید که حاصل فعالیت های جمعی طراحی – پژوهشی، تولید مفاهیم مشترک، برنامه ها، تکنیکهای کامپیوتری، مجموعه فرمها و منطق ساختمانی و تکتونیک است که باعث بروز معماری پارامتریک شده است.
جستجوی خلاقیت در معماری امروز دیگر از شنیدن موسیقی و یک مکاشفه شخصی برای تبدیل احساس آن به اثر معماری صورت نمی گیرد. مسیرهای متعدد پژوهشی، معماری را از چهارراه علوم به هزار راههای تبدیل کرده که مرکز تقاطع ایدهها و افکار ۹ حوزههای مختلف دانش بشری شده است. اینک پارامترهای سادهای مانند ابعاد و حجم دیگر برای تعریف معماری ۹ فرمها کافی نیستند. معماری باید از گذشته خویش درس بگیرد و این آموخته ها را برای تولیدات بعدی خود به کار گیرد. این همان بخشی است که در معماری الگوریتمیک نیز تکرار خواهد شد. معماری و فرآیند طراحی الگوریتمیک، پارادایمهای جدیدی در معماری به وجود آوردهاند که دیگر در حوزه نظریه های پست مدرنیستی قابل مطالعه نیستند.
پارامترها در طراحی معماری پارامتریک «اعمال پارامترهای مختلف مؤثر بر طرح در الگوریتم های طراحی به عنوان مهمترین ویژگی معماری الگوریتمیک بیان می شود.» (همان، ۹۰). معماری در فضایی متأثر از پارامترهای مختلف مؤثر بر پروژه و تعریف نحوه تأثیرگذاری آنها شکل می گیرد. در این روش با تخصیص مقادیر مختلف در پارامترها و وضعیتهای گوناگون، محدوده هایی از یک طراحی که دارای شکل صریحی نیستند، قابلیت تولید مییابند.
خبازی در مورد نحوه کاربرد پارامترها در این معماری می افزاید که «طراحی در یک چرخه تکرارشونده از تأثیرپذیری و وزن گذاری پارامترها و تولید گزینه ها و تحلیل آنها و دریافت بازخوردها ” و اعمال مجدد آنها بر پارامترهای طراحی تا تولید گزینه های اصلاح شده صورت میگیرد و باز تکرار می شود تا در نهایت نتیجه های مطلوب که خواسته ها را به بهترین شکل ممکن پاسخ گفتهاند، به عنوان طراحی نهایی انتخاب شوند». تاثیر این پارامترها را نه فقط در روند طراحی تا رسیدن به فرم می توان دید، بلکه این پارامترها می توانند حتی در رفتار فیزیکی ساختمان نیز دخیل باشند و این نیز بخش مهمی در معماری پارامتریک محسوب می شود.
در معماری پارامتریک تلاش می شود تا پارامترهای تأثیرگذار بر رفتار فیزیکی ساختمان (نظیر سازه، مواد و مصالح) در فرآیند تحلیل، مداوم به طور بهنگام بر معماری اثر بگذارد و در چرخه های بازخورد، طرح را اصلاح نماید. به عنوان مثال می توان زمینه اجرای یک گنبد را به عنوان یک پارامتر سازهای در طراحی در نظر گرفت. طرح با توجه به پارامتر زمینه گنبد قابل تغییر در یک چرخه طراحی است. یا در رفتار فیزیکی ساختمان، می توان طول یک سایهبان را با توجه به پارامترهای میزان تابش خورشید، درجه ان، اقلیم و کاربری ان تعریف نمود.
پیشینه مطالعات معماری پارامتریک
اهمیت بکارگیری روش پارامتریک
در مورد قابلیت های موجود در به کارگیری معماری پارامتریک نیز مسائل بسیاری در منابع گوناگون مطرح شده است. در این بخش سعی شده تا با اشاره به برخی از آنها که از اهمیت بیشتری برخوردارند نمایی کلی از موضوع ارائه گردد. هنوز بسیاری از طراحی ها به صورت سنتی انجام میگیرد که زمان زیادی را برای ترسیم و ارائه به خود اختصاص می دهد. اما جستجو میان طیف طرحهای ،ممکن اکنون به عنوان فرآیندی پر ،زحمت کم بازده و هزینه بر محسوب می شود که بخش زیادی از منابع طراح را مصرف می.کند و همچنین معماری” هنوز سالها زمان می برد – خیلی سالها – تا طراحی و ساخت انجام شود.
از مهمترین مباحثی که ضرورت استفاده از کامپیوتر را به عنوان مسئله ای غیر قابل انکار در طراحی بیان می کند مسئله کمک گرفتن از کامپیوتر برای کاهش دادن زمان رسیدن به طرح مورد نظر است فارغ از پتانسیل های گوناگونی که کامپیوتر در زمینه طراحی معماری به ارمغان آورده مسئله قدرت محاسبه و سرعت بالای ترسیم و ارائه به وسیله کامپیوتر خود موضوعی مهم است شاید اهمیت آنرا بتوان بیشتر در طراحی نقشه هایی حجیم و پیچیده و امکانی که کامپیوتر در زمینه ترسیم و ویرایش سادهتر و قدرت ارائه بصورتهای گوناگون در اختیار قرار میدهد مشاهده نمود.
مسئله دیگر موضوع پیچیدگی در طراحی است این پیچیدگی در درجه نخست به دلیل رابطه پیچیده ای که بین اجزا طراحی و پارامترهای آن وجود دارد حاصل میشود برای حل کردن یک مسئله طراحی معمولا معمار با موارد زیادی از متغیرها و معیارها روبروست که همگی باید در روند رسیدن به طرح مدنظر قرار گیرند گاهی رعایت یک اصل یا معیار باعث نقض دیگری شده که حل این موضوع در کنار اولویت بین این معیارها باید در نظر گرفته شود. البته امروزه با توجه به پیچیده تر شدن نیازها و سلایق کاربران مسائل جدیدی هم به این موضوع افزوده شده که تعدد این معیارها، ضوابط و متغیرها را افزایش داده است استفاده از اصول طراحی پارامتریک با کمک گرفتن از پتانسیل های منطقی کامپیوتر برای برقراری ارتباط بین اجزا و متغیرهای، طراحی میتواند کمک شایانی در این زمینه ارائه نماید.
در طراحی معماری مسئله طراحی اولیه و ویرایش آن امری بسیار رایج و معمول است؛ چرا که اصولا روند طراحی معماری فرآیندی رفت و برگشتی .است به همین دلیل در بسیاری از مراحل طراح ناگزیر از تغییر طرح اولیه و یا پارامترهای طراحی است تا بتواند طرحی تهیه کند که در بیشترین حد ممکن نیازها و معیارها را پاسخگو باشد. از سویی در بسیاری از مواقع حین انجام مراحل طراحی یا پس از انجام آن تغییراتی از طرف معمار یا کارفرما در طرح اعمال می شود. بعضی زمان ها نیز تغییر برخی آیین نامه ها و ضوابط است که طرح را نیازمند دگرگونی می نماید.
تغییرات چندباره یک موضوع با توجه به تغییر شرایط نیازها و استانداردها کاری دشوار و زمانبر است. در مقابل از دیگر خصوصیاتی که طراحی دیجیتال و روش پارامتریک به ارمغان آورده اند ویژگی ایجاد قابلیت تغییر در پارامترهای طراحی در هر کدام از مراحل آن و بدون نیاز به انجام طراحی از ابتداست در این روش با ایجاد تغییر در بخش مورد نظر مدل طراحی بطور خودکار سایر پارامترها را در هماهنگی با دیگر بخشها تغییر داده مانع از ایجاد بهم ریختگی در طراحی میگردد.
با توجه به پیچیدگی امر طراحی نیاز به تعداد زیادی از فضاهای معماری در یک ،اجتماع همچنین با در نظر گرفتن تنوع نیاز کاربران و تفاوتهای میان آنها پیچیدگی موضوع روشن تر میگردد اما با بررسی پتانسیل هایی که طراحی پارامتریک ارائه میدهد این مسئله نیز قابل تدبیر .است همانطور که اشاره خواهد شد با استفاده از این روش میتوان مدلی کلی از یک موضوع طراحی تهیه نمود که این مدل با گرفتن در شرایط خاص هر مورد از طراحی و دریافت پارامترهای آن جوابی هماهنگ با موضوع ارائه می کند.
موضوع دیگری که با توجه به فرآیند طراحی رایج در معماری وجود دارد مسئله بن بست در طراحی است. با توجه به اینکه برای هر موضوع طراحی معیارها و ضوابط بسیاری باید در نظر گرفته شود گاهی این موارد طوری در مقابل عمل می کنند که به نظر پیدا کردن جوابی قطعی برای موضوع بسیار دشوار خواهد بود با استفاده از فرآیندهای کامپیوتری و روش طراحی پارامتریک میتوان به دسته ای نامحدود از جواب ها دست یافت که در این صورت یافتن مجموعه جواب برای مسئله موجود آسانتر خواهد بود.
مفاهیم پارامتریک
با توجه به اینکه اصول طراحی پارامتریک در حال حاضر به محل بحثی میان صاحب نظران عرصه طراحی و معماری بدل شده است با نقطه نظرات متفاوتی در این زمینه روبرو میشویم عده ای این روش از طراحی را صرفا از نتایج بکارگیری کامپیوتر در معماری دانسته و عده ای دیگر تا آنجا پیش میروند که آنرا به عنوان سبکی نو ظهور در طراحی در تقابل با مدرنیسم بیان نموده و اعتقاد دارند این ،سبک پایانی بر دوران سبکهای میانی و زودگذر بعد از مدرنیزم (پست
مدرنیزم مانند ساختار شکنی و غیره میباشد به همین دلیل و همینطور بنابر رعایت امانت و بی طرفی، در این بخش
به ارائه آراء، نظرات و تعاریف گوناکونی که پیرامون این موضوع وجود دارد می پردازیم.
پارامتر یا متغیر
اصطلاح پارامتر که در زبان فارسی به معنی “متغیر” یا “مقدار مشخص نیز استفاده شده در زبان انگلیسی در واژه نامه های معتبر لانگ من و آکسفورد به معنی دستهای از محدودیت های معین گفته می شود که نحوه انجام کاری را کنترل می نمایند تعریف شده است در واژه نامه و بستر از این واژه در معانی گوناگونی تعبیر شده است. یکی از این معانی “مقداری ثابت و دلخواه است که میزان آن عضوی از یک سیستم را معین مینماید. همچنین مقداری که جمعیتی آماری را تعیین مینماید ذکر گردیده است معنی دیگر آن که شاید به مبحث مورد اشاره در این مقاله نزدیک تر باشد هر یک از ویژگی های فیزیکی مجموعه ای از ویژگی هاست که شخصیت یا رفتار پدیده ای را معین می نماید. مانند پارامترهای موجود در هواشناسی شامل ،دما میزان رطوبت، فشار و…. است.
در مورد واژه پارامتریک گرچه در واژه نامههای معتبر توضیحی بیان نشده است اما بنابر برخی از منابع پراکنده، معنی صفتی برای آنچه که با مقادیری معین و معرفی شود یا تعیین آن به مشخص شدن مقادیری وابسته باشد در مورد آن استفاده شده است یعنی آنچه که مقدار کلی آن به تغییر پارامترهای تشکیل دهنده آن وابسته بوده و با تغییر آنها تغییر خواهد کرد.
مفهوم طراحی پارامتریک
در مقاله گن (Gane, 2004)، آمده تشخيص من تاکنون این است که جهان نقش مرجعی را بازی میکند که اشیاء در آن برای پایهگذاری روابط خود در جهان استفاده میکنند در زمینه اثر متقابل، من به قانون سوم نیوتن که وقتی جسم A جسم B را میکشد یا هل میدهد جسم B نیز جسم A را میکشد یا هل میدهد. یا به زبان دیگر عملی که از یک جسم به دیگری وارد میشود عکس العملی را در پی دارد که بر هر دو جسم تاثیر می گذارد. نتیجه این تغییر در شرایط اشیاء به نوع آنها و نیز به روشی که آنها به یکدیگر و یا دنیای خود مرتبط و مقید شده اند بستگی دارد.
همانطور که گفته شد وابستگی این اشیاء با یکدیگر متفاوت بوده و این موضوع باعث ایجاد تنوع می شود برای تبیین بهتر مفهوم طراحی پارامتریک میتوان به بیان مثالها و مصداقهایی نیز در این زمینه پرداخت. وقتی یک ماشین مکانیکی به درستی کار نمی کند این موضوع میتواند به خاطر عدم کارکرد مناسب یکی از قطعات آن باشد در اینصورت نیاز است تا این قطعه با قطعه سالمی جایگزین شود این خاصیت که قابلیت تغییر اجزا ماشین را کند خود نشانی از مفهوم طراحی پارامتریک است بدین صورت که سیستم کل ماشین تشکیل شده از اجزایی است (پارامترها که هر کدام دارای عملکردی میباشند این اجزا بوسیله اجزایی به یکدیگر مرتبط شده اند و با یکدیگر کار میکنند قیدها) برای تعمیر سیستم کلی تنها نیاز است قطعه معیوب که جدا از قطعات دیگر است جایگزین شود و نیازی به تغییر همه اجزا نیست و این به دلیل خاصیت پارامتریک آنست.
در همین زمینه مثال موسیقی را میتوان مطرح نمود یک ملودی ،موسیقی صوتی است که از اجزایی تشکیل شده است. این اجزا نتهای موسیقی هستند اما برای ایجاد یک موسیقی موزون نیاز است تا این اجزا ارتباط مناسبی با هم برقرار کنند. در حقیقت با ایجاد الگویی الگوریتمی میان این اجزا موسیقی گوش نواز ساخته میشود. مثالی واضح تر در این زمینه قابل بیان .است فرض کنیم که خانه ای بر اساس قواعد معماری طراحی کرده ایم می دانیم این خانه فضاهای گوناگونی را در برگرفته است هر یک از این فضاها و بخشهای خانه نیز از اجزایی با اندازه ها ابعاد مشخص تشکیل شده اند.
فرض کنیم به تشخیص معمار یا کارفرما باید تغییری در ابعاد یکی از اتاقها ایجاد نماییم در حالی که فرم و مساحت خانه بنا به دلایل بیرونی باید ثابت .بماند با این تغییر سایر ابعاد و اجزا فضاهای مرتبط با این فضا نیز باید تغییر کنند تا شرایط لازم تامین شود و خللی در طرح پدید نیاید به همین دلیل است که باید ارتباط بین این اجزا به درستی در زمان طراحی تعریف شود تا در هنگام تغییر هر یک از این پارامترها، بقیه به تناسب عوض شوند. این مثالی از طراحی پارامتریک است.
برای ملموس تر شدن موضوع به توضیح بیشتر پیرامون آن می پردازیم. همانگونه که روشن است، همواره متغیرهای بسیاری در طراحی یک فضای معماری تاثیر گذارند؛ متغیرهایی از جمله نوع سازه جنس مصالح عملکرد مناسب فضاها ارتباط مناسب ،فضایی تاسیسات ،نورپردازی صدا جهت گیری ،بنا مسائل اقلیمی و غیره ایجاد یک فرم معماری حاصل ترکیبی خاص از بین ترکیبات بسیار گوناگون این متغیرها یا به تعبیری پارامترها با یکدیگر است. در واقع هر طراحی شامل فرآیندی برای بهینهسازی این پارامترها با یکدیگر و ایجاد فرم بهینه میشود.
پیش از استفاده امروزی از محیط دیجیتال نقش بررسی این پارامترها و بهینهسازی آنها تنها بر عهده ذهن معماران و طراحان بود. با شناخته شدن ظرفیتهای کامپیوتر در این زمینه امکان تفکیک این پارامترها برای کامپیوتر پدید آمد و با استفاده از روابط بین این پارامترها و نیز ضوابط و دستورالعمل های ایجاد شده امکان تولید فرم به وجود آمد اینجا بود که مفهوم معماری پارامتریک شکل گرفت. از ویژگیهای این نوع از معماری میتوان امکان تغییر طرح به تفکیک پارامترهای خود ایجاد کنترل در ارتباط بین پارامترها و در مراحل بالاتر قابلیت مقایسه استنتاج بهینه سازی و در نهایت انتخاب بین گزینه ها را برشمرد.
تعریف طراحی پارامتریک
بر اساس آنچه در مقاله طراحی پارامتریک؛ مرور و چند تجربه توسط خاویر موندرو ذکر شده، تعریف و مرز دقیقی از معماری پارامتریک مقداری وجود ندارد چرا که بنابر دیدگاهی میتوان ترسیمی از معماری که از خطوط و منحنی هایی تشکیل شده را نیز بنا به اعتبار قابلیت تغییر مشخصات خطوط طراحی پارامتریک دانست. اما به اعتباری و در شرایطی محدودتر می توان آنرا استفاده از پارامترها برای تعیین یک فرم با در نظر گرفتن نقش اساسی استفاده از ارتباطات تعریف نمود. من این اصطلاح را به عنوان محدوده ای وسیع مطرح می کنم طوری که بتواند اصطلاحات موجود فعلی در ادبیات این موضوع تحت عناوین مدل کردن رابطه ای ، طراحی تغییر پذیر و یا طراحی بر اساس محدودیت ها و یا سایر عناوین را زیر پوشش قرار دهد.
در مقاله طراحی پارامتریک؛ تغییری در پارادایم پس از معرفی اصطلاحات و اجزای یک سیستم پارامتریک با اشاره به مقاله شلدن در این زمینه آمده این سیستمی است که با ایجاد ورودی و خروجی،هایی محیط و مکانیزم طراحی را برای ایجاد یک راه حل مهیا میکند؛ که البته واضح است ورودی های آن همان پارامترها و خروجی های آن همان تنوعات هستند که از دستکاری و تغییر پارامترها حاصل میشوند.
در متنی دیگر در مورد طراحی پارامتریک بیان میدارد ارائه” پارامتریک از طراحی گونه ای است که در آن مقادیر انتخاب شده برای مدل طراحی متغیرهایی هستند که معمولا به صورت مقادیر ابعادی وجود دارند. اما سایر ویژگی های دیگر مانند رنگ مقیاس و جهتگیری میتوانند بصورت پارامتریک بیان و تغییر داده شوند. بنابراین طراحی پارامتریک به معنی طراحی یک سیستم پارامتریک است که با ایجاد یک محیط ،طراحی تنوعی از (ترکیب) پارامترها را کند.
در جایی دیگر در این زمینه آمده طراحی پارامتریک به فرآیند طراحی در محیطی گفته میشود که دستیابی به تنوع طراحی در آن آسان بوده و بنابراین کثرت و تعدد جایگزین یکتایی در فرآیند طراحی می.شود. طراحی پارامتریک به کمک مدل های پارامتریک صورت میگیرد یک مدل پارامتریک به ارائه کامپیوتری از یک طرح گفته مدل کامپیوتری از اجزا و نهادهایی هندسی تشکیل شده که هر کدام دارای خواص یا ویژگی هایی ثابت یا تغییرپذیر هستند.
این ویژگی های تغییر پذیر پارامتر و ویژگی های ثابت قید نامیده می.شود طراح با تغییر پارامترها در مدل پارامتریک، راه حلها و آلترناتیوهای متفاوتی را برای مسئله موجود جستجو میکند. با جمع بندی از مطالب بیان شده ،پیشین میتوان بطور اجمالی تعریفی از روش طراحی پارامتریک ارائه نمود: طراحی پارامتریک به روشی سبکی از طراحی گفته میشود که در آن با تجزیه موضوع طراحی به پارامترها (متغیرهای تاثیرگذار در طراحی و تبیین ارتباط بین این پارامترها می توان مجموعه ای از جوابهای پاسخگو به فرم مورد نظر بدست آورد که با تغییر این پارامترها با تغییر شرایط اولیه پاسخ های متنوعی تولید خواهد شد.
الگوریتم در طراحی معماری پارامتریک
موضوع مهم دیگری که بر معماری پارامتریک نیز تاثیر قابل توجهی خواهد داشت، الگوریتمی است که برای فرآیند طراحی معماری تعریف می شود. «الگوریتم یک فرآیند محاسباتی است که چند پارامتر یا گروهی از پارامترها را به عنوان ورودی دربر میگیرد. الگوریتمها پس از فرایند است که ورودی ها را به خروجی مل نظر تبدیل مینماید در معماری می توان الگوریتم را معادی برخی از گامهای فرآیند طراحی دانست. نحوه عملکرد و گردش کار در الگوریتمها ساده است.
الگوریتم حاوی مقادیری داده ورودی، عملیات پردازش و خروجی است. این پردازش در همه الگوریتم یا به طور دقیق تر در بخشی از آن اتفاق میافتد. بنابراین بجای روشهای معمولی طراحی اشیا، اطلاعات را فراهم می کنیم و این اطلاعات توسط الگوریتمها پردازش می شود و در نتیجه هندسه مورد نظر تولید می شود. در معماری پارامتریک، الگوریتم نیز گاهی میتواند جزئی از ایده طراح باشد. این الگوریتم ها انعطاف پذیری سیستمها را افزایش می دهند، به گونهای که با تغییر لفر پروژه، میتوان با اندکی تغییر در الگوریتم ها و پارامترها، نسبت به اصلاح پروژه اقدام نمود.
کار با الگوریتمها نمونه و روش هایی برای تولید اشکال جدید را ایجاد کرده است این اشکال، مقیاسی و هستی شناسی جدید و نادری را ایجاد کردهاند. «آنالیزها و تحلیل های مختلف مرتبط با موضوع پروژه فرصت تبدیل شدن به اجزای مختلف الگوریتم طراحی را دارند تا بتوانند فرآیند طراحی را با دادههای مستقیم کنترل نمایند. حاصل تأثیرگذاری این فاکتورها بر طراحی می تواند تولید گزینه های مطلوب تر باشد.»
با امکانات دیجیتالی فرم های جدید به راحتی از مصالح بیرون می آید و با استفاده از الگوریتم روابط بین مصالح و روش ها بررسی می شود. منافع این روشی و تکنیک، توسعه سیستمهای مصالح پیچیده و امتحان کردن دوام و عملکرد آنها از طریق شبیهسازی است. همچنین پیاده سازی و مشخص کردن مصالح از دیگر منفعت های استفاده از الگوریتم ها است. در پروژه هایی که مکانیزم آنها بر مبنای نواوری در سیستمهای ساخت بوده و استفاده از ابزارهای طراحی جدید و تعامل با فاکتورهای مختلف طراحی سطوح است، انالیزهای بهنگام می تواند اطلاعات مفیدی را به پروژه منتقل کند و ابزار کمکی مناسبی در تکمیل فرآیند طراحی باشد. «معماری به عنوان یک موضوع پیچیده و چندبعدی 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.»
مراحل طراحی به کمک رایانه (CAD)
طراحی به کمک رایانه ” مقوله دیگری است که در این معماری اتفاق می افتد. عنصر مهمی در این معماری که جایگزین دیگری نمیتوان برای آن متصور شد. «CAD می تواند به عنوان یک فعالیت طراحی که شامل استفاده مؤثر از رایانه به منظور طراحی، ساخت یا اصلاح یک طراحی مهندسی است تعریف گردد.» (بهرامی، شیرویه زاد و اصغرزاده، ۱۳۹۰). با وقوع انقلاب دیجیتال و ورود کامپیوتر به حوزه معماری ابتدا تصور می شد که کامپیوتر فرآیند طراحی اثر بگذارد، اما ثابت شد که این باور اشتباه است. اینک توسعه روز افزون نرمافزارهای طراحی، امکانات بیشتری را در اختیار طراح قرار می دهد. البته حوزه نرم افزاری CAD بسیار وسیع تر .۳ گذشته شده است. این نرمافزارها لفر معماری به گونهای طراحی می شوند ۴S هرکدام به طور هاپر در نرم افزار راینو”، میزان تابش، اقلیم، سطح پنجره را تعریف نمود و سپس میزان بهینه تابشی بند پنجره را از نرم افزار دریافت نمود. یا به وسیله نرم افزار دیالوکسی” میزان روشنایی بهینه در یک اتاق را مشخص نمود. البته فریزر” این نکته را به ما یادآوری می کند که هرنوع استفاده از رایانه در معماری را نمی توان معماری پارامتریک نامید، بلکه طراحی به کمک رایانه زمانی کارآمد خواهد بود که تکرار با انتقال های استاندارد مورد نیاز باشد. اگر بخواهیم از این موضوع فقط در جهت طراحی فرمهای جدید استفاده کنیم، استفاده ای نابجا خواهد بود.
روشهای فرم یابی در معماری پارامتریک از روشهای متعددی در جهت طراحی و رسیدن به فرم استفاده می شود. مانند :
- تغییر شکل های زنجیرهای
- فرآیندهای اتفاقی
- استفاده از عملگرهای منطقی روی احجام
- استفاده از هندسه پیچیده و فراکتال
مرحله ارائه نمایشی
این مرحله بطور اصلی با استفاده از کامپیوتر به عنوان ابزار طراحی الکترونیکی مشخص میشود. از خصوصیات این مرحله آنست که در مرحله نمایشی هیچ مفهوم حقیقی از طبیعت Computational که محیط دیجیتال را مدیریت کند وجود ندارد بلکه فرآیند طراحی هنوز در ارتباط مستقیم با روش استدلالی بصری است که در شیوه سنتی کاغذی طراحی وجود دارد آنچه موجود است منحصراً آگاهی از یک گسترش پر قابلیت از زبان هندسی سنتی معماری است که در توصیفات نادیدنی ریاضی ابزار طراحی دیجیتال موجود است.
مرحله پارامتریک
این مرحله با استفاده از ارتباط ایجاد شده به عنوان طیفی از امکانات بین ورودیها و خروجی ها به وسیله تنوعی از جواب پارامترها مشخص می.شود یک مثال شناخته شده از این نوع تنوع پارامتریک طراحی ایستگاه قطار واترلو لندن بوسیله نیکلاس گریمشاو .است در مرحله پارامتریک درک واضحی از وجود یک ارتباط Computational بین ورودی و خروجی و ترکیب آن با فرآیند طراحی به عنوان نقشه ای از ارتباط درونی بین بخش های متفاوت طراحی وجود دارد. گرچه توصیف الگوریتمیک این ارتباط بطور فعال به عنوان ابزار طراحی بکار گرفته نشده است.
مرحله الگوریتمیک
مرحله الگوریتمیک ارتباط میان ورودی و خروجی را برقرار نموده و بوسیله استفاده از توصیف فرمال خود و عملکردش به عنوان یک راهبرد طراحی مشخص می.شود یکی از اولین مثالهای ساخته شده بر پایه دیدگاه طراحی الگوریتمیک گالری پاویون سرپنتاین بوسیله تویو ایتو و سسیل بالموند .بود. بنابراین در مرحله الگوریتمیک تاکید بر گسترش منطق طراحی Computational است که شامل رشته ای از عملکردهای ،جبری تحلیلی و هندسی جهت کنترل و دستکاری دادهها و ترجمه آنها به ویژگیهای معماری خواهد بود.
عناصر معماری پارامتریک
همانگونه که در بخش تعاریف و معرفی این روش از طراحی بیان شد برای استفاده مناسب و درست از آن باید با اصول و مراحل بکارگیری آن آشنا باشیم این مراحل بصورت لیست وار شامل موارد زیر است.
۱- تجزیه طرح به پارامترهای موثر و بررسی پارامترها و ابعاد آنها.
۲- تعیین ارتباط منطقی و ذاتی بین پارامترهای موجود و تعیین گراف بین آنها.
3- تعیین قواعد و اصول ثانویه ای که باید برای طراحی مدنظر قرار گیرد ارتباط بین پارامترها و تبیین اصول معماری).
4- ایجاد مدل پارامتریک با دریافت ،پارامترها، قیود و ضوابط طراحی.
۵- تعیین مقادیر پارامترها بر اساس شرایط ،طراح درخواست کارفرما ،استانداردها و سایر موارد.
ویژگی های طراحی پارامتریک
مزایا و ویژگیهای طراحی پارامتریک عبارتنداز:
1- با انجام مدلسازی پارامتریک تغییر اجزا و پارامترهای گوناگون طراحی بدست طراح خواهد بود. این موضوع قابلیتهای زیادی را برای او به ارمغان می آورد از جمله آنها ایجاد امکان تغییر در هر کدام از اجزا بدون نیاز به تغییر مجدد سایرین .است اهمیت این موضوع زمانی مشخص می شود طراحی نیاز دوبارهای به اصلاح بخشی از طراحی و به تبع آن تغییر همه موارد مرتبط با آن باشد. در پروسه طراحی معماری معمولا برای رسیدن به یک طرح مناسب نیاز به فرآیندی رفت و برگشتی است تا با تغییر شرایط موارد قبلی نیز اصلاح شود اما در این حال بدون برگشت به مراحل قبلی میتوان به اهداف دست یافت و با تغییراتی که بعدا ایجاد میشود مراحل قبلی خود به خود اصلاح میگردد.
2- از مهمترین ویژگیهای این روش طراحی قابلیت تعمیم آن به شرایط گوناگون و موضوعات مشابه است. بدین معنی که به کمک این شیوه و با بدست آوردن مدلی پارامتریک از یک موضوع طراحی، آنرا به بناهای گوناگون و شرایط متفاوت نسبت داد و بیش از یکبار از آن استفاده نمود این خاصیت از قابلیت تغییر پارامترها نسبت به تغییر شرایط سرچشمه میگیرد در صورتیکه در یک طرح معمول طراحی معماری این امکان وجود ندارد و طرح مورد نظر تنها برای یک بنا قابل استفاده است.
3- موضوع دیگر کمک گرفتن در فرآیند طراحی و بحث منطقی است همانگونه که در رساله مطرح گردید، فرآیند طراحی معماری شامل دو رویکرد منطقی و شهودی است با استفاده از روش طراحی پارامتریک و ایجاد قابلیت سنجش پارامترها توسط کامپیوتر میتوان از خاصیت فرآیندهای منطقی کامپیوتری بهره برده و پارامترهای قابل اندازه گیری را به وسیله این فرآیندها سنجید؛ زیرا برای ایجاد قابلیت استفاده از کامپیوتر در طراحی لازم است تا پارامترهایی قابل سنجش و ارزیابی تعیین شوند.
۴- ایجاد مجموعه جواب و قدرت انتخاب برای طراح از مزیتهای دیگر این شیوه محسوب می شود. با توجه به اینکه طراح با ایجاد مدلی پارامتریک بجای یک جواب میتواند مجموعه ای از جوابها را در اختیار داشته باشد، این موضوع میتواند به او کمک کند تا با مقایسه جوابها به بهترین آنها برای طرح خود دست پیدا کند.
۵- ایجاد جوابهایی که دست یافتن به آنها با استفاده از تفکر انسانی و بدون کمک گرفتن از کامپیوتر دشوار خواهد بود از جمله دیگر مزایاست امروزه به کمک طراحی پارامتریک فرمهایی تولید می شود که یافتن آنها استفاده از این ابزار دشوار و گاهی غیر ممکن است گرچه بدست آوردن همه این فرم ها از جمله موارد مناسب استفاده از این روش محسوب نمیشوند ولی به هر حال ظرفیت این روش در تولید فرمهای نامتناهی و جذاب غیرقابل انکار است.