مبلمان پارامتریک با اتصالات مفصلی

این مبلمان پارامتریک توسط گروهی از دانشجویان ارشد معماری در دانشگاه ملبورن استرالیا اجرا شده است. پروسه طراحی با راهنمایی Paul Loh و David Leggett انجام شده است.

مبلمان پارامتریک

ایده اولیه پروژه

در چند سال اخیر یک مبحث باز و فعال درمورد ساخت به عنوان ابزاری برای یادگیری مطرح شده است. در حالی که تئوری بخش مهمی از هر موضوع است، ساخت و اجرا دید جدیدی نسبت به مسایل مختلف پیش روی ما قرار می دهد. همچنین باعث می شود بتوانیم تئوری را در عمل ارزیابی کنیم. این ایده ساخت پذیر بودن، نقطه آغاز طراحی پاویون پارامتریک Articulated Timber Ground است.

در پروسه طراحی غرفه، ارتباط بین محوطه دانشگاه و طرح، یعنی هم شکل کردن تدریجی این دو به یکدیگر، مورد توجه قرار گرفت. به این معنی که تغییر ملایم حجم در فرم نهایی با محیط اطراف پروژه همخوانی داشته باشد.

مهمترین ویژگی این پاویون کوچک که کاربرد های مختلفی نیز دارد، سازگاری است. ایده اولیه طرح نیز از روی تمرینهای معماری Paul Loh الهام گرفته شده است.

مبلمان پارامتریک

این جایگاه محلی است که دانش آموزان می توانند برای ملاقاتهای صمیمی و گردهمایی ها دور هم جمع شوند. این غرفه به عنوان نوعی مبلمان پارامتریک در فضای عمومی، کاربران را برای تعریف نحوه تصرف فضا به چالش می کشد.

انتخاب طرح در مسابقه معماری

در ابتدای پروسه طراحی ۴ گروه طرحهای متفاوتی ارایه دادند سپس با ادغام دو به دو گروهها دو طرح انتخاب شد و در نهایت یک طرح به مرحله ساخت و مونتاژ رسید. این مبلمان پارامتریک طی ۱۲ هفته با استفاده از ۲۵ ورق پلای وود ۱۸ میلی متری در سایتی به ابعاد x 4 x 34 در محوطه دانشگاه، طراحی و ساخته شد.

مبلمان پارامتریک

پروژه مبلمان پارامتریک در قالب یک ورکشاپ در زمینه مهارتهای دیجیتال شروع شد. یکی از ویژگی های این کارگاه امکان کار با رباتها بود. وقتی در محیط مطالعاتی از ماشین ها (رباتها) استفاده شود سرعت تغییرات و اتفاقات بسیار بیشتر خواهد بود. هر هفته  می بایست طراحی، ساخت و آزمایش صورت میگرفت. این آزمایش بخشی از فرآیند یادگیری بود و گروه در معرض محتوای فنی جدیدی قرار می گرفت. تغییرات ضخامت و استحکام پلای وود، خطاهای انسانی و محیط موجود همه در پیچیدگی پروژه دخیل بودند.

نرم افزارهای استفاده شده در طراحی این مبلمان پارامتریک

در این پروژه مانند سایر تحقیقات در حوزه ساخت دیجیتال، از نرم افزار Rhinoceros  با افزونه Grasshopper v0.9.0076  استفاده شده است. آنالیز سازه ای با استفاده از Karamba  یکی از پلاگینهای گرسهاپر و تجزیه و تحلیل نور خورشید نیز با استفاده از Geko، پلاگین دیگر آن انجام شده است. همچنین برای آنالیز وزش باد از Autodesk Vasari کمک گرفته شده است.

نقش گروههای تخصصی دانشجویی در پروژه

برای انجام پروژه دانشجویان به سه گروه تخصصی تقسیم شده بودند:

۱٫برنامه نویسی در گرسهاپر در حوزه تولید نمونه دیجیتال

۲٫بررسی نمونه های فیزیکی، سیستم اتصالات، کار با ماشین CNC و تولید فایل برش

۳٫آنالیز، که وظیفه این تیم ایجاد ارتباط بین دو گروه اول با توجه به محدودیتها و بازخوردها بود.

این تقسیم وظایف در میان دانشجویان احساس مالکیت بر این پروژه را به وجود آورده بود. این پروژه نتیجه دو دور مسابقه طراحیست. پس از پایان شش هفته، طرح نهایی انتخاب شد و همه ۱۴ دانشجو مشغول ارایه جزئیات و ساخت غرفه شدند.

 

مبلمان پارامتریک

 

مبلمان پارامتریک

 

مبلمان پارامتریک

در پایان، معماری دیجیتال امکان تولید مدل سه بعدی مبلمان پارامتریک را به منظور ساخت فراهم کرد. کل غرفه طی دو روز با مونتاژ قطعات پیش ساخته در سایت تکمیل شد. نکته دیگری که در این طراحی پارامتریک وجود داشت فاصله بین المانهای پاویون بود که این مساله موجب کاهش مقدار مصرف متریال شد.

مبلمان پارامتریک

 بررسی پتانسیل سازه ای و ارگونومی بدن انسان

در مرحله اولیه طراحی، پتانسیل سازه ای پروژه نیز بررسی شد. هدف طراحی سازه پاسخگویی به ارگونومی بدن بوده است. ارگونومی تلاشی است در جهت تناسب كار با انسان. هدف اصلی این علم، بهبود بخشیدن به نحوه كار، روش های كار، وسایل كار و تطبیق آنها با خصوصیات روانی و بدن انسان می باشد. با به کارگیری این علم کارآمد کردن و ایجاد سهولت استفاده کاربر از محصول یا به طور کلی طراحی میسر می شود.

سیستم اتصالات این مبلمان پارامتریک

پاسخگویی به ارگونومی بدن از طریق یک سیستم اتصالات خلاقانه صورت می گیرد. این سازه پارامتریک که از لاستیک صنعتی در داخل اتصالات استفاده می کند موجب می شود اتصالات به عنوان بافر (ضربه گیر) عمل کنند. اتصالات نسبت به وزن کاربر واکنش نشان می دهند. در واقع لاستیک موجود در اتصالات بعد از برداشته شدن وزن فرد از روی پاویون به اتصال اجازه برگشت به حالت اصلی و اولیه را می دهد.

مبلمان پارامتریک

علاوه بر این، یک واشر مخصوص طراحی شد که اجازه می دهد تا حرکت ارگونومیک در تمام سطح ممکن و یک اثر شبکه ای ایجاد شود، در عین حال که سطح ایستا و بی حرکت باقی می ماند.

پس با وجود این اتصالات هوشمند، ساختار ساخته شده از ۱۷۵۲ قطعه می تواند شکل خود را را تغییر داده و همچنین با موقعیت های مختلف بدن از نشستن تا لم دادن و ایستادن سازگار باشد.

مبلمان پارامتریک

تا زمان بررسی نهایی، مدل دیجیتال شامل نقشه برش و مکان های سوراخ مته بود. چون اتصال در کل سیستم متغیر بود، تا مرحله آخر به طور دقیق تعیین نشد. همچنین به منظور بررسی حرکت اتصالات، مدل یک به یک ساخته شد که حرکت جزیی رفت و برگشتی چک شود.

همچنین یک سری آزمایشات توسط دپارتمان مهندسی دانشگاه ملبورن انجام شد تا اطمینان حاصل شود که ساختار برای استفاده به عنوان مبلمان بی خطر است و پاسخ آن به تحمل بار نیز مورد آزمایش قرار گرفت.

موقعیت سوراخ مته در اتصالات

پروسه تولید این محصول پارامتریک شامل اطلاعات هندسی، داده های ارگونومیکی، تحلیل سازه ای و همچنین جزئیات اتصالات و راهکارهای نصب است. موقعیت هر سوراخ مته در اتصالات با استفاده از یک الگوریتم سفارشی تعریف شده است. این موقعیت مرتبط با لبه برش است. طبق صحبت مشاور سازه ای پروژه موقعیت سوراخها، به اندازه چهار برابر قطر آنها نسبت به لبه برش هر پروفیل فاصله دارد. این مساله به دلیل ایجاد اطمینان از مقاومت کافی متریال در اتصالات است. پیاده سازی این ایده در توسعه مدل دیجیتال منجر شد که شعاع منحنی ورودی بسیار بزرگ بدست آید به طوریکه باعث می شود در اتصالات، موقعیت سوراخ در قطعات بزرگ نسبت به لبه پروفیل نزدیک باشد. عکس زیر محدوده قطر در اتصالات و سپس تاثیر آن روی مدل سه بعدی را نشان می دهد.

مبلمان پارامتریک

در آخر تیم طراحی، این مشکل را با اتصالات مفصلی جبران کرد که سیستمی مشابه مفصلهای استخوان را ایجاد می کرد. این سیستم در مدل یک به یک مورد تست بارپذیری قرار گرفت.

سرفصلها و اهداف این طرح

به طور کلی پروسه خلق این اثر معماری شامل تعدادی سرفصل است. اول از همه تعلیم، نوآموزی و بررسی متدها است. بررسی اینکه چگونه دانش تئوری و آزمایش متریال می توانند به طراحی منجر شوند. در واقع بررسی چرخه بازخورد بین اطلاعات طراحی دیجیتال و نمونه فیزیکی در این مرحله اتفاق میفتد.

دوم، درنظر گرفتن محدویتهای سازه ای، متریال، ساخت و اجرا و مبحث ارگونومی در پروسه طراحی است. این مرحله بهبود و بازنویسی اطلاعات دیجیتال است و موجب می شود اطلاعات مدل سازی به ساخت و مونتاژ منتهی گردد.

مبلمان پارامتریک

آخرین سرفصل، ارایه پژوهشی در زمینه معماری مدرن با استفاده از فناوری دیجیتال می باشد. این پژوهش از طریق یک روند به تدریج تکامل یافته، طراحی دیجتال را به تولید محصول سوق می دهد.

مبلمان پارامتریک

دانشگاه ETH زوریخ نیز تعدادی پاویون تحقیقاتی ایجاد کرده است که دقیقاً روش طراحی را با استفاده از علم روباتیک بررسی می کنند. در این سطح  از محاسبات با استفاده از ابزارهای کنترل عددی، متریالها میتوانند کشسان باشند.

به همان روشی که طراحان شروع به طراحی برنامه می کنند، اکنون می توان نحوه ساختن چیزهای مختلف را برنامه ریزی کرد. پس اگر روشهای ساخت را بدانیم میتوانیم به طور حرفه ای شروع کنیم و کار را به سرانجام برسانیم.

محاسبات کامپیوتری موجب خلاقیت در این حرفه طی ۶۰ سال گذشته (از اولین نسخه نرم افزار CAD تا نرم افزارهای مدلینگ هندسه های فرم آزاد) بوده است. تأثیر محاسبات در معماری بسیار زیاد است و بر روی شهرهای ما در آینده نیز این تاثیر مشهود خواهد بود.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره ساخت این محصول پارامتریک میتوانید فیلم زیر را مشاهده کنید:

https://vimeo.com/112592168

مرجع:

https://archinect.com/powertomake/project/articulated-timber-ground

http://www.australasianscience.com.au/article/science-and-technology/computing-helps-complex-design-modern-architecture.html

https://msd.unimelb.edu.au/study/discover/designing-through-making-machining-our-future

https://www.researchgate.net/publication/284317517_MAKING_PAVILION_AS_PEDAGOGY

 

مقالات مرتبط:

http://clickhouse.ir/2020/03/13/%d9%85%d8%b9%d9%85%d8%a7%d8%b1%db%8c-%d8%af%db%8c%d8%ac%db%8c%d8%aa%d8%a7%d9%84-%d8%af%d8%b1-%d8%b7%d8%b1%d8%a7%d8%ad%db%8c-%db%8c%da%a9-%d8%b7%d8%a7%d9%82-%d9%81%d8%b4%d8%a7%d8%b1%db%8c-%d9%85%d8%aa/

معماری دیجیتال در طراحی یک طاق فشاری متخلخل و بسیار سبک

دکوراسیون داخلی پارامتریک در یک واحد آپارتمانی کوچک

کاربرد و تاثیر اصول طراحی پارامتریک در معماری داخلی

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