W szkole średniej mamy: dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie, równania, geometrię (pracę z liniami, kątami, powierzchnie i bryły) oraz trygonometrię (pracę z zależnościami między długościami boków i kątami trójkątów). To wszystko jest niezbędne w pracy architekta.
Architekci muszą być dobrzy w myśleniu matematycznym. Muszą wiedzieć, jak rozwiązywać problemy z liczbami; na szczęście dzisiaj dysponujemy technologią, która rozwiąże za nas faktyczne problemy. A korzystanie z matematyki w świecie zawodowym to nie to samo, co korzystanie z matematyki w klasie, ponieważ w pracy istnieją praktyczne powody wykonywania obliczeń. Czy części tego budynku będą do siebie pasować? Czy jest wystarczająco dużo miejsca, aby umieścić tutaj kolejne drzwi? Czy te schody dotrą wygodnie na następne piętro? Są to sytuacje, w których architekci muszą myśleć matematycznie.
Do czego służy matematyka i dlaczego architekci jej potrzebują?
Przede wszystkim architekci używają matematyki, aby upewnić się, że ich budynki są bezpieczne, a zasoby nie są marnowane. Wykorzystują również zasady matematyczne, aby uatrakcyjnić swoje projekty. W szczególności możesz użyć matematyki w następujący sposób:
1.Zamiana jednostek
Prawdopodobnie umiemy to zrobić w wieku dziewięciu lub dziesięciu lat: przeliczamy milimetry na centymetry, centymetry na metry, metry na kilometry i tak dalej. Jedyna prawdziwa trudność z konwersją pojawia się, gdy próbujesz radzić sobie z liczbami zarówno w skali metrycznej, jak i imperialnej; w miejscach takich jak Stany Zjednoczone ten drugi (który wykorzystuje wymiary takie jak cale, stopy i mile) jest bardziej powszechny niż pierwszy (który „liczy się w dziesiątkach”).
2.Obliczanie powierzchni i objętości
Uczyliśmy się tego również tego w szkole: jak obliczyć powierzchnię kształtu o dwóch wymiarach i objętość obszaru trzech. Powierzchnia i objętość pojawiają się cały czas w architekturze, na przykład, gdy próbujemy obliczyć, ile drewnianych paneli potrzebujesz, aby pokryć podłogę lub ile cementu potrzebujesz, aby wypełnić dany otwór.
3.Przygotowanie przedmiaru robót
Kontynuując powyższe, możemy również potrzebować matematyki, aby pomóc przygotować przedmiar – szczegółowy dokument, który dokładnie pokazuje materiały potrzebne w projekcie budowlanym. Po określeniu powierzchni i objętości możesz wykorzystać te dane do obliczenia liczby cegieł wymaganych na ścianę lub liczby płytek na dach.
4.Wybór wagi
Skala opisuje relację wielkości między rysunkiem a światem rzeczywistym. Jeśli więc architekt tworzy plan w skali 1:100, jeden centymetr na jego planie reprezentuje 100 centymetrów (tj. metr) w świecie rzeczywistym. Plan w skali 1:1000 oznacza, że jednostka na papierze jest taka sama jak 1000 jednostek w świecie rzeczywistym. Im większa liczba po dwukropku, tym większy jest ilustrowany obszar; więc dom może być pokazany w skali 1:100, ale zespół budynków lub osiedle może być narysowany w skali 1:1000. Częścią roli architekta jest ustalenie odpowiedniej skali dla swoich rysunków, biorąc pod uwagę wielkość projektu.
5.Wybór materiałów
Architekci muszą zrozumieć, w jaki sposób matematyka jest używana w fizyce. Na przykład na najbardziej podstawowym poziomie musimy wiedzieć, czy pewna ilość jednego materiału, ułożona w określony sposób, wytrzyma ciężar tego, co chcemy na niego nałożyć. W ramach studiów architektonicznych uczymy studentów rzeczy quasi-matematycznych, takich jak napięcie, ściskanie i właściwości fizyczne materiałów.
6.Dodawanie piękna do funkcji
Architekci używają matematyki, aby zrobić coś, czego inżynierowie nie robią, przynajmniej celowo: upiększyć budynki i konstrukcje. Dopasowując proporcje – które w matematyce oznaczają stosunki między liczbami, a w architekturze – relacje między różnymi częściami budynku – nawet skromny blok mieszkalny może zmienić się z codziennego w wykwintny.
Jeśli interesujemy się sztuką, można natknąć się na tak zwany „złoty podział” (1:1.618), który występuje w całym świecie przyrody i które ludziom ze wszystkich kultur podobają się bo „matematyka to piękno”, a nawet „matematyka to magia”
Jak matematyka wiąże się z architekturą?
Nie moglibyśmy tworzyć architektury bez matematyki. Czasami architekci uwidaczniają matematykę poprzez nieprzewidywalne bryły dla których obliczenia utrzymują budynek w pozycji pionowej, choć te obliczenia nie są ani widoczne, ani doceniane.
Architektura religijna od czasów starożytnych opierała się na matematyce, często z powodów symbolicznych; na przykład wiele świątyń hinduistycznych w Indiach ma symboliczne, fraktalne struktury, w których części składowe mają podobną formę do całości.
Również w projektowaniu świeckim estetykę architektoniczną od dawna wspiera matematyka. Mam tu na myśli perspektywę liniową i kształtów, które należy przyjąć i których należy unikać.
