مقدمه

به عنوان یک رویکرد نوآورانه در معماری، با بهره‌گیری از فناوری‌های دیجیتال و Generative Design الگوریتم‌های پیشرفته، تحول عظیمی در فرآیند طراحی ایجاد کرده است. این روش به معماران و مهندسان کمک می‌کند تا به جای صرف زمان طولانی برای طراحی دستی، از ابزارهای هوشمند برای تولید سریع ،گزینه‌های متنوع و بهینه استفاده کنند

 

 

تعریف Generative Design

فرآیندی محاسباتی است که از طریق تعامل میان اهداف، محدودیت‌ها Generative Design و داده‌های ورودی، گزینه‌های طراحی مختلفی را به صورت خودکار تولید می‌کند. این روش شبیه به همکاری با یک هوش مصنوعی است که با تحلیل داده‌ها و ترکیب آن‌ها، بهترین گزینه‌ها را ارائه می‌دهد. به عنوان مثال، اگر هدف طراحی ساختمانی با نور طبیعی بیشتر باشد، Generative Design طرح‌هایی را تولید می‌کند که بیشترین میزان نور را تأمین کنند.

 

مراحل Generative Design

✔ تعریف ورودی‌ها: مشخص کردن اهداف (مانند صرفه‌جویی در انرژی یا استفاده بهینه از فضا) و محدودیت‌ها (مانند بودجه، مصالح یا مساحت زمین)

✔ تولید گزینه‌های طراحی: الگوریتم‌های هوشمند بر اساس ورودی‌ها، تعداد زیادی گزینه طراحی تولید می‌کنند

✔ تحلیل و ارزیابی: گزینه‌ها از نظر عملکرد، زیبایی‌شناسی و هزینه بررسی می‌شوند

✔ انتخاب بهترین گزینه: گزینه‌ای که بیشترین تطابق را با اهداف دارد، انتخاب می‌شود الگوریتم‌های مورد استفاده در Generative Design

 

 

1- الگوریتم‌های ژنتیک

این الگوریتم‌ها با شبیه‌سازی فرآیند تکامل طبیعی، گزینه‌هایی تولید می‌کنند که به مرور زمان بهینه‌تر می‌شوند.

 

2- الگوریتم‌های شبیه‌سازی حرارتی

این الگوریتم‌ها برای بهینه‌سازی عملکردهای مختلف مانند تهویه طبیعی یا انتقال حرارت در ساختمان استفاده می‌شوند.

 

3- شبکه‌های عصبی مصنوعی

این شبکه‌ها با یادگیری از داده‌های گذشته، طرح‌هایی نوآورانه و بهینه تولید می‌کنند.

 

4- الگوریتم‌های بهینه‌سازی چند هدفه

این روش برای بهینه‌سازی چندین هدف (مانند کاهش هزینه و افزایش بهره‌وری) به طور همزمان کاربرد دارد.

 

 

 ابزارهای برتر Generative Design :

 

Autodesk Revit + Dynamo

✔ کاربرد: طراحی معماری BIM و بهینه‌سازی طرح‌ها

✔ ویژگی: امکان تعریف الگوریتم‌های سفارشی برای تولید طرح‌های متنوع

✔ قابلیت استفاده در ایران : در ایران به راحتی در دسترس هستند.

 

Rhino + Grasshopper

✔ کاربرد: طراحی فرم‌های پیچیده و تحلیل داده‌های معماری

✔ ویژگی: یکی از پرکاربردترین ابزارها برای طراحی مولد

✔ قابلیت استفاده در ایران:  بسیار محبوب در ایران

 

Fusion 360 (Autodesk)

✔ کاربرد: طراحی صنعتی و معماری با تمرکز بر شبیه‌سازی و بهینه‌سازی

✔ ویژگی: مناسب برای تولید قطعات و طراحی‌های پیچیده

✔ قابلیت استفاده در ایران: با محدودیت‌هایی در دسترسی به نسخه‌های به‌روز وجود دارد.

 

Blender + Sverchok

✔ کاربرد: تولید فرم‌های خلاقانه و نوآورانه در معماری

✔ ویژگی: متن‌باز و رایگان، مناسب برای فرم‌های پیچیده

✔ قابلیت استفاده در ایران: به دلیل متن‌باز بودن قابلیت استفاده در ایران را دارند.

 

SketchUp + Sefaira

✔ کاربرد: بهینه‌سازی انرژی و نورپردازی در ساختمان‌ها.

✔ ویژگی: رابط کاربری ساده و مناسب برای طراحی پایدار.

✔ قابلیت استفاده در ایران:  در ایران بسیار رایج است.

 

 

کاربردهای Generative Design در معماری

1- بهینه‌سازی فرم ساختمان

Generative Design به معماران کمک می‌کند تا اشکال هندسی پیچیده‌ای تولید کنند که هم از نظر زیبایی‌شناسی جذاب و هم از نظر عملکردی بهینه باشند.

 

2- طراحی  پایدار

این روش به طراحان اجازه می‌دهد ساختمان‌هایی طراحی کنند که مصرف انرژی و تأثیر محیطی کمتری داشته باشند.

 

3- بهینه‌سازی پلان داخلی

از Generative Design می‌توان برای طراحی پلان‌های داخلی با حداکثر بهره‌وری از فضا استفاده کرد.

 

4- طراحی نما

امکان تولید نماهایی که عملکردهای مختلف (مانند تهویه یا کنترل نور) را با زیبایی‌شناسی ترکیب می‌کنند.

 

5- شبیه‌سازی عملکردی

امکان تحلیل و پیش‌بینی عملکرد ساختمان قبل از اجرا، مانند شبیه‌سازی نور یا جریان هوا

 

 

مزایا و چالش‌های Generative Design

مزایا:

✔ سرعت بالا در طراحی: تولید صدها گزینه طراحی در زمان کوتاه.

✔ دقت و کارایی: کاهش خطاهای انسانی و افزایش دقت در طراحی.

✔ نوآوری در طراحی: تولید فرم‌ها و طرح‌هایی که به روش‌های سنتی قابل تصور نبودند.

 

چالش‌ها :

✔ نیاز به دانش فنی: استفاده مؤثر از این روش نیازمند تسلط بر نرم‌افزارها و الگوریتم‌ها است..1

✔ هزینه بالا: برخی ابزارهای پیشرفته Generative Design گران هستند.

✔ تحریم‌ها: در ایران دسترسی به برخی نرم‌افزارها دشوار است.

 

نتیجه‌گیری

Generative Design به عنوان یک فناوری پیشرفته، پتانسیل بالایی برای تغییر شیوه طراحی در معماری دارد. این روش با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند، طرح‌هایی نوآورانه، بهینه و سازگار با محیط زیست ارائه می‌دهد. در ایران نیز ابزارهایی مانند Revit، Rhino و Blender قابل استفاده هستند و می‌توانند به معماران کمک کنند تا طراحی‌های کارآمدتر و خلاقانه‌تری داشته باشند. با وجود چالش‌ها، این فناوری آینده  معماری را رقم خواهد زد.

 گروه معتبران، دوره های اختصاصی در حوزه ساختمان سازی و آموزش املاک را دانشگاه تهران، دانشکده کارآفرینی برگزار می کند، شما میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید یا درخواست مشاوره رایگان ثبت نموده تا در اسرع وقت کارشناسان ما با شما تماس گرفته و اطلاعات کامل را در اختیار شما قرار دهند.

 

منابع

1. Autodesk Official Website: www.autodesk.com

2. Rhino + Grasshopper Documentation: www.rhino3d.com

3. Fusion 360 Overview: www.autodesk.com/fusion360

4. Sverchok for Blender: sverchok.readthedocs.io

5. SketchUp + Sefaira: www.sketchup.com

 

نویسنده:
ساناز کلینی