Hvordan Arkitekter Bruker Matte (Det Er Ikke Så Komplisert Som Du Tror)

Arkitektur fungerer med matematikk like mye som det fungerer med kunst. Matematikk hjelper arkitekter kvantifisere sine design for å hjelpe dem å holde ting i perspektiv. Det finnes utallige praktiske måter å bruke matematikk på som hjelper arkitekter med å designe mer effektivt og mer effektivt.

Arkitekter bruker matematikk av ulike grunner, for eksempel å bestemme muligheten for designbeslutninger, holde oversikt over logistikk og å ta hensyn til kostnadene ved deres design. Matematikk kan også hjelpe arkitekter i design når det gjelder romstørrelse, plassstørrelse og komponentstørrelse.

Les mer for å lære hvordan arkitekter bruker matematikk i sitt felt. Vi skal gå inn i ulike aspekter av arkitektur som trenger noen grunnleggende matematikk og noen eksempel ligninger som hjelper arkitekter design.

Hva slags matte bruker arkitekter vanligvis?

Arkitekter bruker ulike typer matematikk avhengig av hva de leter etter. Det meste av matematikken som brukes i arkitektur er enkel. Vanskeligheten ligger i å vite hvordan du bruker den matematikken godt og forstå hva den forteller deg.

for eksempel vil optimalisering av en flisfinish i form av kostnadseffektivitet kreve at en arkitekt finner ut en konfigurasjon av flisene som bruker minst mulig materiale. Dette innebærer å bruke et matematisk problem som består av å bruke minst mulig former, la oss si firkanter, for å passe inn i en bestemt geometrisk form.

her er de forskjellige typer matematikk som arkitekter må bruke når de designer og planlegger bygninger.

	Matematikk brukt i arkitektur
Algebra	Arkitekter bruker algebra til å beregne mange ting for de ulike komponentene. Enten det er å finne vekten av et objekt, finne det gjenværende gulvarealet og etc.
Geometri	å være godt bevandret i å finne områder av geometriske former og geometriske mønstre hjelper arkitekter kvantifisere sine plantegninger.
Trigonometri	Arkitekter må manipulere vinkler gjennom et design, spesielt for skrånende deler som tak, gulv, trapper, etc.
Konsepter	Konsepter Som det gylne snitt og fibonacci-sekvensen hjelper arkitekter med å skape design.
Kalkulus	Kalkulus brukes ikke ofte av arkitekter, med tanke på at applikasjonene vanligvis brukes av ingeniører til å beregne strukturer og varmetap. Kalkulus er nyttig for databehandling for materialbruk for komplekse former.
Logikk	Arkitekter bruker matematisk logikk når de designer for ting som effektivitet. Logic hjelper arkitekter med å optimalisere sin beslutning basert på dyktig bruk og anvendelse av dataene de har på hånden.

som nevnt tidligere vil typen matte som brukes, avhenge av arkitekten. Generelt hjelper matematikk arkitekter med å finne ut optimal dimensjonering av rom og optimal dimensjonering av ulike bygningskomponenter.

du trenger ikke å være spesielt god i matte for å bli en stor arkitekt; du må imidlertid gjøre grunnleggende matematikk godt (videregående nivå).

eksempler på arkitekter som bruker matematikk

Arkitekter bruker matematikk for gulvområder

Arkitekter beregner ofte for gulvarealet i et rom. Å få størrelsen på et rom er enkelt nok, mesteparten av tiden, det er bare å multiplisere lengde x bredde med mindre arkitekten arbeider med uregelmessige former.

den delen som krever mer innsats, beregner de tingene som gulvarealet trenger. For eksempel, hvis du skulle ha et gulvareal på, la oss si 10 kvm, hvor mye av det området skal være åpent rom, hvor mye skal møblene okkupere, hvor mye skal armaturene okkupere, etc.

Arkitekter kan bruke forskjellige formler og multiplikatorer for å bestemme den nødvendige nedbrytingen av et gulvareal som vanligvis avhenger av funksjonen til det rommet.

for eksempel kan et typisk soverom være rundt 6×4 meter, noe som gir oss et areal på 24 kvm. En standard seng ville ta opp rundt 2 kvm, ville en vanlig skapet være rundt 0.5sqm, en typisk dør swing allerede opptar ca 1 kvm, og en arkitekt vet at folk trenger minst en 0,5 m plass av spillerom kunne passere gjennom et rom komfortabelt, etc.

poenget her er at arkitekten allerede generelt vet hvor mye plass objektene i et soverom vil ta, basert på standarder og beregninger.

arkitektens utfordring er å jobbe med denne informasjonen og designe soverommet på en slik måte at den maksimerer bruken mens du bruker minst mulig plass. Det er her romlig layout og orientering kommer inn i spill.

Arkitekter bruker matematikk for strukturer

Arkitekter er ikke ansvarlige for å gjøre de strukturelle beregningene for en bygning, det er ingeniørens jobb. I stedet kan arkitekter estimere og gjøre noen generelle beregninger for å vite om deres tiltenkte design kan håndtere vekten av en bygning.

Computing for structurals innebærer to hovedfaktorer som er:

1. Å Vite hvor kreftene går

Krefter i en bygning kan gå i flere retninger basert på posisjonering og plassering av komponentens vekt. For eksempel ekstruderer en plate en nedadgående kraft på en kolonne under, men den ekstruderer en oppadgående kraft på en kolonne over.

en arkitekt må ha en generell ide om hvordan disse kreftene beveger seg i en bygning og samspillet mellom krefter. Strukturelle feil er vanligvis forårsaket av mangel på støtte, noe som fører til at en overflødig mengde kraft går til ett område.

1. Å Vite hvor sterke kreftene er

for å bestemme styrken til en kraft kommer fra den enkle ligningen For Masse x Akselerasjon (tyngdekraften brukes ofte). Byggebransjen etiketter tvinger bruke vekten av objektet.

en arkitekt vet hvor sterke kreftene er basert på vekten av materialet som brukes, per enhet, og hvor stor komponenten er. Så hvis det er en 10×10 betongplate, kan en arkitekt grovt anslå hvor mye som veier og hvor mye støtte den platen vil ende opp med å trenge.

Arkitekter kan bruke Disse to hovedpunktene for å avgjøre om bygningen kan bære seg selv, men arkitekter og ingeniører må fortsatt vurdere andre krefter som kommer fra inventar, møbler, miljø og menneskelig aktivitet.

et lands byggekode vil vanligvis ha satt multiplikatorer som gir arkitekter og ingeniører den minste strukturelle støtten som trengs for å gjøre en bygning trygg.

disse multiplikatorene er basert på to faktorer som kalles dead load og live load. Den døde lasten er dine krefter som ikke beveger seg, generelt potensiell energi, mens levende laster er kreftene som er i bevegelse, generelt kinetisk energi.

du har For eksempel en 10×10 gulvplate som skal brukes som oppbevaringsrom. Live load vil bare ha en liten multiplikator mens dead load vil ha en større.

dette legger til en helt ny dimensjon for design fordi arkitekter må distribuere sine mellomrom riktig for å sikre at ikke bare en del av bygningen mottar de fleste lastene, samt bidrar til effektivt å plassere de strukturelle støttene som trengs for mellomrom.

Arkitekter bruker matematikk til å koste

Arkitekter bruker også matematikk for å hjelpe Dem med å anslå hvor mye en designbeslutning vil koste. På samme måte som arkitekter beregne for structurals, ved hjelp av en enhet og tildele en vekt til at enhetskostnaden er nesten det samme.

Koster koker ned til tre hovedpunkter, som er:

1. Å Vite prisen per enhet.

for bedre å forklare dette, la oss bruke dette eksemplet. Du har en 10x10m betongplate, la oss anta at platen koster rundt $ 80 per kvadratmeter, og du vil legge til en flisefinish som vanligvis går for rundt $10 per kvadratmeter. Dette koker ned til ca $ 900 (unntatt lønnskostnader) for å ha en 10×10 gulvplate konstruert og ferdig.

dette er en av de grunnleggende måtene som arkitekter anslår hvor mye deres design vil koste. Koster er alltid kokt ned til en enhet (kvm eller sq ft) og deretter en enhet er tildelt en pris å konstruere det fullt.

1. Å Vite hvor mange enheter du skal bruke

matematikken for å få et tilbud om kostnader kan være enkel, men å lage det sitatet krever også litt tungt arbeid. Den delen som gjør vite hvor mange enheter skal brukes blir vanskelig når du arbeider med flere rom, flere etasjer, og hver av dem har sine egne behov. Hva arkitekter gjør er å sette en standard ved å bruke ideelle målinger og tildele materialer til bestemte rom for å kunne designe mer effektivt.

derfor er standardisering viktig i byggebransjen. Standardisering virkelig hjelper i å gjøre alle aspekter av en bygning enklere å planlegge og enklere å utføre. I stedet for å ha en arkitekt holde styr på å ha ulike materialer per rom, kan de i stedet sette en standard og gjenta det konsekvent gjennom en design.

for eksempel vil et stort hotell ha minst 1000 rom inne. Det ville være urealistisk for arkitekten å estimere kostnaden for å bygge 1000 rom en etter en. I stedet kan de utvikle et godt estimat og spare tid ved hjelp av en standardisert design og spesifikasjon av materialer.

Arkitekter bare anslå hvor mye deres design vil koste, men de reelle kostnadene vil komme fra et tilbud fra entreprenøren. Entreprenører basere sine sitater på spesifikasjonene gitt av arkitekten og gjøre beregninger basert på prisen som deres individuelle materialleverandører kan gi. Uansett, estimering koster er en viktig ferdighet som en arkitekt bør ha for å sikre at deres design er godt innenfor kundens budsjett.

Arkitekter bruker matematikk for logistikk

Entreprenører er vanligvis de som har ansvaret for de logistiske behovene til et prosjekt gjennom hele varigheten. Men arkitekter må også ha sin logistiske tracker for mellomrom.

Arkitekter holder ofte en liste over ting i en bygning. Dette inkluderer å holde oversikt over hvor mye plass som blir brukt, hvor mange ganger det blir brukt, og holde oversikt over det andre nummeret, for eksempel antall brukere for det rommet og antall ganger brukere mest sannsynlig vil bruke det hele dagen, etc.

denne typen data-og informasjonsinnsamling gjør det mulig for arkitekten å forstå hva bygningen trenger for å fungere riktig og brukes også til å ta sine designbeslutninger.

Arkitekter bruker matematikk til planlegging

Tegningsplaner krever også at arkitekter bruker noen former for grunnleggende matematikk. Databehandling for gulvområder, høyder, kvoter, møbler, etc. vil ha en arkitekt stadig legge til og trekke målinger. Dette kan ikke virke som en stor avtale, men du må huske hvor mange planer en arkitekt må gjøre for et prosjekt og hvor mange ganger de må endre disse planene hele tiden.

for eksempel, hvis en vindusåpnings mål er rundt 1×1,5 meter og vinduskarmen har 500mm, hvor mye spillerom er igjen under for å legge til møbler? Hvis en kjøkkenbenk har en dybde på 300 mm, vil skapet under være i stand til å støtte gassledninger, vannrør, kloakkrør og fungere som et oppbevaringsrom?

Arkitekter huske ulike deler av en bygning og stadig kryssreferanse dem å vite om det vil fungere i en design. Endringer i størrelser vil ekko gjennom hele rommet som krever at arkitekten kompenserer for endringene som gjøres.

Notat: Arkitekter er ikke interiørdesignere, men de inkluderer en møbelsmal under designprosessen for å sikre at det er nok plass til møbler, inventar og apparater for å fungere riktig.

til slutt lar arkitekter nesten alltid litt plass som en godtgjørelse, noe som betyr litt ekstra plass. Det er en generell tommelfingerregel at det å ha litt mer plass alltid er bedre enn å ikke ha nok, så arkitekter legger til rundt 100-200mm (avhengig av hva som trenger kvote) for å sikre at plassen kan fungere med flere bruksområder.

Arkitekter bruker matematikk for byggekode

Byggekoder vil alltid ha satt mål, dimensjoner, prosenter og forholdstall som må følges. Arkitekter må beregne aspekter av deres design for å se om det passer innenfor bestemmelsene i deres lokale byggekode.

disse målingene kan enten være for design eller de tekniske aspektene av bygningen. Et typisk eksempel er å vite avstanden brukeren må reise for å få tilgang til en brannutgang, eller hvis trappene dine er de riktige dimensjonene for en brannutgang.

Arkitekter må måle og beregne om tegningene er i samsvar med byggekodeksens standarder. For å få fart på prosessen har de fleste arkitekter allerede husket visse ligninger og forhold som kan brukes til å sikre at deres design allerede er innenfor standarder.

for eksempel, målinger av en stige og slitebanen av en trapp vanligvis legge opp til 450mm, eller en vanlig kolonne mål varierer fra 0,2 kvm til 0,4 kvm. Siden arkitekten allerede kjenner grensene og standardene, er de eneste beregningene som trengs for å gjennomgå formål i stedet for revisjon, noe som sparer mye tid og krefter.

når det gjelder samsvar med bygningskoden, har arkitekter allerede de nødvendige ligningene lagret og kryssjekker dem med designet.

Arkitekter bruker matematikk til topografi

Topografi brukes til å beskrive den generelle sammensetningen av et landskap. Topografien omfatter de forskjellige bakker, fordypninger, etc., av andre landformer, og det er viktig for byplanlegging og arkitektonisk planlegging.

en geodetisk ingeniør måler vanligvis topografien til en eiendom, men arkitekter bruker også topografi for å hjelpe dem med å ta designbeslutninger. Den generelle helningen av en lot beregnes Som Rise / Run x 100.

for eksempel starter et 10 meter langt parti med en høyde på 5m og slutter med 3m (2 meter høydeforskjell). Det ville bety at partiet har en skråning på 20%, noe som er ganske bratt, Og Mest sannsynlig Kan Entreprenører utvikle bare en liten boligstruktur på mye med den typen skråning.

dette virker kanskje ikke så viktig, men arkitekter liker å jobbe med tallene de får basert på topografien for å vurdere hvor mange modifikasjoner på områdets landskap som trengs for å støtte et hus.

denne prosessen innebærer å arbeide med geodetisk ingeniør for å utvikle hvordan arbeiderne kan omfordele jord for å bidra til å redusere skråningen av et område. Arkitekten hjelper beregne hvordan og hvor det beste stedet er å la noen skrå land å fremme naturlig drenering innenfor området.

Arkitekter bruker matematikk for design

Arkitekter kan også bruke matematiske prinsipper når det gjelder å skape design. Begreper Som Golden Ratio eller Fibonacci-sekvensen brukes til å tjene som et designprinsipp.

logikken bak dette er at disse matematiske prinsippene bidrar til å holde skjemaer estetisk tiltalende. Disse forholdene har også blitt brukt i kunst og kan også bli funnet i den naturlige verden.

Formfinning, som inkluderer riktig dimensjonering og andel av bygningens komponenter, er en stor del av arkitekturdesign. Mesteparten av tiden, andel og skala brukes på høyder i stedet for plantegninger siden bygninger er aldri sett gjennom plan visning av brukere.

Andel og skala i forhold til mennesker er også viktig for arkitekter å forstå. Gjennomsnittlig høyde er vanligvis satt til 1,7 m, mens tillatelsen gitt for bredde vanligvis er 0,5 m eller høyere, avhengig av antall brukere for det rommet.

Arkitekter bruker matematikk for å arbeide med skala

Å Vite hvordan du bruker skala krever også noen primær bruk av algebra. Skala brukes til å representere størrelsen på objekter i en tegning til hverandre som om de ble bygget. Hvis et objekt måler 1 meter i lengde og skalaen som brukes er 1:100, vil den bli representert som en 1 cm linje i en tegning.

Arkitekter må hele tiden endre skalaer avhengig av hva de ønsker å vise sine kunder. De fleste arkitektoniske programvare kan raskt skalere tegninger, men det er også bra for arkitekter å lese og forestille seg skalerte tegninger som om de ble bygget.

den vanlige skalaen som brukes i bransjen, varierer fra 1: 100-1:500, avhengig av hvilken type tegning som brukes. Ulike skalaer for samme tegning benyttes også avhengig av hva arkitekten ønsker å vise klienten. For eksempel, hvis en arkitekt ønsket å vise en klient mellomrom av en gulvplan for et hus, ville de vanligvis bruke en 1: 100 skala. Hvis en arkitekt ønsker å vise de spesifikke rom og deres møbler oppsett, en 1:50 skala kan bedre uttrykke designet.

Arkitekter bruker matematikk til belysning

Arkitekter bruker også matematikk for å hjelpe dem med å kvantifisere mengden lys som rommet mottar. Dette designaspektet kan virke ganske avansert, men arkitektoniske skoler lærer vanligvis elevene hvordan de skal vite hvilke lys som skal brukes til hvilket formål.

Arkitekter vet hvordan de skal beregne lysstyrken til en lyskilde og bruke dette som grunnlag for sine belysningsplaner, som ses i de reflekterte takplanene. Mest sannsynlig vil elektroingeniør være ansvarlig for de faktiske beregningene. Likevel trenger arkitekter også en god estimering for å bestemme den beste måten å gå videre på.

Dette er viktig for å sikre at plassen får riktig mengde lys for sin tiltenkte bruk. Å ha for mye lysstyrke gjør et rom føles for aktiv, mens du har for lite lysstyrke kan gjøre en plass føler for inaktiv. Et godt designet belysningssystem skal legge til stemning i rommet.

Arkitekter bruker matematikk for rørleggerarbeid

Arkitekter må ha en god ide om deres design fungerer bra med et rørleggerarbeid. Matematikken som brukes her er basert på avstandene som vann må reise for å enten komme til en armatur eller gå mot et kloakksystem.

en master rørlegger vil være den som har ansvaret for å kontrollere vanntrykket og lufttrykket i systemet. Likevel bør en arkitekt også ha en generell ide om å beregne for dette for å gjøre arbeidsflyten jevnere.

et eksempel på dette er arkitekten som optimalt tilordner plasseringene til vvs-armaturene om vannkilden og nærmeste avløpssystem. For dette må en arkitekt vurdere hvordan vannet beveger seg, og hvis kreftene fra tyngdekraften, fra brattheten i skråningen, er nok.

Arkitekter bruker matematikk for akustikk

Arkitekter beregner også hvordan lyden beveger seg i et rom basert på formen på veggens form, rommets volum og de nåværende forholdene i et rom.

typen matematikk som brukes til akustikk er ganske kompleks i forhold til de andre tilfellene som er nevnt i denne artikkelen. Akustikk krever at designeren er godt kjent med hvordan lydbølger fungerer, hvordan bølger samhandler med objekter og bestemmer hvor godt bølgene kan reise i rommet.

formlene som brukes, tar ofte hensyn til gjennomsnittstemperaturen i rommet, mengden lyd som materialet kan absorbere, etterklangstiden(tiden det tar for lyden å svekke/falme)

Arkitektonisk programvare og hvorfor det hjelper

Arkitektonisk programvare reduserer dramatisk antall beregninger som en arkitekt trenger å gjøre for deres design. Utviklere av disse programmene allerede vet hva slags matematikk er gjentatte ganger gjort gjennom en designprosess og vet målinger av objekter etter industristandarder.

Arkitektoniske programmer er vanligvis i stand til å kjøre simuleringer som gir dataene som trengs for en arkitekt for å gjøre de nødvendige endringene i designet. Noen arkitektoniske programmer hindrer selv brukere i å gjøre feil / umulige design og umiddelbart varsle brukeren om hva de gjør er feil.

for å oppsummere det hele, reduserer arkitektonisk programvare dramatisk mengden matte som en arkitekt trenger å gjøre i forhold til manuelle tegninger.

Konklusjon

til slutt må arkitekter bruke matematikk for ulike aspekter av deres design hele tiden. De bruker matematikk for å hjelpe dem med å avgjøre om planene deres er utformet effektivt, estetisk og logisk for å støtte bygningsfunksjonen bedre som helhet.

matematikken som brukes i arkitektur er ganske grunnleggende i forhold til matematikken som brukes i andre yrker. Arkitekter må fokusere på å bruke dataene gitt til dem ved sine beregninger for å bidra til å optimalisere designen ytterligere. Det er her arkitektonisk kreativitet kommer inn i spill og hvor arkitekter kan bruke sin kompetanse.

Arkitekter trenger å vite om deres tall samsvarer med kravene til en bygning. De gjør det ved å huske byggestandardene og utvikle en dypere forståelse av hva som trengs for at rommet skal kunne brukes.