صبا پورصوتی

بشر همواره به دنبال جستجوی پاسخ تمامی سوالات خود، بهترین پاسخ را از طبیعت دریافت کرده است چرا که طبیعت بصورت کاملا هوشمندانه تمامی عناصر دارای نقص را در طول زمان از چرخه حیات حذف کرده و بهینه ترین گزینه ها را نگه می دارد. از این رو، محققان در حوزه های علمی متعدد، طبیعت را منبع قوی مطالعه و الهام برای رسیدن به کشفیات جدید دانستهاند. معماران متعددی در طراحی های خود از ساختارهای موجود در طبیعت، که به جرات می توان گفت کاملا بهینه و بینقص میباشند، الهام گرفتهاند. حال سوال این است که چگونه می توان از ساختار پوسته خارجی انار در راستای طراحی مقرنس نو در یک پوسته بهره برد؟ برای فرض، به نظر می رسد از ویژگی های فیزیکی و هندسی پوسته انار(mesocarp)، میتوان الگویی به دست آورد که درعین ارائه الگوی هندسی بدیع، در ایفای نقش سازه ای، عملکرد بهینهای داشته باشد. این تحقیق از نوع تحقیق کاربردی می باشد. در این مقاله به روش توصیفی تحلیلی با مطالعه ویژگی های پوستهها و مقرنسها و نیز ویژگیهای فیزیکی و هندسی پوسته انار و تحلیل آنها به الگوی بهینهای برای ایجاد یک هندسه مقرنس نو که در عین حال میتواند در بردارنده نقش سازهای نیز برای پوسته باشد، دست یافتیم. در الگوی پیشنهادی، نمونه ای از مقرنس بدیع نامنتظم بر روی پوسته ای دارای دندانه های سخت کننده با الهام از ویژگیهای بررسی شده ساختار پوسته انار ارائه شده است.

سازه های غشایی به سبب ویژگی هایی همچون قابلیت حمل و نقل، سهولت در برپایی و برچیدن و همچنین سبک بودن، از دیرباز مورد استفاده بسیاری از مردم به ویژه عشایر بوده است. امروزه نیز به سبب وزن کم و قابلیت بالای این سازه ها در خلق فرم های بدیع، زیبا و متنوع توجه بسیاری از طراحان و معماران به این سازه ها بیش از پیش جلب شده است. با پیدایش کامپیوترها و پیشرفت در روش های محاسباتی، در زمینه فرم یابی سازه های غشایی پژوهش های گسترده ای صورت گرفته است. از آنجایی که هندسه سطوح غشایی فرم آزاد توسط روابط ریاضی پیچیده تعریف می شوند، فرم یابی این سطوح نیز فرآیندی پیچیده و زمان بر می باشد. هدف این پژوهش، بررسی انواع روش ها و فرآیند فرم یابی سازه های غشایی فرم آزاد و ارائه الگویی برای این فرآیند می باشد. برای این منظور، با مطالعه منابع کتابخانه ای، انواع سازه های غشایی و روش های فرم یابی آن ها و نرم افزارهای مورد استفاده در این حوزه مورد بررسی قرارگرفت. درنهایت، با فرم یابی یک سطح غشایی به روش رایانشی توسط نرم افزار راینو و پلاگین گرس هاپر و افزونه کانگورو الگوریتمی برای نحوه انجام فرآیند طراحی و فرم یابی هندسی این نوع سازه ها ارائه گردید. الگوریتم ارائه شده طراح را قادر می سازد تا بتواند هرنوع سازه غشایی با فرم آزاد را طراحی و فرم یابی کند.

با پیدایش کامپیوترها و پیشرفت در روشهای محاسباتی، پژوهشهای گستردهای در زمینه بهینهسازی صورت گرفتهاست. نتایج حاصل از مطالعات و بررسیهای پژوهشهای موجود در زمینه بهینهسازی معماری، حاکی از این بود که بدلیل کیفی بودن بسیاری از پارامترهای معماری و دشواری در تبدیل آنها به پارامترهای کمی در جهت ورود دادههای عددی به محاسبات کامپیوتری، بسیاری از این پارامترها کمتر مورد توجه بودهاند. هدف این پژوهش، ارائه الگوریتمی برای فرآیند بهینهسازی معماری پارامتر تناسبات مقیاس در طراحی یک سطح غشایی فرمآزاد میباشد. برای این منظور، مفهوم بهینهسازی معماری و روشها و نرم افزارهای مورد استفاده در این حوزهها مورد بررسی قرارگرفت و با تعریف یک سری الزامات فرضی، یک سازه غشایی از نوع چادری مخروطی با فرم آزاد طراحی و فرمیابی شد. درنهایت، یک سری از مولفههای کیفی پارامتر تناسبات مقیاس به مولفه-های کمی ترجمه شده و بهینهسازی معماری در دو حالت کمی(توسط افزونه گالاپاگوس) و کیفی(با نظر طراح) مطابق الگوریتم ارائه شده تا دستیابی به نتیجه مطلوب انجام گرفت. ملاک اصلی حصول به نتیجه مطلوب تایید طراح میباشد. درواقع، نرم-افزارها و محاسبات در جهت صرفهجویی در زمان و انرژی به کمک طراح میآیند لیکن در نهایت این نظر طراح است که کل فرآیند را هدایت میکند.