چکیده

امروزه تکنیکهای طراحی پارامتریک، مزایای آشکاری برای فرایندهای مهندسی، تولید و ساخت ارائه میدهد. طبیعتاً معماران نیز از این قاعده مستثنی نبوده و همواره سعی دارند این روشها را در خلق راهحلهای طراحی در فرایند طراحی خود به کار گیرند. در توضیح چیستی طراحی پارامتریک باید اذعان نمود، فرایندی برمبنای اندیشه الگوریتمی است که رابطه بین هدف طراحی و پاسخ طراحی را تعریف میکند که با پیدایش این اندیشه طراحان، معماران و برنامهریزان فرایندهای طراحی بسیار متفاوت از فرایندهای طراحی گذشته را تجربه کردند.

فرایندهای طراحی سنتی همواره از نوع خطی بودهاند که در آن توصیف رابطه بین متغیرهای چندگانه توسط تابع خطی ساده در ریاضی بررسی میشود و در نقطه مقابل آنها فرایندهای غیرخطی قرار دارند که با ترکیب ایدهها از مراحل مختلف فرایند طراحی به نتیجه میرسند.

در این مقاله برای یافتن پاسخ این سؤال که فرایند طراحی پارامتریک یک فرایند خطی است یا غیرخطی؟ از روش تحقیق توصیفی استفاده میشود و در این راستا مطالعاتی در زمینه پارامترگرایی، فرایند طراحی پارامتریک همراه با نمونههایی از کاربرد آن در معماری، الگوریتمهای مؤثر بر طراحی پارامتریک و نیز سیستمهای طراحی پارامتریک انجام شده است و در نهایت با مقایسه فرایندهای طراحی سنتی خطی، پارامتریک و غیر خطی اینچنین نتیجهگیری میشود که معماری پارامتریک از طرفی با توجه به تعریف نوعی فرایند طراحی خطی است که با تغییر هریک از پارامترهای مؤثر برطرح، اولاً سایر پارامترها به صورت پیدرپی و در نتیجه آن محصول طراحی تغیییر مییابد. از سوی دیگر فرایند طراحی پارامتریک، با در نظر داشتن تعریف فرایند طراحی غیرخطی در پاسخ به مسئله طراحی با دستهای از جوابها مواجه است و پاسخ نهایی به مسئله طراحی در واقع برآیندی از آن دسته گزینههای طراحی شده است. بنا بر موارد ذکر شده اینچنین نتیجهگیری میشود که فرایند طراحی پارامتریک فرایندی خطی- غیرخطی است.

واژههای کلیدی: “فرایند طراحی پارامتریک”، “فرایند طراحی خطی”، “فرایند طراحی غیرخطی”، “الگوریتم”

مقدمه

پژوهش و کاربرد سیستمهای دیجیتالی و روشهای طراحی بر مبنای اطلاعات و فرایندهای تولید محصول به طور چشمگیری در طراحیهای معماری اثرگذار بوده است. روشهای طراحی خلاقانه نه تنها منجر به بروز فرمی نوین میگردد، بلکه به معمار این اجازه را میدهد که مستقیماً با امکانات تولید ارتباط برقرار کند، که در نتیجه آن پتانسیل و توانایی انتخاب و طراحی اجزای ساختمانی پیچیده و تخصصی را خواهد داشت .[۱]

دنیای تجزیه و تحلیل دیجیتال تقریباً از دهه ۱۹۶۰ به کمک طراحی معماری آمد .[۲] در واقع هرگونه استفاده از کامپیوتر در معماری به عنوان معماری دیجیتال شناخته میشود. ورود کامپیوتر به حوزه طراحی دو تغییر عمده را در پی داشت :[۲]

۱٫ افزایش توانایی و سهولت طراحی، مدلسازی و ساخت فرمهای معماری پیچیده و در نتیجه افزایش تولید، تسریع در روند بررسی گزینههای مختلف در تعداد بیشتری از آنها؛

۲٫ تحت کنترل درآوردن قدرت پردازش کامپیوتر در جهت تولید و ارزیابی گزینههای طراحی.

معماران بهرهگیری از فضای دیجیتال در معماری به دو دوره تقسیم نمودهاند. دوره اول به دهه ۱۹۷۰ برمیگردد که استفاده از کامپیوتر به عنوان یک وسیله ترسیمی و بیانی در تولید نقشههای معماری، تغییرات شگرفی را بر این جریان اعمال کرد .[۳]

در نهایت بخشهایی از معماری و سایر رشتهها که حاصل پیشرفت فرایند دیجیتال بودند، منجر به پیدایش شیوه جدیدی از فرایند طراحی با عنوان معماری پارامتریک شدند .[۵] پارامترها بهطور فزایندهای به مرکز توجه در ابزارهای طراحی به کمک کامپیوتر تبدیل شدند. معماری وارد عرصه جدیدی شد که با برنامهنویسی و کدنویسی به تولید و ویرایش فرم میپردازد و اقدام به تولید پارامترهای متعدد کنترلکننده طرح نمود: پارامترهای کنترلکننده فرم و شکل، پارامترهای اندازه، پارامترهای جنس، نورپذیری و تا حد پارامترهای سازهای، محاسباتی و نظایر آن .[۳]

معماری به عنوان یک موضوع پیچیده و چند بعدی 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 .[۳] در واقع طراح سیستمی را طراحی میکند که مهمترین قسمت آن نحوه ارتباط بین پارامترها و محصول نهایی طراحی است. طراحی چگونگی این رابطه که در علوم مربوط به کامپیوتر الگوریتم نامیده میشود بسیار پیچیدهتر و سختتر از طراحی یک فرم و یا یک هندسه خاص است و طراحانی که این روش را برای طراحی اختیار میکنند باید تسلط کافی به حالتهای خاص الگوریتم خود داشته باشند .[۲] ضمن اینکه به دلیل رابطه تنگاتنگی که بین طراحی و برنامهنویسی اینگونه سیستمها وجود دارد نمی-توان تفکیکی بین نقش طراح و برنامهنویس در آنها قائل شد و طراح مجبور است که اصول و روشهای برنامهنویسی را خود فراگیرد .[۲]

در دوره دوم، ابزارهای دیجیتال در ادامه فراهمسازی روشهای پایه طراحی و ترسیم، در فرآیندهای طراحی به کمک طراحان و برنامه-ریزان آمدند. محیط دیجیتال، ادبیات جدیدی را در خلق آثار معماری پدید آورد. این ادبیات از مراحل اولیه طراحی کانسپت شروع و به مرحله ساخت ختم میشود .[۲] این مرحله، در پی تمایل طراحان به خلق فرمهای پیچیده و تلاش برای ترکیب بیش از یک تابع اصلی در ساختمان یا ارائهای پیچیده از طرح، که طراح را با مسائل پیچیده روبرو میکند، بهوجود آمد .[۴]

منطق الگوریتمی فرایند طراحی پارامتریک

سیستمهای پارامتریک اساساً برمبنای الگوریتمها هستند و بنابراین کنترل محاسباتی پیرامون هندسه طراحی در طول فرایند طراحی را افزایش میدهد. سازگاری و پاسخدهی این ابزارها به تغییر معیارها والزامات طراحی، مدلهای پارامتریک را به ویژه برای اکتشاف مدل-های طراحی پیچیده و پویا مناسب میسازد .[۶] رابرت وودبری اصطلاح طراحی پارامتریک را برای سیستمهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) توضیح میدهد که قادر هستند طرحهای متنوع را با اطلاعات ورودی متغیر و مختلف ارائه دهند .[۱]

۲

یک الگوریتم، مجموعهای محدود از دستورالعملهاست که به تکمیل یک هدف مشخص در یک تعداد محدودی از گامها کمک میکند. الگوریتم یک پارامتر را به عنوان ورودی میگیرد و یک سری از اعمال محاسباتی را برای تغییر ورودی روی آن اجرا میکند، در نهایت یک مقدار یا مجموعه از مقدارها را به عنوان خروجی تولید میکند. .[۶] بنابراین طراحی پارامتریک زیرگروه اصلی طراحی الگوریتمی و دقیقاً برمبنای یک ساختار الگوریتمی است و در واقع هیچ تفاوتی بین سیستمهای الگوریتمی و پارامتریک نیست. با این وجود، برخلاف طراحی الگوریتمی، سیستمهای پارامتریک بر به کارگیری صریح و مستقیم پارامترها برای تغییردادن محصول نهایی تأکید دارند، این در حالی است که سیستمهای الگوریتمی در هرمرحله دستهای از جوابهای بهینه را بهصورت تصادفی انتخاب میکنند تا به محصول نهایی برسند .[۶]

پیشینه معماری پارامتریک

امروزه نام طراحی پارامتریک را در تعداد زیادی از مجلات و کتاب-های بهروز هنر و طراحی دیده میشود. با وجود این واقعیت که طراحی به کمک کامپیوتر و تأثیرات آن بر روششناسی طراحی، اخیراً توجههای زیادی را هم در زمینه آکادمیک و هم حرفهای به سوی خود جلب کرده است؛ ایده نرمافزارهای طراحی پارامتریک، ایده جدیدی نیست. در واقع نیاکان نرم افزار مدرن اتوکد که sketchpad نامیده میشود در سال ۱۹۶۳ توسط ایوان ادوارد شاترلند برای رساله دکتری در انستیتو تکنولوژی ماساچوست توسعه یافت،

که اساس آن بر مبنای سیستمهای پارامتریک بود .[۱]

فراسوی کانسپت طراحی پارامتریک و برنامهدهی محصول- محور آن، شاترلند روشی را برای شبیهسازی انسجام فیزیکی برای کمک به فرآیند طراحی پیشنهاد داد. توسعه اخیر محیطهای برنامهدهی محصول- محور از قبیل نرمافزارهای فرآیندی و بازرگانی ۰F1HHOʼV

Grosshopper و %HQWOH\ʼV *HQHUDWLYH &RPSRQHQWV دستورها و عملکردهای برنامهدهی آنها تأثیرهای زیادی را در این زمینه داشته است و منجر به نوزایی پارامتریک (رنسانس پارامتریک) شده است .[۱]