Trwają zapisy na kursy przygotowujące do testu 8-klasisty i egzaminu maturalnego z matematyki! Sprawdź!

Blog

Matematyka w architekturze - jak architekci wykorzystują matematykę w swoim zawodzie?


7 minut czytania

Zastanawiasz się czasem, dlaczego matematyka jest określana jako królowa nauk? Spójrz na Twoje otoczenie - to, że Twój dom, sklep czy most nie zawali Ci się na głowę, zawdzięczasz m.in. architektom - osobom, które łączą zmysł artystyczny z matematyczną precyzją, by projektować naszą przestrzeń. Do czego jest im potrzebna matematyka w architekturze? Wyjaśniamy.

Matematyka w architekturze - jak używali jej twórcy najbardziej znanych budowli świata?

Zwykle trafia do nas to, co piękne i to, co monumentalne. Dlatego w kontekście matematyki w architekturze zawsze pojawia się temat piramidy Cheopsa - egipski ostrosłup (należący zresztą do siedmiu cudów świata antycznego) ma wyjątkowe miejsce w matematycznych teoriach. Spekuluje się, że jego konstrukcja mogła być oparta na tzw. złotym podziale, czy też złotej liczbie, czyli podziale odcinka na dwie części, tak by stosunek długości dłuższej do krótszej był taki sam jak całego odcinka do części dłuższej.

Zastosowanie złotej proporcji przypisuje się również ówczesnym architektom Partenonu na Akropolu - fronton Świątyni Ateny to prostokąt, którego boki były do siebie właśnie w „złotym” stosunku.

W przeciwieństwie do starożytnych Egipcjan dziś architekci mają do dyspozycji zaawansowane narzędzia, które często za nich kalkulują najtrudniejsze parametry obiektu, ale zastosowanie matematyki w architekturze pozostaje niezmiennie. Żadna budowla nie powstanie bez przeprowadzenia odpowiednich obliczeń - niezależnie od tego, czy wykona je człowiek czy maszyna.

Oto kilka przykładów tego, jak wykorzystywana jest matematyka w architekturze:

  • skala - już od etapu studiów adept architektury uczy się tworzyć modele - zarówno fizyczne, jak i cyfrowe. Najpierw musi użyć skali, żeby później uwzględnić rzeczywiste wymiary we współpracy z budowlańcem;
  • geometria - każdy obiekt składa się z bryły lub brył, a obliczanie ich pól, objętości i innych wymiarów jest konieczne, np. żeby dobrać do projektu odpowiednią ilość materiałów czy zmierzyć obciążenia, jakim będą poddawane poszczególne elementy konstrukcyjne budynku;
  • obliczanie wytrzymałości materiałów - takie pojęcia jak naprężenie i odkształcanie, obliczanie ugięć i przemieszczeń czy wymiarowanie to tylko niektóre zagadnienia z zakresu sił, które oddziałują na budowane konstrukcje - architekt musi wziąć je pod uwagę w swoich projektach;
  • parametryka - jeden ze współczesnych trendów w architekturze to projektowanie parametryczne, które opiera się na algorytmach uwzględniających istotne dla danej konstrukcji parametry, np. kierunek wiatru, różnice temperatur czy zużycie energii. Architekt może wpisać wszystkie dane do programu, który z matematyczną precyzją wygeneruje dla niego formę przestrzenną, ale żeby taki program działał, ktoś wcześniej przecież musiał to wszystko… policzyć!
  • współpraca z budowlańcami - architekci, którzy doskonale potrafią posługiwać się matematyką w swojej praktyce, mogą łatwiej i skuteczniej komunikować się z osobami odpowiedzialnymi za budowę zaprojektowanego przez nich obiektu. Błędy wynikające z nieznajomości zasad matematyki prowadzą do komplikacji na etapie stawiania budynku.

Zastosowanie matematyki w architekturze - typy architektury

Myśląc o swojej przyszłości na studiach architektonicznych, musisz wiedzieć, że nie ma jednej architektury. To dyscyplina nauki, która dzieli się jeszcze na węższe jednostki, w których możemy się specjalizować. Owszem, wszyscy architekci mają wspólną praktyczno-teoretyczną wiedzę, ale następnie zgłębiają temat w jednej z subdyscyplin, a najpopularniejsze z nich to architektura wnętrz i architektura krajobrazu. 

Architektura wnętrz

Projektowanie najbliższej przestrzeni, czyli pomieszczeń, w których przebywamy, obejmuje nie tylko mieszkania i domy, ale też wnętrza użyteczności publicznej. W architekturze krajobrazu nie chodzi tylko o projektowanie wnętrz atrakcyjnych wizualnie, ale także o wykorzystanie odpowiednich materiałów i uwzględnienie niezbędnych instalacji.

Zastosowanie matematyki w architekturze wnętrz jest potrzebne m.in. po to, by dokonywać obliczeń, tak żeby projektowane obiekty były zgodne z normami budowlanymi oraz zasadami BHP. Przykładowo rozporządzenie Ministra Infrastruktury określa rozmiary pomieszczenia, w których mogą być montowane poszczególne rodzaje ogrzewania, np. kominki opalane drewnem. Architekt projektujący wnętrze ma za zadanie uwzględnić normy prawne w swoim projekcie, żeby budowlaniec był w stanie pociągnąć go dalej.

A jaką rolę gra matematyka w projektowaniu mebli? W architekturze ważne jest przykładowo obliczanie obciążeń, które wpływają na konstrukcję mebla. Innymi słowy - z jakich materiałów, w jakim kształcie i o jakich rozmiarach zaprojektować krzesło, które będzie nie tylko estetyczne, ale także nie rozleci się pod naciskiem określonej siły, którą wywiera na nim siedząca osoba? Odpowiedź zna architekt, który w swojej praktyce kieruje się prawami mechaniki i konstrukcji - a te z kolei wywodzą się z matematyki.

Architektura krajobrazu

Specjalizując się w architekturze krajobrazu, będziesz kreować przestrzeń, która łączy rozwój miasta z potrzebami jego mieszkańców - a do nich należy bliskość terenów zielonych. Studiując ten kierunek, będziesz uczył(a) się, jak używać zasad geometrii wykreślnej czy planowania przestrzennego. Oprócz matematyki w architekturze krajobrazu liczy się również zamiłowanie do analiz socjologicznych, a nawet psychologicznych - projektuje się nie tylko w oparciu o zastane warunki terenu, ale też styl życia i potrzeby jego mieszkańców.

Jakie będzie zastosowanie matematyki w architekturze krajobrazu? Szukając najprostszych przykładów - planując zagospodarowanie terenów przy blokach mieszkalnych, architekt może uwzględnić kąty padania promieni słonecznych, żeby zapewnić mieszkańcom odpowiednie nasłonecznienie, niezbędne dla dobrego samopoczucia.

Matematyka w architekturze - studia architektoniczne

Architektura to nauka interdyscyplinarna, ponieważ oprócz matematyki nawiązuje do takich obszarów jak:

  • sztuka (wymaga sprawnego posługiwania się ołówkiem, a następnie programami graficznymi oraz dużej dozy wyobraźni),
  • socjologia (projektujesz obiekty, które mają spełniać jakąś funkcję - często osadzoną w ludzkiej rzeczywistości, dlatego ważne są potrzeby, styl życia i problemy przyszłych użytkowników),
  • historia (architekci uczą się rozpoznawać i świadomie nawiązywać do stylów architektonicznych, czyli mierzą się z historią sztuki, ale także z historią danego miejsca i związanych z nim tradycji).

Tak jak rysunek możesz podszkolić przed studiami na kursie dla przyszłych architektów, tak i z nauką matematyki nie zostaniesz sam(a). Żeby dostać się na studia architektoniczne niezbędne będzie podejście do matury z matematyki. Chcesz pewnie patrzeć w przyszłość na deskach najlepszej uczelni? Skorzystaj z kursów przygotowujących do matury z matematyki u Gigantów Edukacji. Taka forma korepetycji otwiera przed Tobą drogę do wielu zawodów, bo matura z matematyki to dziś to prawdziwy as w rękawie.

 

Warsztaty z matematyki

 

FAQ:

Jakie zastosowanie ma matematyka w architekturze?

Studenci architektury obcują z matematyką już od pierwszych lat akademickich. Wiele obliczeń można dziś wykonywać za pomocą programów komputerowych, ale na co dzień architekt będzie obcował ze skalą, geometrią, arytmetyką czy parametryką.

Jak zastosowanie matematyki pomaga w pracy architekta?

Architekt, który będzie posługiwał się językiem matematyki, może swobodnie współpracować z konstruktorami i budowlańcami, których spotka na swojej zawodowej drodze. Dzięki niej tworzy projekty konstrukcji funkcjonalnych i bezpiecznych.

Czy na studia architektoniczne muszę umieć matematykę?

Matematyka jest jednym z przedmiotów na architekturze na politechnikach. Poza tym do programu studiów należą inne powiązane z nią przedmioty, np. mechanika budowli, geometria wykreślna czy ekonomika procesu inwestycyjnego. Rozumienie i dalsza chęć nauki matematyki są więc kluczowe, by poradzić sobie z przedmiotami technicznymi.

Komentarze (0)

Nie ma tu jeszcze żadnych komentarzy

Skomentuj

Załączniki (0 / 3)
Udostępnij swoją lokalizację

Następny

Podobne artykuły

Blog

Jak zdać egzamin ósmoklasisty?

Choć egzaminu ósmoklasisty nie da się nie zdać, to jednak dobry wynik jest przepustką do nauki w wymarzonej szkole średniej. Sporo...

Czytaj więcej
Blog

Jakie przedmioty trzeba zdawać na studia architektoniczne?

Co zdawać na architekturę? To pytanie, które zadają sobie nastolatkowie szukający najlepszej ścieżki rozwoju po liceum lub technikum....

Czytaj więcej

Matematyka bez tajemnic

Zapisz się na kurs

Nasi
partnerzy

Ta strona używa plików Cookies. Dowiedz się więcej o celu ich używania i możliwości zmiany ustawień Cookies w przeglądarce.

Zapoznałem się i wyrażam zgodę na przetwarzanie moich danych