مزیت‌های طراحی محاسباتی
مقدمه
امروزه هر معمار در فرایند طراحی یک ساختمان قطعا از کامپیوترها استفاده می‌کند. چه در مراحل برنامه‌ریزی معماری و چه در مدلسازی سه بعدی یا اطلاعات ساختمان، کامپیوترها در این فرآیند رسوخ کرده‌اند. معماران نیاز دارند تا درمورد نرم‌افزارهای مختلف آگاهی کسب کنند. همانگونه که در مورد سازه، تاسیسات یا استانداردهای ساخت اطلاعاتی را کسب می‌کنند. طراحی محاسباتی (computational design) اصطلاحی است که امروزه بسیار با آن موجه می‌شویم.
به میزانی که ابزارهای شما برای طراحی قدرتمندتر و پیچیده‌تر می‌شود. نیاز دارید که روش‌های طراحی خود را تکامل ببخشید تا بتوانید در میدان رقابت باقی بمانید. بسیاری از مشکلات پیش روی شما در فرایند طراحی با نرم‌افزارهای موجود قابل حل نیستند. از این رو این نیاز وجود دارد که بتوانید آنها را مطابق نیاز خودتان تغییر بدهید. ساختن ابزارها و نرم‌افزارهای مورد نیاز خودتان تنها راه حل این مشکلات است.
واقعیت این است که بسیاری از افراد زمان کافی و مناسبی برای یادگیری برنامه نویسی ندارند. حال آن که پروژه‌های مختلفی را هم در دست اجرا دارند و این یادگیری زمان زیادی را طلب می‌کند. اما خوشبختانه ابزارهای جدیدی وجود دارند که می‌توانند قدرت برنامه نویسی را بدون نیاز به یادگیری کامل آن در اختیار شما قرار بدهند.
طراحی محاسباتی (computational design) چیست؟
طراحی محاسباتی ابزاری است برای استفاده در روش‌های محاسباتی در فرآیند طراحی. در حالی که طراحان طبق عادات گذشته خود، به دنبال حل مسائل از طریق تجربه و شهود هستند، طراحی محاسباتی در پی آن است تا با تبدیل تصمیمات طراحی به زبان کامپیوتر، این فرآیند را بهبود ببخشد. هدف، ارائه دیجیتالی نتیجه نهایی نیست بلکه هدف، رسیدن به نتیجه بوسیله کامپیوتر است.
بسیاری از محیط‌های طراحی محاسباتی برخلاف روش‌های سابق برنامه نویسی، بر پایه برنامه نویسی تصویری عمل می‌کنند. در این روش کاربر به جای نوشتن خطوط زیادی از کُدها، برنامه مورد نیاز خود را با اتصال‌های گرافیکی می‌سازد. خروجی یک نقطه به ورودی نقطه دیگر متصل می‌شود. یک برنامه ذیل شبکه‌ای از اتصالات بین این نقاط ساخته می‌شود. نتیجه این روش، ارائه‌ای گرافیکی از مراحل طراحی است که به یک نتیجه ختم می‌شود.
ابزارهای طراحی محاسباتی
ابزارهای مختلفی برای طراحی محاسباتی وجود دارند. اکثر این ابزارها بر پایه پلتفرم‌های نرم‌افزارهای دیگر مانند Rhino، Revit و Microstation عمل می‌کنند.
Generative Components را می‌توان بعنوان اولین ابزار طراحی محاسباتی درنظر گرفت. این ابزار اولین بار در سال ۲۰۰۳ معرفی شد و بعد از آن در سال ۲۰۰۷ در دسترس عموم قرار گرفت.Generative Components بر روی نرم‌افزار Microstation کار می‌کند اگرچه ورژن جداگانه آن نیز وجود دارد.
درحالی که Generative Components قدیمی‌ترین ابزار در این مسیر است، Grasshopper محبوبترین ابزار طراحی محاسباتی تا به اینجاست. گرسهاپر پلاگینی برای نرم‌افزار راینو است که قابلیت مدلسازی الگوریتمیک و پارامتریک را فراهم می‌آورد. ۱۳ سال است که از انتشار گرسهاپر می‌گذرد و در این مدت این ابزار توسعه چشم گیری داشته است. گرسهاپر یک ابزار بسیار بالغ و همچنین با کاربرد‌های بسیار بالاست.
Dynamo ابزار برنامه نویسی تصویری Autodesk است. این ابزار نیز پلاگین نرم‌افزار Revit است و می‌تواند دامنه وسیعی از کاربرد‌های مختلف را برای کاربران فراهم کند.
Marionette نیز ابزار طراحی محاسباتی است که برای نرم‌افزار Vectorworks ارائه شده است و برای هر دو پلتفرم ویندوز و Mac قابل استفاده است.
طراحی محاسباتی چگونه مسیر طراحی شما را تغییر می‌دهد
طراحی محاسباتی اصطلاحی است که فعالیت‌های زیادی را پوشش می‌دهد، از طراحی تولید شده بوسیله کامپیوتر تا اجرای خودکار برخی فعالیت‌ها. استفاده از ابزارهای برنامه نویسی تصویری روشی غالب در این مسیر است. در اینجا به بررسی ۵ ویژگی برتر این ابزار اشاره می‌کنیم.
۱- دسترسی به گزینه‌های مختلف برای طراحی
اگر قواعد طراحی را به زبان کامپیوتر ترجمه کنیم، تولید صدها یا هزاران پاسخ برای آن مسئله طراحی کار ساده‌ای خواهد بود. علاوه بر آن برای هر گزینه تولید شده نیز می‌توان قواعدی را معین کرد که آنها را ارزیابی کند. و در انتها بهترین پاسخ را ارائه دهد.
این بحث فقط درمورد تولید یک حجم سه بعدی پیچیده یا یک طرح با پترن خاص نیست. شما می‌توانید الگوریتمی را تولید کنید که با گرفتن اطلاعات چهار دیوار یک حمام طراحی کند. اگر صادق باشیم می‌بینیم اکثر حمام‌ها طراحی مشابهی دارند. اگر برای طراحی آنها استانداردهایی را تعیین کرده و الگوریتم این کار را تولید کنیم، به راحتی می‌توانیم گزینه‌های زیادی را برای طراحی یک حمام داشته باشیم. بدین صورت شما می‌توانید وقت خود را برای بخش‌های مهم‌تری از طراحی صرف کنید.
۲- دسترسی آسان به اطلاعات
درحالی که تمام شرکت‌های سازنده نرم‌افزارهای مختلف، معماران را دعوت به استفاده از نرم‌افزارهای تولیدی خودشان می‌کنند. این بحث همچنان مطرح است که در فرآیند طراحی یک ساختمان باید از چه نرم‌افزارهایی استفاده کرد؟ کدام یک ابزار بهتر و سودمندتری را در اختیار شما قرار می‌دهند؟ متاسفانه این بدین معنی است که در حین انجام کار بارها به انتقال داده‌ها از یک نرم‌افزار به دیگر نرم‌افزارها نیاز می‌شود.
ابزارهای طراحی محاسباتی می‌توانند این انتقال را بسیار راحت تر انجام بدهند. به طور مثال، ممکن است پلان و حجم ابتدایی یک ساختمان در Rhino مدلسازی شده باشد. با استفاده از ابزار Grasshopper می‌توان این اطلاعات را همزمان به Revit برای مدلسازی اطلاعات و به CSI برای محاسبه سازه متصل کرد و نتیجه تغییرات را به صورت همزمان مشاهده کرد.
۳- انجام خودکار اعمال تکرار شونده
بیشتر مواردی که از طراحی محاسباتی دیده‌اید مرتبط با طراحی یک فرم پیچیده یا پارامتریک بوده است. اما این ابزار توانایی انجام طیف وسیعی از اعمال مختلف معماری را دارند. از آنجایی که این ابزارها با API نرم‌افزارها درگیر هستند، می‌توانند بسیاری از وظایف خسته کننده و تکراری را خودکار انجام دهند. مانند تغییر نام یا تکثیر یک المان. به این ترتیب می‌توانید بجای سخت تر کارکردن، هوشمندتر کار کنید.
۴- آزمایش عملکرد صحیح محصول طراحی شده
قصد دارید چگونه عملکرد طراحی خود را مورد آزمایش قرار دهید؟ می‌توان این کار را بعد از ساخته شدن ساختمان انجام داد، اما آزمایش عملکرد ساختمان در مراحل طراحی بسیار ساده‌تر وکم هزینه تر است. همچنین می‌توان در این مرحله به راحتی تغییراتی را در ساختمان طراحی شده صورت داد. ابزار طراحی محاسباتی می‌توانند به سادگی عملکرد ساختمان را تحت شرایط مختلف شبیه سازی کنند.
درحالی که نتایج شبیه سازی‌های کامپیوتری با واقعیت مقداری متفاوت است اما این ابزار ویژگی‌هایی را فراهم می‌آورد تا بتوان شرایط مشابه را شبیه سازی کرد. با استفاده از این ابزارها می‌توان به سرعت گزینه طراحی مناسبتر را ارزیابی کرد و زمان بیشتری را برای بهبود بخشیدن آن صرف کرد. باید توجه داشت که خروجی این روش، بخشی از فرآیند طراحی است، نه نتیجه نهایی.
۵- توانایی تفکر الگوریتمیک
طراحی محاسباتی شما را ملزم می‌کند تا با منطق و مرحله به مرحله به فرآیند طراحی نگاه کنید. بسیاری از معماران به شهود و تجربه خود در حل مسائل معماری اکتفا می‌کنند. این شیوه حل مسائل متناسب با بسیاری از مسائل منطقی و روشمند نیست. اما اگر بتوانید این شهود را تجزیه کنید، می‌توانید به مراحل آن بدرستی نگاه کنید و بفهمید چه چیزی باعث عملکرد درست آن می‌شود. در مرحله بعد شما می‌توانید این فرآیند را الگوریتم نویسی کرده و بارها از آن استفاده کنید. حتی می‌توانید در هربار استفاده آن الگوریتم را بهبود ببخشید.
با استفاده از فرایند طراحی محاسباتی، شما طراحی را کُد گذاری می‌کنید. هر مرحله از طراحی به مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها تبدیل می‌شود که قابلیت ارزیابی، بازبینی و بهبود یافتن را دارد. همچنین هر مرحله پارامترهای خاص خودش را نیاز دارد. با تفکر روی تمامی مراحل طراحی و درنظر گرفتن تمامی ورودی‌ها خروجی‌ها، می‌توانید فرآیند الگوریتمیکی را بسازید که بارها تکرار شود.
نتیجه گیری
ابزار طراحی محاسباتی راهکار ساده‌ای را برای بهره‌مندی از قدرت محاسبات کامپیوتری ارائه می‌دهند و استفاده از انها نیازی به یادگیری برنامه نویسی ندارد. این ابزار این امکان را به معماران می‌دهد که ابزار مورد نیاز خودشان را بسازند. هر پروژه نیازهای خاص خودش را دارد و هیچ نرم‌افزاری وجود ندارد که ابزارهای آن متناسب با همه نیازهای مختلف ما باشد. بوسیله ساختن ابزارهای مورد نیاز خودمان می‌توانیم کاری کنیم که نرم‌افزارهای ما برای خودمان کار کنند.
منبع
