الهندسة المتجاوبة

الهندسة المعمارية المتجاوبة هي مجال متطور للممارسة والأبحاث المعمارية. الهندسة المعمارية المستجيبة هي تلك التي تقيس الظروف البيئية الفعلية (عبر أجهزة الاستشعار) لتمكين المباني من تكييف شكلها أو شكلها أو لونها أو طابعها بشكل متجاوب (عبر المحركات).

تهدف الهندسة المعمارية المتجاوبة إلى تحسين وتوسيع نظام الهندسة المعمارية من خلال تحسين أداء الطاقة في المباني بتقنيات سريعة الاستجابة (أجهزة الاستشعار / أنظمة التحكم / المشغلات) مع إنتاج المباني التي تعكس الظروف التكنولوجية والثقافية في عصرنا.

تميز الهندسة المعمارية المتجاوبة عن الأشكال الأخرى للتصميم التفاعلي من خلال دمج التقنيات الذكية والمتجاوبة في العناصر الأساسية لنسيج المبنى. على سبيل المثال: من خلال دمج التقنيات المستجيبة في الأنظمة الهيكلية للمباني ، يكون للمهندسين المعماريين القدرة على ربط شكل المبنى بشكل مباشر ببيئته. وهذا يمكّن المهندسين المعماريين من إعادة النظر في الطريقة التي يصممون بها وينشئون الفضاء بينما يسعون إلى تعزيز الانضباط بدلاً من تطبيق التصاميم المتطورة للتكنولوجيات الذكية على رؤية قائمة “للبناء”.

التاريخ
التعريف المشترك للهندسة التفاعلية ، كما هو موضح من قبل العديد من المؤلفين ، هو عبارة عن فئة من العمارة أو البناء توضح القدرة على تغيير شكلها ، بحيث تعكس باستمرار الظروف البيئية المحيطة بها.

قدم نيكولاس نيجروبونتي مصطلح “الهندسة المعمارية المتجاوبة” ، الذي ابتكرها لأول مرة في أواخر الستينيات من القرن الماضي عندما كان يتم استكشاف مشاكل التصميم المكاني من خلال تطبيق علم التحكم الآلي على الهندسة المعمارية. يقترح نيغروبونتي أن الهندسة المتجاوبة هي نتاج طبيعي لدمج طاقة الحوسبة في مساحات وهياكل مبنية ، وأن تلك المباني الأفضل أداء وأكثر عقلانية هي النتيجة. كما يمد نيغروبونتي هذا المزيج ليشمل مفاهيم الاعتراف والنية والتغير السياقي والمعنى في الحوسبة ونجاحه (في كل مكان) في الهندسة المعمارية. استمر هذا التلاقح للأفكار لمدة ثماني سنوات. نتجت العديد من النظريات الهامة عن هذه الجهود ، لكن مساهمات نيكولاس نيغروبونتي اليوم هي الأكثر وضوحا للعمارة. نقل عمله مجال الهندسة المعمارية في الاتجاه الفني والوظيفي ، ودفعها.

منذ مساهمة نيغروبونتي ، ظهرت أيضًا أعمال جديدة للهندسة الإستجيابية ، ولكن كإبداعات جمالية – بدلاً من الأعمال الفنية. إن أعمال Diller & Scofidio (Blur) و DECOi (Aegis Hypo-Surface) و NOX (The Freshwater Pavilion، NL) كلها يمكن تصنيفها كنوع من الهندسة المعمارية المتجاوبة. كل من هذه الأعمال يراقب التقلبات في البيئة ويغير شكلها استجابة لهذه التغييرات. يعتمد مشروع Blur من قِبل Diller & Scofidio على الخصائص المتجاوبة للسحابة لتغيير شكلها أثناء النفخ في الريح. في عمل dECOi ، يتم تمكين الاستجابة من خلال واجهة قابلة للبرمجة ، وأخيرًا في عمل أكسيد النيتروجين (NOX) ، وهي داخلية سمعية بصرية قابلة للبرمجة.

تعتمد كل هذه الأعمال على قدرات أجهزة الكمبيوتر على حساب النماذج الرقمية القابلة للبرمجة والانضمام إليها باستمرار ، إلى العالم الحقيقي والأحداث التي تشكله.

وأخيرًا ، يمكن العثور على سرد لتطور استخدام الأنظمة المتجاوبة وتاريخها فيما يتعلق بالنظرية المعمارية الحديثة في العنوان الرئيسي الافتتاحي الأخير لـ Tristan d’Estree Sterk (ACADIA 2009) بعنوان “أفكار Gen X – التكهنات حول صعود القياس المستمر في العمارة ”

العمل الحالي
في حين أن قدرا كبيرا من الوقت والجهد قد تم إنفاقه على المنازل الذكية في السنوات الأخيرة ، فإن التركيز هنا كان بشكل أساسي على تطوير الأنظمة الإلكترونية والإلكترونيات لتكييف المناطق الداخلية للمبنى أو غرفه لاحتياجات السكان. إن الأبحاث في مجال الهندسة الإستجابة لها علاقة أكبر ببنية البناء نفسها ، وقدرتها على التكيف مع الظروف المناخية المتغيرة ومراعاة الضوء والحرارة والبرودة. ويمكن تحقيق ذلك نظريًا من خلال تصميم هياكل تتكون من قضبان وسلاسل من شأنها أن تنحني استجابةً للرياح ، وتوزيع الحمل بنفس الطريقة تمامًا مثل الشجرة. وبالمثل ، فإن النوافذ تستجيب للضوء والفتح والإغلاق لتوفير أفضل ظروف الإضاءة والتدفئة داخل المبنى.

يعتمد هذا النوع من الأبحاث ، المعروف باسم الانشدارية المدفوعة ، على التغيرات في الهياكل التي يتحكم فيها المشغلون والتي بدورها مدفوعة من قبل مترجمين محوسبين لأوضاع العالم الواقعي.

يمكن تعريف قشرة المباني القابلة للتكيف (CABS) على أنها مجال فرعي للهندسة التفاعلية ، مع التركيز بشكل خاص على السمات الديناميكية في الواجهات والسقوف. يمكن لـ CABS بشكل متكرر وعكس تغيير بعض وظائفها أو ميزاتها أو سلوكها مع مرور الوقت استجابةً لمتطلبات الأداء المتغيرة وظروف الحدود المتغيرة ، وذلك بهدف تحسين الأداء الإجمالي للبناء.

بعض المساهمين الرئيسيين
يعمل Tristan d’Estree Sterk من مكتب الهندسة المعمارية المتجاوب ومعهد معهد شيكاغو للفنون وروبرت سكيلتون من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو معًا على الانشغالات المشحونة ، ويختبران القضبان والأسلاك التي يتم التحكم فيها بالهواء والتي تغير شكل المبنى في استجابة أجهزة الاستشعار خارج وداخل الهيكل. هدفهم هو الحد والحد من تأثير المباني على البيئات الطبيعية.

تعمل مجموعة Kinetic Design Group التابعة لـ MIT على تطوير مفهوم الأنظمة الحركية الذكية التي يتم تعريفها على أنها “فضاءات معمارية وأشياء يمكن إعادة تكوينها ذاتيًا لتلبية الاحتياجات المتغيرة”. وهي تعتمد على الهندسة الإنشائية والحوسبة المدمجة والهندسة القابلة للتكيف. الهدف هو إظهار أن استخدام الطاقة والجودة البيئية للمباني يمكن أن تصبح أكثر كفاءة وميسورة من خلال الاستفادة من مجموعة من هذه التقنيات.

يقوم دانيال غرونكرانز من جامعة الفنون التطبيقية في فيينا حاليا بأبحاث الدكتوراه في مجال علم الظواهر حيث ينطبق على الهندسة والتقنيات المتجاوبة.

يسار يسار: نموذج أصلي متكامل يشتعل من الألمنيوم المصبوب ، مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ والعضلات الهوائية (العضلات الهوائية المقدمة من Shadow Robotics UK) من Tristan d’Estree Sterk و Office for Robotic Architectural Media (2003). وتستخدم هذه الأنواع من الأنظمة الهيكلية صلابة متغيرة ويمكن التحكم فيها لتزويد المهندسين المعماريين والمهندسين بأنظمة ذات شكل يمكن التحكم فيه. وباعتبارها شكلاً من أشكال البنية فائقة الخفة ، توفر هذه الأنظمة طريقة أولية لتقليل الطاقة المتجسدة المستخدمة في عمليات البناء.

فهرس
Sterk، T .: ‘Thoughts for Gen X — Complect about the Rising of Continuous Measurement in Architecture’ in Sterk، Loveridge، Pancoast “Building A Better Tomorrow” Proceedings of the 29th conference by the Association of Computer Aided Design in Architecture، The معهد شيكاغو للفنون ، 2009. ردمك 978-0-9842705-0-7
بيسلي ، فيليب. هيروسيو ، ساشيكو ؛ روكستون ، جيم. ترانكلي ، ماريون Turner، Camille: Responsive Architectures: Subtle Technologies، Riverside Architectural Press، 2006، 239 p.، ISBN 0-9780978-0-7
Bullivant، Lucy، ‘Responsive Environments: architecture، art and design’، V & A Contemporary، 2006. London: Victoria and Albert Museum. تحليل مفصل لظهور بيئات مستجيبة كظاهرة متعددة التخصصات ، تغذت عليها المتاحف ، ووكالات الفنون ، وينتج عن الأنشطة الذاتية التي يقوم بها ممارسون يعملون في سياقات ثقافية مختلفة. ISBN 1-85177-481-5
Bullivant، Lucy، ‘Interactive Design Environments’. لندن: AD / John Wiley & Sons، 2007. إن متابعة ‘4dspace’ ، ‘4dsocial’ هي بالمثل مجموعة من المقالات لمؤلفين مختلفين. إنها تبرز الدور الإبداعي للمتاحف في احتضان الممارسات الجديدة ، والمصطلحات في هذا المجال ، وتأثير منشآت الوسائط التفاعلية في الأماكن العامة برسالة اجتماعية. ردمك 978-0-470-31911-6
Bullivant، Lucy، ‘4dspace: Interactive Design Environments’. لندن: م / جون وايلي وأولاده ، 2005. تحقيق معمق ومتعدد المؤلفين للعوامل المؤدية إلى تطور هذا الحقل المختلط وتشكيله ، ويضم ممارسين دوليين. ISBN 0-470-09092-8
Negroponte، N .: Soft Architecture Machines، Cambridge، MA: MIT Press، 1975. 239 p.، ISBN 0-262-14018-7