تعریف معماری فراکتال و تکامل آن

بهمن ۴, ۱۴۰۰معماری فراکتالمعماری فراکتالدلایل مختلفی برای شکل‎ گیری معماری فراکتال بیان شده است. برخی از محققان هندسه فراکتال را به عنوان یک ابزار خلاقانه ترویج کرده‌اند. به عنوان مثال، کارل بوویل از ریتم‎‌های فراکتال که توسط جابجایی نقطه میانی ایجاد می‌‎شود برای ایجاد طیف گسترده‌ای از سازمان‏های معماری، مانند شبکه‌های برنامه‌ریزی، پنجره‌های نواری، کاهش نویز و غیره استفاده می‌کند.فراکتال‎های متوالی، طراحی ژنتیکنیکوس سالینگاروس بر کاربردهای سه‌بعدی فراکتال‌ها در معماری تاکید کرده است و به شدت برای تکرار عناصر معماری «خود‎مشابه» در مقیاس‌های مختلف فرم ساخته شده استدلال می‌کند. او از مطالعه موجودات طبیعی، نتیجه می‌گیرد که رابطه مقیاس بین این عناصر باید از نسبت ۲ به ۷ تبعیت کند تا از نظر زیبایی‌شناختی دلپذیر باشد.درک شهودی از ارزش خلاقانه هندسه فراکتال قبلاً در ترکیب معماری کلاسیک وجود داشت که منجر به شباهت‌های قابل توجهی با فراکتال‌های معروف شده است. اندرو کرامپتون در بیان دلیل آن استدلال کرده است که برخی از قوانین ترکیب کلاسیک به نفع اشکال فراکتال هستند.گاهی اوقات، فرم فراکتال بیانگر یک جهان‌بینی یا یک ایده اجتماعی است، در حالی که در موارد دیگر معمار فقط آن را شکلی جذاب یافته است. با این وجود، شاید دلیل عمیق‌تری وجود داشته باشد که چرا چنین الگوهایی در معماری، در تمام اعصار و فرهنگ‌ها ادغام می‌شوند.در معماری اروپایی ساختار برج ایفل وجود فراکتال‌‎ها را در مصالح ساختمانی نشان می‎دهد. در معماری گوتیک وجود فراکتال‌ها در کلیساها در تزئینات دیده می‌شود.تعریف فراکتالبهترین راه برای تعریف یک فراکتال از طریق ویژگی‌های آن است: فراکتال “ناهموار” است، به این معنی که هیچ جا صاف نیست، “خودشبیه” است، به این معنی که اجزاء شبیه به کل هستند، از طریق تکرارها توسعه یافته است، به این معنی که یک تبدیل به طور مکرر اعمال می‌شود و “به شرایط شروع بستگی دارد”. ویژگی دیگر اینکه «پیچیده» است، اما با این وجود می‌توان آن را با الگوریتم‌های ساده توصیف کرد. این بدان معناست که در زیر اکثر اجسام ناهموار طبیعی، نظمی وجود دارد.ساختار مثلثی معماری فراکتال در برج ایفلتکامل معماری فراکتالدر معماری بومی، فرآیند ظهور فراکتال، شهودی و غیر ارادی است. در معماری فراکتال، انسان با الهام از تناسبات و روابط هماهنگ طبیعت، به سادگی از آنچه فراکتال‌های طبیعی نامیده می‌شود کپی می‌کند.از نظر ویتروویوس در درک ساختمان‌‎ها، معماری باید کالا، استحکام و لذت را فراهم کند. فرم‌های سنتی از کلاسیک‌گرایی رومی پیروی کردند. به دنبال آن، جنبش‌‎هایی مانند باهاوس، آثار فرانک لوید رایت، لوکوربوزیه و میس ون در روهه دنبال شدند. سپس زبان بومی، روش‎های جدید ساخت‎ و ‎ساز یا طرح ‎های انتزاعی، با اشکال و معانی جدید آمد.در قرن بیستم ساختمان‌‌های بلند که بیانگر قدرت بودند، پیچیدگی‌‌های نظم و هندسه در طبیعت از دهه ۱۹۶۰ قرن گذشته اهمیت پیدا کردند. از زمانی که ونتوری بیان کرد عناصری را دوست دارد که ترکیبی، سازش‌ کننده، مبهم، زائد، باقی‌ مانده، نوآور، سازگار و همچنین نامشخص هستند. آیزنمن (۱۹۸۵) از “پیکان‌های متحرک” صحبت کرد که با سه مفهوم او مطابقت دارد: ناپیوستگی، بازگشتی و خودشباهت.انواع معماری فراکتالفراکتال‌ها به طور منظم در طول تاریخ هنر ظاهر شده‌اند و قدمت آنها به الگوهای اسلامی و سلتی باز می‌گردد. نمونه‌های جدیدتر عبارتند از طرح سیل لئوناردو داوینچی (۱۵۰۰)، چاپ چوبی کاتسوشیکا هوکوسایی، موج بزرگ (۱۸۴۶)، نقاشی‌های ریخته‌ شده جکسون پولاک.نمونه‎‌های معماری فراکتال در فرهنگ‎‌های مختلف بسیار گسترده است. در قلعه دل مونته که توسط امپراتور روم مقدس فردریک دوم (۱۲۵۰-۱۱۹۴) طراحی و ساخته شده است، شکل اصلی یک هشت ضلعی منتظم دارد که توسط هشت برج هشت ضلعی کوچکتر در هر گوشه مستحکم شده است. نمونه جدیدتر برج گوستاو ایفل در پاریس است، جایی که تکرار یک مثلث شکلی را ایجاد می‌کند که در بین هندسه‌شناسان فراکتال به عنوان واشر شرپینسکی (Sierpinski) شناخته می‌شود.برج ایفل (۱۸۸۹) به عنوان نمایشی از مفاهیم کاربردی معماری فراکتال عمل می‌کند. اگر به جای ساخت عنکبوتی آن، برج به صورت یک هرم صلب طراحی می‌شد، بدون استحکام زیاد، مقدار زیادی آهن مصرف می‌کرد. در عوض، ایفل از استحکام ساختاری یک مثلث در مقیاس‌ اندازه‌های مختلف استفاده کرد. نتیجه، یک طراحی محکم و مقرون به صرفه است.کلیساهای عهد گوتیک نیز نمونه از معماری فراکتال برای ارائه حداکثر قدرت با حداقل جرم استفاده کرده‌اند. شخصیت فراکتال نیز بر زیبایی شناسی بصری ساختمان غالب است. تکرار یک کلیسای جامع گوتیک از اشکال مختلف (طاق‌‌ها، پنجره‌‌ها و گلدسته‌‌ها) در مقیاس‌‌های مختلف، ترکیبی جذاب از پیچیدگی و نظم را به همراه دارد.برخلاف ظاهر پرشده سازه‌های رومی که مربوط به دوران گوتیک است، ویژگی‌های کنده‌ کاری ‌شده ساختمان‌های گوتیک، ظاهر اسکلتی متمایزی را ارائه می‌دهد که منجر به درخشندگی قابل‌توجه آنها می‌شود.اخیراً، معماری ارگانیک فرانک گری از نظر فراکتال‌ها مورد بحث قرار گرفته است. علاوه بر این، عرصه استخر مکعب آب در بازی‌های المپیک پکن (۲۰۰۸) طراحی حباب فراکتالی را در چارچوب فلزی خود به نمایش گذاشت!معماری فراکتال در ایران، کاشانانگیزه‌های ترویج معماری فراکتالانگیزه‌های زیادی برای بهره‌گیری از معماری فراکتال وجود دارد. یکی از دلایل آن مقاومت سازه‌ای است که در بالا ذکر شد. فراکتال‌ها همچنین انرژی امواج را بسیار کارآمد پراکنده می‌کنند – چه امواج صوتی ناشی از نویز، چه امواج ارتعاشی ناشی از ترافیک عبوری یا لرزش ناشی از زلزله. بنابراین، ساختمان‌های فراکتال اساساً ساکت و ایمن هستند. اشکال فراکتال نیز از لحاظ سطح، حجم زیادی دارند. به عنوان مثال، درختان از فراکتال‌ها ساخته می‌شوند تا حداکثر میزان قرار گرفتن در معرض نور خورشید را داشته باشند. از مزایای احتمالی این سطح بزرگ برای ساختمان‌ها می‌توان به سلول‌های خورشیدی روی پشت بام‌ها و پنجره‌ها اشاره کرد که مقدار زیادی نور را به فضای داخلی ساختمان می‌رسانند.با این حال، دلیل اصلی ساخت معماری فراکتال بر زیبایی‎ شناسی مرتبط و امید به تقلید از شکل طبیعی “ارگانیک” متمرکز است. مطالعه و قضاوت زیبایی‌شناختی الگوهای فراکتال یک زمینه تحقیقاتی نسبتاً جدید را تشکیل می‌دهد. با این وجود، مطالعات اخیر نشان داده است که افراد فراکتال‌ها را از نظر زیبایی‌شناختی دلپذیر می‌دانند و می‌توانند سطح استرس ناظر را کاهش دهند.اگرچه ما معماری فراکتال را مفهومی برای شهرهای آینده می‌دانیم، نمونه‌‌هایی مانند معبد غرق‌ شده نشان می‌دهد که اجداد ما برای قرن‌ها از بسیاری از ویژگی‌های مثبت فراکتال‌ها استفاده می‌کنند.