معماری پارامتریک چیست؟

• ترجمه و گردآوری: محمدهومن تیموری  

اصلاح “طراحی پارامتریک Parametric Design” امری اجتناب‌ناپذیر در فرآیندهای طراحی است، که با الگوسازی و یا شبیه‌سازی در فضای منحصراً دیجیتالی (رایانه) انجام می‌شود، به مهندسان و طراحان این امکان را می‌دهد تا در رویکردهای خود تجدید نظر کنند. به عنوان مثال، شبیه‌سازی معماری، مدل سازی سه‌بُعدی و طراحی، رویکردهای جدید و جسورانه‌ای را در چند دهه گذشته مشاهده کرده‌اند که امروزه با “طراحی پارامتریک” مشخص می‌شوند. با خواندن این مقاله دقیق‌تر به این عبارت و فرآیند نگاه بیندازیم چه معنایی برای معماران امروزی و آینده‌ی معماری دارد.

به عنوان یک روش مبتنی بر الگوریتم که هدف طراحی را با روندی که در طراحی حاصل شده ادغام می کند، طراحی پارامتریک بحث برانگیزترین رویکرد طراحی در میان معماران بوده است. تقریباً با ایجاد هندسه‌ها و ساختارهای پیچیده از طریق تاثیر متقابل عناصر، توجه همه را به خود جلب می‌کند. بنابراین، در ویدئوی زیر سوال رایج طراحی پارامتریک چیست؟ را مشاهده کنید. این ویدئو منشا طراحی پارامتریک و کاربردهای آن، از جمله اولین نمونه‌های طراحی پارامتریک در تاریخ معماری و زمان استفاده از آن، معماران صاحب‌ نام این روش از طراحی در معماری و جدیدترین نرم‌افزارهای که در  طراحی پارامتریک است را نشان می‌دهد.

در واقع، معماران متعددی در زمینه معماری پارامتریک توجه خاصی به این رویگرد از معماری داشته‌اند. به عنوان مثال، لوئیجی مورتی اولین معماری بود که از عبارت «معماری پارامتریک» استفاده کرد، یا فری اتو ماهیت آزمایشی مدل‌سازی پارامتریک را با فعالیت‌های «فرم‌یابی» خود که از فیلم‌ سُوپSoap ¹ مشتق شده بود، دریافت کرد. در دهه‌های اخیر، مدل‌سازی پارامتریک از طریق رابط‌های برنامه‌نویسی، نرم‌افزارهای مدل‌سازی به پروژه‌ها معماری راه پیدا کرده است. بیشتر طراحان از رابط‌های اسکریپت نویسی بصری² visual scripting بهره می‌برند که به جای متن، نمودارها را در خود جای می‌دهند. گرسهاپر Grasshopper از رابرت مک نیل و همکاران Robert McNeel & Associates، اجزای سازنده سیستم های بنتلی³ و داینامو رویت اتودسک Dynamo Revit Autodesk، رابط‌های اصلی برنامه‌نویسی بصری بر اساس نمودارهایی هستند که روند روابط را از پارامترها و از طریق توابع تعریف‌ شده توسط کاربر ترسیم می‌کنند و معمولاً منجر به تولید هندسه می‌شوند. با ابزارهای دیجیتالی مورد استفاده در معماری و طراحی در قرن بیست و یکم، معماران حداکثر انعطاف‌پذیری و رویکردهای بیانی را در مدت زمان کمی دریافت کردند.

طراحی پارامتریک چیست؟

«آنچه قدیمی است می‌تواند دوباره جدید باشد».

با این حال، طرح‌های پیشگامانه امروزی، سنت را زیر پا گذاشته‌اند. طراحی پارامتریک به ویژه در برابر دستورالعمل‌های سنتی که درباره طراحی گفته شده بود را نقض کرده است. پاتریک شوماخر، که شریک زاها حدید بود، اصطلاح «پارامترییسم» را ابداع کرد. خطوط مستقیم، گوشه‌های تیز و زوایای تند منبع حیات سبک‌های سابق در معماری بودند. برعکس، پارامتریسم بر مفاهیم معماری فرم آزاد متمرکز است. خطوط گسترده، منحنی‌ها و اشکال نامنظم به هر ساختمان، فرم و شخصیت خاصی می‌بخشد. چنین طرح‌هایی ممکن است آینده‌نگرانه یا حتی ماورایی به نظر برسند.

عناصر زیر معماری پارامتریک را مشخص می کنند:

• ترکیب پیچیدگی و تنوع، در نتیجه رد کاربرد گرایی یک‌سان
• اولویت‌های مشترک بین رشته‌های که شامل شهرسازی، طراحی داخلی، معماری و حتی مُد
• ایده طراحی پارامتریک که همه عناصر طراحی به یکدیگر وابسته و سازگار هستند
• گرایش به سمت فرآیندهای طراحی الگوریتمی رایانه‌ای از طریق نرم‌افزار‌های مدل‌سازی و سه‌بُعدی

سر فصل هایی که طراحی الگوریتمیک آن ها را در بر می گیرد عبارتند از:

• نرمی و سیالیت Fluidity – Smoothness.
• طراحی بر اساس ریز اجزای مشابه Component Based Design.
• پاسخگویی Responsiveness.
• ساز‌گاری Adaptation.
• تغییر تدریجی اجزا Versioning – Differentiation.
• پوشش پوسته‌ای  Envelope- Skin.
• ساخت دیجیتال Digital Fabrication– CAD / CAM.
• الگوهای تکرار شونده نقشه‌ها، بافت‌ها، عکس‌ها Texture mapping– Patterning.
• پیچیدگی‌های ذاتی سیستم‌ها Complexity – Natural Systems.
• خلق منحنی‌ها و سطوح آزاد Create free curves and surfaces.
• ویرایش و تغییر شکل پارامتریک فرم Edit and transform the parametric shape of the form.
• طراحی سطوح باز و بسته شونده Design of open and closed surfaces.
• طراحی زایشی Reproductive design.
• نمونه سازی دیجیتالی و ساخت Digital prototyping and fabrication.
• قطعه بندی و مدول‌سازی Segmentation and modularization.

الهام گرفتن از طبیعت در طراحی

“گسترش” حومه شهر احتمالاً تصاویر خاصی را به ذهن متبادر می‌کند: سطرها و ردیف‌هایی از “جعبه‌های کوچک” که همه یکسان به نظر می‌رسند. منتقدان به راحتی می‌توانند به این نکته اشاره کنند که معماری مسکونی امروزی از الگوهایی پیروی می‌کند و حتی می‌تواند محیط‌هایی عاری از فردگرایی را ایجاد کند. طراحی پارامتریک یک راه حل بالقوه ارائه می دهد. با وجود این عدم یک‌نواختی فرم‌های متقارن ساخته شده، این ساختارهای پارامتریک ترکیب‌های نافرمی نیستند. طراحان پارامتریک برای الهام گرفتن به طبیعت مراجعه می‌کنند. سیستم‌های اکولوژیکی زمین، پیچیده هستند و الگوهای سیستماتیک در سرتاسر زیست‌بوم‌های خاص ظاهر می‌شوند. درست مانند جنگل‌ها دارای گیاهان متنوع و صخره‌های مرجانی دارای ساختارهای متمایز، این زیستگاه‌های منحصر به فرد از موجودات متعددی پشتیبانی می‌کنند. برخی از گیاهان و ساختارهای دریایی در رابطه فرم‌های بیولوژیکی در معماری پارامتریک و بیومتریک در معماری هستند. و این عناصر طبیعی در خلاء وجود ندارند. شهرهای ما هم هم‌ینطور. شهرهای شلوغ و وسیع، بر اساس این روش از طراحی پارامتریک، نیاز به یک رویکرد سیستمی است که با محیط اطراف سازگار باشد، با تأکید بر شکل و عمل‌کردی که موافقان این رویکرد آن را استدلال می‌کنند، جزء لاینفک برنامه ریزی شهری در آینده است.

نمونه هایی از طراحی پارامتریک در معماری

تندیس طراحی شده «ماهی Fish » یا پیکس المپیک Peix Olímpic اثر فرانک گهری در بارسلوناِ، اسپانیا، طرح‌های مشخص او شامل فرم‌های سیال، صفحات پیچ خورده و منحنی‌ها می‌شود.ساختمان‌های پارامتریک، که می‌توان کار این تندیس معمار مشهور را رد رده این سبک یا رویکرد قرار داد! فرانک گهری به خاطر بکارگیری اشکال ارگانیکی که در فرم‌های که می‌سازد به شهرت رسیده است.

او حتی ساختمان موزه‌ی گوگنهایم (Museum of modern and contemporary art) را رد روند ماکت سازی شبیه یک برگه کاغذ مچاله شده در ماکت سازی استفاده کرد.

شرکت زاها حدید و معماران یکی از شناخته شده‌ترین شرکت معماری است که ساختمان‌های با طراحی پارامتریک در مقیاس بزرگ می‌سازد. مرکز خرید گلکسی سُوهُوGalaxy SOHO در پکن، چین، یک مجتمع اداری، مرکزخرید و مکانی برای تفریح و سرگرمی است که بنای ساخته شده بصورت فرم‌های منخنی و دوار طراحی شده است. طراحی آن حس یک فضای پیوسته را القا می‌کند.

معمار فرانسوی ژان نوول ساختمان‌های بسیاری را با استفاده از طراحی پارامتریک، طراحی و ساخته است که یکی از برجسته ترین آن‍ها موزه لوور ابوظبی در دبی، امارات متحده عربی است. این ساختمان بسیار ظریف انگارانه‌تر از ساختمان‌ها و آسمان خراش‌هایی است که در دبی ساخته شده، اما گنبد این موزه فرمی پیچیده و خاصی دارد ک این بنا را نسبت به ساختمان‌های دیگر خاص کرده است.

نمونه دیگری از معماری پارامتریک، طراحی شگفت‌انگیز سانتیاگو کالاتراوا برای مرکز حمل و نقل مرکز تجارت جهانی (همچنین به عنوان Oculus نیز شناخته می‌شود) در شهر نیویورک است. هم فضای داخلی و هم بیرونی آن مرزهای معماری را تغییر داده است.

پذیرش یا رد طراحی پارامتریک

بسیاری از دانشجویان معماری به طراحی پارامتریک روی آورده‌اند زیرا با نرم‌افزارهای سه‌یُعدی و مدل‌سازی مانندراینو و افزونه گرسهاپر‌، تریدی مکس، رویت و اتوکد به خوبی می‌توانند فرم‌های که مورد نظرشان است را بسازند. علاوه بر این، تغییر پارامترهای مختلف طراحی نسبتاً ساده است و امکان بازبینی سریع را فراهم می‌کند. دانشجویان همچنین می‌توانند ببینند که چگونه تغییرات اصلی بر کل ساختار و فرم طراحی شده در محیط رایانه تأثیر می‌گذارد. این یک مزیت بزرگ در طراحی پارامتریک و برجسته است؛ تغییرات خسته‌کننده در ویژگی‌های گروه‌بندی شده در رایانه و فرم ساختمان (مانند پنجره‌ها، ورودی‌ها، و غیره) را می‌توان به طور همزمان اعمال کرد، نه فقط به صورت جداگانه، و در زمان صرفه‌جویی زیادی می‌توان کرد. از آنجایی که معماران از ابزارها و نرم‌افزارهای معماری که در محیط رایانه بصورت فرم‌های پارامتریک و داده‌های الگوریتمی‌ استفاده می‌کنند، تولید فرم و طرح‌های پیچیده آسان‌تر می‌شود. تیم‌های طراحی می‌توانند مجموعه ای از پارامترها را قبل از اجرا طراحی کنند. برنامه‌ها می توانند ایده‌های طراحی را با درجات و فرم‌های پارامتریک در محیط رایانه‌ای تولید کنند.

نرم‌افزار اتوکد، مانند اتودسک فیوژن 360 (Autodesk Fusion 360) مزایای بسیاری را برای طراحان حرفه‌ای و کسانی که به دنبال روش‌های صرفه‌ جویی در زمان و کارآمد برای تکمیل پروژه هستند ارائه می‌دهد. ویژگی مدل‌سازی پارامتریک فیوژن 360  (Fusion 360) تنها یکی از بسیاری از نرم‌افزارهای این برنامه است که معماران می‌توانند برای تولید طرح‌های پیچیده و فرم‌های پیشرفته و اجرای پروژه‌های منحصربه‌فردی که قبلاً انجام نشده‌اند، به آن تکیه کنند. طراحی زایشی یکی دیگر از ویژگی‌های فیوژن 360 است که می‌تواند به معماران کمک کند تا از طراحی پارامتریک برای بهینه سازی و تجسم طراحی استفاده کنند. یک طراح به سادگی پارامترهای یک سازه را وارد می‌کند و سیستم فرم‌یابی تمام نتایج ساختاری بالقوه را تولید می‌کند. طراحی زایشی و مولد یک راه عالی برای شبیه‌سازی اولیه و تولید ایده‌های مفهومی قبل از ساختن ماکت بصورت مدل سه‌بُعدی با دست است.

نقد و چشم انداز آینده

با این حال، مخالفان این سبک و رویگرد از طراحی پارامتریک اظهار می‌کنند که این می‌تواند فرآیند طراحی معماری را “بی روح” کند. ابزارهای مدرن پارامتریسم Parametricism را قابل دسترس‌تر می‌کنند – با این حال ممکن است طراحان کم‌تجربه را به این معارضه دعوت کنند و فرآیندی را که باید جامعه محور باشد، غیرمتمرکزتر کنند. با این حال، غیرقابل انکار است که معماری پارامتریک ایده‌های از پیش تعیین شده ما در مورد اینکه ساختمان‌ها باید چه باشند را به چالش می‌کشد. این‌که آیا پارامتریسم می‌تواند شهرهای آینده را در مقیاس بزرگ متحول کند یا نه، باید دید. آنچه مسلم است این است که دسترسی به طراحی پارامتریک و توانایی آزمایش با این مفاهیم در فضای دیجیتال به دموکراتیک کردن فرآیند طراحی معماری ادامه خواهد داد.

1_این پروتکل برای تبادل پیغام‌های مبتنی بر اکس ‌ام‌ ال  XML در میان شبکه‌های کامپیوتری است که معمولاً از  HTTP / پروتکل امن انتقال ابرمتن استفاده می‌کند. سُوپ Soap لایه زیر بنای پشته خدمات وب را تشکیل می‌دهد که یک چارچوب پیغام دهی ایجاد می‌کند که لایه‌های مجرد بیشتری می‌توانند بر روی آن ایجاد شوند. طرح‌های پیغام‌دهی مختلفی در سُوپ موجودند که معمول‌ترین آن‌ها طرح Remote Procedure Call می‌باشد و بدین گونه‌است که یک گره شبکه (مشتری) یک پیغام درخواست را به گره دیگر (سرور) می‌فرستد و سرور به سرعت یک پیغام پاسخ را به مشتری می‌فرستد. سُوپ جانشین XML-RPC می‌باشد که خنثی بودن در مورد انتقال و تبادل را از آن و پوشش / سرفصل / بدنه را از جای دیگر (معمولاً WDDX) به عاریه گرفته‌است.

2_ زبان اسکریپت‌ نویسی یا زبان پردازه‌ نویسی (Script language) یا (Scripting language) یک زبان برنامه‌نویسی است که اجرای وظایف را خودکارسازی می‌کند. اسکریپت‌ها برای محیط‌های زمان اجرای خاص طراحی شده‌اند.^* اگر از زبان اسکریپت‌ نویسی استفاده نشود، وظایف باید تک به تک توسط عامل انسانی اجرا گردد. زبان‌های اسکریپت‌ نویسی اکثراً تفسیر می‌شوند به جای آنکه کامپایل شوند. ^** هر برنامه‌ی اسکریپتی دنباله‌ای از دستورها است که پی‌در‌پی انجام می‌شوند، از این رو به آن «دستورنامه» یا «دست‌نامه» هم می‌گویند.

*_ “ECMAScript 2019 Language Specification”. www.ecma-international.org. Retrieved 2018-04-02.

_**”Scripting language”. . 2020-03-03

Bentley Systems _3، یک شرکت آمریکایی مستقر در توسعه نرم افزار است که توسعه دهند ، نرم افزارهای رایانه‌ای و خدماتی برای طراحی، ساخت و بهره برداری از زیرساخت را تولید، صدور مجوز، فروش و پشتیبانی می‌کند. نرم‌افزار این شرکت به ساختمان‌ها، کارخانه‌ها اتومبیل سازی، بازارهای هدف و در دفاتر و شرکت‌های معماری، مهندسی، ساخت (AEC) و خدمت رسانی می‌کند. از محصولات نرم‌افزاری این شرکت برای طراحی‌ مهندسی‌، ساخت و بهره برداری‌های بزرگ ساخته شده مانند راه و ساختمان، راه آهن و پل‌ها و… استفاده می‌شود.

منابع:

www.autodesk.com
www.parametric3d.com
www.razheh.com

نظر شما در مورد این مقاله چیست؟
ما نظرات شما را دوست داریم و مایلیم نظرات شما را بشنویم!