مدل سازی پارامتریک

طراحی بلوک های شهری، متاثر از پارامترهایی چون اندازه ی بناها، تعداد، شکل، هندسه و آرایش آن ها است که بر میزان مصرف انرژی ، تاثیر زیادی دارند. در این میان، بار گرمایش و سرمایش سالانه ی ساختمان ها، یکی از مهمترین شاخص ها در میزان تقاضای انرژی است. در پژوهش های پیشین کمابیش، اطلاعاتی در خصوص تاثیر تراکم، فشردگی، تخلخل و نظایر آن، فراهم شده است؛ اما، تصویر روشنی از تاثیر اندازه ی بناها در مصرف انرژی مجموعه های متشکل از چند بنا، در دست نیست. در این چارچوب، هدف این پژوهش، یافتن رابطه ی احتمالی میان نحوه ی توزیع اندازه ی بناها در یک مجموعه ی متشکل از چند بنا و بار گرمایش و سرمایش سالانه ی آن مجموعه می باشد. این پژوهش در سه مرحله انجام شده است. در مرحله ی اول، متغیرهای پژوهش، از جمله پارامترهای اندازه و چیدمان بناها و همچنین، بار گرمایش و سرمایش سالانه ی ساختمان، تبیین شده است. مرحله دوم به طراحی الگوریتمی مناسب جهت تولید اندازه ی بناها و چیدمان های مختلف در سایت، بررسی عوامل مداخله گر و حذف آن ها، شروط مسئله و شبیه سازی بار گرمایش و سرمایش چیدما ن ها اختصاص یافته است. این مرحله، با برنامه نویسی به زبان پایتون در محیط افزونه ی گرس هاپر در نرم افزار راینو و شبیه سازی مدل ها با استفاده از افزونه ی هانی بی و لیدی باگ در این نرم افزار انجام شده است. در مرحله ی سوم، به بررسی همبستگی میان این دو متغیر پرداخته شده است. تحلیل یافته های حاصل از آزمون همبستگی، حاکی از آن است که در منطقه ی مورد مطالعه، سرمایش فصول گرم نسبت به گرمایش فصول سرد بیشتر حائز اهمیت است. رابطه ی همبستگی منفی قوی میان بارهای سرمایش با واریانس اندازه ی بناها، نشان دهنده ی این است که هرچه تنوع اندازه ی قطعات در یک مجموعه بیشتر باشد، بار سرمایشی کمتری خواهد داشت. همچنین، رابطه ی مثبت بارهای سرمایش با کشیدگی اندازه ی قطعات، نشان دهنده ی این است که هرچه قطعات یک مجموعه، از نظر اندازه پراکنده تر باشند، در کاهش بار سرمایشی، مناسب تر عمل خواهند کرد.

در یک سازه ی بستاروند تیرهای با طول کم به صورت متقابل به یکدیگر الحاق شده و دهانه بزرگی را بدون نیاز به تکیه گاه میانی پوشش می دهند. این سازه زیرمجموعه ی سازه های فضاکار بوده که به دلیل کاربست اتصالات غیر متمرکز، نیاز به اتصالات پیچیده را مرتفع می سازد. بااین حال پیچیدگی های طراحی و مدل سازی این نوع سازه، امکان استفاده گسترده از آن را از بین برده است. رویکردهای مختلفی برای استفاده از این سازه وجود دارد که یکی از رایج ترین آن ها استفاده از تک مدول به عنوان سازه ی اصلی می باشد. هدف این پژوهش ارائه روشی ساده و کارآمد برای طراحی این سازه با استفاده از الگوریتم نویسی در افزونه گرس هاپر برای دهانه های مختلف و تعداد المان های متنوع می باشد. برای انجام این پژوهش ابتدا مطالعات کتابخانه ای صورت گرفته و پس از استخراج روش های طراحی این سازه، مدل سازی و الگوریتم نویسی آن انجام گرفته است. جهت تبدیل سازه ی فضاکار به سازه ی بستاروند متناظر از سه روش انتقال، چرخش و انتقال پیشرفته استفاده می شود. در این پژوهش، مدل سازی پارامتریک سازه های بستاروند و نحوه ی تبدیل سازه فضاکار تک لایه به سازه ی بستاروند متناظر به روش چرخش بر اساس معادلات حاکم در نرم افزار راینو و افزونه ی گرس هاپر انجام گرفته و در نهایت نتیجه این پژوهش به صورت الگوریتمی ارائه شده که با مشخص کردن چهار متغیر شعاع بیرونی، سطح مقطع اولیه تیر، زاویه چرخش و تعداد المان های سازه فرم نهایی سازه با توجه به نیاز طرح را ارائه می کند.