پژوهش‌های معماری و محیط

پژوهش‌های معماری و محیط

نگاشت ویژگی‌های معماری سنتی در معماری نوین و پایدار با استفاده از یادگیری عمیق: یک چارچوب روش‌شناختی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.
2 دانشیار، گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.
3 استاد، گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران.
چکیده
گسترش کاربرد یادگیری عمیق در طراحی معماری، ظرفیت‌های جدیدی برای توسعه روش‌های محاسباتی و دانش‌محور ایجاد کرده است. بااین‌حال، بسیاری از رویکردهای موجود بر بازنمایی‌های هندسی و تصویری متکی هستند و سازوکاری نظام‌مند برای تلفیق دانش اقلیمی، سازمان‌دهی فضایی و الزامات عملکردی در فرآیندهای طراحی هوشمند ارائه نمی‌کنند. از سوی دیگر، بخش عمده دانش زیست‌اقلیمی نهفته در معماری سنتی ایران، به‌ویژه در اقلیم گرم و خشک، عمدتاً در قالب مطالعات تاریخی و تفسیرهای کیفی ارائه شده و کمتر به ساختارهای محاسباتی در محیط‌های طراحی هوشمند تبدیل شده است. پژوهش حاضر با بهره‌گیری از رویکرد پژوهش علم طراحی، چارچوبی مفهومی و روش‌شناختی برای نگاشت دانش زیست‌اقلیمی معماری سنتی به فرآیند طراحی نوین و پایدار ارائه می‌کند. در این چارچوب، ویژگی‌های معماری در قالب پایگاه دانش، ماتریس‌های ویژگی، ماتریس‌های نگاشت و بازنمایی‌های گرافی سازمان‌دهی شده و روابط میان دانش معماری، متغیرهای طراحی، شاخص‌های عملکرد محیطی و مسیرهای محاسباتی به‌صورت نظام‌مند صورت‌بندی می‌شوند. همچنین، معماری مفهومی شبکه مولد گراف یکپارچه با دانش، با عنوان KIGGN، برای تبیین چگونگی به‌کارگیری روابط فضایی، اقلیمی و عملکردی در مدل‌های مولد دانش‌محور پیشنهاد شده است. در کنار آن، خط لوله مفهومی نمایش معنایی اطلاعات ساختمان، با عنوان BISVP، برای تشریح مسیر انتقال بازنمایی‌های محاسباتی به محیط‌های مدل‌سازی اطلاعات ساختمان و مدل‌سازی انرژی ساختمان تعریف می‌شود؛ به‌گونه‌ای که روابط معنایی، فضایی و محیطی حفظ شوند. افزون بر این، چارچوب پیشنهادی مفهوم تابع زیان دانش‌محور را مطرح می‌کند که مؤلفه‌هایی همچون بازسازی ویژگی‌ها، انسجام فضایی، اعتبار روابط ساختاری و الزامات عملکرد محیطی را دربر می‌گیرد. دستاورد اصلی پژوهش، ارائه یک مصنوع پژوهشی در قالب چارچوبی مفهومی و روش‌شناختی است که ارتباط میان دانش معماری سنتی، طراحی پایدار و یادگیری عمیق را به‌صورت نظام‌مند تبیین می‌کند. این چارچوب، بدون ادعای توسعه، آموزش یا اعتبارسنجی یک سامانه هوش مصنوعی، مبنایی نظری برای توسعه و آزمون سامانه‌های هوشمند طراحی اقلیم‌پاسخ فراهم می‌سازد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Mapping Traditional Architecture Features to Contemporary Sustainable Architecture Using Deep Learning: A Methodological Framework

نویسندگان English

Mohsen Ranjbar Zeinali 1
Seyed Rahman Eghbali 2
Yousef Gorji Mahlabani 3
1 PhD student in Architecture, Faculty of Architecture and Urbanism, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
2 Associate Professor, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urbanism, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
3 Professor, Department of Architecture, Faculty of Architecture and Urbanism, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
چکیده English

The growing application of deep learning in architectural design has created opportunities for developing computational and knowledge-driven approaches to sustainable design. However, many existing methods rely primarily on geometric or image-based representations and provide limited mechanisms for integrating climatic knowledge, spatial organization, and building performance requirements into intelligent design processes. Meanwhile, the bioclimatic knowledge embedded in Iranian traditional architecture, particularly in hot-arid climates, has largely remained within historical and qualitative studies and has rarely been translated into computational structures suitable for intelligent design systems. This study addresses this methodological gap by adopting the Design Science Research (DSR) methodology to develop a conceptual and methodological framework for mapping the bioclimatic knowledge of Iranian traditional architecture into contemporary sustainable architectural design. The proposed framework transforms architectural knowledge from qualitative descriptions into structured computational representations through a knowledge base, architectural feature matrices, mapping matrices, and graph-based representations. These components establish explicit relationships among traditional architectural features, climatic functions, design variables, performance indicators, and computational workflows. Within this framework, a conceptual Knowledge-Integrated Graph Generative Network (KIGGN) is proposed to represent spatial, topological-climatic, and functional relationships within knowledge-aware generative deep learning processes. In addition, a conceptual Building Information Semantic Visualization Pipeline (BISVP) is introduced to define the transition from graph-based computational representations to Building Information Modeling (BIM) and Building Energy Modeling (BEM) environments while preserving semantic, spatial, and environmental relationships. The framework also proposes a knowledge-guided loss function incorporating feature reconstruction, spatial coherence, topological validity-validity of structural relationships-, and environmental performance constraints as complementary objectives for future intelligent learning strategies. The primary contribution of the study is not the development or experimental validation of an artificial intelligence model, but the formulation of a structured research artifact that connects traditional architectural knowledge, sustainable design principles, and deep learning methodologies. The proposed framework provides a theoretical and methodological foundation for future computational implementation, empirical validation, and development of intelligent climate-responsive architectural design systems.

کلیدواژه‌ها English

Architectural Feature Mapping
Traditional Iranian Architecture
Contemporary Sustainable Architecture
Deep Learning
Hot-Arid Climate