معماری دیجیتال در طراحی یک طاق فشاری متخلخل و بسیار سبک

معماری دیجیتال رویکرد طراحی معماران آمریکایی IwamotoScott در پروژه Voussoir Cloud است. این طرح در گالری در لس آنجلس برپا شد.

معماری دیجیتال

 

معماری دیجیتال

Voussoir یک المان گوه شکل (باریک شونده) معمولا از جنس سنگ است که برای ساخت قوس یا طاق از آن استفاده می کردند.

معماری دیجیتال

در مرحله نصب و ساخت این پروژه ورقه های نازک چوبی استفاده می شود که با لیزر علامت گذاری شده اند و در امتداد ضلع خمیده در گوه ها (مدولها) خم می شوند.

نصب در سایت توسط معماران مستقر در سان فرانسیسکو و با همکاری شرکت مهندسی Buro Happold صورت گرفته است.

ایده اولیه طرح

در طراحی این پاویون نکته کلیدی ایجاد یک طاق کاملا فشاری با استفاده از یک متریال نازک و بسیار سبک بوده است که از دیدگاه سازه ای و روش ساخت اساسا می توانند باهم تعارض داشته باشند. فرآیند کلی طراحی یادآور کار معمارانی چون فری اتو و آنتونیو گائودی است که از مدل زنجیر آویخته برای یافتن فرم کارآمد استفاده می کردند. شکل پایین برعکس کردن مدل زنجیر آویخته برای بدست آوردن فرم طاق مناسب را نمایش میدهد.

معماری دیجیتال

 

تفاوت طاقهای قدیمی و پروژه Voussoir Cloud

المان های گوه ای (ذوزنقه ای) که در ساخت معمول طاق های سنگی مورد استفاده قرار می گرفتند اینبار در Voussoir Cloud با مدول های سه بعدی ساخته شده از ورق های نازک چوب لمینت شده جایگزین شده اند. قوس و انحنا این طاق که براساس روابط کشش سطحی پوسته طراحی شده اند ضمن ایجاد پایداری امکان تخلخل یا به عبارت دیگر حذف برخی المان های تشکیل دهنده را می دهد. بنابراین همانطور که در تصاویر مشاهده می شود برخی مدول ها حذف شده اند که این امر به زیبایی و کارایی بیشتر طاق در انتقال نور افزوده است.

معماری دیجیتال

 

با کنار هم قرار گرفتن مدول های مقعر، به طور طبیعی اشکال طاقی شکل با سطوح متخلخل و سبک ایجاد می شود. پروسه فرم یابی این طاق از دو پارامتر کلی شامل عملکرد هندسی مدولها و ارتباط آنها با دیوارهای گالری تاثیر می پذیرد. انحنا و مقعر بودن یک نوع مدول را در تصویر پایین مشاهده میکنید.

معماری دیجیتال

این غرفه به طور هدفمندانه استراتژی های تحلیل سازه ای و مشخصات متریال را در هم ترکیب می کند. در شروع کار با در نظر گرفتن عملکرد متریال فرایند طراحی بر کالیبراسیون (سنجش) رابطه مدل دیجیتال با نتیجه فیزیکی متمرکز است.

در واقع هدف نصب و برپایی این پروژه تعریف مجدد مفاهیم دریافت شده از فضا با استفاده از تکنولوژی های پیشرفته و درگیر کردن دانش جویان در پروسه ساخت و ساز بود. معماران IwamotoScott تلاش کردند درعین حال که از برخی اساتید قدیمی الهام میگیرند، این مأموریت ذکر شده در اجرای طرح را به سر انجام برسانند. سعی طراحان در آشنایی زدایی و ایجاد چالش در خوانایی اصول تیپولوژی معماری ستودنی است.

معماری دیجیتال جایگزین رویکرد سنتی

رویکرد طراحی قرار دادن صرفا یک ساختار در گالری نبود. در عوض معماران قصد داشتند فضای گالری و پروژه نهایی را به صورت سه بعدی در کامپیوتر شبیه سازی کنند به طوریکه بیننده احساس کند در آن فضا غوطه ور شده است. تصاویر زیر مقطع و مدل کامیپوتری پاویون را نشان می دهد.

معماری دیجیتال

معماری دیجیتال

معماری دیجیتال و فرم یابی و هندسه Delaunay

طراحان از مدل کامپیوتری زنجیر آویخته برای بهبود و تطبیق با خطوط مقطع پروژه استفاده کردند (منهای رایانه، این روش مشابه روشی بود که ارو سارینن برای دروازه قوسی سنت لوئیس از آن استفاده کرده بود). همچنین برنامه های فرم یابی را برای تعیین شکل طاق های فشاری در فرآیند معماری دیجیتال به کار بردند. هر طاق شامل هندسه کامپیوتری مثلث گون Delaunay triangulation است.

معماری دیجیتال

تراکم بیشتر مدولها در پایه های ستون و در لبه های طاق می باشد تا دنده های تقویت شده را تشکیل دهند، در حالی که قسمت بالایی پوسته طاق دارای تخلخل است.

معماری دیجیتال

 

معماری دیجیتال

مدولها از جنس ورقه های نازک چوبی

پس فرضیه اصلی پشت این پروژه یک ساختار فشاری (در فشار عمل میکند) است که از گلبرگ های سبک از جنس ورقه های چوبی نازک ساخته شده است. مدولهایی همانند آجرها یا سنگ های گوه ای شکل که در گذشته برای ساخت قوس های فشاری به کار میرفت. تصویر زیرین مدولها و گلبرگ را نشان میدهد. شکل زیر مدولها را قبل و بعد از تا شدن لبه ها نشان میدهد.

معماری دیجیتال

 

مدلسازی کامپیوتری فرم

تعیین درجه انحنا، تعداد، اندازه و موقعیت نسبی اجزا بر طبق یک فرآیند طراحی و ساخت دیجیتال (با درنظر گرفتن مکان طراحی و روابط ریاضی) امکان پذیر گشت. تصویر زیرین مراحل فرم یابی، استفاده از هندسه Delaunay triangulation، ایجاد تخلخل و طراحی پارامتریک نهایی را از چپ به راست نشان میدهد.

معماری دیجیتال

فرم پاویون نتیجه بررسی امكانات کامپیوتری و معماری دیجیتال برای تولید فرمهای منحنی با قابلیت تا خوردن است. این فرم از نظر هندسی بهینه یابی و از لحاظ اجرا با متریال تست شده است.

معماری دیجیتال

این پروژه با توجه به هندسه طاق و گلبرگ های متخلخل قرار گرفته روی آن، به دنبال رسیدن به یک سطح مینیمم است. در عین حال وزن کم و تعادل نیروهای سازه و تراکم مناسب مواد را هم مد نظر قرار میدهد.

هیئت داوری تحت تاثیر نتایج ساده و فریبنده این پروسه پیچیده قرار گرفت. استفاده حداقلی از متریال، طراحی وابسته به مکان و سازه و به طور کلی دل مشغولی های یک معمار در نظر گرفته شده بود.

از نظر سازه ای، طاق ها به یکدیگر و سه دیوار متکی هستند تا شکل فشاری خود را حفظ کنند. همچنین چهارده بخش، پنج ستون را تشکیل داده اند که این ستونها از لبه داخلی و پشتی پاویون پشتیبانی می کنند. ستونها با رنگ صورتی و ۱۴ بخش پاویون در تصویر زیر کاملا گویا می باشد.

معماری دیجیتال

انواع مدول ها

در این سازه پارامتریک از چهار نوع مدول مثلث مانند استفاده شده است که در نگاه اول شاید واضح به نظر نرسد: آنهایی که دارای صفر، یک، دو یا سه لبه خمیده (و مابقی صاف) هستند. یعنی در یک نوع از این مدول ها مثلا یک ضلع خمیده و دو ضلع دیگر آن صاف می باشند. چهار نوع مدول به کار رفته را در تصویر پایین مشاهده میکنید.

معماری دیجیتال

هر مدول یک سری لبه های بیرون زده دارد که این لبه ها به به سمت پشت تا میخورند که شکل کاسه مانندی ایجاد شود. مدولهای کوچکتر ستونها را تشکیل می دهند و ساختار هر چه به سمت بالای طاقها میرود مدولها بزرگتر می شوند. در تصاویر پایین مدولها و لبه های تا نخورده آنها را میبینید.

معماری دیجیتال معماری دیجیتال

 

یعنی مدولهای سه بعدی با تا کردن ورقه چوبی نازک در امتداد ضلع های خمیده تشکیل می شوند. خمیدگی یا انحنا فرمی ایجاد می کند که برای حفظ شکل خود به تنش سطح داخلی چوب و هندسه تاشو لبه ها متکی است. ویژگی متریال موجب میشود لبه ها بخواهند در امتداد ضلع خمیده شکم دهند. این چیزی است که تخلخل ساختاری را با توجه به محدودیتهای متریال در ورقه ها امکان پذیر می کند. لبه های مدولهای مقعر به عنوان عناصر فشاری به هم بسته شده و نیروی فشاری را به یکدیگر انتقال می دهند. این ویژگی کلیت طاق را نشان میدهد.

معماری دیجیتال

انحنا یا خمیدگی هر گلبرگ به حفره های مجاور آن بستگی دارد. تغییر شکل (گودی) گلبرگ در مقطع با انحنای لبه در پلان آن متناسب است.

معماری دیجیتال

 

معماری دیجیتال

 اهمیت معماری دیجیتال در جزییات مدول ها

اگر لبه های گلبرگ عمود بر سطح مدول اصلی باشد، نسبت تغییر یک به یک است . غیر از زاویه قائمه، تغییر متناسب با انحنای هر لبه و متفاوت می باشد. از آنجایی که زاویه لبه ها به جای خود گلبرگ ها، بر اساس طاق ها تعیین می شود، مقدار گودی و اندازه گلبرگ هندسه منحصر به فردی دارد که باید تعیین گردد. جزییات مدولها و میزان جابجایی لبه ها در تصویر زیر به نمایش در آمده است.

معماری دیجیتال

نحوه اتصال مدول ها

گلبرگ ها در لبه ها صاف تر میشوند و بدین سان گلبرگها به یکدیگر متصل می گردند.

معماری دیجیتال

 

معماری دیجیتال

توجه به نور و درگیر کردن مخاطب

همانطور که پیشتر اشاره شد معماران در طراحی طاق ها بین گلبرگها روزنه هایی باقی گذاشتند. بدین ترتیب برخلاف مکان گالری که تنها از طریق پنجره های زیر سقفی نور دریافت میکرد، نور با عبور از روزنه ها قادر خواهد بود زیر پاویون را در بر گیرد.

معماری دیجیتال

 

معماری دیجیتال

نتیجه کار یک هیبت سبک، متخلل، درخشان (به علت عبور نور) و به طور کلی از نظر بصری تاثیرگذار است. معماری پارامتریک در Voussoir Cloud موفق می شود بازدید کننده را از لحاظ ذهنی و حسی درگیر کند. فضای بدست آمده، بازدیدکنندگان را بین حالت دو گانه سنگین بودن مفهوم طاق و سبک بودن متریال دچار چالش میکند. خود چوب چند لایه ای که استفاده شده نیز بسته به نور روز، بین حالت مات و شفاف قابلیت تغییر دارد.

معماری دیجیتال

این پروژه جوایز و افتخارات متعددی کسب کرده است.

مرجع:

https://www.dezeen.com/2008/08/08/voussoir-cloud-by-iwamotoscott/

https://www.architectmagazine.com/awards/r-d-awards/voussoir-cloud_o

http://concrete-geometries.org/project/voussoir-cloud-2

https://architizer.com/projects/voussoir-cloud/

https://iwamotoscott.com/projects/voussoir-cloud

مقالات مرتبط:

http://clickhouse.ir/2020/03/03/%d8%a7%d9%84%da%af%d9%88%d8%b1%db%8c%d8%aa%d9%85-%d9%86%d9%88%db%8c%d8%b3%db%8c-%d8%a8%d8%b1%d8%a7%db%8c-%d8%a8%d9%87%db%8c%d9%86%d9%87-%d8%b3%d8%a7%d8%b2%db%8c-%d8%b9%d9%85%d9%84%da%a9%d8%b1%d8%af/

الگوریتم نویسی برای بهینه سازی عملکرد آکوستیک سالن کنسرت

فرآیند اجرای ایستگاه مترو طراحی شده توسط زاها حدید

مترجم:کاملیا کلانتری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست