پایان نامه رایگان درمورد فرم و عملکرد، عملکرد فن

دانلود پایان نامه ارشد

بالا به پايين در طراحي بيوميمتيک ميتواند باعث ايجاد تغييرات درستي در طراحي براي انسانها شود اما از زيانهاي بهرهگيري از اين رويکرد آن است که بايد ابتدا تحقيقات بيولوژيکي صورت گيرد و نتيجه اين تحقيقات در صورت مرتبط بودن با مفهوم طراحي شناسايي و بکار گرفته شود و ديگر آنکه زيستشناسان بايد قادر به تشخيص سودمنديهاي تحقيقاتشان براي کاربردهاي جديد باشند. (M. P. Zari, 2007)

3-2-3-2- رويکرد پائين به بالا/ اهداف طراحي بدنبال انطباق با بيولوژي

اين مفهوم مستلزم اين ميباشد که طراحان، اهداف اوليه خود و پارامترها در طراحي را شناسايي نمايند، و زيستشناسان اينها را با ارگانيسمهايي که مسائل مشابهي را حل و فصل نمودهاند، هماهنگ گردانند. نمونه مثال معروف از چنين رويکردي، نمونه اوليه از ماشين بيونيکي با الگوگيري از نوعي ماهي به نام ديملر کريسلر113ميباشد. (شکل 30)

شکل 30- ماشين بيونيکي الگوگيري شده از ماهي ديملر کريسلر
با توجه به اهداف ايجاد حجم بزرگ و چرخهاي کوچک براي طراحي ماشين، الگويي برمبناي ماهي آيروديناميک ارائه شد.سازه اين ماشين نيز بيوميمتيک است و برمبناي مدلسازي درختان در نظر گرفته شده است که قادر است تا تمرکز تنشها را کاهش دهد.
ميبريت پدرسن زاري114خاطر نشان ميسازد:
“… پيامدهاي احتمالي طراحي و معماري که در آن نمونههاي بيولوژيکي جهت هماهنگي با اهداف طراحي شناسايي شدند، رويکرد بنيادي براي حل مسئله موردنظر ميباشد، اما موضوع اينکه چگونه ساختمانها با يکديگر و اکوسيستمهايي که بخشي از آنها هستند بايد هماهنگ شوند،در اين رويکرد مورد توجه واقع نشده است.”
در مورد ماشين بيونيک متعلق به ديملر کريسلر، بايد اذعان داشت که خود ماشين يک رويکرد جديد براي حمل و نقل ارائه نميدهد که اين هدف نسبت به مصرف کمتر سوخت به واسطه بدنه آيروديناميکياش همچنين استفاده از حداقل مقدار ماده براي سازه ماشين به واسطه تقليد از الگوهاي رشد درخت، مهمتر ميباشند. در نتيجه، ميتوان گفت که در اين مورد، پيشرفتهاي کوچکي در تکنولوژي ماشين، بدون توجه به ايده اصلي ماشين در جهت ايجاد يک رويکرد جديد در حمل و نقل شخصي صورت گرفته است. (M. P. Zari, 2007)

3-2-3-3- رويکرد اتفاقي

رويکردي است که در آن يک سري اطلاعات با استفاده از پايگاههاي اطلاعاتي بزرگ براساس پديدههاي متفاوت موجود در طبيعت براي دستيابي به اطلاعات مطلوب و موردنظر، جمعآوري ميشوند. آژانس فضايي اروپا115 براي مثال از پايگاههاي اطلاعاتي بيوميمتيک، براي جستجوي مدلهاي مناسب خود از طبيعت استفاده ميکند. (M. Ayre, p. 7, 2003)
در مورد کاربرد بيوميمتيک در معماري، زماني که ميخواهيم ايدههاي طبيعي را به کاربردهاي تکنيکي تبديل کنيم، ممکن استاين تبديل همراه با تغيير مقياس،تغيير يک واسطه يا تغيير در زمانباشد. (شکل 31) (P. Gruber, 2009) جذابيت اصلي رويکرد بيوميمتيک براي معماران اين است که يکپارچگي بيشتري را بين فرم و عملکرد ايجاد ميکند (N. Panchuk, 2006) و در سطح عميقتر، بنا به گفته جورج جرونيميديس116از دانشگاه ريدينگ117، معماران به اين زمينه کشيده ميشوند.
“… چون همه ما بخشي از بيولوژي هستيم. در نتيجه ايجاد همدلي بيشتر با طبيعت، صرفاً نياز مبرم عاطفي نيست بلکه يک خصوصيت بيولوژيکي است”.
(H. Aldersey-Williams, p. 169, 2003)
کاربرد تکنيکي انتقال از طبيعت يا دانش طبيعي

شکل 31- تبديل ايدههاي طبيعت به کاربرد تکنيکي
3-2-4- اصول طراحي بيونيک

استفاده از شباهت و همانندي يک قاعدهي اصلي در بيونيک است، متخصصان بيونيک کار را با يک عملکرد فني که ميبايست فهميده شود شروع ميکنند و براي يافتن سيستمهايي با عملکرد مشابه به طبيعت مينگرند. در صورتي که جستجوي آنهاموفق باشد، ويژگيهاي ساختاري سيستم بيولوژيکي را به سيستم فنياي که ميبايست گسترش يابد، انتقال ميدهند.اين کار را ميتوان در يک روند سيستماتيک انجام داد (Hill. B, p. 283-287,1993):
1- ويژگيهاي کارکردي سيستم فني که براي ما هدف محسوب ميشود تحليل وتجزيه شوند.
2- انتقال اين ويژگيها به دنياي بيولوژيکي (در اينجا ميتوان از يک پايگاه داده استفاده کرد).
3- مقايسهي ويژگيهاي کارکردي سيستم فني با همانند بيولوژيکي آن نتايج مقايسه انجام شده.
4- انتخاب و ساختارهاي برجسته مشخص شوند.
5- انتقال خلاق و اتخاذ ساختارهاي اصلي سيستمي که ميبايست گسترش يابد.
اين درحالي است که براي انتقال ويژگيهايي که هدف محسوب ميشود به دنياي بيولوژيکي بايد مراحلي را در روند طراحي بيونيکي طي کرد که عبارتند از:
– تعيين: خلاصه طرح مورد نياز را ايجاد و چالش حقيقي راتشخيص دهيد.
– ترجمه: سؤال را بيولوژيکي کرده و خلاصهي طرح را به اصطلاحات بيولوژيکي تبديل کنيد.
– مشاهده (کشف): بهترين مدلهاي طبيعي را بيابيد.
– چکيده: استراتژيهاي زندگي را طبقهبندي کرده و بهترين را تعيين کنيد.
– کاربرد: موقعيتها را براساس مدلهاي بيولوژيکي توسعه دهيد.
– ارزيابي: راهحلهاي موجود در برابر قوانين زندگي را بررسي کرده، در مورد راهحل خود تحقيق کرده بدنبال راههايي براي بهبود طرح خود بوده و سؤالات بيشتري را براي کاوش مطرح کنيد. (شکل 32)

شکل 32- روند طراحي بيونيک
همچنين به منظور بکارگيري قواعد بيونيک براي ساختمانهاي آتي اين شيوهي جديد و ابداعي ميبايست سه فرايند پياپي را کامل کند:
– برنامهريزي: تعيين اهداف با بکارگيري اصول بيونيک، که در طول مراحل ساخت، بهرهبرداري و شايد بازگرداني تحقق خواهند يافت. پيشبيني عملکردهاي چندگانه يا جايگزين براي کاربرد.
– ساخت: تحقق اهداف با بکارگيري قواعد بيونيک يا بهينهسازي ساختارهاي موجود بوسيلهي قواعد بيونيک.
– بهرهبرداري: با تغيير اهداف و خواستهها، راهحلها نيز ميبايست انطباقپذير باشند.(, 2004S. HafnerS. Giesecke,)

3-3- تأثير و بکارگيري بيونيک در ايجاد طرحهاي پايدار

در زمينهي معماري پايدار، محققان و متخصصان اشکال مختلف طراحي بيونيکي را مورد بحث قرار دادهاند. (B. Reed, 2006) بيونيک اغلب به عنوان ابزاري براي افزايش پايداري محصولات طراحي شده توسط انسان، مواد و محيط ساخته شده، توصيف ميشود. (B. Berkebile, 2004) بيشتر مثالهاي بيونيک در بخش ارگانيسم بوده و ممکن است اين بخش در ايجاد طرحهاي معماري جديد الهامبخش و گزينه مناسبي باشد، در اين صورت اين ساختمانها همچون يک اکوسيستم عمل کرده و از اين رو قادر به دست يافتن به پايداري با استفاده از اين سيستمهاي احيا کننده ميباشند.(B.Reed, 2006) بنابراين، گفتهشده، که اگر قرار است که بيونيک به عنوان شيوهاي براي افزايش پايداري يک طرح معماري مورد استفاده قرار گيرد تقليد از قواعد کلي اکوسيستم ميبايست در اولين مرحله وارد طرح شده و در سراسر فرايند طراحي به عنوان يک ابزار ارزيابي بکار رود. (Biomimicry Guild, 2007)
سطوح مختلف، شيوهها و فناوريهاي بيونيکي توانايي خود را براي کاربرد در ساختمانها يا بطور ويژه در معماري پايدار گسترش ميدهند. در نتيجه، براي محاسبهي دقيق توانايي تداوم پايداري يک شيوهي بيونيک در معماري ميبايست از يک طرف تعريف کرد که چه چيز به عنوان يک ساختمان پايدار يا به عبارت ديگر جنبهي خاص معماري پايدار ارزيابي شده و از طرفي ديگر چه چيز به عنوان يک شيوهي بيونيکي با ارزش در يک ساختمان با يک جنبهي معماري محسوب ميشود.

3-3-1- انديشهها و مفاهيم (سطوح بيونيک)

سه سطح مختلف بيونيک که نوعاً عبارتند از “شکل”، “فرآيند” و “اکوسيستم” ممکن است در يک مسئله طراحي بکار روند.(Biomimicry Guild, 2007) شکل و فرآيند جنبههايي از يک موجود زنده يا يک اکوسيستم بوده که ميتوان از آن تقليد کرد، در حالي که اکوسيستم را ميتوان در مشاهدهي جنبههاي مختلف و خاص آن براي تقليد مورد بررسي قرار داد.
مليبريت پدرسن زاري118 ميکوشد تا با تعريف اين سطوح متفاوت، چهارچوبي را براي فهم کاربرد بيونيک ارائه دهد. وي همچنين در تلاش است تا توانايي بونيک را به عنوان ابزاري براي افزايش ظرفيت زندهسازي محيط ساخته شده روشن ساخته و سه سطح بيونيک را که با جنبهي “زيستي” مورد تقليد قرار گرفتهي خود دستهبندي ميشوند، تعريف کند: ارگانيسم، رفتار و اکوسيستم. (M. P. Zari, 2007)
– سطح ارگانيسم در رابطه با يک ارگانيسم خاص همچون گياه يا حيوان بوده و ممکن است شامل تقليد از کل و يا بخشي از آن ارگانيسم باشد.
– سطح رفتار شامل تفسير جنبهاي از چگونگي رفتار يک ارگانيسم يا ارتباط آن ارگانيسم با يک بخش بزرگتر ميباشد.
– سطح اکوسيستم راجع به تقليد از کل اکوسيستمها و قوانين مشترکي که به آنها اجازهي عملکرد موفقيتآميز ميدهد، ميباشد.
در ميان هر يک از اين سطوح پنج بعد در بيونيک وجود دارد. که ميتواند مورد تقليد قرار گيرد:
– شکل (شبيه به چه چيز است)
– مواد (از چه چيز ساخته شده است)
– ساخت (چگونه ساخته شده است)
– فرآيند (چگونه کار ميکند)
– عملکرد (قادر به انجام چه کاري است)
تفاوتهاي ميان هر يک از انواع بيونيک در جدول 4-1 توضيح داده شده و با مشاهدهي اينکه چگونه ميتوان از جنبههاي مختلف يک موريانه يا اکوسيستمي که موريانه بخشي از آن است تقليد کرد، مثالزده شده است.(M. P. Zari, 2007) ميبايست يادآور شد که هر يک از انواع بيونيک متقابلاً انحصاري نبوده و ممکن است بين انواع مختلف آن همپوشاني وجود داشته باشد.
گونههاي موجودات زنده نوعاً براي ميليونها سال رشد يافتهاند. اين موجودات در طول زمان با تغييرات دائم انطباق يافته و در نتيجه آنها کارايي انرژي و يا مواد را افزايش دادهاند. نمونهاي از آن، سوسک صحرايي ناميبيا (استنوکارا) است. اين سوسک با متمايل کردن جسم خود در باد، رطوبت را از مه متحرک درون بيابان کسب ميکند. قطرات بر روي سطوح ناهموار آب دوست- آبگريز پشت وبالهاي سوسک شکل گرفته و به طرف دهان آن غلت ميخورند.
متيوپارکز119 از معماران کي، اس، اس120، با تقليد فرآيند در سطح ارگانيزم الهام شده از سوسک، طرح پيشنهادي خود را به نام گيرنده مه براي مرکز هيدرولوژيکي دانشگاه ناميبيا، ارائه ميدهد. (M. Killeen, 2002)

3-3-1-1- سطح ارگانيسم

تقليد محض از يک ارگانيسم بدون تقليد از اينکه چگونه ميتواند در اکوسيستم شرکت و همکاري کند ممکن است طرحهايي را بوجود آورد که همچنان سنتي بوده و در خصوص تأثير محيطي پائينتر از حد متوسط باشند در حالي که ممکن است اين تقليد محض منجر به ايجاد مواد يا فناوريهاي ساخت جديد و ابتکاري شود، اما شيوههاي افزايش پايداري لزوماً در آن جستجو نشدهاند.(M. P. Zari, 2007)

3-3-1-2- سطح رفتار

در سطح رفتار بيونيک، خود ارگانيسم نيست که مورد تقليد قرار ميگيرد بلکه رفتار آن است. اين درحاليست که ميتوان رابطهي ميان ارگانيسمها يا گونهها را به طريقي مشابه تقليد کرد.(M. P. Zari, 2007) تعداد زيادي از ارگانيسمها تمايل به عملکرد در ظرفيت بومشناختي يکموقعيت خاص دارند. محدوديتها و فشارهاي موجود در يک منطقه، موقعيتهاي مناسب بومشناختي را ايجاد کرده و منجر به الگوهاي رابطهاي و رفتارهاي ارگانيسمي خوب ميان ارگانيسمها و گونهها ميشوند.
J.Reap, D. Baumeister, & B. Bras, 2005))
انسانها بدون شک مهندسان اکوسيستم مفيدي هستند که ميتوانند با مشاهدهي اينکه چگونه گونههاي ديگر قادر به تغيير محيط خود و ايجاد ظرفيت بيشتر براي زندگي هستند، ديدگاههاي با ارزشي را کسب کنند.
مثالهاي معماري از بيونيک عملکردي و فرآيندي در سطح رفتار، توسط ساختمان ايست گيت در هاراري در زميباوه و ساختمان CH2 در ملبورن استراليا نشان داده ميشوند. (شکل 33 و 34). هر دو ساختمان تا حدودي مبتني بر شيوههاي تهويه غيرفعال و تنظيم دماي مبتني بر خاکريز موريانهها ميباشند.

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه درمورد رئالیسم تدافعی، رئالیسم تهاجمی، ساختار آنارشیک Next Entries پایان نامه درمورد دریای خزر، ساختار اقتصادی، تولید ملی