The development of digital media made the change of architectural paradigm from tectonic to the surface and pattern. This means the transition to the new kind of materiality and the resurrection of ornament. This study started as an aim to apply biological pattern to architectural design from the ne...
The development of digital media made the change of architectural paradigm from tectonic to the surface and pattern. This means the transition to the new kind of materiality and the resurrection of ornament. This study started as an aim to apply biological pattern to architectural design from the new perception of pattern. Architectural patterns in the early era appeared as ladders, steps, chains, trees, vortices. But since 21st century, we can find patterns in nature like atoms and molecular structures, fluid forms of dynamics and new geometrical pattern like fractal and first of all biological patterns like viruses and micro-organisms, Voronoi cells, DNA structure, rhizomes and various hybrids and permutations of these. Pattern became one of the most important elements and themes of contemporary architecture through the change of materiality and resurrection of ornament with the new perception of surface in architecture. One of the patterns that give new creative availability to the architectural design is biological pattern which is self-organized as an optimum form through interaction with environment. Biological patterns emerge mostly as self-replicating patterns through morphogenesis, certain geometrical patterns(in particular triangles, pentagons, hexagons and spirals). The architectural application methods of biological patterns are direct figural pattern of organism, circle pattern, polygon pattern, energy-material control pattern, differentiation pattern, parametric pattern, growth principle pattern, evolutionary ecologic pattern. These patterns can be utilized as practical architectural patterns through the use of computer programs as morphogenetic programs like L-system, MoSS program and genetic algorithm programs like Grasshoper, Generative Components with the help of computing technology like mapping and scripting.
The development of digital media made the change of architectural paradigm from tectonic to the surface and pattern. This means the transition to the new kind of materiality and the resurrection of ornament. This study started as an aim to apply biological pattern to architectural design from the new perception of pattern. Architectural patterns in the early era appeared as ladders, steps, chains, trees, vortices. But since 21st century, we can find patterns in nature like atoms and molecular structures, fluid forms of dynamics and new geometrical pattern like fractal and first of all biological patterns like viruses and micro-organisms, Voronoi cells, DNA structure, rhizomes and various hybrids and permutations of these. Pattern became one of the most important elements and themes of contemporary architecture through the change of materiality and resurrection of ornament with the new perception of surface in architecture. One of the patterns that give new creative availability to the architectural design is biological pattern which is self-organized as an optimum form through interaction with environment. Biological patterns emerge mostly as self-replicating patterns through morphogenesis, certain geometrical patterns(in particular triangles, pentagons, hexagons and spirals). The architectural application methods of biological patterns are direct figural pattern of organism, circle pattern, polygon pattern, energy-material control pattern, differentiation pattern, parametric pattern, growth principle pattern, evolutionary ecologic pattern. These patterns can be utilized as practical architectural patterns through the use of computer programs as morphogenetic programs like L-system, MoSS program and genetic algorithm programs like Grasshoper, Generative Components with the help of computing technology like mapping and scripting.
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문제 정의
본 연구는 이러한 생물학적 패턴들의 다양한 특징들을 형태 및 제어, 발생, 진화 메커니즘 등의 다양한 관점으로 분류하여 이 특성들을 건축 디자인에 적용할 수 있는 가능성을 타진하려는 배경에서 시작되었다. 따라서 건축 디자인의 중요한 요소인 패턴들 가운데에서 최근 새롭게 인식이 되고 있는 생물학적 패턴들의 특징들과 건축적으로 가능한 적용 방식, 그리고 이 방식들이 현대의 건축 디자인에 적용된 사례들을 분석하여 21세기의 새로운 디자인 방식의 가능성을 조망하는 것에 본 연구의 목적이 있다.
생물학적 패턴은 저에너지의 사용, 쉬운 재활용, 소수의 가능한 물질들로부터 극도의 영구성과 융통성을 가지는 생물계의 특성들을 공학적으로 응용해 가장 효율적으로 주변 환경에 최적화되는 건축 디자인을 가능하게 해주기 때문이다. 본 논문은 패턴의 건축적 의미와 건축적 적용 사례, 생물학적 패턴들의 특징과 건축적 적용 방식, 생물학적 패턴들이 현대 건축에 적용된 사례들의 분석을 통해 다음과 같은 결과를 얻었다.
건축 디자인의 다양한 패턴들 가운데에서도 동역학적이며, 주변 환경과 상호 작용하여 새롭게 발생되고 진화하는 생물학적 패턴이야말로 발전된 새로운 디지털 기술과 함께 앞으로의 정보 사회에서 가장 유용한 방식으로 될 수 있기 때문이다. 본 연구는 이러한 생물학적 패턴들의 다양한 특징들을 형태 및 제어, 발생, 진화 메커니즘 등의 다양한 관점으로 분류하여 이 특성들을 건축 디자인에 적용할 수 있는 가능성을 타진하려는 배경에서 시작되었다. 따라서 건축 디자인의 중요한 요소인 패턴들 가운데에서 최근 새롭게 인식이 되고 있는 생물학적 패턴들의 특징들과 건축적으로 가능한 적용 방식, 그리고 이 방식들이 현대의 건축 디자인에 적용된 사례들을 분석하여 21세기의 새로운 디자인 방식의 가능성을 조망하는 것에 본 연구의 목적이 있다.
가설 설정
이것은 파트릭 슈마허(Patrik Schumacher) 가 주장하듯, ‘매개변수주의’(parametricism)라는 용어로 설명되며, 연속적인 분화와 변형(versioning), 반복 등의 방식과 스크립팅 등으로 표현된다.37) 매개변수적 패턴은 슈마허에 의해 다음과 같은 목표들로 특징지어진다: “1) 정방형이나 삼각형, 원 같은 정형의 기하학, 요소들의 단순한 반복, 연관되지 않는 요소나 시스템들의 중첩 등을 피할 것; 2) 매개변수적으로 순응될 수 있는 모든 형태 들을 고려하고, 다양한 수준에서 점진적으로 분화시키며, 시스템적으로 상호 관련시킬 것;3) 단일 시스템의 분화로부터 외피, 구조, 내적 세부분할 같은 다중의 하부 시스템의 스크립트된 결합으로 이동할 것. 한 시스템 내의 분화는 다른 시스템들 내의 분화들과 상호 연관된다; 4) 보상적 적응보다는 차이들의 증대를 선호하는 상호 연관을 통한 유기적 통합을 목표로 할 것.
제안 방법
3장은 생물학적 패턴의 발생과정과 특징들, 건축적으로 적용 가능한 방식들을 항목별로 분류하였다. 4장은 3장에서 분류된 적용 방식들의 실제 사례들을 항목별로 조사 분석하였다.
본 연구는 건축 디자인의 중요한 요소로서의 패턴에 대한 새로운 인식을 통해 패턴의 건축적 의미와 적용 사례들, 생물학적 패턴의 발생 과정과 특징들에 대한 분석을 하며, 생물학적 특징들 가운데에서 건축적으로 적용 가능한 방식들을 분류하여 항목별로 적용 사례들을 분석 하였다. 각각의 건축적 사례들은 건축에서 표피와 표피의 패턴들에 대한 중요성이 새롭게 부각되기 시작한 1990년대 이후부터 현재까지 각종 건축 문헌들에 소개된 건축물들 중에서 생물학적인 패턴을 디자인에 적용한 사례들을 분석 대상으로 선정했다.
이러한 패턴들은 크게 두 가지의 영역 -도시 조직의 패턴과 건물 외피의 패턴- 으로 적용되고 있다. 전자는 모더니스트의 백지상태와 포스트 모더니스트의 맥락주의 사이의 이분법, 그리고 지역과 세계 사이의 분절을 해결할 방법으로 기존 도시의 물질 구조를 그대로 재생산하는 대신, 도시의 일관성을 새롭게 구축하는 방식으로 피터 아이젠만의 레프스톡 공원 계획에서부터 MVRDV의 데이터스케이프에 이르는 예들과 같이, 일정한 새로운 패턴을 도시 구조에 부여하여 도시적 일관성을 구축한다. 후자는 헤어조크와 드 뮈론16)이나 FOA의 작품들에서와 같이 건물 외피에 일정한 패턴으로 일관성을 부여하는 방식이다.
대상 데이터
본 연구는 건축 디자인의 중요한 요소로서의 패턴에 대한 새로운 인식을 통해 패턴의 건축적 의미와 적용 사례들, 생물학적 패턴의 발생 과정과 특징들에 대한 분석을 하며, 생물학적 특징들 가운데에서 건축적으로 적용 가능한 방식들을 분류하여 항목별로 적용 사례들을 분석 하였다. 각각의 건축적 사례들은 건축에서 표피와 표피의 패턴들에 대한 중요성이 새롭게 부각되기 시작한 1990년대 이후부터 현재까지 각종 건축 문헌들에 소개된 건축물들 중에서 생물학적인 패턴을 디자인에 적용한 사례들을 분석 대상으로 선정했다. 2장은 패턴의 의미와 건축에서의 적용 사례, 건축에서의 새로운 현대적 패턴 기술들에 관해 분석하였다.
성능/효과
33px;"> 더욱 순수한 표현으로 나타나기 때문이기도 하다.3) 텍토닉으로부터 표피로의 이동은 장식의 새로운 부활이라는 개념으로 연결될 수 있는데, 이것은 과거의 조각적 장식 개념이나 포스트 모던식의 상징적 장식들과는 달리, 물성과 재질의 중요성들과 연결되어, 발전된 디지털 기술에 의해 새로운 감각으로 연결되는 장식의 개념, 즉 장식의 새로운 기능4) 을 의미한다. 그리고 이러한 표피에 대한 새로운 장식적 기능 가운데에서 중요한 역할을 하는 것은 무엇보다도 ‘패턴’이라고 할 수 있을 것이다.
35) 자기 조직화는 분화를 통해 다양한 변양태의 모델들을 발생시키는데, 분화는 형태 발생 과정에서 위치에 따라 각기 다른 단백질 화합물의 영향 속에서 서로 다른 유전자의 발현에 의해 다양한 표현형 (phenotype)의 증가를 수반하며, 다양한 표현형의 증가는 기존의 건축적 최적화 방식이었던 단일 목표의 최적화 대신 다양한 스케일 환경 내의 행태적 특성과 능력의 관점에서 시너지적, 통합적 방식으로 물질과 시스템을 이해하는 다중 수행적 건축을 가능하게 해주기 때문이다.
37) 매개변수적 패턴은 슈마허에 의해 다음과 같은 목표들로 특징지어진다: “1) 정방형이나 삼각형, 원 같은 정형의 기하학, 요소들의 단순한 반복, 연관되지 않는 요소나 시스템들의 중첩 등을 피할 것; 2) 매개변수적으로 순응될 수 있는 모든 형태 들을 고려하고, 다양한 수준에서 점진적으로 분화시키며, 시스템적으로 상호 관련시킬 것; 3) 단일 시스템의 분화로부터 외피, 구조, 내적 세부분할 같은 다중의 하부 시스템의 스크립트된 결합으로 이동할 것. 한 시스템 내의 분화는 다른 시스템들 내의 분화들과 상호 연관된다;4) 보상적 적응보다는 차이들의 증대를 선호하는 상호 연관을 통한 유기적 통합을 목표로 할 것. 연관된 시스템은 더 풍부한 분절이 얻어지고 더욱 방향성을 가지는 시각적 정보가 가능한 초기 분화를 강조할 것.
둘째, 생물학적 패턴은 개체 발생의 과정에서 패턴을 형성하는 공간 조직화 과정에서 나타나는 것으로, 자기조직화의 과정 속에서 주변과의 상호 작용에 의해 최적화의 형태로 나타난다. 이것은 주로 형태 발생 과정에서 나타나는 자기 유사적 패턴들과 환경과의 하중 분배 과정에서 생기는 패턴, 유기체의 다양한 삼각형, 오각형, 육각형, 나선 등의 기하학적 패턴들로 나타난다.
셋째, 생물학적 패턴들의 건축적 적용 방식은 직접적 형상의 패턴, 구조와 세포 형태의 패턴으로서 원형 패턴, 다각형 패턴, 물질과 에너지 제어 메커니즘의 패턴, 형태 발생 메커니즘 패턴으로서 분화 패턴, 매개변수적 패턴, 성장 법칙의 패턴, 진화적 생태 메커니즘 패턴으로서 진화적 생태 패턴 등의 방식으로 나타났다. 이러한 패턴들은 L-시스템 및 MoSS 프로그램 같은 형태 발생 프로그램과 Grasshoper, Generative Components 같은 유전 알고리즘적 프로그램 등의 발전된 컴퓨터 프로그램들과 매핑과 스크립팅 같은 전산 기술들의 사용을 통해 건축적 패턴으로 실용화될 수 있었다.
첫째, 패턴은 초기에 상징적, 주술적 의미의 추상화된 외양으로 사용되었으며, 이후 건축에서는 주로 사다리와 계단, 사슬, 나무, 소용돌이, 동심원, 궤도, 기하학적인 시각적 유희 패턴들로 나타났다. 21세기 이후 건축의 현대적 패턴은 주로 디지털 기술을 이용해 원자와 분자 구조 패턴, 유체의 동역학 패턴들 같은 다양한 자연계의 패턴들 및 프랙탈 같은 새로운 기하학적 패턴, 그리고 무엇보다도 바이러스와 미생물 조직 패턴, 세포의 형태 패턴, DNA 패턴, 리좀과 다양한 혼성물의 패턴들 같은 생물학적 패턴들로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
디지털 매체의 발전은 어떤 변화를 가져왔는가?
21세기의 새로운 건축 디자인의 다양한 양상들은 무엇보다도 발전된 기술들로 인해 가능하게 되었다고 할수 있다. 그 가운데에서도 디지털 매체의 발전은 기존의 건축적 관습으로부터 혁신적인 변화를 가져왔는데, 그것은 과거의 건축적 패러다임, 즉 20세기 공간 결정 차원에서의 구조 개념이었던 텍토닉의 개념으로부터 물성의 새로운 변화, 장식의 부활 같은 개념으로의 이동을 의미 한다. 이것은 프레데릭 제임슨(Frederic Jameson)이 후기 자본주의 사회의 특징을 “깊이가 표피, 혹은 다중의 표피들로 대체되는 것”1)이라고 말한 것과도 관계된다.
프레데릭 제임슨이 자본주의 사회의 특징을 무엇이라고 했는가?
그 가운데에서도 디지털 매체의 발전은 기존의 건축적 관습으로부터 혁신적인 변화를 가져왔는데, 그것은 과거의 건축적 패러다임, 즉 20세기 공간 결정 차원에서의 구조 개념이었던 텍토닉의 개념으로부터 물성의 새로운 변화, 장식의 부활 같은 개념으로의 이동을 의미 한다. 이것은 프레데릭 제임슨(Frederic Jameson)이 후기 자본주의 사회의 특징을 “깊이가 표피, 혹은 다중의 표피들로 대체되는 것”1)이라고 말한 것과도 관계된다. 후기 자본주의 시대의 논리에서 건축은 발전된 전자 매체의 중요성과 함께 거대한 정보의 전시장으로 인식될 수 있기 때문이다.
건축은 발전된 전자 매체의 중요성과 함께 거대한 정보의 전시장으로 인식된 이유는?
이것은 표피들이 볼륨들 보다는 형태화 과정의 징후를 더욱 즉각적으로 산출하며, 볼륨들이 외적으로 결정되는 듯이 보임으로써 임의적이고, 어느 정도 불투명하고 불 활성인 반면, 표피들은 매개 변수적인1)변양태들의2)더욱 순수한 표현으로 나타나기 때문이기도 하다.3) 텍토닉으로부터 표피로의 이동은 장식의 새로운 부활이라는 개념으로 연결될 수 있는데, 이것은 과거의 조각적 장식 개념이나 포스트 모던식의 상징적 장식들과는 달리, 물성과 재질의 중요성들과 연결되어, 발전된 디지털 기술에 의해 새로운 감각으로 연결되는 장식의 개념, 즉 장식의 새로운 기능4) 을 의미한다.
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