ساختمانها و سیستمهای مصالح یکپارچه آنها چگونه ممکن است مانند ارگانیسمها رفتار کنند؟
چرا در معماری تحقیق و نوآوری کنیم؟ در گفتگو با طراح معماری جنی ای سابین، به پیوند حیاتی بین تحقیق و عمل در معماری می پردازیم. به دنبال توسعه یک مدل جدید، تیم او رویکردی بین رشتهای را به کار میگیرد که ارتباطات بین این حوزهها را معرفی میکند و همکاری با دانشمندان و مهندسان را تقویت میکند.
با مشاهده رفتار طبیعت، روش پیشنهادی اکتشافات بیولوژیکی و ریاضی را در فرآیند طراحی ادغام می کند. پس از انجام یک فرآیند آزمایش سیستماتیک، این بینش ها در مرحله طراحی مولد پروژه برای ایجاد راه حل های مواد سازگار و پاسخگو اعمال می شوند. با تجزیه و تحلیل استراتژیهای تحقیق و طراحی او، نشان میدهیم که او چگونه تحقیقات را به عمل معماری ترجمه میکند.
معماری و طراحی در حال حاضر در حال تغییر پارادایم قابل توجهی هستند. این تغییر که به طور جدایی ناپذیری با فناوری های نوظهور، مانند ابزارهای دیجیتال و ساخت مرتبط است، به طور اساسی بر فرآیند طراحی سنتی و نقش معماران و همچنین نحوه ساخت و مدیریت سیستم های مواد تأثیر می گذارد. از طریق فناوریهای متحول کننده مانند پرینت سه بعدی و روباتیک، معماری اکنون قادر است در یک سناریوی یکپارچه عمل کند. برای Jenny E. Sabin، عمل تعریف یک مسیر ابزار یا مجموعه ای از مانورهای رباتیک نه تنها ترکیب مواد، هندسه و الگوها را امکان پذیر می کند، بلکه آنها را به طور ذاتی در فرآیند طراحی جاسازی می کند.
برای سابین، توسعه یک مدل جدید برای انجام تحقیقات در سراسر مرزهای رشته ای به سه نگرانی اصلی می پردازد. یکی به تغییر در نحوه تعامل ما با فناوری مربوط می شود و دومی مربوط می شود که چگونه بر نحوه طراحی و ساخت ما در یک روش جدید ساخت تأثیر می گذارد. سومین مورد به نیاز به راه حل های مشترک مواد به دلیل پایداری و بحران آب و هوا مربوط می شود.
تحقیقات الهام گرفته از طبیعت برای شکل دادن به فرآیندهای طراحی مولد
او در ایجاد یک فرآیند طراحی مولد، طبیعت را به عنوان الگویی برای طراحی می بیند. هدف این تحقیق در درجه اول درک فرآیندها و رفتارهای زیربنایی این سیستم ها است، نه ترجمه آنچه ممکن است شکل زیبایی شناختی را تشکیل دهد. کار او با مطالعه طبیعت برای انعکاس پارادایم و زمینه کنونی ما، چگونگی ارتباط ذاتی مادیت، هندسه، الگوها، رویدادها و برنامه های طبیعت را تحلیل می کند. تیم او برای استخراج مدلهای طراحی و ابزارهایی که میتوانند بر طرحهای معماری آینده تأثیر بگذارند، در طبیعت کاوش میکنند.
یکی از پرسشهای اساسی که پژوهش من را هدایت میکند این است: چگونه ساختمانها و سیستمهای مواد یکپارچه آنها بیشتر شبیه ارگانیسمهایی هستند که به بافتهای محلی پاسخ میدهند و سازگار میشوند؟ – جنی ای سابین
ادغام مواد در هر مرحله از تحقیق و طراحی
کل فرآیند تحقیق به صورت مادی هدایت می شود. ساختار نحوه انجام تحقیق و پیوند با طراحی با توسعه ابزارهای دیجیتال شروع می شود. این ابزارها شامل تجسمسازیها و شبیهسازیهای متمرکز بر رفتار مدلسازی، در کنار مجموعه دادهها است.
مرحله دوم شامل نمونه سازی معماری است. با توجه به اینکه همه سیستمهای بیولوژیکی مقیاسپذیر نیستند، این فرآیند با ترکیب مواد و فرمها در چاپ سه بعدی و ساخت رباتیک، مقیاس را کنترل میکند. در مرحله سوم، نمونههای اولیه توسعهیافته بر اساس ملاحظات معماری و طراحی ساختمانهای زیستمحیطی مورد ارزیابی قرار میگیرند و چگونگی ترجمه این تحقیق به سازههای ساخته شده را تحلیل میکنند.
ما معمولاً با مشکل خاصی برای حل شروع نمی کنیم، بلکه در طول فرآیند تحقیق مشکلاتی را ایجاد می کنیم. این یک روش متفاوت است که بسیار با طراحی مولد همراه است. – جنی ای سابین
ترجمه تحقیق به ساختارهای ساخته شده
سابین به غیر از آزمایشگاه تحقیقاتی در دانشگاه کرنل، جایی که در تحقیقات بنیادی با همکاران و دانشجویان شرکت می کند، با استودیوی معماری تجربی مستقل خود نیز کار می کند. این تمرین او را قادر میسازد تا راهحلهای مادی را برای سازههای محسوس اعمال کند. برای مثال زدن این فرآیند، مطالعه رنگ ساختاری و ساخت یک غرفه دائمی را مرور کردیم.
به عنوان بخشی از یک پروژه تحقیقاتی قبلی که توسط بنیاد ملی علوم، با همکاری دانشمندان علم مواد، زیست شناسان و مهندسان برق تامین شده بود، eSkin رنگ ساختاری را مورد مطالعه قرار داد. برخلاف رنگآمیزی مبتنی بر رنگدانه، رنگآمیزی ساختاری در مقیاس نانو عمل میکند و شامل بافت و هندسه مواد و همچنین تعامل آنها با نور در طول موجهای خاص است. این پدیده را می توان در موجودات طبیعی مختلف مانند بال های پروانه آبی مورفو یا پرهای مرغ مگس خوار مشاهده کرد.
از طریق تغییرات در الگو، انطباق، هندسه، و ساختار، پروژه ویژگی های مواد از جمله رنگ، شفافیت و کدورت را دستکاری می کند. در اینجا، تغییر رنگ توسط یک اثر نوری مانند شکست یا تداخل در مقابل تغییر رنگدانه ایجاد می شود. این رنگ ها همچنین به زاویه دید یا جهت گیری فرد نسبت به ماده داده شده بستگی دارد.
این تحقیق با همکاری دانشمندان علم مواد و زیستشناسان، یک ماده فناوری لایه نازک را توسعه میدهد که میتواند به عنوان یک پوست عمل کند، که میتواند هم در ساختمانهای موجود یا هم در ساختوسازهای جدید نمای معاصر ادغام شود.
این تیم با پر کردن شکاف از مقیاس نانو به پوست اندازه ساختمان، با فیلم dichroic، یک محصول 3M، کار کردند تا همان ویژگیهای پلیمر آلی را که تحقیقات بر اساس آن انجام شده بود، ترجمه و مقیاس کنند. این امکان ایجاد یک واحد نمای اولیه در مقیاس انسانی را فراهم کرد که به صورت پویا گرادیان رنگ را تغییر میدهد و از حالت مات به شفاف تبدیل میشود.
این عمل همزمان با تحقیقات بنیادی، از کالج اکولوژی انسانی برای ساختن یک سازه غرفه دائمی در پردیس کرنل، کمیسیون دریافت کرد. Polyform با تقویت تقاطع بین تحقیق و عمل، به تیم اجازه داد تا تحقیقات خود را در مورد رنگ ساختاری در مقیاس پردیس شهری به کار گیرند.
تحقیق در مورد امکانات معماری و زیبایی شناسی پایدار
در حال حاضر، آزمایشگاه طراحی سابین بر روی پایداری و زیبایی شناسی در معماری (SAA) متمرکز شده است. این پروژه تحقیقاتی با تجزیه و تحلیل رفتار آفتابگردان در محیطهای طبیعی – و مکانیسم هلیوتروپیک آنها، فتوولتائیک مجتمع ساختمانی (BIPV) را با استفاده از طراحی محاسباتی و چاپ سه بعدی توسعه میدهد. هدف از این کار ایجاد فیلترها و پانلهای غیراستاندارد و بسیار سفارشیشده است که سیستمهای جمعآوری ردیابی غیرمکانیکی خاص سایت را تشکیل میدهند.
با مطالعه رفتار درونی یک گل آفتابگردان، این فرآیند آن رفتارها را مدلسازی کرد تا بفهمد چگونه می توان آنها را به صورت قیاسی استخراج کرد. این منجر به مجموعهای از محرکهای طراحی شد که میتوانستند به پروژه ترجمه شوند. با استفاده از چاپ سه بعدی و ساخت دیجیتال، مدلها درک نحوه ادغام دینامیک نور و انرژی توسط سیستمها را تسهیل کردند.
این تحقیق بر این ایده متمرکز است که اهمیت زیبایی و طراحی برای هر دو شکل و عملکرد به یک اندازه ضروری است، بدون اینکه تمایز سلسله مراتبی بین این مفاهیم وجود داشته باشد. برای جنی ای سابین، “درست مانند سیستم های طبیعی، زیبایی به طور ذاتی با عملکرد ارگانیسم مرتبط است.”
به دنبال اعمال این اکتشافات در پروژههای مسکونی، هدف این پروژه جایگزینی پنلهای خورشیدی معمولی متصل به سقف است که با زیباییشناسی ساختمان همخوانی ندارند. پیکربندیهای غیر متعارف پنلهای خورشیدی را ایجاد میکند که نه تنها انرژی را به حداکثر میرساند، بلکه از نظر زیبایی نیز جذاب است. در مقیاس کوچکتر، این تحقیق همچنین ادغام بالقوه پناهگاه های قابل حمل را در نظر می گیرد و پوستی را پیشنهاد می کند که بتواند انرژی را جمع آوری کند و روشنایی یا ایستگاه های شارژ را فراهم کند.
