ทำไมหอเอนปิซา (Tower of Pisa) ถึงไม่ล้มกันนะ? แล้วหอไอเฟลใช้วัสดุอะไรในการสร้างทำไมถึงได้แข็งแรงและทนทานขนาดนี้? ถ้าเราเป็นหนึ่งในคนที่ความสงสัยในคำถามเหล่านี้และอยากเป็นสถาปนิกต้องอ่านบทความนี้ครับ

แล้ว Architect ต้องเรียนอะไรบ้าง ?

การเรียนสถาปัตยกรรมคือ การทำความเข้าใจโครงสร้างของตึก อาคาร หรือสิ่งก่อสร้างที่เราอยู่ในปัจจุบันโดยผสมผสานความรู้ทางด้านศิลปะ ฟิสิกส์ และทฤษฏีทางคณิตศาสตร์เข้าด้วยกัน ทำให้การออกแบบมีทั้งความสวยงามและใช้งานได้จริงอีกด้วย

ในบางมหาวิทยาลัยชื่อ degree ของ Architecture จะจัดอยู่ใน Bachelor of Arts แต่บางมหาวิทยาลัยอาจจะจัดอยู่ใน Bacherlor of Science ซึ่งทั้ง 2 degree เมื่อจบมาแล้วสามารถเป็นสถาปนิกได้เหมือนกันครับ สิ่งที่เราควรจะทำคือต้องตรวจสอบว่า course ได้รับการรับรองจาก Royal Institute of British Architect(RIBA) หรือไม่?

What do I need for an Architecture degree? 

 วิชาใน A-level ที่ควรเลือก  

  • Art and Design หรือ Design Technology 
  • Physics  พื้นฐานสำหรับการเรียน Architecture ที่เกี่ยวกับแรง คุณสมบัติของสสาร เป็นต้น
  • Mathematics การคำนวณเรื่องพื้นที่

กรณีถ้าไม่ได้เรียน Mathematics หรือ Physics ใน A-level เราจำเป็นที่จำต้องมีเกรดที่สูงมากใน GCSE แต่ทั้งนี้ทั้งนั้น การมีวิชาเหล่านี้ดีกว่าไม่มีอยู่แล้วครับ 

  • Humanities อย่างเช่น วิชา Business หรือ Psychology

นอกเหนือจากวิชาสิ่งที่ต้องมีคือ ทักษะการวาดรูปด้วยมือ (freehand drawing) และการวาดภาพ 3D 

สำหรับใครที่ต้องการอยากจะเป็น Architect ที่ประเทศอังกฤษ สามารถอาจบทความเพิ่มเติมได้ที่นี่ครับ

https://studyuk.in.th/2019/09/23/tobearchitect/

What role does physics play in architecture? 

สถาปัตย์คือการท้าทายการออกแบบและออกจากกรอบเดิมๆ โดยการการค้นหารูปแบบและวิธีใหม่ๆ ด้วยการนำเอาความรู้ทางด้านฟิสิกส์มาผสมผสานกับงานออกแบบให้มีความสวยงามและใช้งานได้จริง 

อาคารส่วนมากจะมีการผสมผสานระหว่าง การคิดที่เป็นเหตุ (linear thinking) กับ การคิดนอกกรอบ (lateral thinking)

  • Linear thinking ที่มีเหตุมีผล มีกฏหรือทฤษฏี ที่สามารถตรวจสอบได้ด้วยสูตรและการคิดวิเคราะห์อย่างมีเหตุมีผล 
  • ส่วน Lateral thinking การคิดแก้ปัญหาอย่างสร้างสรรค์ โดยมองจากมุมที่ต่างไปออกไปจากเดิม 

Architecture คือการรวมกันระหว่างวิทยาศาสตร์และศิลปะและการคิดนอกกรอบโดยรวมหลากหลายความรู้เข้าด้วยกันตั้งแต่ Physics, Chemistry, Mathematics, History, Sociology และอื่นอีกมากมาย 

Fundamentals of Physics 

ในวิทยาศาสตร์ พื้นฐานของการเรียนคือสถานะของสาร ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว และแก๊ส และนำไปสู่การเรียนรู้เรื่องคุณสมบัติและผลกระทบต่อสิ่งรอบตัวที่จะต้องมีความเข้าใจเรื่อง ความกดดัน (pressure) เสียง (volume) และน้ำหนัก(weight) ของแต่ละวัตถุที่จะส่งผลต่อการสร้างอาคารหรือตึกอีกด้วย 

Understanding the forces that act on a built structure 

Tension (แรงตึง)

แรงตึงเกิดจากวัสดุอยู่ในสถานะที่ถูกดึงออกจากกัน ยกตัวอย่างให้ชัดมากยิ่งขึ้น ในการแข่งขันชักกะเย่อ(tug of war) การดึงเชือกจาก 2 ฝั่ง เชือกจะอยู่ในสถานะของแรงตึง ในการทำงานของสถาปนิกหลายครั้งจะต้องเจอกับการออกแบบโครงสร้าง แรงดึงดูด และการขยายจากความร้อน แม่เหล็ก และแรงที่มาจากน้ำหนัก ที่ส่งผลกับแรงตึงทั้งหมด ด้วยความรู้ของฟิสิกส์จะช่วยทำให้เข้าใจว่าควรจะใช้วัสดุแบบไหนหรือแบบใดในการออกแบบเพื่อตรงกับการใช้งานมากที่สุด 

Compression (การบีบอัด)

การบีบอัดเป็นคำอธิบายของแรงภายในโครงสร้างที่ถูกกดลงซึ่งจะทำให้โครงสร้างของตึกถูกดึงอยู่ด้วยกัน ในกรณีของโครงสร้างตึกเสาที่อยู่ในสภาวะของแรงบีบอัดเพราะว่าแรงกดจากโครงสร้างที่เกิดขึ้น

Load การรับน้ำหนัก

การรับน้ำหนักเป็นแรงที่เกิดจาการรับน้ำหนักและการเสียรูปในการขึ้นโครงสร้าง  การรับน้ำหนักสามารถรับได้จากทั้งแนวตั้งและแนวนอนซึ่งจะถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเทศคือ นัำหนักบรรทุกคงที่ (Dead load) และ น้ำหนักบรรทุกจร (Live load) 

Live load คือน้ำหนักบรรทุกจรที่สามารถเคลื่อนย้ายและเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา เช่น เฟอร์นิเจอร์, รถ เป็นต้น 

Dead load คือน้ำหนักบรรทุกที่มีลักษณะคงที่ตายตัว ไม่มีการเคลื่อนย้าย หรือเปลี่ยนขนาดได้ เช่น ฐานราก เสา คาน พื้น หลังคา เป็นต้น

การทำความเข้าใจคุณสมบัติของแรงเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญเพื่อหลักเลี่ยงการโก่งงอหรือการแตกหักของโครงสร้างที่อาจก่อให้เกิดอันตรายกับผู้ที่อยู่อาศัยได้ 

Role of physics  

ในงานสถาปนิกใช้ความรู้ฟิสิก์ในการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นเพื่อทำให้โครงสร้างหรือตึกสามารถตั้งอยู่ได้ด้วยการสร้างสมดุลของตัวตึกที่รวมจาก การเลือกวัสดุ อุณหถูมิ และพื้นที่ที่ใช้ในการสร้าง นอกจากนั้นการสร้างคำนึงถึงการระบายอากาศและการรับแสงก็เป็นเรื่องจำเป็นซึ่งทั้งหมดนี้ นอกจากความสร้างสรรค์ที่สถาปนิกที่จำเป็นจะต้องมีแล้ว ยังจะต้องมีความรู้และความเข้าใจในฟิสิกส์ในการออกแบบอีกด้วย

Material Selection 

ในทุกๆวัสดุมีคุณสมบัติส่วนตัว อย่างเช่น ดัชนีความร้อน(heat index) ความต้านทานแรงดึง (tensile strength) และ แรงอัด (compressive strength) ยกตัวอย่างเช่น เหล็ก(Steel) มีความต้านทางแรงดึงที่ดีแต่รับแรงอัดได้ไม่ดี  ทุกวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างจะถูกดูจากวัตถุประสงค์และการใช้งานประกอบกัน

Daylighting 

การใช้ประโยชน์จากแสงธรรมชาติให้มากที่สุดก็เป็นอีกปัจจัยที่นักออกแบบควรให้ความสำคัญ การที่เราเข้าใจถึงทิศทางของแสงแดดและกรองแสงที่เข้าภายในอาคารให้เหมาะสมก็จะช่วยเพิ่มความสวยงามให้กับห้องหรืออาคารได้  จากงานวิจัยพบว่าการที่เราเข้าถึงแสงแดดช่วยทำให้สุขภาพร่างกายและจิตใจของพนักงานออฟฟิศดีขึ้นได้ 

Ventilation 

การออกแบบจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงการเข้าออกของลมภายในอาคารเป็นส่วนหนึ่งที่ควรเอามารวมในการออกแบบ  การที่เราเข้าใจทิศทางของลม(Wind direction) การเปลี่ยนของความร้อน (Heat transfer)และ เทอร์โมไดนามิสก์ (thermodynamics) ก็จะช่วยทำให้การออกแบบมีประสิทธิภาพมากขึ้น 

เราจะเห็นได้ว่าอาชีพ Architect มีความจำเป็นที่จะต้องเรียนรู้เกี่ยวกับฟิสิกส์อยู่พอสมควร เพราะความรู้หลายอย่างๆของฟิสิกส์และคณิตศาสตร์จะถูกแทรกอยู่ในทุกขั้นตอนของการออกแบบตั้งแต่ การคำนวนพื้นที่ ราคาสิ่งของ และค่าก่อสร้าง การเลือกวัสดุให้เหมาะสม เป็นต้น เพื่อให้งานออกแบบเราออกมาดีและตอบโจทย์กับการใช้งานจริงมากที่สุด

ตัวอย่างของการใช้ความรู้ Physics มาประยุกต์กับงานออกแบบ Architecture 

  1. Habitat 67 ที่ Montreal ประเทศแคนาดา (Canada)
  2. The Dancing house  ที่ Prague สาธารณรัฐเช็ก(Czech Republic) 
  3. Wonderworks ที่ประเทศสหรัฐอเมริกา (USA)
  4. La Tête Carrée Library ที่ Nice ประเทศฝรั่งเศส (France)
  5. Tagasuki-an ที่ Nagano ประเทศญี่ปุ่น (Japan)
  6. The Sharp Centre ที่ Ontario College of Art and Design ที่ Toronto ประเทศแคนาดา (Canada)
  7. Krzywy Domek ที่ Sopot ประเทศโปแลนด์ (Poland) 
  8. The Balancing Barn ที่ Suffolk ที่ประเทศอังกฤษ 
  9. Museum of Tomorrow ที่ Rio de Janeiro ประเทศบราซิล (Brazil) 
  10. Robinson Tower ที่ประเทศสิงค์โปร์ (Singapore) 

วิดีโอด้านล่าง สำหรับใครที่ต้องการทำความเข้าใจเพิ่มเติมครับ

Architects Using Math – What You Need to Know 

Do you need to be good at math to be an architect?

Fundamentals of Building Physics and Environmental Design – Arup

สำหรับน้องคนไหนที่มีความสนใจด้าน Architecture หรือทางด้าน Art แล้วยังไม่รู้ว่าจะต้องเตรียมตัวยังไงบ้างเพื่อให้ได้มหาวิทยาลัยในฝัน สามารถติดต่อเข้ามาได้ที่ทีมงาน APSthai ได้เลยครับ 
สาขาสีลม: 084-320-1789
สาขาหลักสี่ : 083-179-9630