تقنيات تشكيل أغلفة المباني المعاصرة - التشكيل البارامتري بوصفه حالة دراسية

الباحث

أنفال يثرب عبدالغني سعيد

المشرف

ضحى عبدالغني القزاز

الجامعة

جامعة الموصل

الكلية / القسم

كلية الهندسة / هندسة العمارة

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

عربي

الكلمات المفتاحية

أغلفة المباني ; التشكيل البارامتري ; التصميم الرقمي ; خوارزميات التصميم

أدى التطور في التكنولوجيا والبرمجيات الحاسوبية إلى إثراء الخيال المعماري وتحقيق تصاميم أغلفة مبانٍ مبتكرة تتجاوز التقاليد والقيود التقنية السابقة. إذ أسهمت برمجيات النمذجة الحاسوبية وأدوات المحاكاة وتقنيات التصنيع الرقمي في إحداث تحوّل جذري في التفكير التصميمي وفي طرائق التصميم فاتحة الأبواب أمام إبداعات Saas وأشكال معمارية مبتكرة في تصميم الواجهات المعمارية. استعرض البحث عدداً من الدراسات التي تناولت التصميم الرقمي لأغلفة المباني والتي كشفت عن ننوع التشكيلات الناتجة التي يغلب عليها Guill البارمتري والمتولدة باستخدام طرائق تشكيل وخوارزميات متنوعة. Sling على ذلك تبلورت مشكلة البحث بعدم وجود تصور واضح حول الخصائصء والخوارزميات المسؤولة عن التنوع الشكلي في تصاميم أغلفة المباني المعاصرة المنشأة من الأنساق البارامترية. وحُدد هدف البحث بالتحري عن الخصائص وتعريف الخوارزميات الممكن استخدامها في التوليد الرقمي لهذه الأغلفة. ولتحقيق هدف الدراسة اعتمد البحث منهجاً نوعياً تجرببياً في ثلاث dale في المرحلة الأولى، اعتمد البحث التحليل المفاهيمي للدراسات السابقة في استقراء الخصائص الشكلية لأغلفة المباني المعاصرة المسؤولة عن التنوع في الأنساق البارامترية، وتعريف خوارزميات توليدها. واعتمد البحث في المرحلة الثانية منهج التحليل الوصفي النوعي في التحري عن الخصائص المتنوعة شكليا في عشرين تصميم واقعي لأغلفة المباني المعاصرة. وفي المرحلة الثالثة اعتمد البحث المنهج التجريبي باستخدام برمجية Grasshopper الملحقة في برنامج Rhino في المحاكاة الشكلية لخوارزميات ads عشرة تصاميم واقعية لأغلفة المباني المعاصرة. وأخيراً عرض Gal استنتاجاته النهائية التي تبرر التنوع في الأنساق الشكلية للتصاميم المعاصرة والناتج في المقام الأول عن إمكانيات التصميم الخوارزمي البارامتري في استكشاف الخيارات الشكلية بشكل أوسع، ودور البرمجيات والأدوات الحاسوبية في تسهيل عملية التصميم وتوفير إمكانيات تطوير أشكال وأنساق معمارية معقدة وجذابة. إذ shad التنوع في التصاميم المعاصرة على وجه الخصوص إلى توظيف مراجع شكلية لأنساقها مستمدة من خارج حقل العمارة، واستخدام عناصر شكلية ثلاثية الأبعاد في تشكيل نسق الغلاف بحيث تكون خاضعة إلى خوارزميات التحوير التي تسهم بفاعلية في إنتاج تشكيلات للأغلفة. يضاف إلى ذلك استخدام الإضاءة المتغيرة لونيا التي تؤدي دوراً Lage في التنويع البصري للخصائص الشكلية للغلاف. وفي ،lle تتسم العناصر المكونة للنسق الواحد بالتمائل الشكلي فيما بينها وعدم الحركة ويمكن تبرير ذلك بالترشيد في تكاليف التنفيذ مقارنة بالعناصر المتحركة . slay عليه تكمن أهمية الدراسة في تحديد خصائص أغلفة المباني والخطوات المتبعة في إنتاج ole adel جديدة أو مشابهة لتصاميم مبانٍ واقعية مع إمكانية إجراء التحوير على النسق البارامتري للتصميم الأصلي لإنتاج أغلفة تختلف إلى حد ما عن الغلاف الأصلي. إذ يسمح المنهج الخوارزمي البارامتري بتوليد خيارات تصميمية عديدة بتغيير البارامترات في مرحلة إنشاء الغلاف، أو استخدام أحكام التحويرء فضلا عن زيادة كفاءة التصميم باستعمال مقاييس التحسين والترشيد الأدائي.

The advancement in technology and computer software has led to the enrichment of architectural imagination and the realization of innovative building envelope designs that surpass traditions and previous technological limitations. Computer modeling software, simulation tools, and digital manufacturing techniques have contributed to a profound shift in design thinking and methodologies, opening doors to new creative breakthroughs and inventive architectural forms in façade design. The research reviewed several studies that focused on digital design of building envelope, revealing a diverse array of resulting configurations predominantly characterized by parametric patterns. These configurations are generated using various shaping techniques and diverse algorithms. Building upon these insights, the research problem emerged due to the absence of a clear concept concerning the characteristics and algorithms responsible for the formal diversity in contemporary building envelopes generated from parametric patterns. Consequently, the research aimed to investigate these characteristics and define the algorithms that could be utilized for the digital generation of these envelopes. To achieve the study's objective, a qualitative experimental approach was adopted in three stages. In the first stage, the research conducted a thematic analysis of literature to identify the formal characteristics of contemporary building envelopes responsible for diversity in parametric patterns, as well as to define the algorithms that generate them. In the second stage, the research utilized a qualitative descriptive analysis method to investigate the various formal characteristics in twenty real- world designs of contemporary building envelopes. In the third stage, the research employed an experimental approach using the Grasshopper plugin of Rhino software for the visual simulation of algorithms to derive ten realistic designs of contemporary building envelopes. Finally, the research conclusions justified the formal diversity of contemporary pattern designs, primarily resulting from the capabilities of parametric method in exploring formal options more extensively. It also highlighted the role of computerised tools in facilitating the design process and providing the potential for developing complex and attractive architectural forms and patterns. The diversity in contemporary designs is specifically attributed to the incorporation of formal references for their patterns, drawn from outside the realm of architecture. The utilization of three-dimensional elements to compose the envelope's pattern, was subject to transformation algorithms that effectively contribute to producing various envelope formations. In addition, the use of color-changing lighting plays an important role in the visual diversification of the envelope elements. Mostly, the components forming a single pattern are identical and unmovable. This can be attributed to cost reduction in execution compared to Kinetic or color changing elements. Consequently, the study's significance becomes evident in determining the characteristics of building envelopes and the steps pursued in producing new or similar envelopes for real-world building designs. This includes the possibility of making modifications to the parametric pattern of the original design to create envelopes that differ somewhat from the original. The parametric algorithmic approach allows for generating numerous design choices by altering parameters during the generation phase or utilizing transformation rules. Moreover, it enhances design efficiency through the optimization of performance criteria and rationalization measures. Keywords: Building Envelopes, Design Algorithms, Digital Design, Parametric Patterns, Envelope Transformation Algorithms.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب