프랙탈 기하학 조형원리를 적용한 환경디자인 모형사례연구

Abstract

학문의 한 분야로서 환경디자인은 다른 학문과의 연계 속에서 영향을 주고받아 왔으며 새로운 표현언어나 양식의 개발을 위해 다른 영역의 이론이나 개념을 사용하여 창조성을 이루어 내기도 하였다. 최근 컴퓨터와 정보기술의 발달로 과학적 이론의 하나인 카오스 이론이 점차 대두되고 있으며 카오스 이론의 기학학적인 표현형태로서 프랙탈 기하학은 디자인을 비롯한 공학, 의학, 금융, 영상, 미술 등 우리 일상에서 거의 모든 분야에 응용이 가능하며, 실제로 적용되고 있다. 본 논문에서는 건축에서 응용되는 프랙탈 기하학의 형태구성원리와 그 원리를 적용한 디자인 사례를 찾아봄으로서 단순한 자연현상을 설명하는 이론이 아닌 디자인 조형언어로서의 가능성을 살펴보고 프랙탈 기하학이 추구하는 새로운 형태와 공간구성 원리를 적용하여 실제작품 프로세스에 도입함으로서 창조적 공간을 창출하고자 한다. 본 연구는 자연의 본성을 연구하는 새로운 미학으로서의 프랙탈 기하학을 적용한 탐방안내소 모형사례연구이며 프랙탈적인 새로운 개념과 언어가 탐방안내소 공간디자인의 방법과 과정에도 다양한 조형적 가능성을 제시할 수 있을 것이라 보여진다. 논문의 진행과정은 다음과 같다. 1장에서는 연구의 배경 및 목적과 연구의 범위를 밝히고, 2장에서는 형태생성원리의 하나로서 프랙탈 기하학의 이론적 배경과 기본개념에 대해 알아보고 카오스, 엔트로피비, 유클리드 기하학, 양자역학등의 관련이론을 알아본다. 3장에서는 프랙탈 형태의 기하학적 특성과 조형원리를 알아보고 건축, 조명, 가구디자인의 사례를 통해 프랙탈의 디자인 사고가 형태와 공간에 적용되는 예를 살펴본다. 4장에서는 디자인 대상이 되는 탐방안내소의 역할과 기능에 대해 알아보고 구체적인 디자인계획의 전단계로 탐방안내소 계획에 있어서의 입지조건, 시설, 규모 등의 요건에 대해 알아본다. 5장에서는 프랙탈 기하학 조형언어를 이용해 환경디자인에 적용 가능성을 실험한다. 인간행태 특성에 따른 다양한 공간을 분석하고 프랙탈 조형언어를 단계적으로 적용하여 공간 디자인을 실현해 본다. 6장에서는 프랙탈 기하학 조형원리를 적용한 국립공원 탐방안내소 모형사례에 대한 평가를 내리고 연구의 전 과정을 통하여 내린 결과와 의의를 정리한다. 이와 같은 과정을 통하여 종래 환원적이고 유클리드 기하학적인 한계를 극복하고 자연계의 자기유사성 도형, 불규칙적인 패턴들을 연구대상으로 삼고 자연의 본성을 연구하는 새로운 미학의 프랙탈 기하학의 특성을 적용, 자연과 건축이 조화롭게 어우러진 환경의 대안을 제시하는데 본 연구의 의의를 둔다.;As a sector of science, environmental design has been exchanging impacts with other sectors in a relationship with them. It has also yielded creativity by utilizing the theories and concepts of other sectors in order to develop new and fresh expression words or styles. Along with the support of recent advancement in computers and information technologies, the chaos theory, which is one of the scientific theories, has been rising to the surface. Fractal geometry, which is the geometric expression format of the chaos theory, has the potential to be adopted in every field of our daily lives including design, engineering, medicine, finance, pictures, and arts. And it has already been adopted indeed. This study was intended to investigate the form composition principles of the Fractal geometry used in architecture and to review design cases that had the principle applied in them. The purposes of these efforts were to estimate the Fractal geometry's possibility of being used as a design formative language beyond a mere theory to explain natural phenomena, and to create creative space by applying new forms and space composition principles pursued in the Fractal geometry and introducing them to the process of an actual work. This study presents a model case study on a visitor center with the application of fractal geometry, which has been raised as new aesthetics to study the true features of the nature. It seemed that the new fractal concepts ans language would be able to suggest diverse plastic possibilities for the process and the methods to interior design a visitor center. The paper was carried out in the following sequence: Chapter 1 covered the background, the purpose, and the scope of the study. Chapter 2 included the consideration of the theoretical background and basic concepts of fractal geometry, which is one of the principles of morphogenesis, as well as the related theories such as chaos, entropy theory, no-Euclidean geometry and quanta theory. In Chapter 3,4 the geometric characteristics and principles of plastic of fractal forms were investigated. And such examples were taken as expressing the fractal design notions into forms through the cases of architecture, lighting, furniture and landscaping design. Chapter 5 contained the review of the roles and functions of a visitor center, the object of design in the paper, and of the conditions of location, facilities, and size of one as the prior step before the detailed design planning. Chapter 6 presented the experiment to test the possibility of applying the plastic language of fractal geometry into environmentaI design. By analyzing various kinds of space according to the characteristics of human behavior and applying the plastic language of fractal by stages, the space design was realized. Chapter 7 consists of the evaluation of the model case of a visitor center of a national park with the principles of plastic of fractal geometry applied, and the results and significance of the research. The significance of the study should be found in that it overcame the limitations of the old reductive and Euclidean geometry, examined the self-similar figures and irregular patterns in the nature, and applied the features of fractal geometry of new aesthetics that looked into the true features of the nature, thus suggesting an alternative environment with the nature and the architecture in harmony.