رویکرد ریاضی محور، رویکرد نوین معماری پارامتریک
معماری پارامتریک با پر رنگ شدن حضور دیجیتال به حوزه ای جا افتاده در دنیای معماری امروز تبدیل شده است. به خوبی می توان دید که این رویکرد چه در حوزه آکادمی و چه در میان پروژه ها جای خود را به عنوان جریانی مستقل پیدا کرده است. چیزی که در این یادداشت می خواهیم در مورد آن بحث کنیم منطق و روند غالبی ایست که در این جریان به نسبت نو ظهور در میان طرح ها و پروژه ها رایج شده است و در مقابل آن می خواهیم رویکرد ریاضی-محور را تعریف و مزیت های آن را بررسی کنیم.
با برسی نمونه های زیادی از طرح ها و پژوهش های این حوزه می توان دید که فرایند معمول طراحی-ساخت به این شکل می باشد که در مرحله اول طراحی فرم (معمولا پیچیده) با کمک نرم افزار های طراحی پارامتریک که آزادی تقریبا نا محدودی را برای طراحی و کنترل هندسه و فرم ارایه می دهند انجام می شود. پس از آن با توجه به مقیاس پروژه و متریال مد نظر استراتژی ساخت انتخاب می شود.
نکته مهم اما مرحله میانی و بسیار تعیین کننده بهینه سازی و یا آماده سازی فرم برای ساخت می باشد. این مرحله با کمک ابزار رایانشی و قدرت محاسباتی نرم افزار ها این امکان را می دهد تا فرم یا صفحه انتخاب شده برای ساخت آماده شود و به عبارت دقیقتر بتوان آن را به اجزای قابل ساخت با متریال انتخابی تبدیل کرد. همانطور که می دانیم این مرحله به نوعی پیچیده ترین مرحله فرایند می باشد که علاوه بر نیاز به تسلط بر اصول هندسی و ریاضی به قدرت محاسباتی نیز نیازمند است و همچنین زمانبر می باشد و اغلب دشوار.
به طور مثال وقتی قصد داشته باشیم یک صفحه «آزاد» با انحنا مضاعف که با استفاده از نرم افزار طراحی کرده ایم را برای ساخت آماده کنیم با چالش های متمایزی روبرو می شویم. فرضا اگر قصد داشته باشیم شبکه سازه ای بهینه ای برای آن در نظر بگیریم یا بخواهیم پوشش منحنی را به اجزا و صفحات تخت کوچکتر تبدیل کنیم.
تمامی این استراتژی ها اگر به دنبال پاسخی بهینه باشند به طی چند مرحله بهینه سازی هندسی و یا نیازمند محاسبه پیچیده برای یافتن شبکه ای مناسب روی صفحه برای ساخت می باشند. مشخصا می دانیم که یافتن شبکه خطوط انحنا اصلی می تواند برای ساخت این نوع فرم ها بسیار مناسب باشد اما در عمل می بینیم که دستیابی به این شبکه به راحتی امکانپذیر نیست و همانطور که گفتیم نیازمند صرف زمان و محاسبه رایانه ایست.
در مقابل این فرایند اما می توان به نحوی دیگر عمل کرد: اگر رویکردی ریاضی-محور را از ابتدا در نظر بگیریم می توان تمامی مراحل طراحی و ساخت را ساده تر انجام داد. منظور از رویکرد ریاضی محور رویکردی است که فرم را از میان فرم ها و صفحات ریاضی شناخته شده که از قابلیت های آن آگاهیم، گزینش می کنیم. مزیت این روش این است که فرم را بر اساس خصوصیات سازه ای و ساختی که نیاز داریم انتخاب می کنیم.
به طور مثال در مورد فرم های مینیمال می دانیم که بسیاری از این فرم های با انحنای مضاعف منبع تحقیق ریاضی دانان در دهه های اخیر بوده و بسیاری از معادلات آنان شناخته شده است. همچنین می بینیم که در میان آنان تعداد زیادی مورفولوژی یا فضای متنوع و بسیار غنی برای تفسیر و استفاده در معماری وجود دارد.
نکته مضاعف در انتخاب چنین فرم هایی این است که شاخه هایی از آنان می توانند برای نوع خاصی از ساخت کاملا منطبق و آماده باشند یا به عبارت دیگر می توان آنها را ساخت-آگاه (Fabricational-aware) در نظر گرفت. به طور مثال می بینیم که در شاخه ای از صفحات مینیمال شناخته شده شبکه خطوط مولد با شبکه خطوط انحنا منطبق است. این خصوصیت است که می تواند فرایند ساخت را به طور قابل توجهی ساده کند و به نوعی مرحله میانی بهینه سازی و آماده سازی برای ساخت را که در روش معمول به آن اشاره کردیم را حذف می کند.
در نتیجه می بینیم که انتخاب رویکرد ریاضی-محور در حوزه معماری رایانشی و طراحی فرم های پیچیده که تکیه بر اصول هندسی دارد می تواند در مقابل رویکرد رایج طراحی-بهینه سازی که محاسبه محور است قرار گیرد.
ویژگی این رویکرد در نزدیک کردن طراحی و ساخت و ساده سازی آن می باشد که ریشه آن در انتخاب فرم هندسی-ریاضی مناسب در ارتباط با متریال و شیوه ساخت است. در واقع هندسه نهفته در فرم یا سیستم یا صفحه ریاضی-محور تبدیل فرم به ساختار را «طبیعی» و منطقی می کند که نتیجه آن دقت در ساخت، بهینه بودن سازه، و صرفه جویی در زمان (کم کردن فرایند پیچیده محاسبات رایانه ای برای بهینه سازی) و حتی می توان گفت «پایداری» بیشتر در مقابل شیوه های رایانشی معمول خواهد بود.
