معماری فراکتال

معماری فراکتال ﭼﻴﺴﺖ ؟

ایده ی هماهنگی و تطبیق ساختمانها با طبیعت به دوران باستان، مصر، چین، رومی ها و یونانی ها میرسد. در آغاز قرن بیست و یکم، گرایشهای نسبت به پایداری در ساختمانها، چالشهایی را در معماری به دنبال داشت که تبدیل به پاسخهای جدید در طراحی شدند. هندسه ی معماری فراکتال ، به عنوان زبان طبیعت، نقش عمده ای در توسعه ی فرمهای جدید در طراحی معماری و ساختمانسازی پایدار داشته است. فراکتال ها مجموعهای خود مشابه هستند که از مقیاسهای کوچکتری ساخته شده اند، کپی از خودشان هستند و دارنده ی خود مشابهتی در سراسر مقیاسها هستند. به این معنا که آنها الگوهای خود را به طور بینهایت در مقیاس کوچک تکرار کرده اند. تاریخچه ریاضی معماری فراکتال با ریاضیدان کارل وایرشتراس در سال ۱۹۷۲ بر میگردد. در سال ۱۹۰۴ فون کخ، تابع وایرشتراس را دوباره بازگو کرد و به آن تعریف هندسه ی مشابهی داد که امروزه به برف دانه ی کخ معروف است. در اواخر قرن نوزدهم، درباره فراکتال تحقیقات بیشتری صورت گرفت. در سال ۱۹۷۵ ،مندلبرو مجموعه مطالعات را گردهم آورد و آنرا «فراکتال» نامید.

معماری فراکتال

ﻫﻨﺪﺳﻪ ی معماری فراکتال در ایران

الگوهای معماری فراکتال در ساختمانهای ابتدایی در شهرک های باستانی مایا دیده شده است. در اروپا، فراکتالها در ساختمانهای اوایل قرن دوازدهم پیدا شد. کفپوش کلیسای جامع اناگنی در ایتالیا با دهها تن موزاییک فراکتالی آراسته شده است. در سایر سازهها، فراکتالها در سطوح سازهای متفاوتی اعمال شده که نشانگر قدرت و تعادل است و در برخی از مناطق اروپایی، در آسیای خاورمیانه و آسیا نیز دیده شده است. همچنین بسیاری از شواهد معماری فراکتال ها در کلیساهای گوتیک کشف و قوسهای نوکتیز در ورودیها و پنجرهها در مقیاسها و جزییات متفاوت دیده شده است. در خاورمیانه، الگوهای فراکتال به طور وسیعی در طراحی با مصالح گچی تطبیق یافته است، به طور مثال فرمی از هنر ایرانی برای طراحی داخلی گنبد. در معماری آسیا سازههای فراکتالی در معبد شیوا در هند و در بسیاری از معابد بودایی به کار رفته است.

ﻛﺎرﺑﺮد ﻫﻨﺪﺳﻪ ی معماری فراکتال ﻣﻌﺎﺻﺮ

در زمان معاصر، ایده ی معماری فراکتال ها در بسیاری از معماری های بسیار شناخته شده نظیر خانه ی روبی، خانه ی آبشار، خانه ی پالمر و ماریون کانتی سیویک فرانک لوید رایت دیده شده است که حضور جهانی فراکتال و حسی از مقیاس در سطوح مختلف است. فرانک لوید رایت یکی از پیشروان معماری ارگانیک است. طراحیهای وی برگرفته شده از محیط با منظور هدفمندی، مصالح و ساخت و ساز است. فراکتالها الهام بخش سایر طراحانی نظیر زاها حدید، دانیل لیبنسکیند، فرانک گری نیز بوده اند . معماران ابراهیم و همکاران در دهه های ۱۹۸۰ شروع به تطبیق طراحی ساختمانهایشان با هندسه معماری فراکتال کردند. یسوس و همکاران در میان اولین طراحانی بودند که از هندسه و طراحی فراکتال در معماری استفاده کردند و برنامه رایانه ای را توسعه بخشیدند که به کاربرد فراکتال در معماری کمک کرد. در دهه های ۱۹۹۰ ،درخت فراکتال به عنوان مسیر زیرساختی در طراحی معماری و برنامه ریزی شهری به کار گرفته شد. همچنین معماران مدرنی نظیر میس ون دروهه و لوکوبوزیه نیز از فراکتال در طراحی آثارشان از الهام گرفته اند.

معماران سبک معماری فراکتال مدرن

در اوایل سال‌های قرن بیستم و همزمان با ظهور گرایش‌هایی در زمینه‌ی تمثیل‌های اورگانیک برای طراحی، معماران متعددی نظیر فرانک لوید رایت و مربی‌اش لوییس سالیوان، شروع به تولید آثاری کردند که از هندسه‌ی معماری فراکتال در تجاربشان، برنامه‌ریزی یا کیفیت‌های تزییناتی طراحی الهام گرفته شده بود. به نظر منتقدان معماری، فرانک لوید رایت نمونه‌ی مناسبی از پیشروی جزییات خود مشابه از مقیاس بزرگ به مقیاس کوچک است. به طور مثال وی از مثلث در مقیاس‌های متفاوت در پلان خانه‌ی پالمر. از اسلب‌های مثلثی بزرگ بتنی گرفته تا سیخ و سه‌پایه و سایر اسباب‌های جلو بخاری فلزی که مثلثی شکل هستند استفاده کرده است . در اواسط قرن بیستم، آلوار آلتو به طراحی مجموعه ساختمان‌هایی پرداخت که دارای «خطوط آسمان شکسته»، و ویدها و نامنظمی هستند. تناسبات طراحی که آلوار آلتو در طراحی‌هایش ترویج داده است درباره سبک معماری فراکتال برگرفته شده از طبیعت هستند. پیتر آیزنمن در خانه شماره ۱۱ ایده‌‌ی طراحی را برگرفته از نظریه پیچیده و هندسه فراکتال می‌داند که عبارت است از خود مشابهی و مقیاس. سایر معمارانی که هندسه فراکتال بهره گرفتند عبارتند از اسیمپتوت، ویلسون، چارلز کورا، استیون هال، کارلوس فراتر، زاها حدید ، کوپ هیمیلباو، آراتا اسوزوکی، مورفوسیس و ژان نوول، فومیهیکو ماکی.

معماری فراکتال در اسلام

با توجه به وحدت در کثرت در هنر اسلامی که برگرفته شده از الگوهای معماری فراکتال است. برای یافتن ارتباط بین وحدت در کثرت و هندسه‌ی فراکتال در طراحی و تزیینات داخلی در معماری اسلامی بایستی تکنیک‌های هندسه فراکتالی را آموخت. استفاده از معماری فراکتال به عنوان ابزاری خلاقانه در معماری اسلامی مطرح است و دارای نقش مهمی در طراحی یادمان‌های معمارانه در ایران می باشد. به طور مثال در گنبد مسجد شیخ‌لطف‌الله که گذر از وحدت در بالای گنبد رو به پایین به معنای رسیدن به وحدت است و برای درک فرم آن می‌توان به هندسه فراکتال گل آفتابگردان رجوع کرد. هدف از هنر اسلامی پیروی از طبیعت و رسیدن به الوهیت خداوند و وحدت بوده است. موتیف‌های هندسه اسلامی خود-مشابه هستند و دارای اجزای نامحدودی نیستند بلکه دارای جمع‌گرایی و چندگانگی‌اند.

ویژگی‌های معماری فراکتال در طبیعت

– نامنظمی در ظاهر، نوعی ساختار آشوب
– تشابه بصری در هر مقیاسی
– هارمونی و متحدالشکلی در هر مقیاسی
– خود مشابهی به نحوی که هر فراکتال معادل سامان کلی است
– در هیچ مقیاسی، طولی نیست
– دارای بعدهای اعشاری است
– هندسه بی‌قاعده است تا این‌که از طریق هندسه اقلیدسی قابل تعریف باشد
– ریتم تکراری در اشکال معماری فراکتال است که سبب رسیدن به تعادل است
– هیچ خط مستقیمی در اشکال فراکتالی وجود ندارد. اشکال داخلی و لبه‌ها صاف و هموار نیستند بلکه اسفنجی و تاب‌خورده‌اند.

نمونه های معماری فراکتال

مرکز خرید آدیس آبابا در اتیوپی طراحی شده توسط Fellow Xavier Vilata است.

الگوی منحصر به فردی در نمای ساختمان وجود دارد که الهام گرفته شده از نقوش زیبا و جسورانه بر روی لباس زنان اتیوپیایی است.

اما اگر بیشتر دقت شود طراحی نما بر اساس هندسه‌ی معماری فراکتال است.
نمای ساختمان با توجه به شرایط آب و هوایی بومی و فرهنگ سنتی شکل گرفته است.

نما به عنوان محافظی در برابر نور آفتاب عمل کرده و نور و تهویه طبیعی را در فضای داخلی کنترل کرده است.

سازه‌ی ‌نما از سیستم بتن پیش‌ساخته سبک‌وزن ساخته شده

و اشکال ‌آن برگرفته شده از الگوی هندسی معماری فراکتال ی اتیوپی سنتی است.

که معمولا در پارچه‌های محلی دیده شده است.

سیستم تهویه منفعل و نورطبیعی کنترل شده بین پوسته‌ی ساختمان و آتریوم داخلی به نحوی انجام گرفته است.

که فضای داخلی را قادر می‌سازد تا حس بودن در هوای باز و تعادل روشنایی وجود داشته باشد.