ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo
349 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים 
לוטם קירשט, מיכאל ויצמן 
המבנה הירוק - תיאוריה, טכנולוגיה וכלים 
קיימות היא מושג, המורכב ממשתנים רבים הניתנים למדידה וכימות. כיום, 
קיימות דרכים רבות לכמת את מידת הקיים של פרויקט באמצעות פירוק 
למשתנים מהם מורכבים מדדי הקיימות השונים. 
עבודה זו דנה בתכנון מבוסס ביצועים ככלי להכלת שיקולים בנושא קיימות 
בתהליך התכנון. 
תפיסת העולם בת הקיימא מקדמת הפחתת שימוש במשאבי הטבע עבור נוחות 
האדם. שימוש בתכנון מבוסס ביצועים יכול לשפר את נוחות השימוש והשהות 
במבנה בצורה פאסיבית ובכך להפחית משמעותית את צריכת האנרגיה של 
המבנה. שיפור הביצועים בנוגע לתפקוד שלד המבנה מגדיל את עמידות 
המבנה ואורך חייו. בנוסף, שיפור ביצועי השלד יכול להפחית בכמות החומרים 
הנדרשים לבנייתו. כתוצאה משיפור הביצועים מתקבל חיסכון כפול במשאבי 
הטבע: צמצום הצריכה ושימוש ארוך טווח בחומר ובאנרגיה שהושקעה במבנה 
באופן ישיר ועקיף. 
במאמר יסקרו עבודות בעלות איכויות מקיימות, במהות תכנונן ואופן ביצוען. 
מימוש איכויות אלה התאפשר הודות לשימוש בכלים ממוחשבים ולהיגיון 
תכנון מבוסס ביצועים. 
בהתאם לגישה, המתוארת על ידי י. גרובמן וע. נויימן, תכנון מבוסס הביצועים 
מהוה תת-נושא במכלול התכנון הפרמטרי בארכיטקטורה. הדגש מושם על 
הלוגיקה הפרמטרית כשלב לבחינה ראשונית של מימדים שונים בתכנון מבוסס 
ביצועים ובחינה ראשונית של השלכות התכנון הפרמטרי על המשך התהליך 
.)Grobman and Neuman, 2011( 
כאשר המימד הביצועי בתהליך התכנון הארכיטקטוני מתמקד בסימולציה או 
אופטימיצזיה בלבד, כפי שנהוג כיום, התכנון הארכיטקטוני נובע באופן 
משמעותי מיכולות העולם התעשייתי, הסדרתי, המודרני ואינו מאפשר 
פתרונות יעודיים עבור בעיות מסוימות. גישה זו מאפשרת גמישות מועטה 
ואינה לוקחת בחשבון את ערך מקומיות האתר, איפיון המשתמשים, ייחודיות 
הפרוגרמה והתאמות הנדרשת לכל אלו. ערכים חשובים אלו הם אבן בסיס 
בתכנון מקיים והינם טבועים בהיגיון של תכנון מבוסס ביצועים. 
מאמר זה טוען כי השימוש במחשב כאמצעי תכנוני, שחשיבותו אינה 
נופלת מהעין האנושית, הולך וגובר ככל שהקדמה וכלי התכנון הממוחשבים 
משתכללים ומוטמעים. השימוש בעין האנושית כאמצעי בקרה ביצועי אינו 
חד ערכי ונתון לפרשנות אישית. באותה מידה, בחירת המדדים הביצועיים 
וכתיבת האלגוריתם, המאגד את שיקולי התכנון, מהוות יחד מערכת קבלת 
החלטות סובייקטיבית. בעתיד הקרוב, לפי הערכות, לא ניתן יהיה להפריד 
בין כל האמצעים והשיטות והם יהפכו למכלול אחד של כלים עבור המתכנן.
350 
מב וא 
קיימות היא מושג, המורכב ממשתנים רבים הניתן למדידה ולכימות. 
כיום, קיימות דרכים רבות לכמת את מידת הקיים של פרויקט באמצעות 
פירוק למשתנים מהם מורכבים התקנים השונים. 
עבודה זו תידון בתכנון מבוסס ביצועים ככלי להכלת שיקולים בנושא 
קיימות בתהליך התכנון. 
המאמר מתמקד בתפישת תכנון מבוסס ביצועים כתת-נושא בתוך מכלול 
התכנון פרמטרי בארכיטקטורה. הדגש במאמר על הלוגיקה הפרמטרית 
כשלב לבחינה ראשונית של מימדים שונים בתכנון מבוסס ביצועים 
Grobman( ובחינה ראשונית של השלכות תוצאות אלו על המשך התכנון 
1.)and Neuman, 2011 
1.מתכנון בעזרת מחשב לתכנון מבוסס ביצועים – 
"Performance" 
כי יש לשחרר את )Galofaro, 1999( 1992 פיטר אייזנמן טען כבר בשנת 
יכולות התכנון ממגבלות העין האנושית או תפיסת החלל האנושית הואיל 
והם מהווים מגבלה במעבר מהפרדיגמה המכאנית לפרדיגמה האלקטרונית 
באדריכלות. בהתאם לטענה זו התפתחות בתכנון האדריכלי תתאפשר 
בעזרת שחרור ממגבלות התפיסה האנושית בעזרת כלים אלקטרוניים 
עליהן נמנה בין השאר המחשב וחיפוש אחר שיטת חשיבה שונה. 
גרג לין פיתח טענה מקבילה, הקוראת לשימוש בשיווי משקל של כוחות 
Lynn,( וקטוריים הנשלטים בעזרת המחשב לקביעת הצורה האדריכלית 
1999 (. כוחות וקטוריים אלו נשלטים באופן פרמטרי ומוגדרים בהתאם 
לדרישות פרמטריות, אותן הגדיר המתכנן, הן הדרך להגיע לצורה 
ה"נכונה", התואמת את הדרישות, והפרוגרמה שהוגדרה מראש על פי 
לין. 
היכולת להיעזר בביצועים ככלי לקביעת הצורה אדריכלית והיכולות 
המתקדמות לעיבוד צורה הן שתיים מהטענות העיקריות בהם משתמשים 
Branko( חוקרים ותיאורטיקנים בנושא כיהודה קלעי, ברנקו קולירויק 
ואחרים לביסוס טענתם כי היחס )Hani Rashid( הני ראשיד ,)Kolarevic 
למחשב בתהליך התכנון עתיד להשתנות וחלקו בתהליך יגבר. 
2. מהות הגישה 
מתכנון מבוסס מחשב דרך תכנון פרמטרי ועד תכנון מבוסס ביצועים 
למציאת צורה ועיצוב. אדריכלות ממוחשבת עוברת מתחילת המאה ה 21- 
תהליך אבולוציוני מואץ הנובע מפיתוח מהיר של כלים מבוססי מחשב 
לתכנון וליצור.קיים מעבר איטי לשימוש באמצעים ממוחשבים בעלי 
יישומים פרמטריים כטכנולוגיות ייצור מבוסס מחשב בבניה. הטמעת 
כלי תכנון פרמטריים בתכנון ארכיטקטוני ושיטות הייצור יצרו סגנון 
2 מושג אשר נטבע על ידי ,)Parametricism( " המכונה "פרמטריציזם 
חוקרים בתחום. 
הגישה הפרמטרית מעדיפה תכנון וייצור בהם מנוצלת יכולת העיבוד של 
המחשב לגנרציה ואופטימיזציה של מגוון רחב של פתרונות, עליהם, 
בשלב מתקדם יותר מופעלת יכולת האבחנה, השיפוט והתכנון האנושית. 
פתרונות אלה מאפשרים להפחית את טביעת הרגל האקולוגית של מבנה 
1. האיורים המצורפים נעשו על ידי מיכאל וייצמן ולוטם קירשט במסגרת פרויקטים 
במה ישירות לנושא לך לימודי ארכיטקטורה ומתייחסים אליו משויכים. 
2. Parametricism as Style - Parametricist Manifesto, Retrieved February 
03,2014, from: http://www.patrikschumacher.com 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
351 
גם בתהליך היצור כפועל יוצא מפיתוח גיאומטריה וקונסטרוקציה יעילה, 
המפחיתה את כמות חומרי בניין ואת האנרגיה האצורה בהם. תכנון 
אקלימי נכון המשקלל מידע רב הכולל הפניית המבנה, שעות הארה 
ושמש ישירה ובהתאמה תכנון הבוחן את כמות הקרינה החודרת למבנה, 
משפר את תאורת הפנים, מתאים מערך ההצללות שלו, מאפשר אוורור 
טבעי מיטבי, ממקסם את הרוח הרצויה וחוסם את הלא רצויה. 
הביטוי השכיח והצר המגדיר תפישת תכנון מבוסס ביצועים מתייחס 
למאפיינים הכמותיים של קוד המחשב ומתמקד באמצעים מדידים, 
בשונה מתכנון .)Grobman and Neuman, 2011( אמפיריים וביצועיים 
פרמטרי כולל, בתכנון מבוסס ביצועים קיים קלט עליו פועל האלגוריתם 
)המידע המשוקלל(. קלט זה הינו מיפוי, מדויק ככל הניתן, של סביבת 
הבינוי המבטיח כי כל פעולה שתתבצע וכל השלכה על המשך התכנון 
תהיה יחסית לתנאי המקום. 
תכנון מבוסס ביצועים בוחן כבר בשלב התכנון, את איפיון ביצועי הבניין 
במשך שנות תפקודו ומציע דרכים ליעול ביצועים אלו המסייעים להפחתת 
ההשפעה הסביבתית של הבניין לאורך זמן. ביצועים אלו משמשים 
להערכה ולהתווית צורה לבינוי. 
3. תכנון מבוסס ביצועים ככלי ליצירת סביבות מבוקרות 
נוחות ויעילות יותר 
גישה סביבתית מקדמת הפחתת שימוש במשאבי בטבע עבור נוחות האדם. 
שימוש בתכנון מבוסס ביצועים יכול לשפר את נוחות השימוש והשהות 
במבנה בצורה פאסיבית ובכך להפחית משמעותית את צריכת האנרגיה 
של המבנה. שיפור שלד המבנה משפר את עמידות המבנה, מאריך את 
אורך חייו ומפחית כמות החומרים הנדרשים לבנייתו. בכך מושג חיסכון 
כפול במשאבי הטבע, גם צמצום הצריכה וגם שימוש ארוך טווח. היבטים 
נוספים לייעול תכנון מבוסס ביצועים הם ניהול המים, התמודדות עם 
אתגרים אקוסטיים, פריסת פרוגרמות מורכבות וכדומה. 
בפסקאות הבאות יתוארו שיטות פעולה מבוססות ביצועים כאסטרטגיות 
לתכנון סביבה בנויה ברת קיימא. 
3.1 תכנון בהתאם לתנאי המקום 
שיטת התכנון הפרמטרית, היא כלי בסיסי לעיצוב מבוסס ביצועים. 
השיטה, משלבת כבר בשלבי העיצוב המוקדמים, התייחסות להשפעה 
ספציפית, כדוגמת שיקולי אנרגיה, תאורה, ניהול מים וכדומה. גישה 
זו המתייחסת לתנאים המיוחדים של האתר משתמשת בנתונים אמפיריים 
מדויקים ולא בכללי אצבע או משוואות עקרוניות לבדיקת ביצועים. 
פיתוח מודלי סימולציה של מערכות פיזיות מורכבות ושימוש במודל 
לניתוח ולחיזוי של התנהגות המערכת - מאפשר יצירת הערכה מדידה 
העיצוב נוצר מתוך .)Grobman, 2011( של העיצוב, כחלק עיקרי בתהליך 
הצורך לביצועים ולא להיפך. הטענה בבסיס התכנון מבוסס הביצועים 
היא כי הצורה האדרכלית הבסיסית של התכנון יכולה להיווצר מאוסף של 
הגדרות, פעולות וחוקים על האינפורמציה הגולמית של המיפוי. 
3.2 היגיון השיטה - יצירת צורה מבוססת מחשב 
עיצוב פרמטרי עוסק, בין היתר, בייצור ושינוי צורה אדריכלית באמצעות 
מחשב, ללא צורך בהגדרת צורה ראשונית של צורת המבנה. הרעיון הוא 
לנסות לשחרר את האדריכל ממגבלות העין. השחרור ממגבלות העין 
הופך את תהליך התכנון להגדרה ולתכנון פרמטרים, מהם נובעת הצורה. 
הבחירה היא בדרישה ביצועית ולא בחירה בצורה הצורה היא תוצאת 
הביצועיות הנדרשת. התהליך אינו אובייקטיבי ונשאלות השאלות בדבר 
הביצועיות הנדרשת או מתי היא עונה על הדרישות. כיום תהליך זה הוא 
עדיין בגדר החלטות המתכנן והמעצב. 
לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
352 
דוגמאות מוקדמות לתכנון מבוסס ביצועים הם המבנים של גאודי, בהם 
צורת הקונסטרוקציה נקבעת לפי צורת הקשת של שרשרת תלויה. 
היום בעזרת כלים דיגיטליים אפשר להגדיר בצורה פרמטרית לא רק את 
הקונסטרוקציה, אלא גם מגוון רחב של מאפייני בניין אחרים, הקשורים 
להשפעתו הסביבתית. כלומר, ניתן להגיע לפתרון תכנוני העונה לתנאי 
הסביבה ולדרישות הפרוגרמתיות של האתר הספציפי בצורה המדויקת 
ביותר כתוצאה משקלול כל הדרישות יחד באלגוריתם אחד. 
דוגמא עדכנית לפיתוח צורה בעזרת מחשב היא מרכז הכנסים של 
בקאטר. תמיכת הגג Arata Isozaki האדריכל היפני ארטה איסוזקי 
בו היא תוצאה של אלגוריתם המחשב גאומטריה אופטימלית למעבר 
עומסים לקרקע בהתאם לדרישה התחלתית של נקודת המגע בקרקע. 
צורת העמודים נובעת מדיאגרמת הכוחות האופטימלית. 
.1 
1. דוגמא לפיתוח 
צורה באמצעות 
Architecture: , מחשב 
Arata Isozaki Qatar 
Convention Center 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
353 
.2 
3.3 אקוסטיקה 
עבור סביבות בעייתיות מבחינה אקוסטית מפותחת גישה המבוססת על 
שימוש בנתוני תחבורה וסימולציות אקוסטיות ליצירת תכנית האתר 
והצורה ראשונית של המבנה. תנאים אקוסטיים בסביבה פתוחה או חללי 
פנים מושפעים ממספר גורמים כגון: מקורות רעש, גאומטריה, חומרים, 
תנאי אקלים וכו'. עקב מורכבות החישובים והנתונים, מעצבים השתמשו 
במספר רב של פרמטרים שהוגדרו מראש, כדי לפשט את החישובים. 
לכן, בסימולציות רעשים הנובעים מתנועת רכבים על כביש, השתמשו 
במקורות רעש בעלי עוצמה זהה, המפוזרים לאורך הכביש במרחקים 
שווים. 
במקום להסתמך על סטטיסטיקת תחבורה ממוצעת, אחת הגישות החדשות 
מציעה לשלב סימולציות מתקדמות של תחבורה, מבוססות על שימוש 
בסימולציות אקוסטיות מקומיות, לפיתוח אסטרטגיה של יצירת צורה 
של מחסום אקוסטי או מרחב ציבורי ליד כביש רועש בצורה מדויקת 
ויעילה יותר. בדוגמא הנדונה לעיל המיפוי הושג על ידי שימוש בסוכנים 
וירטואליים אשר נוצרו ותכונותיהם הוגדרו במטרה לדמות התנהגות 
אנושית בסביבה המיועדת. המיפוי הוא התוצאה של התנהגותם באתר. 
אחד היתרונות בתכנון מבוסס ביצועים הוא היכולת להוריד את מקדם 
הביטחון. מקדם הביטחון נכון עבור אזורים מסוימים ומהווה מכשול 
תכנוני וכלכלי עבור אזורים אחרים. ההבדל בין שתי הסימולציות מראה 
שאין צורך במחסום אקוסטי גדול ויקר לכל אורך האתר ללא אבחנה וכי 
רק באזורים ספציפיים יש למצוא פתרון קיצוני. התכנון הספציפי לתנאי 
המקום מהווה תכנון פחות בזבזני מעבר לאיכויות תכנונית אחרות ובכך 
תורם לתהליך מקיים. 
4. מעטפת המבנה כאלמנט מבוסס ביצועים 
התפתחות טכנולוגיות הבניה שחררה את מעטפת המבנה מתפקידה 
הקונסטרוקטיבי. המהפכה הדיגיטלית בעיצוב וייצור אדריכלי והיכולות 
החדשות של יצירת גאומטריות מורכבות מאפשרות בחינה מחדש של 
תפקיד מעטפת הבניין ותהליך עיצובה ומנסות לשכלל את היתרונות 
המתקבלים ממספר שכבות לידי תא אחד המשלב מספר פעולות. 
המעטפת, בעלת ערכים אסטטיים ותפקודיים, מתפקדת כמחיצה בין החלל 
הפנימי וסביבת המבנה. למעטפת תפקיד ביצועי: שליטה על זרימת 
אוויר, וויסות טמפרטורה, מניעת חדירת גשם ולחות, תגבור תאורה 
טבעית, שליטה על כמות קרינת השמש, מניעת רעש וכדומה. המעטפת 
מושפעת ממגוון פרמטרים מדידים להם השפעה על ביצועיות המבנה ועל 
2. דוגמא ליצירה 
אוטומטית של 
קונסטרוקציה בהתאם 
לפריסת העומסים 
ונקודות תמיכה בעזרת 
.TopOpt אפליקצית 
לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
354 
מידת הקיים שבו. המאמר מנסה להדגים עקרונות תכנון מבוסס ביצועים 
על מעטפות בניין שונות. 
אחד היתרונות הבולטים של תכנון דיגיטלי הוא האפשרות להתייחס 
למעטפת כאל משטח המורכב מתאים, כאשר לכל תא יכול להיות ביטוי 
שונה של האלגוריתם בהתאם לתנאי הסביבה השונים שהוכנסו למשוואתו. 
תנאי הסביבה משתנים בהתאם להפניית המעטפת ובהתאם לסביבה בה 
נמצא הבינוי. מורכבות התא תלויה בכמות הפרמטרים אשר באים לידי 
ביטוי בחישוב המעטפת, בהיררכיה בין הפרמטרים וביכולת התא להגיב 
לתנאים השונים. 
שיטות המיפוי הספציפיות בהן נעשה שימוש כקלט הן לרוב משטח 
המכיל את המדידות בצורה גרפית. המשטח מחולק לתאי שטח קטנים 
בהתאם לדרישה ולצורך – אלו מראים השתנות, כאשר מידת הרציפות 
מושפעות רבות מגודל תאי המדידה. התהליך )GRADIENT( והמידרוניות 
מתחיל באינפורמציה המחולקת לתאים הווא מוביל באופן טבעי לשיטת 
תכנון ועיצוב בעלת היגיון תאי. 
יצירת צורה על בסיס ביצועים לרוב מתבצעת בשתי רמות: 
1.תגובת הצורה הכללית של מישור המעטפת. 
2.השתנות פרטנית של התאים המרכיבים את מעטפת הבניין. 
4.1 רוח 
בתכנון בר קיימא ניתן להבחין בשני שיקולים משמעותיים הנוגעים 
להשפעת הרוח על איכות החיים: 
- בקנה המידה העירוני רצוי לחשוף את המשתמשים לרוחות רצויות 
על מנת להשיג אוורור טבעי ולהימנע מאזורים בהם הרוח לא מאפשרת 
שהייה נוחה לאנשים. 
- בקנה המידה המבני יש להתחשב גם בצרכי האוורור וגם בעומסים 
האופקיים של הרוחות על הקונסטרוקציה. 
.3 
3. מעטפת בתכנון 
Architecture: דיגיטלי 
Thom Mayne, Morphosis, 
Cooper Union New 
Academic Building, NY 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
355 
הם מהמורכבים ביותר (Computational Fluid Dynamics( CFD חישובי 
בתחום הסימולציות הממוחשבות ולכן המהפכה הדיגיטלית פתחה פתח 
לפיתוח פתרונות תכנוניים המנצלים את תנאי הרוח באתר בצורה 
אפקטיבית. אווירודינמיות של גוף חלק לא תמיד עדיפה על גוף מחוספס 
כפי שמצביעים כללי אצבע המיושמים במשרדים רבים. על ידי הוספת 
אלמנטים חיצוניים למעטפת ניתן להפחית את עומסי הרוח על החזית וגם 
לנתב רוחות להשגת אוורור טבעי. 
Patrick ,Charlotte Lelieveld ,Lorenzo Lignarolo במחקר של 
DFC מאוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה בהולנד, סימולציות Teuffel 
שימשו לפיתוח מערכת אלמנטי (Computational Fluid Dynamics( 
הצללה, המאפשרים שליטה על זרימת הרוח על גבי החזית ובתוך 
,Lorenzo Lignarolo, 2011( המבנה בהתאם לדרישות הנוחות האקלימית 
במקרה הנדון כל תא מוגדר .)Charlotte Lelieveld Patrick Teuffel, 
כיחידה פתוחה או יחידת הצללה. ניתן לראות כיצד יישום ההיגיון התאי 
וההתייחסות הפרטנית לכל תא כיחידה מאפשרים תכנון אקלימי בעל 
ביצועים טובים יותר עבור סביבת הבניין ועבור המשתמש הנקודתי 
מאחורי כל תא. 
4.2 קרינת השמש 
קרינת השמש והתאורה הטבעית מהווים מקור אנרגיה אוניברסלי 
וזמין בכל מקום. יחד עם זאת מידת התרומה הסביבתית של המבנה 
תלויה בשימוש אפקטיבי באנרגיה סולרית. מעבר ליצירת אנרגיה וחום 
מאנרגיה סולרית, ניתן להפחית את טביעת הרגל אקולוגית של בניין 
בעזרת מערכות תאורה טבעית אקטיביות ופסיביות. בתהליך התכנון 
והעיצוב המקיים השאיפה היא להפחית את צריכת האנרגיה הנדרשת 
להארת מבנים. 
משווה שתי )Reinhart and Wienold, 2011( מחקר על תאורה טבעית 
גישות ליצירת מעטפת בעלת חשיפה מקסימלית לשמיים. מעטפת ראשונה 
תוכננה בהתאם לנוסחה המתייחסת עקרונית למיקום הגאוגרפי ומסלול 
השמש. צורת המעטפת השנייה נקבעה על ידי אלגוריתם המבצע סימולציה 
של קרינת השמש לאורך זמן על בסיס מדידות השמש ותנאי הסביבה 
הספציפיים של האתר. עקרונות אלו משמשים להגדרת השתנות מעטפת 
4. דוגמא לתכנון שכונה 
תוך כדי עיצוב המתבסס 
על זרימת אוויר בשטח 
הפתוח של המגורים. 
.4 
לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
356 
הבניין ברמת התא. לאחר סימולציה ומיפוי של קרינת השמש על החזית, 
נקבעת פתיחה או סגירה של כל תא בהתאם לדרישות פרוגרמתיות לאור 
טבעי בחללי הבניין השונים ולשיקולים אנרגטיים. מיפוי זה בהמשך 
יהווה את המתווה לאופן פיזור תאי החזית השונים על מנת להגיע לרמת 
ביצועים גבוהה של המבנה – אקלימית ופרוגרמתית. 
4.3 דוגמה לעיצוב חזית כפועל יוצא של מיפוי קרינה 
ניתן לראות כיצד נעשה מיפוי ספציפי 'M.A.D' במקרה החקר של קבוצת 
על מעטפת המבנה בתנאים המקומיים של האתר. המיפוי תורגם למפה 
גרפית אשר בהמשך תורגמה לתאים. לאחר מכן בהתאם מיפוי הקרינה 
אוכלסו תאים שונים המתאימים למיפוי הקרינה ואמורים לספק סביבה 
טובה יותר ולהקטין את הצריכה האנרגטית של המבנה. 
ניתן להיעזר בסימולציות של קרינת השמש לחישוב איסוף כמויות מים 
מהחזית וגם לפיתוח אסטרטגיית איסוף מי טל על ידי מעטפת המבנה, 
מכיוון שכמויות הטל תלויים ישירות בהפרש הטמפרטורות של האוויר 
ושל המעטפת. 
.5 
סיכום 
כאשר המימד הביצועי בתהליך התכנון הארכיטקטוני מתמקד בסימולציה 
או אופטימיצזיה בלבד, כפי שנהוג כיום, התכנון הארכיטקטוני נובע 
באופן משמעותי מהיכולות של העולם התעשייתי, הסדרתי, המודרני 
ואינו מאפשר פתרונות יעודיים עבור בעיות מסוימות. גישה זו מאפשרת 
גמישות מועטה ואינה לוקחת בחשבון את ערך מקומיות האתר, ייחודיות 
המשתמשים, ספציפיות הפרוגרמה והתאמות הנדרשות לכל אלו, המהווים 
ערכים חשובים בתכנון מקיים, הטבועים בהיגיון תכנון מבוסס ביצועים. 
הלוגיקה הפרמטרית והספציפיות של תכנון מבוסס ביצועים כאמצעים 
למציאת הצורה האופטימלית עבור הדרישות התכנוניות משחררות לכאורה 
מההגבלה של העין האנושית אך מאידך, עצם החוקים ועצם כתיבת הקוד 
היא דרך חדשה של קביעת הצורה באופן מדויק ואיכותי יותר מבחינה 
הניתנת לכימות. חובת הכימות והמרדף אחר נתונים אמפיריים בלבד 
אינם מספיקים ליצירת תהליך תכנון ארכיטקטוני שלם. ישנם ערכים 
בתכנון אותם עדיין קשה לכמת ולייצג באופן גרפי, ערכים אשר במשך 
מאות ואלפי שנים נכנסו לשיקולי התכנון הן במודע והן שלא במודע. 
5.דוגמא למיפוי של 
קרינת השמש על גבי 
חזית של בניין כבסיס 
לתכנון החזית. 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
357 
6. יצירת פתחי תאורה 
בגדלים משתנים 
בהתאם לקרינת 
השמש בעזרת קוד 
GRASSHOPPER 
7. יצירת פתחים 
בגדלים משתנים 
ARCHITECT: MAD, 
,CONRAD HOTEL 
BEIJING 
.6 
.7 
לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
358 
השימוש במחשב כאמצעי תכנוני הולך וגובר ככל שהקדמה וכלי התכנון 
הממוחשבים משתכללים ומוטמעים. למחשוב המערכת התכנונית חשיבות 
גדולה ביכולת הכמותית לעבד נתונים, אך לגורם האנושי השפעה רבה 
על בחירת המדדים הביצועיים או כתיבת האלגוריתם המאגד את שיקולי 
התכנון. החלטות אלו הן פועל יוצא של שיקולים טכניים וערכיים. 
בעתיד הקרוב סביר להניח שלא ניתן יהיה להפריד בין כל האמצעים 
והשיטות והללו יהפכו למכלול אחד של כלים בסיסיים עבור המתכנן. 
יש לקוות כי כלים אלו יאומצו וירתמו לשפר את היכולת הביצועית של 
המבנים לטובת סביבה בת קיימא. 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
359 
מקורות 
Galofaro, L., (1999). Digital Eisenman.Springer. 
Grobman, Y .J., Neuman, E., (2011). Performalism: Form and Performance in 
Digital Architecture, 1st ed. Routledge. 
Grobman, Y. J., (2011). New Directions in Agent-Based Generative 
Architectural Design. Parc – Research in Architecture and Design. Vol.2, no.7, 
pp1-21. 
Kalay, Y. E., (2004). Architecture’s New Media: Principles, Theories, and 
Methods of Computer-Aided Design. MIT Press. 
Lignarolo, L., Lelieveld, C., Teuffel, P., (2011). Shape morphing wind 
responsive façade systems realized with smart materials. Retrieved February 
03, 2014, from: http://www.academia.edu/1096334/Shape_morphing_wind_ 
responsive_facade_systems_realised_with_smart_materials (accessed 3.8.13). 
Lynn, G., (1999). Animate Form. Princeton Architectural Press. 
Parametricism as Style - Parametricist Manifesto, Retrieved February 
03,2014, from: http://www.patrikschumacher.com 
Reinhart, C. F., Wienold, J., (2011). The daylighting dashboard – A simulation-based 
design analysis for daylit spaces. Building and Environment, no.46, 
pp.386–396. 
תמונות 
Architecture: Arata Isozaki Qatar , 1. דוגמא לפיתוח צורה באמצעות מחשב 
Convention Center, Photo: Derek Bruff, 17.04.2013, http://www.flickr.com/ 
photos/derekbruff/8697971030/ 
2. דוגמא ליצירה אוטומטית של קונסטרוקציה בהתאם לפריסת העומסים ונקודות 
.TopOpt תמיכה בעזרת אפליקצית 
Architecture: Thom Mayne, Morphosis, Cooper Union , 3. מעטפת בתכנון דיגיטלי 
New Academic Building, NY, Photo: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cooper_ 
Union_New_Academic_Building_from_north.jpg#filehistory 
4. דוגמא לתכנון שכונה תוך כדי עיצוב המתבסס על זרימת אוויר בשטח הפתוח של 
המגורים. 
5. דוגמא למיפוי של קרינת השמש על גבי חזית של בניין כבסיס לתכנון החזית. 
6. יצירת פתחי תאורה בגדלים משתנים בהתאם לקרינת השמש בעזרת קוד 
.Grasshopper 
Architect: MAD, Conrad Hotel, Beijing , 7. יצירת פתחים בגדלים משתנים 
Photo: trevor.patt, 07.04.2012, http://www.flickr.com/photos/ 
trevorpatt/6990594042/in/set-72157629951165977 
לוטם קירשט, מיכאל ויצמן

More Related Content

Viewers also liked (15)

PDF
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
Tagit Klimor
PDF
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
Tagit Klimor
PDF
המצפה הקטן
Tagit Klimor
PDF
Urban culture as a vehicle for a public realm joe nashashibi & victoria belman
Tagit Klimor
PDF
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
Tagit Klimor
PDF
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
Tagit Klimor
PDF
Tk tech-green-biblio-10-11
Tagit Klimor
PDF
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Tagit Klimor
PDF
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
Tagit Klimor
PDF
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
Tagit Klimor
PDF
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
Hydromodul
PDF
קיימות בראייה כוללת
Tagit Klimor
PDF
שרותי המערכת של הטבע העירוני
Tagit Klimor
PDF
סדקים במדבר
Tagit Klimor
PDF
רבדים מקומיים
Tagit Klimor
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
Tagit Klimor
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
Tagit Klimor
המצפה הקטן
Tagit Klimor
Urban culture as a vehicle for a public realm joe nashashibi & victoria belman
Tagit Klimor
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
Tagit Klimor
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
Tagit Klimor
Tk tech-green-biblio-10-11
Tagit Klimor
Implementation of solar energy in building sharon brazilay
Tagit Klimor
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
Tagit Klimor
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
Tagit Klimor
אלעזר במברגר - הידרומודול - ניהול נגר עילי
Hydromodul
קיימות בראייה כוללת
Tagit Klimor
שרותי המערכת של הטבע העירוני
Tagit Klimor
סדקים במדבר
Tagit Klimor
רבדים מקומיים
Tagit Klimor

Similar to תכנון מקיים מבוסס ביצועים (20)

PDF
Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & J...
Tagit Klimor
PDF
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Tagit Klimor
PDF
Mechanic Care - Hebrew
Ziv Raz
PDF
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
Tagit Klimor
PDF
‏‏ A C O S - Automated Cost Optimization Technologies for Structural Enginee...
Acos
PDF
brochure_small
Tzvika Friedman
PDF
242035086 data-center-2014
Inbalraanan
PDF
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
Tagit Klimor
PDF
Neighborhoods Sustainable design - Borevecker Alexander & Mslovsky Ilya
Tagit Klimor
PPT
בית ספר להנדסאים - שנקר הנדסאים
actvtec
PDF
Mix use planning as a generator to sustainable development rotem shaiker & ...
Tagit Klimor
PDF
תכנון שכונות בראייה סביבתית
Tagit Klimor
PPT
Netzstadt Blog
guest718123
PPT
Netzstadt Blog
guest17b2dc
PPS
FinanceIT MIS DSS מערכות מידע ניהוליות תומכות החלטה
FinanceIT MIS DSS
PDF
Irit solzi dror gershon architects urban renewal kazrin
iritdrorarch
PDF
Irit solzi dror gershon architects urban renewal kazrin
iritdrorarch
PDF
Digital & the City- עתיד המרחב האורבני בעידן דיגיטלי
McCANN TEL AVIV Strategic Research Department
PPTX
תיכנון נכון - שחר סעדו
Asher Barak
PDF
Tk tech-green-main-10-11
Tagit Klimor
Computer as a tool to sustainable climate design assessment-Riziq Bishara & J...
Tagit Klimor
Smart Envelopes - Elisha Rotem
Tagit Klimor
Mechanic Care - Hebrew
Ziv Raz
לקראת אדריכלות מקיימת - עתיד הקיימות
Tagit Klimor
‏‏ A C O S - Automated Cost Optimization Technologies for Structural Enginee...
Acos
brochure_small
Tzvika Friedman
242035086 data-center-2014
Inbalraanan
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
Tagit Klimor
Neighborhoods Sustainable design - Borevecker Alexander & Mslovsky Ilya
Tagit Klimor
בית ספר להנדסאים - שנקר הנדסאים
actvtec
Mix use planning as a generator to sustainable development rotem shaiker & ...
Tagit Klimor
תכנון שכונות בראייה סביבתית
Tagit Klimor
Netzstadt Blog
guest718123
Netzstadt Blog
guest17b2dc
FinanceIT MIS DSS מערכות מידע ניהוליות תומכות החלטה
FinanceIT MIS DSS
Irit solzi dror gershon architects urban renewal kazrin
iritdrorarch
Irit solzi dror gershon architects urban renewal kazrin
iritdrorarch
Digital & the City- עתיד המרחב האורבני בעידן דיגיטלי
McCANN TEL AVIV Strategic Research Department
תיכנון נכון - שחר סעדו
Asher Barak
Tk tech-green-main-10-11
Tagit Klimor
Ad

More from Tagit Klimor (15)

PDF
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
Tagit Klimor
PDF
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
Tagit Klimor
PDF
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
Tagit Klimor
PDF
החייאת מרקמים אורבניים
Tagit Klimor
PDF
צפיפות ומרחב
Tagit Klimor
PDF
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
Tagit Klimor
PDF
הקורס והספר
Tagit Klimor
PDF
עמוד מצל מאיר
Tagit Klimor
PDF
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
Tagit Klimor
PDF
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
Tagit Klimor
PDF
המרחב הציבורי כסוכן שינוי
Tagit Klimor
PDF
טכנולוגיה מקומיות וגלובליות
Tagit Klimor
PDF
K karc haifa_2_c_30-12-11-b
Tagit Klimor
PDF
K karc haifa_2_c_30-12-11-d
Tagit Klimor
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
Tagit Klimor
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
Tagit Klimor
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
Tagit Klimor
החייאת מרקמים אורבניים
Tagit Klimor
צפיפות ומרחב
Tagit Klimor
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
Tagit Klimor
הקורס והספר
Tagit Klimor
עמוד מצל מאיר
Tagit Klimor
דיקור עירוני באמצעות אלמנטים זמניים
Tagit Klimor
תרבות רחוב כאמצעי לשיפור איכות החיים העיר
Tagit Klimor
המרחב הציבורי כסוכן שינוי
Tagit Klimor
טכנולוגיה מקומיות וגלובליות
Tagit Klimor
K karc haifa_2_c_30-12-11-b
Tagit Klimor
K karc haifa_2_c_30-12-11-d
Tagit Klimor
Ad

תכנון מקיים מבוסס ביצועים

  • 1. 349 תכנון מקיים מבוסס ביצועים לוטם קירשט, מיכאל ויצמן המבנה הירוק - תיאוריה, טכנולוגיה וכלים קיימות היא מושג, המורכב ממשתנים רבים הניתנים למדידה וכימות. כיום, קיימות דרכים רבות לכמת את מידת הקיים של פרויקט באמצעות פירוק למשתנים מהם מורכבים מדדי הקיימות השונים. עבודה זו דנה בתכנון מבוסס ביצועים ככלי להכלת שיקולים בנושא קיימות בתהליך התכנון. תפיסת העולם בת הקיימא מקדמת הפחתת שימוש במשאבי הטבע עבור נוחות האדם. שימוש בתכנון מבוסס ביצועים יכול לשפר את נוחות השימוש והשהות במבנה בצורה פאסיבית ובכך להפחית משמעותית את צריכת האנרגיה של המבנה. שיפור הביצועים בנוגע לתפקוד שלד המבנה מגדיל את עמידות המבנה ואורך חייו. בנוסף, שיפור ביצועי השלד יכול להפחית בכמות החומרים הנדרשים לבנייתו. כתוצאה משיפור הביצועים מתקבל חיסכון כפול במשאבי הטבע: צמצום הצריכה ושימוש ארוך טווח בחומר ובאנרגיה שהושקעה במבנה באופן ישיר ועקיף. במאמר יסקרו עבודות בעלות איכויות מקיימות, במהות תכנונן ואופן ביצוען. מימוש איכויות אלה התאפשר הודות לשימוש בכלים ממוחשבים ולהיגיון תכנון מבוסס ביצועים. בהתאם לגישה, המתוארת על ידי י. גרובמן וע. נויימן, תכנון מבוסס הביצועים מהוה תת-נושא במכלול התכנון הפרמטרי בארכיטקטורה. הדגש מושם על הלוגיקה הפרמטרית כשלב לבחינה ראשונית של מימדים שונים בתכנון מבוסס ביצועים ובחינה ראשונית של השלכות התכנון הפרמטרי על המשך התהליך .)Grobman and Neuman, 2011( כאשר המימד הביצועי בתהליך התכנון הארכיטקטוני מתמקד בסימולציה או אופטימיצזיה בלבד, כפי שנהוג כיום, התכנון הארכיטקטוני נובע באופן משמעותי מיכולות העולם התעשייתי, הסדרתי, המודרני ואינו מאפשר פתרונות יעודיים עבור בעיות מסוימות. גישה זו מאפשרת גמישות מועטה ואינה לוקחת בחשבון את ערך מקומיות האתר, איפיון המשתמשים, ייחודיות הפרוגרמה והתאמות הנדרשת לכל אלו. ערכים חשובים אלו הם אבן בסיס בתכנון מקיים והינם טבועים בהיגיון של תכנון מבוסס ביצועים. מאמר זה טוען כי השימוש במחשב כאמצעי תכנוני, שחשיבותו אינה נופלת מהעין האנושית, הולך וגובר ככל שהקדמה וכלי התכנון הממוחשבים משתכללים ומוטמעים. השימוש בעין האנושית כאמצעי בקרה ביצועי אינו חד ערכי ונתון לפרשנות אישית. באותה מידה, בחירת המדדים הביצועיים וכתיבת האלגוריתם, המאגד את שיקולי התכנון, מהוות יחד מערכת קבלת החלטות סובייקטיבית. בעתיד הקרוב, לפי הערכות, לא ניתן יהיה להפריד בין כל האמצעים והשיטות והם יהפכו למכלול אחד של כלים עבור המתכנן.
  • 2. 350 מב וא קיימות היא מושג, המורכב ממשתנים רבים הניתן למדידה ולכימות. כיום, קיימות דרכים רבות לכמת את מידת הקיים של פרויקט באמצעות פירוק למשתנים מהם מורכבים התקנים השונים. עבודה זו תידון בתכנון מבוסס ביצועים ככלי להכלת שיקולים בנושא קיימות בתהליך התכנון. המאמר מתמקד בתפישת תכנון מבוסס ביצועים כתת-נושא בתוך מכלול התכנון פרמטרי בארכיטקטורה. הדגש במאמר על הלוגיקה הפרמטרית כשלב לבחינה ראשונית של מימדים שונים בתכנון מבוסס ביצועים Grobman( ובחינה ראשונית של השלכות תוצאות אלו על המשך התכנון 1.)and Neuman, 2011 1.מתכנון בעזרת מחשב לתכנון מבוסס ביצועים – "Performance" כי יש לשחרר את )Galofaro, 1999( 1992 פיטר אייזנמן טען כבר בשנת יכולות התכנון ממגבלות העין האנושית או תפיסת החלל האנושית הואיל והם מהווים מגבלה במעבר מהפרדיגמה המכאנית לפרדיגמה האלקטרונית באדריכלות. בהתאם לטענה זו התפתחות בתכנון האדריכלי תתאפשר בעזרת שחרור ממגבלות התפיסה האנושית בעזרת כלים אלקטרוניים עליהן נמנה בין השאר המחשב וחיפוש אחר שיטת חשיבה שונה. גרג לין פיתח טענה מקבילה, הקוראת לשימוש בשיווי משקל של כוחות Lynn,( וקטוריים הנשלטים בעזרת המחשב לקביעת הצורה האדריכלית 1999 (. כוחות וקטוריים אלו נשלטים באופן פרמטרי ומוגדרים בהתאם לדרישות פרמטריות, אותן הגדיר המתכנן, הן הדרך להגיע לצורה ה"נכונה", התואמת את הדרישות, והפרוגרמה שהוגדרה מראש על פי לין. היכולת להיעזר בביצועים ככלי לקביעת הצורה אדריכלית והיכולות המתקדמות לעיבוד צורה הן שתיים מהטענות העיקריות בהם משתמשים Branko( חוקרים ותיאורטיקנים בנושא כיהודה קלעי, ברנקו קולירויק ואחרים לביסוס טענתם כי היחס )Hani Rashid( הני ראשיד ,)Kolarevic למחשב בתהליך התכנון עתיד להשתנות וחלקו בתהליך יגבר. 2. מהות הגישה מתכנון מבוסס מחשב דרך תכנון פרמטרי ועד תכנון מבוסס ביצועים למציאת צורה ועיצוב. אדריכלות ממוחשבת עוברת מתחילת המאה ה 21- תהליך אבולוציוני מואץ הנובע מפיתוח מהיר של כלים מבוססי מחשב לתכנון וליצור.קיים מעבר איטי לשימוש באמצעים ממוחשבים בעלי יישומים פרמטריים כטכנולוגיות ייצור מבוסס מחשב בבניה. הטמעת כלי תכנון פרמטריים בתכנון ארכיטקטוני ושיטות הייצור יצרו סגנון 2 מושג אשר נטבע על ידי ,)Parametricism( " המכונה "פרמטריציזם חוקרים בתחום. הגישה הפרמטרית מעדיפה תכנון וייצור בהם מנוצלת יכולת העיבוד של המחשב לגנרציה ואופטימיזציה של מגוון רחב של פתרונות, עליהם, בשלב מתקדם יותר מופעלת יכולת האבחנה, השיפוט והתכנון האנושית. פתרונות אלה מאפשרים להפחית את טביעת הרגל האקולוגית של מבנה 1. האיורים המצורפים נעשו על ידי מיכאל וייצמן ולוטם קירשט במסגרת פרויקטים במה ישירות לנושא לך לימודי ארכיטקטורה ומתייחסים אליו משויכים. 2. Parametricism as Style - Parametricist Manifesto, Retrieved February 03,2014, from: http://www.patrikschumacher.com תכנון מקיים מבוסס ביצועים
  • 3. 351 גם בתהליך היצור כפועל יוצא מפיתוח גיאומטריה וקונסטרוקציה יעילה, המפחיתה את כמות חומרי בניין ואת האנרגיה האצורה בהם. תכנון אקלימי נכון המשקלל מידע רב הכולל הפניית המבנה, שעות הארה ושמש ישירה ובהתאמה תכנון הבוחן את כמות הקרינה החודרת למבנה, משפר את תאורת הפנים, מתאים מערך ההצללות שלו, מאפשר אוורור טבעי מיטבי, ממקסם את הרוח הרצויה וחוסם את הלא רצויה. הביטוי השכיח והצר המגדיר תפישת תכנון מבוסס ביצועים מתייחס למאפיינים הכמותיים של קוד המחשב ומתמקד באמצעים מדידים, בשונה מתכנון .)Grobman and Neuman, 2011( אמפיריים וביצועיים פרמטרי כולל, בתכנון מבוסס ביצועים קיים קלט עליו פועל האלגוריתם )המידע המשוקלל(. קלט זה הינו מיפוי, מדויק ככל הניתן, של סביבת הבינוי המבטיח כי כל פעולה שתתבצע וכל השלכה על המשך התכנון תהיה יחסית לתנאי המקום. תכנון מבוסס ביצועים בוחן כבר בשלב התכנון, את איפיון ביצועי הבניין במשך שנות תפקודו ומציע דרכים ליעול ביצועים אלו המסייעים להפחתת ההשפעה הסביבתית של הבניין לאורך זמן. ביצועים אלו משמשים להערכה ולהתווית צורה לבינוי. 3. תכנון מבוסס ביצועים ככלי ליצירת סביבות מבוקרות נוחות ויעילות יותר גישה סביבתית מקדמת הפחתת שימוש במשאבי בטבע עבור נוחות האדם. שימוש בתכנון מבוסס ביצועים יכול לשפר את נוחות השימוש והשהות במבנה בצורה פאסיבית ובכך להפחית משמעותית את צריכת האנרגיה של המבנה. שיפור שלד המבנה משפר את עמידות המבנה, מאריך את אורך חייו ומפחית כמות החומרים הנדרשים לבנייתו. בכך מושג חיסכון כפול במשאבי הטבע, גם צמצום הצריכה וגם שימוש ארוך טווח. היבטים נוספים לייעול תכנון מבוסס ביצועים הם ניהול המים, התמודדות עם אתגרים אקוסטיים, פריסת פרוגרמות מורכבות וכדומה. בפסקאות הבאות יתוארו שיטות פעולה מבוססות ביצועים כאסטרטגיות לתכנון סביבה בנויה ברת קיימא. 3.1 תכנון בהתאם לתנאי המקום שיטת התכנון הפרמטרית, היא כלי בסיסי לעיצוב מבוסס ביצועים. השיטה, משלבת כבר בשלבי העיצוב המוקדמים, התייחסות להשפעה ספציפית, כדוגמת שיקולי אנרגיה, תאורה, ניהול מים וכדומה. גישה זו המתייחסת לתנאים המיוחדים של האתר משתמשת בנתונים אמפיריים מדויקים ולא בכללי אצבע או משוואות עקרוניות לבדיקת ביצועים. פיתוח מודלי סימולציה של מערכות פיזיות מורכבות ושימוש במודל לניתוח ולחיזוי של התנהגות המערכת - מאפשר יצירת הערכה מדידה העיצוב נוצר מתוך .)Grobman, 2011( של העיצוב, כחלק עיקרי בתהליך הצורך לביצועים ולא להיפך. הטענה בבסיס התכנון מבוסס הביצועים היא כי הצורה האדרכלית הבסיסית של התכנון יכולה להיווצר מאוסף של הגדרות, פעולות וחוקים על האינפורמציה הגולמית של המיפוי. 3.2 היגיון השיטה - יצירת צורה מבוססת מחשב עיצוב פרמטרי עוסק, בין היתר, בייצור ושינוי צורה אדריכלית באמצעות מחשב, ללא צורך בהגדרת צורה ראשונית של צורת המבנה. הרעיון הוא לנסות לשחרר את האדריכל ממגבלות העין. השחרור ממגבלות העין הופך את תהליך התכנון להגדרה ולתכנון פרמטרים, מהם נובעת הצורה. הבחירה היא בדרישה ביצועית ולא בחירה בצורה הצורה היא תוצאת הביצועיות הנדרשת. התהליך אינו אובייקטיבי ונשאלות השאלות בדבר הביצועיות הנדרשת או מתי היא עונה על הדרישות. כיום תהליך זה הוא עדיין בגדר החלטות המתכנן והמעצב. לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
  • 4. 352 דוגמאות מוקדמות לתכנון מבוסס ביצועים הם המבנים של גאודי, בהם צורת הקונסטרוקציה נקבעת לפי צורת הקשת של שרשרת תלויה. היום בעזרת כלים דיגיטליים אפשר להגדיר בצורה פרמטרית לא רק את הקונסטרוקציה, אלא גם מגוון רחב של מאפייני בניין אחרים, הקשורים להשפעתו הסביבתית. כלומר, ניתן להגיע לפתרון תכנוני העונה לתנאי הסביבה ולדרישות הפרוגרמתיות של האתר הספציפי בצורה המדויקת ביותר כתוצאה משקלול כל הדרישות יחד באלגוריתם אחד. דוגמא עדכנית לפיתוח צורה בעזרת מחשב היא מרכז הכנסים של בקאטר. תמיכת הגג Arata Isozaki האדריכל היפני ארטה איסוזקי בו היא תוצאה של אלגוריתם המחשב גאומטריה אופטימלית למעבר עומסים לקרקע בהתאם לדרישה התחלתית של נקודת המגע בקרקע. צורת העמודים נובעת מדיאגרמת הכוחות האופטימלית. .1 1. דוגמא לפיתוח צורה באמצעות Architecture: , מחשב Arata Isozaki Qatar Convention Center תכנון מקיים מבוסס ביצועים
  • 5. 353 .2 3.3 אקוסטיקה עבור סביבות בעייתיות מבחינה אקוסטית מפותחת גישה המבוססת על שימוש בנתוני תחבורה וסימולציות אקוסטיות ליצירת תכנית האתר והצורה ראשונית של המבנה. תנאים אקוסטיים בסביבה פתוחה או חללי פנים מושפעים ממספר גורמים כגון: מקורות רעש, גאומטריה, חומרים, תנאי אקלים וכו'. עקב מורכבות החישובים והנתונים, מעצבים השתמשו במספר רב של פרמטרים שהוגדרו מראש, כדי לפשט את החישובים. לכן, בסימולציות רעשים הנובעים מתנועת רכבים על כביש, השתמשו במקורות רעש בעלי עוצמה זהה, המפוזרים לאורך הכביש במרחקים שווים. במקום להסתמך על סטטיסטיקת תחבורה ממוצעת, אחת הגישות החדשות מציעה לשלב סימולציות מתקדמות של תחבורה, מבוססות על שימוש בסימולציות אקוסטיות מקומיות, לפיתוח אסטרטגיה של יצירת צורה של מחסום אקוסטי או מרחב ציבורי ליד כביש רועש בצורה מדויקת ויעילה יותר. בדוגמא הנדונה לעיל המיפוי הושג על ידי שימוש בסוכנים וירטואליים אשר נוצרו ותכונותיהם הוגדרו במטרה לדמות התנהגות אנושית בסביבה המיועדת. המיפוי הוא התוצאה של התנהגותם באתר. אחד היתרונות בתכנון מבוסס ביצועים הוא היכולת להוריד את מקדם הביטחון. מקדם הביטחון נכון עבור אזורים מסוימים ומהווה מכשול תכנוני וכלכלי עבור אזורים אחרים. ההבדל בין שתי הסימולציות מראה שאין צורך במחסום אקוסטי גדול ויקר לכל אורך האתר ללא אבחנה וכי רק באזורים ספציפיים יש למצוא פתרון קיצוני. התכנון הספציפי לתנאי המקום מהווה תכנון פחות בזבזני מעבר לאיכויות תכנונית אחרות ובכך תורם לתהליך מקיים. 4. מעטפת המבנה כאלמנט מבוסס ביצועים התפתחות טכנולוגיות הבניה שחררה את מעטפת המבנה מתפקידה הקונסטרוקטיבי. המהפכה הדיגיטלית בעיצוב וייצור אדריכלי והיכולות החדשות של יצירת גאומטריות מורכבות מאפשרות בחינה מחדש של תפקיד מעטפת הבניין ותהליך עיצובה ומנסות לשכלל את היתרונות המתקבלים ממספר שכבות לידי תא אחד המשלב מספר פעולות. המעטפת, בעלת ערכים אסטטיים ותפקודיים, מתפקדת כמחיצה בין החלל הפנימי וסביבת המבנה. למעטפת תפקיד ביצועי: שליטה על זרימת אוויר, וויסות טמפרטורה, מניעת חדירת גשם ולחות, תגבור תאורה טבעית, שליטה על כמות קרינת השמש, מניעת רעש וכדומה. המעטפת מושפעת ממגוון פרמטרים מדידים להם השפעה על ביצועיות המבנה ועל 2. דוגמא ליצירה אוטומטית של קונסטרוקציה בהתאם לפריסת העומסים ונקודות תמיכה בעזרת .TopOpt אפליקצית לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
  • 6. 354 מידת הקיים שבו. המאמר מנסה להדגים עקרונות תכנון מבוסס ביצועים על מעטפות בניין שונות. אחד היתרונות הבולטים של תכנון דיגיטלי הוא האפשרות להתייחס למעטפת כאל משטח המורכב מתאים, כאשר לכל תא יכול להיות ביטוי שונה של האלגוריתם בהתאם לתנאי הסביבה השונים שהוכנסו למשוואתו. תנאי הסביבה משתנים בהתאם להפניית המעטפת ובהתאם לסביבה בה נמצא הבינוי. מורכבות התא תלויה בכמות הפרמטרים אשר באים לידי ביטוי בחישוב המעטפת, בהיררכיה בין הפרמטרים וביכולת התא להגיב לתנאים השונים. שיטות המיפוי הספציפיות בהן נעשה שימוש כקלט הן לרוב משטח המכיל את המדידות בצורה גרפית. המשטח מחולק לתאי שטח קטנים בהתאם לדרישה ולצורך – אלו מראים השתנות, כאשר מידת הרציפות מושפעות רבות מגודל תאי המדידה. התהליך )GRADIENT( והמידרוניות מתחיל באינפורמציה המחולקת לתאים הווא מוביל באופן טבעי לשיטת תכנון ועיצוב בעלת היגיון תאי. יצירת צורה על בסיס ביצועים לרוב מתבצעת בשתי רמות: 1.תגובת הצורה הכללית של מישור המעטפת. 2.השתנות פרטנית של התאים המרכיבים את מעטפת הבניין. 4.1 רוח בתכנון בר קיימא ניתן להבחין בשני שיקולים משמעותיים הנוגעים להשפעת הרוח על איכות החיים: - בקנה המידה העירוני רצוי לחשוף את המשתמשים לרוחות רצויות על מנת להשיג אוורור טבעי ולהימנע מאזורים בהם הרוח לא מאפשרת שהייה נוחה לאנשים. - בקנה המידה המבני יש להתחשב גם בצרכי האוורור וגם בעומסים האופקיים של הרוחות על הקונסטרוקציה. .3 3. מעטפת בתכנון Architecture: דיגיטלי Thom Mayne, Morphosis, Cooper Union New Academic Building, NY תכנון מקיים מבוסס ביצועים
  • 7. 355 הם מהמורכבים ביותר (Computational Fluid Dynamics( CFD חישובי בתחום הסימולציות הממוחשבות ולכן המהפכה הדיגיטלית פתחה פתח לפיתוח פתרונות תכנוניים המנצלים את תנאי הרוח באתר בצורה אפקטיבית. אווירודינמיות של גוף חלק לא תמיד עדיפה על גוף מחוספס כפי שמצביעים כללי אצבע המיושמים במשרדים רבים. על ידי הוספת אלמנטים חיצוניים למעטפת ניתן להפחית את עומסי הרוח על החזית וגם לנתב רוחות להשגת אוורור טבעי. Patrick ,Charlotte Lelieveld ,Lorenzo Lignarolo במחקר של DFC מאוניברסיטת דלפט לטכנולוגיה בהולנד, סימולציות Teuffel שימשו לפיתוח מערכת אלמנטי (Computational Fluid Dynamics( הצללה, המאפשרים שליטה על זרימת הרוח על גבי החזית ובתוך ,Lorenzo Lignarolo, 2011( המבנה בהתאם לדרישות הנוחות האקלימית במקרה הנדון כל תא מוגדר .)Charlotte Lelieveld Patrick Teuffel, כיחידה פתוחה או יחידת הצללה. ניתן לראות כיצד יישום ההיגיון התאי וההתייחסות הפרטנית לכל תא כיחידה מאפשרים תכנון אקלימי בעל ביצועים טובים יותר עבור סביבת הבניין ועבור המשתמש הנקודתי מאחורי כל תא. 4.2 קרינת השמש קרינת השמש והתאורה הטבעית מהווים מקור אנרגיה אוניברסלי וזמין בכל מקום. יחד עם זאת מידת התרומה הסביבתית של המבנה תלויה בשימוש אפקטיבי באנרגיה סולרית. מעבר ליצירת אנרגיה וחום מאנרגיה סולרית, ניתן להפחית את טביעת הרגל אקולוגית של בניין בעזרת מערכות תאורה טבעית אקטיביות ופסיביות. בתהליך התכנון והעיצוב המקיים השאיפה היא להפחית את צריכת האנרגיה הנדרשת להארת מבנים. משווה שתי )Reinhart and Wienold, 2011( מחקר על תאורה טבעית גישות ליצירת מעטפת בעלת חשיפה מקסימלית לשמיים. מעטפת ראשונה תוכננה בהתאם לנוסחה המתייחסת עקרונית למיקום הגאוגרפי ומסלול השמש. צורת המעטפת השנייה נקבעה על ידי אלגוריתם המבצע סימולציה של קרינת השמש לאורך זמן על בסיס מדידות השמש ותנאי הסביבה הספציפיים של האתר. עקרונות אלו משמשים להגדרת השתנות מעטפת 4. דוגמא לתכנון שכונה תוך כדי עיצוב המתבסס על זרימת אוויר בשטח הפתוח של המגורים. .4 לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
  • 8. 356 הבניין ברמת התא. לאחר סימולציה ומיפוי של קרינת השמש על החזית, נקבעת פתיחה או סגירה של כל תא בהתאם לדרישות פרוגרמתיות לאור טבעי בחללי הבניין השונים ולשיקולים אנרגטיים. מיפוי זה בהמשך יהווה את המתווה לאופן פיזור תאי החזית השונים על מנת להגיע לרמת ביצועים גבוהה של המבנה – אקלימית ופרוגרמתית. 4.3 דוגמה לעיצוב חזית כפועל יוצא של מיפוי קרינה ניתן לראות כיצד נעשה מיפוי ספציפי 'M.A.D' במקרה החקר של קבוצת על מעטפת המבנה בתנאים המקומיים של האתר. המיפוי תורגם למפה גרפית אשר בהמשך תורגמה לתאים. לאחר מכן בהתאם מיפוי הקרינה אוכלסו תאים שונים המתאימים למיפוי הקרינה ואמורים לספק סביבה טובה יותר ולהקטין את הצריכה האנרגטית של המבנה. ניתן להיעזר בסימולציות של קרינת השמש לחישוב איסוף כמויות מים מהחזית וגם לפיתוח אסטרטגיית איסוף מי טל על ידי מעטפת המבנה, מכיוון שכמויות הטל תלויים ישירות בהפרש הטמפרטורות של האוויר ושל המעטפת. .5 סיכום כאשר המימד הביצועי בתהליך התכנון הארכיטקטוני מתמקד בסימולציה או אופטימיצזיה בלבד, כפי שנהוג כיום, התכנון הארכיטקטוני נובע באופן משמעותי מהיכולות של העולם התעשייתי, הסדרתי, המודרני ואינו מאפשר פתרונות יעודיים עבור בעיות מסוימות. גישה זו מאפשרת גמישות מועטה ואינה לוקחת בחשבון את ערך מקומיות האתר, ייחודיות המשתמשים, ספציפיות הפרוגרמה והתאמות הנדרשות לכל אלו, המהווים ערכים חשובים בתכנון מקיים, הטבועים בהיגיון תכנון מבוסס ביצועים. הלוגיקה הפרמטרית והספציפיות של תכנון מבוסס ביצועים כאמצעים למציאת הצורה האופטימלית עבור הדרישות התכנוניות משחררות לכאורה מההגבלה של העין האנושית אך מאידך, עצם החוקים ועצם כתיבת הקוד היא דרך חדשה של קביעת הצורה באופן מדויק ואיכותי יותר מבחינה הניתנת לכימות. חובת הכימות והמרדף אחר נתונים אמפיריים בלבד אינם מספיקים ליצירת תהליך תכנון ארכיטקטוני שלם. ישנם ערכים בתכנון אותם עדיין קשה לכמת ולייצג באופן גרפי, ערכים אשר במשך מאות ואלפי שנים נכנסו לשיקולי התכנון הן במודע והן שלא במודע. 5.דוגמא למיפוי של קרינת השמש על גבי חזית של בניין כבסיס לתכנון החזית. תכנון מקיים מבוסס ביצועים
  • 9. 357 6. יצירת פתחי תאורה בגדלים משתנים בהתאם לקרינת השמש בעזרת קוד GRASSHOPPER 7. יצירת פתחים בגדלים משתנים ARCHITECT: MAD, ,CONRAD HOTEL BEIJING .6 .7 לוטם קירשט, מיכאל ויצמן
  • 10. 358 השימוש במחשב כאמצעי תכנוני הולך וגובר ככל שהקדמה וכלי התכנון הממוחשבים משתכללים ומוטמעים. למחשוב המערכת התכנונית חשיבות גדולה ביכולת הכמותית לעבד נתונים, אך לגורם האנושי השפעה רבה על בחירת המדדים הביצועיים או כתיבת האלגוריתם המאגד את שיקולי התכנון. החלטות אלו הן פועל יוצא של שיקולים טכניים וערכיים. בעתיד הקרוב סביר להניח שלא ניתן יהיה להפריד בין כל האמצעים והשיטות והללו יהפכו למכלול אחד של כלים בסיסיים עבור המתכנן. יש לקוות כי כלים אלו יאומצו וירתמו לשפר את היכולת הביצועית של המבנים לטובת סביבה בת קיימא. תכנון מקיים מבוסס ביצועים
  • 11. 359 מקורות Galofaro, L., (1999). Digital Eisenman.Springer. Grobman, Y .J., Neuman, E., (2011). Performalism: Form and Performance in Digital Architecture, 1st ed. Routledge. Grobman, Y. J., (2011). New Directions in Agent-Based Generative Architectural Design. Parc – Research in Architecture and Design. Vol.2, no.7, pp1-21. Kalay, Y. E., (2004). Architecture’s New Media: Principles, Theories, and Methods of Computer-Aided Design. MIT Press. Lignarolo, L., Lelieveld, C., Teuffel, P., (2011). Shape morphing wind responsive façade systems realized with smart materials. Retrieved February 03, 2014, from: http://www.academia.edu/1096334/Shape_morphing_wind_ responsive_facade_systems_realised_with_smart_materials (accessed 3.8.13). Lynn, G., (1999). Animate Form. Princeton Architectural Press. Parametricism as Style - Parametricist Manifesto, Retrieved February 03,2014, from: http://www.patrikschumacher.com Reinhart, C. F., Wienold, J., (2011). The daylighting dashboard – A simulation-based design analysis for daylit spaces. Building and Environment, no.46, pp.386–396. תמונות Architecture: Arata Isozaki Qatar , 1. דוגמא לפיתוח צורה באמצעות מחשב Convention Center, Photo: Derek Bruff, 17.04.2013, http://www.flickr.com/ photos/derekbruff/8697971030/ 2. דוגמא ליצירה אוטומטית של קונסטרוקציה בהתאם לפריסת העומסים ונקודות .TopOpt תמיכה בעזרת אפליקצית Architecture: Thom Mayne, Morphosis, Cooper Union , 3. מעטפת בתכנון דיגיטלי New Academic Building, NY, Photo: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Cooper_ Union_New_Academic_Building_from_north.jpg#filehistory 4. דוגמא לתכנון שכונה תוך כדי עיצוב המתבסס על זרימת אוויר בשטח הפתוח של המגורים. 5. דוגמא למיפוי של קרינת השמש על גבי חזית של בניין כבסיס לתכנון החזית. 6. יצירת פתחי תאורה בגדלים משתנים בהתאם לקרינת השמש בעזרת קוד .Grasshopper Architect: MAD, Conrad Hotel, Beijing , 7. יצירת פתחים בגדלים משתנים Photo: trevor.patt, 07.04.2012, http://www.flickr.com/photos/ trevorpatt/6990594042/in/set-72157629951165977 לוטם קירשט, מיכאל ויצמן