Abstract:
امروزه، ارتقا برخی نماها به کمک ابزارهای فناورانه، سبب شده است تا آنها نقش فعالتری را در ارتباط میان درون و برون بنا، بر عهده بگیرند. از جمله این ابزار فناورانه، بهرهگیری از نماهای متحرک است. تجربیات و پژوهشهای متعدد نشان داده است که سامانههای نمای متحرک (یا جنبشی)[1]، میتواند تعامل بهتری میان درون و برون بنا برقرار ساخته و با تنظیم اثرات محیطی، نقش مضر آنها را کاهش و ارتباطات مفید را افزایش دهد. یکی از مسایل مهم در طراحی نماهای متحرک، هندسهی آنها است. این هندسه، از یک سو باید قابلیت باز و بسته شدن داشته و از سوی دیگر، واجد ارزشهای زیباشناختی باشد. به دلیل ماهیت نظاممند و مبتنی بر قواعد ریاضی در الگوهای هندسی اسلامی، امروزه میتوان آنها را به صورت پارامتریک و با نرمافزارها و سختافزارهای نوین تولید کرد. این موضوع، مبین کاربرد احتمالی آنها در نماهای متحرک است. تحرک در نما (یا مدولهای آن)، مستلزم قابلیت هندسی اجزای آن در حفظ ساختار و پیوستگی خود در تغییر شکل است. اوریگامی، ابزارهای مفیدی در این خصوص فراهم میآورد. بنابراین، به نظر میرسد که بتوان آرایهای از مدولهای مبتنی بر الگوهای هندسی اسلامی را، به کمک دانش اوریگامی، به نمایی متحرک تبدیل کرد که تحت شرایط معین، تغییر شکل داده و از طریق تنظیم میزان ارتباط درون و برون، ابزاری برای بهینهسازی پارامترهای مرتبط با کارآمدی ساختمان، فراهم آورند. نمای ساختمان، با مجموعه عوامل زیادی در ارتباط است. در این خصوص، گفته میشود که تاثیر نور طبیعی در شکلگیری فرم ساختمان، اهمیت زیادی دارد. بر این اساس، در این پژوهش تلاش شد تا با ایجاد چند الگوی اوریگامی مبتنی بر الگوهای هندسی اسلامی و تطبیق آنها با نور روز در ایام مختلف سال، الگوی هندسه بهینه و زاویهی محرک مناسب اوریگامی استخراج شود. برای این منظور، ابتدا با استفاده از ابزارهای ریاضی مبتنی بر مقادیر کمی، الگوریتمی تولید شد که بهوسیلهی آن، بتوان طیف وسیعی از الگوهای هندسی اسلامی را ایجاد کرد. سپس، در گام بعد، با بهرهگیری از این هندسهها بهعنوان الگوهای مبنای تا، مدولهای باز و بسته شوندهی اوریگامی تولید شد. در ادامه، سه مدول برای شبیهسازی عملکرد نور روز انتخاب شده و در نمای جنوبی یک اتاق، با سه حالت بسته، میانی و باز، در زمان انقلاب زمستانی، تابستانی و اعتدالین، مورد مقایسه قرار گرفتند. مقایسهی این الگوها، با شبیهسازی میزان دریافت نور آنها، در محیط نرمافزار انجام شد. یافتههای این پژوهش، چند محور اصلی را شامل میشود. نخست آنکه هندسهی نقوش اسلامی، قابلیت بازتولید توسط الگوهای پارامتریک را دارا هستند. دیگر آنکه، این نقوش، میتوانند به ساختارهای سهبعدی تاشونده، تبدیل شوند. همچنین، مدل هندسی مبتنی بر زاویهی مولد ۷۲ درجه، بهترین عملکرد را در خصوص دریافت نور روز داراست.
[1] Kinetic Facade
Today, equipping facades with technological tools has led them to play a more active role in the relationship between interior and exterior. One of these technological tools is the use of electromechanical moving views. Numerous experiments and researches have shown that moving (or kinetic) facade systems can establish a better interaction between inside and outside the building and by adjusting the environmental effects, reduce their harmful role and increase the useful communication inside and outside. One of the important issues in designing moving facades is their geometry. This geometry, on the one hand, must be able to open and close, and on the other hand, must have aesthetic values. Due to the systematic nature and based on mathematical rules in Islamic geometric patterns, today they can be produced parametrically with new software and hardware. This indicates their possible use in moving views. Mobility in the facade (or its modules) requires the geometric ability of its components to maintain its structure and continuity in deformation. Origami provides useful tools in this regard. Therefore, it seems that it is possible to turn an array of modules based on Islamic geometric patterns into a moving view with the help of origami knowledge, which is deformed under certain conditions and a tool to optimize related parameters by adjusting internal and external communication. Provide with building efficiency. The facade of a building is associated with a set of factors. In this regard, it is said that the effect of natural light in shaping the shape of the building is very important. Accordingly, in this study, an attempt was made to extract the optimal geometry pattern and the appropriate origami stimulus angle by creating several origami patterns based on Islamic geometric patterns and adapting them to daylight at different times of the year. For this purpose, first, using quantitative mathematical tools, an algorithm was developed that could be used to create a wide range of Islamic geometric patterns. Then, in the next step, origami opening and closing modules were produced by using these geometries as folding base patterns. Next, three modules were selected to simulate daylight performance and compared to the south façade of a room, with three closed, medium and open modes during the winter, summer and equinox revolutions. The comparison of these patterns was done by simulating the amount of light received in the software environment. The findings of this study include several main axes. First, the geometry of Islamic motifs can be reproduced by parametric patterns. Second, these patterns can be transformed into folding three-dimensional structures. Also, the geometric model based on the 72 degree generating angle has the best performance in receiving daylight.