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
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
- Habitat 67 ที่ Montreal ประเทศแคนาดา (Canada)
- The Dancing house ที่ Prague สาธารณรัฐเช็ก(Czech Republic)
- Wonderworks ที่ประเทศสหรัฐอเมริกา (USA)
- La Tête Carrée Library ที่ Nice ประเทศฝรั่งเศส (France)
- Tagasuki-an ที่ Nagano ประเทศญี่ปุ่น (Japan)
- The Sharp Centre ที่ Ontario College of Art and Design ที่ Toronto ประเทศแคนาดา (Canada)
- Krzywy Domek ที่ Sopot ประเทศโปแลนด์ (Poland)
- The Balancing Barn ที่ Suffolk ที่ประเทศอังกฤษ
- Museum of Tomorrow ที่ Rio de Janeiro ประเทศบราซิล (Brazil)
- 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
