Parametric Design งานสถาปัตยกรรมจากหนัง Sci-fi ที่สร้างได้จริง และไอเดียการออกแบบที่ไม่จำกัดแค่คอนกรีต

Photo: Disney’s Tomorrowland (2015)

ลองจินตนาการถึงภาพยนต์ Sci-fi ที่มีฉากหลังเป็นอาคารสุดล้ำรูปทรงแปลกตา บ้างโค้งมน บ้างบิดเบี้ยว บ้างไร้ทิศทาง สิ่งนั้นคือ Parametric Design หรือ Parametric Architecture ที่ครั้งหนึ่งเคยปรากฎแค่บนแผ่นฟิลม์ แต่ด้วยเทคโนโลยีการก่อสร้างที่ก้าวหน้ามากขึ้น ทำให้วันนี้สามารถสร้างงานสถาปัตยกรรมแห่งอนาคตเช่นนี้ได้จริงแล้ว ดังเช่นอาคารฝีมือการออกแบบของสถาปนิกชื่อก้องโลกอย่าง ซาฮา ฮาดิด

Parametric Design มองผิวเผินอาจดูเหมือนงานออกแบบรูปทรงอิสระ แต่หารู้ไม่ว่าเส้นสายลายโค้งทั้งหมดบนอาคารนั้นถูกควบคุมด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ มีอัลกอริทึมมารองรับ  หากปรับค่าใดค่าหนึ่งก็จะทำให้เกิดรูปทรงที่ต่างออกไป เพราะผลลัพธ์ที่มาจากการคำนวณนี้เอง ทำให้ Parametric Design เป็นรูปแบบอาคารที่เหมาะสมกับการควบคุมการก่อสร้างในระบบคอมพิวเตอร์

สร้างสรรค์ผลงานแบบ Parametric Design ได้จริง ด้วยเทคนิค 3D Printing

เทคนิคการขึ้นรูปอาคารสามมิติ หรือ 3D Printing คือเทคนิคการก่อสร้างที่ควบคุมโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ฉีดขึ้นรูปวัสดุจากหัวปริ๊นทีละเลเยอร์จากล่างขึ้นบน โดยการขึ้นรูปจะเป็นไปตามการเคลื่อนตัวของหัวปริ๊นซึ่งถูกตั้งค่าเอาไว้แล้ว ผลที่ได้จึงแม่นยำตรงตามข้อมูลที่ได้ตั้งค่าเอาไว้ และด้วยจุดเด่นนี้ ทำให้ 3D Printing คือหนึ่งในวิธีที่เหมาะสมในการขึ้นรูปงาน Parametric Design ที่มีอัลกอริทึมมารองรับได้อย่างแม่นยำ 

3D Printing คือเทคนิคการก่อสร้างที่ควบคุมโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ฉีดขึ้นรูปวัสดุจากหัวปริ๊นทีละเลเยอร์จากล่างขึ้นบน(Photo: www.news.cornell.edu, Lok and Sasa Zivkovic)

เพื่อให้เห็นภาพมากขึ้น ลองมาดูตัวอย่างงาน Parametric Design ที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิค 3D Printing กันที่ Cafe Amazon สาขาพุทธมณฑลสาย 3 ในสถานีบริการน้ำมัน PTT Staion

ภายในอาคารกระจกที่โอบล้อมด้วยแมกไม้สีเขียว มีช่องแสงขนาดใหญ่สีเทา รูปทรงกระบอกก็ไม่ใช่ ทรงกรวยก็ไม่เชิง เป็นรูปทรงอิสระแปลกตาที่ถูกกำหนดค่าด้วยอัลกอริทึม พร้อมประติมากรรมนูนต่ำรูปนกแก้วสัญลักษณ์ของ Cafe Amazon ที่ทุกคนคุ้นเคย เชื่อมติดเป็นส่วนหนึ่งของชิ้นงานจากการฉีดขึ้นรูปพร้อมปล่องสีเทานี้ด้วยเทคโนโลยี 3D Printing โดย CPAC Green Solution ทำให้สามารถกำหนดค่าการฉีดขึ้นรูปงานออกแบบที่มีรูปแบบเฉพาะได้แม่นยำ และยืดหยุ่นตามดีไซน์ที่เปลี่ยนไป

Cafe Amazon สาขาพุทธมณฑลสาย 3 ขึ้นรูปด้วยเทคนิค  3D Printing

นอกจากนี้ ยังมีอีกหลากเหตุผลที่ เทคโนโลยี 3D Printing คือทางเลือกที่ใช่ในการก่อสร้างอาคารรูปแบบ Parametric Design

• • Parametric Design คืออาคารรูปทรงอิสระที่ถูกควบคุมด้วยอัลกอริทึม จึงเหมาะสมอย่างยิ่งกับการควบคุมการก่อสร้างด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ทำให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ ตรงตามแบบในทุกจุด
  • ประหยัดเวลาในการก่อสร้างได้ถึง 60% เมื่อเทียบกับการก่ออิฐเทปูน เพราะเทคโนโลยี 3D Printing ขึ้นรูปด้วยเครื่องปริ๊นที่ควบคุมด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ก่อสร้างได้รวดเร็ว แม่นยำ และลดความผิดพลาดจากแรงงานคน
  • ควบคุมต้นทุนได้ ทั้งในแง่ปริมาณวัตถุดิบ ระยะเวลาการก่อสร้าง และความผิดพลาดที่ลดลง

• • งานออกแบบไม่ได้ถูกจำกัดอยู่แค่วัสดุคอนกรีต แต่สามารถใช้วัสดุอื่นในการขึ้นรูปได้ด้วย อาทิ ดินเหนียว ดินโคลนหรือ สารประกอบจากเยื่อไผ่ เป็นต้น

• • เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพราะการขึ้นรูปด้วยเทคโนโลยี 3D Printing หัวปริ๊นจะฉีดซีเมนต์เพียงเท่าที่จำเป็น จึงไม่เกิดเศษวัสดุเหลือทิ้งจากการก่อสร้าง

โดดเด่นได้ด้วยวัสดุบน Parametric Architecture ที่ไม่จำกัดแค่งานคอนกรีต

อาคารสถาปัตยกรรมทั่วไปสามารถเลือกใช้วัสดุได้หลากหลายตามแต่ความเหมาะสมทางการใช้งาน และจินตนาการของสถาปนิก โดยไม่ได้จำกัดแค่วัสดุพื้นฐานอย่างคอนกรีต Parametric Architecture ก็เช่นกัน งานดีไซน์ล้ำนี้สามารถนำเอาวัสดุที่แตกต่างเข้ามาประยุกต์ใช้ได้มากมาย ดังตัวอย่างเหล่านี้

ศูนย์วัฒนธรรม Heydar Aliyev ประเทศอาเซอร์ไบจาน 

อาคารศูนย์วัฒนธรรม Heydar Aliyev ไอคอนแห่งใหม่ตั้งตระหง่านในกรุงบากู เมืองหลวงของประเทศอาเซอร์ไบจาน ออกแบบโดยถ่ายทอดวัฒนธรรม และสะท้อนการมุ่งหน้าสู่อนาคต เส้นสายลายโค้งของอาคารเชื่อมโยงส่วนศูนย์วัฒนธรรมเข้ากับโซนพลาซ่าอย่างไร้รอยต่อ โดดเด่นแตกต่างจากสิ่งปลูกสร้างรูปร่างแข็งทื่อที่ได้รับอิทธิพลจากสหภาพโซเวียตอันเป็นฉากหลังที่พบเห็นทั่วไปในเมืองนี้

กว่าจะเป็นสถาปัตยกรรมแถวหน้านี้ ต้องอาศัยทั้งเทคนิคการก่อสร้างคอนกรีต และงานระบบขั้นสูง ควบคุมด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมโยงงานส่วนต่างๆเข้าถึงกัน ควบคู่กับการใช้คอนกรีตคุณภาพดี จึงสามารถสร้างอาคาร Parametric Design ที่มีรูปทรงโค้งมนดูไหลลื่นราวของเหลวนี้ได้ นอกจากโครงสร้างคอนกรีตแล้ว งานสถาปัตยกรรมนี้ยังประกอบด้วยระบบกรอบพื้นที่ภายใน (Space frame system) อันปราศจากเสา รับน้ำหนักโดยส่วนโอบล้อมอาคาร และ Curtain wall system ซึ่งช่วยทำให้โครงสร้างอิสระนี้สามารถก่อสร้างได้จริงและลดเวลาในการก่อสร้างลงได้ Glass Fibre Reinforced Concrete (GFRC) และ Glass Fibre Reinforced Polyester (GFRP) คือวัสดุที่นำมาใช้ในการก่อสร้าง ด้วยคุณสมบัติที่เหมือนพลาสติกที่ทรงพลัง และยังเหมาะกับการใช้งานในฟังก์ชั่นอื่นของอาคารด้วย อาทิ ส่วนพลาซ่า และส่วนห่อหุ้มอาคาร เรียกได้ว่าอาคารสถาปัตยกรรมแห่งนี้ นอกจากมีดีไซน์ที่ล้ำอนาคตแล้ว เทคนิคทางสถาปัตยกรรมและวิศวกรรม รวมถึงวัสดุศาสตร์ยังเป็นตัวอย่างของงานก่อสร้างยุคใหม่ สมกับเป็นงานที่ได้รับการกล่าวถึงว่าเป็นจุดสูงสุดของงานออกแบบของปรมาจารย์ ‘ซาฮา ฮาดิด’ (Zaha Hadid)

ศูนย์วัฒนธรรม Heydar Aliyev ประเทศอาเซอร์ไบจาน

(Photo: www.www.archdaily.com, Hufton+Crow)

FLUGT พิพิธภัณฑ์ผู้ลี้ภัยแห่งประเทศเดนมาร์ค

อาคารพิพิธภัณฑ์ผู้ลี้ภัยออกแบบโดย Bjarke Ingels Group แห่งนี้ ตั้งอยู่ในอดีตค่ายผู้ลี้ภัยสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศเดนมาร์ค นอกจากการถ่ายทอดเรื่องราวของผู้ลี้ภัยแล้ว ตัวอาคารยังต้องเชื่อมโยงอดีตเข้ากับปัจจุบัน ทั้งในแง่ของประวัติศาสตร์และสภาพแวดล้อม เนื่องจากส่วนพิพิธภัณฑ์ FLUGT คือส่วนต่อขยายที่เชื่อม 2 อาคารของโรงพยาบาลเก่าที่เหลือมาจากยุคสงครามเข้าด้วยกัน

เหล็กตัดคือวัสดุที่นำมาใช้เป็นผิวนอกของส่วนต่อขยายนี้ เพื่อสร้างความเชื่อมโยงกับอิฐแดง อันเป็นวัสดุดั้งเดิมบนอาคารโรงพยาบาลเก่า มีกระจกติดตั้งตั้งแต่พื้นยันเพดานของหน้าบานส่วนที่หันเข้าหาลานตรงกลางเพื่อรับแสงสว่างจากภายนอก และสร้างพื้นที่เปิดโล่งให้เห็นวิวพาโนรามาของลานโล่งอันเป็นที่ตั้งดั้งเดิมของค่ายผู้ลี้ภัย ทั้งการเลือกใช้เหล็กตัดในพื้นที่ภายนอก และใช้ไม้ในพื้นที่ภายใน คือการเลือกเชื่อมโยงพื้นที่เก่าด้วยวัสดุใหม่อย่างชาญฉลาด ทั้งวัสดุและรูปทรงคดเคี้ยวของอาคารสร้างประสบการณ์ใหม่ของการเดินชมพิพิธภัณฑ์ที่เหมือนพาย้อนเวลาไปดูหน้าประวัติศาสตร์หนึ่งของประเทศ ผ่านมุมมองของผู้ลี้ภัย

FLUGT พิพิธภัณฑ์ผู้ลี้ภัยแห่งประเทศเดนมาร์ค

(Photo: www.archdaily.com, Rasmus Hjortshoj)

อาคารบิด ในเมือง Mississauga ประเทศแคนาดา

อาคารสูง 61 ชั้น ส่วนหนึ่งของ M City Project ในเมือง Mississauga รัฐออนตาริโอ ของแคนาดานี้ ออกแบบโดย CORE Architects มีจุดมุ่งหมายเพื่อแก้ปัญหาผู้พักอาศัยย่านชานเมือง และพัฒนาพื้นที่ที่เป็นมิตรกับคนเดินเท้า

มองภายนอก อาคารเหมือนกล่องแบนเรียงตั้งบิดไปมาราวการเคลื่อนไหวของสายน้ำบนฐานอาคารสูง 5 ชั้น ซึ่งเป็นพื้นที่สาธารณะ ร้านค้า และบริเวณสันทนาการ อาคารหลังนี้ต่างจากตึกที่มีดีไซน์โดดเด่นทั่วไป ตรงที่รูปลักษณ์โดดเด่นนี้ไม่ไปลดทอนฟังก์ชั่นการใช้งาน แต่กลับสร้างจุดสนใจจากวัสดุที่ใช้ควบคู่ไปกับการใช้สอย โดยมีกระจกลามิเนตสีขาวโปร่งแสงโอบล้อมระเบียงในทุกชั้น สถาปนิกเลือกออกแบบให้กระจกติดตั้งภายนอกต่ำกว่าขอบล่างของแต่ละชั้น นำมาซึ่งลักษณะที่โดดเด่นเหมือนมีหนังยางมาห่อรอบชั้นอาคารไว้

อาคารบิด ในเมือง Mississauga ประเทศแคนาดา

(Photo: www.archdaily.com, Brick VIsual)

จะเห็นว่า Parametric Design คือแนวทางใหม่ของวงการออกแบบสถาปัตยกรรมที่ยกภาพอนาคตมาปรากฏในชีวิตจริง การก่อสร้างอาคารที่มีรูปลักษณ์โดดเด่นเช่นนี้ ไม่จำเป็นต้องเป็น Mega Project หรือถูกจำกัดด้วยวัสดุแบบเดิมๆ เพราะด้วย CPAC 3D Printing Solution นวัตกรรมการก่อสร้างจาก CPAC Green Solution สามารถทำให้จินตนาการของสถาปนิก และความฝันของเจ้าของโครงการเป็นจริงได้ แม้ไม่ต้องลงทุนสูง

ทำความรู้จัก CPAC 3D Printing Solution เพิ่มเติม หรือปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ Inbox คลิก! m.me/cpacthailand หรือติดต่อ CPAC Contact Center โทร. 02-555-5555