کاربرد هندسه‌ی نقوش اسلامی در ارتقای کارکرد نور در نماهای متحرک

امروزه ارتقای نماها به کمک ابزارهای فناورانه، سبب شده است تا آن‌‌ها نقش فعال‌تری را در ارتباط میان درون و برون بنا بر عهده بگیرند. از جمله‌ی این ابزار فناورانه، بهره‌گیری از نماهای متحرک الکترومکانیکی است. تجربیات و پژوهش‌های متعدد نشان داده است که سامانه‌های نمای متحرک (یا جنبشی)، می‌توانند تعامل بهتری میان درون و برون بنا برقرار سازند؛ و با تنظیم اثرات محیطی، نقش مضر آن‌ها را کاهش؛ و ارتباطات مفید درون و برون را افزایش دهد. یکی از مسائل مهم در طراحی نماهای متحرک، هندسه‌ی آن‌ها است. این هندسه از یک سو باید قابلیت باز و بسته شدن داشته؛ و از سوی دیگر، واجد ارزش‌های زیباشناختی باشد. به دلیل ماهیت نظام‌مند و مبتنی بر قواعد ریاضی در الگوهای هندسی اسلامی، امروزه می‌توان آن‌ها را به صورت پارامتریک و با نرم‌افزار‌ها و سخت‌افزارهای نوین تولید کرد. این موضوع مبین کاربرد احتمالی آن‌ها در نماهای متحرک است. تحرک در نما (یا مدول‌های آن) مستلزم قابلیت هندسی اجزای آن در حفظ ساختار و پیوستگی خود در تغییر شکل است. اوریگامی، ابزارهای مفیدی در این خصوص فراهم می‌آورد. بنابراین به نظر می‌رسد که ‌بتوان آرایه‌ای از مدول‌های مبتنی بر الگوهای هندسی اسلامی را به کمک دانش اوریگامی، به نمایی متحرک تبدیل کرد که تحت شرایط معین، تغییر شکل دهند؛ و از طریق تنظیم میزان ارتباط درون و برون، ابزاری برای بهینه‌سازی پارامترهای مرتبط با کارآمدی ساختمان فراهم آورند. نمای ساختمان با مجموعه عوامل زیادی در ارتباط است. در این خصوص، گفته می‌شود که تاثیر نور طبیعی در شکل‌گیری فرم ساختمان اهمیت زیادی دارد. بر این اساس، در پژوهش حاضر تلاش شد تا با ایجاد چند الگوی اوریگامی مبتنی بر الگوهای هندسی اسلامی و تطبیق آن‌ها با نور روز در ایام مختلف سال، الگوی هندسه‌ی بهینه و زاویه‌ی محرک مناسب اوریگامی استخراج شود. برای این منظور، ابتدا با استفاده از ابزارهای ریاضی مبتنی بر مقادیر کمی، الگوریتمی تولید شد که به‌وسیله‌ی آن بتوان طیف وسیعی از الگوهای هندسی اسلامی را ایجاد کرد. سپس در گام بعد، با بهره‌گیری از این هندسه‌ها به‌عنوان الگوهای مبنای تا، مدول‌های باز و بسته شونده‌ی اوریگامی تولید شد. در ادامه، سه مدول برای شبیه‌سازی عملکرد نور روز انتخاب شده و در نمای جنوبی یک اتاق با سه حالت بسته، میانی و باز در زمان انقلاب زمستانی، تابستانی و اعتدالین مورد مقایسه قرار گرفتند. مقایسه‌ی‌ این الگوها، با شبیه‌سازی میزان دریافت نور آن‌ها، در محیط نرم‌افزار انجام شد. یافته‌های این پژوهش چند محور اصلی را شامل می‌شود. نخست آن‌که هندسه‌ی نقوش اسلامی، قابلیت بازتولید توسط الگوهای پارامتریک را دارا هستند. دیگر آن‌که این نقوش می‌توانند به ساختارهای سه‌بعدی تاشونده تبدیل شوند. همچنین مدل هندسی مبتنی بر زاویه‌ی مولد 72 درجه، بهترین عملکرد را در خصوص دریافت نور روز داراست.

Application of Islamic Geometric Patterns in Improving the Performance of Daylighting in Kinetic Façades

Today, the improvement of facades by means of technological tools has caused them to play a more active role in the relationship between inside and outside the building. One of these technological tools is the kinetic electromechanical device. numerous experimental efforts and researches have shown that moving (or kinetic) facade systems can establish a better interaction between inside and outside the building and by adjusting the environmental conditions, reduce their harmful role and increase the useful connection between inside and outside. one of the important issues in designing kinetic facades is their mechanism rsquo;s geometric shapes. This geometry, on the one hand, must be able to open and close, and on the other hand, must have aesthetic values. due to the systematic and mathematical nature in Islamic geometric patterns, they can be produced parametrically with new software and hardware. This indicates their possible use in kinetic facades. mobility in the facade (or its modules) requires the geometrical ability of its components to maintain its structure and continuity during transformation. The art of Origami is a useful tool to achieve this feature. Therefore, it seems that it is possible to turn an array of modules based on Islamic geometric patterns into a kinetic facade with the help of origami knowledge, which is transformed under certain conditions and a tool to optimize parameters related to the building performance by adjusting the internal and external connection. The facade of a building is associated with a set of factors. in this regard, it is said that the effect of natural light in shaping the shape of the building is very important. Accordingly, in this research, an attempt was made to extract the optimal geometry pattern and the appropriate origami stimulus angle by creating several origami patterns based on Islamic geometric patterns and adapting them to daylight at different times of the year. For this purpose, first, using quantitative mathematical tools, an algorithm was developed that could be used to create a wide range of Islamic geometric patterns. Then, in the next step, origami opening and closing modules were generated using these geometries as basic crease patterns. Next, three modules were selected to simulate daylight performance according to install them to the south fa ccedil;ade of a room, and compared with three closed, medium and open modes, during the winter, summer and equinox. The comparison of these patterns was done by simulating the amount of light received in the software. The findings of this study include several main axes. First, the geometry of Islamic motifs can be reproduced by parametric patterns. second, these patterns can be transformed into threedimensional folding structures. Also, the geometric model based on the 72degree generating angle allows to receive the optimal amount of daylight.