211service.com
Nowe formularze, które działają lepiej
S od odsłonięcia tytanowej skóry Franka Gehry'ego Muzeum Guggenheima w Bilbao w 1997 roku przyzwyczailiśmy się do przykuwających wzrok stwierdzeń architektonicznych, czy to w złożonej geometrii Herzog & de Meuron’s Stadion Narodowy w Pekinie (znany również jako Ptasie Gniazdo) lub w niepewnym wsporniku MAXXI Zahy Hadid Muzeum Narodowe w Rzymie. Jeśli wydaje się, że do projektowania tych przeczących grawitacji łuków, ramp i krzywych jest używany niezwykle skomplikowany system, to dlatego, że tak jest. Ale ta technologia, znana jako modelowanie parametryczne, może zrobić znacznie więcej niż tylko ułatwić fantastyczne kreacje Gehry'ego, Hadida i im podobnych. Coraz częściej projektowanie parametryczne jest wykorzystywane nie tylko do zwiększenia atrakcyjności wizualnej budynków, ale także do precyzyjnego dostrojenia niemal każdego aspektu ich wydajności, od akustyki po efektywność energetyczną. Nie jest to tak seksowna aplikacja, ale stanie się o wiele bardziej wartościowa dla architektury oraz sposobu, w jaki żyjemy i pracujemy.
Muzeum Guggenheima w Bilbao, Hiszpania.
Oprogramowanie do projektowania parametrycznego automatycznie określa, w jaki sposób zmiana dowolnego parametru konstrukcji wpłynie na inne aspekty fizyczne. Jest bardziej złożony niż oprogramowanie do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD), które jest standardem branżowym od lat 80. XX wieku. To oprogramowanie działa zasadniczo jak ołówek cyfrowy; wymaga od osoby poruszania myszą, aby manipulować liniami na rysunku architektonicznym. Dzisiejsza technologia parametryczna to coś więcej niż tylko narzędzie kreślarskie. Nie tylko może modelować budynek i wiele jego atrybutów w 3D, ale może natychmiast poprawić model. Jeśli architekt chce na przykład zmienić nachylenie dachu, ściany automatycznie podążają za zmienioną linią dachu. Jako Hao Ko, dyrektor ds. projektów w firmie architektonicznej Gensler , wyjaśnia, Projektant ustala zasady i parametry, a komputer wykonuje iteracje. Daje to projektantom większą elastyczność w odkrywaniu projektów, a my możemy szybciej wprowadzać zmiany. Oznacza to również, że architekci chętniej wprowadzają zmiany, które ostatecznie mogą ulepszyć projekt.
Ta historia była częścią naszego wydania z września 2013 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Wraz z rozwojem technologii modele parametryczne były w stanie akceptować coraz więcej danych wejściowych. Architekci mogą korzystać z oprogramowania, aby zbadać, z czego można zrobić budynek lub w jaki sposób można zmaksymalizować jego naturalne oświetlenie. Mogą też wirtualizować wymiary okien i wysokości sufitów oraz sposób, w jaki konstrukcja jest ogrzewana i chłodzona. W każdym projekcie jest milion możliwości, mówi architekt Matthew Pierce z Perkins + Wola
Rzeczy zrecenzowane
Analiza Ecotect i Revit wykonane przez Autodesk
Nosorożec
wykonane przez McNeela
Konik polny
wtyczka dla Rhino
Phil Bernstein, architekt i wiceprezes producenta oprogramowania Autodesk , uważa, że technologia parametryczna pomoże sprawić, że nowe budynki będą bardziej przyjazne dla środowiska. (Jest to kluczowe, biorąc pod uwagę, że budynki odpowiadają za 40 procent światowego zużycia energii i jedną trzecią wszystkich emisji dwutlenku węgla). Obecny standard branżowy dotyczący efektywności energetycznej to SMUTEK -Lider w energetyce i projektowaniu przestrzennym. Architekci, którzy korzystają z funkcji ekologicznych, takich jak rośliny odporne na suszę oraz wydajne systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, mogą ubiegać się o certyfikat LEED.
Charakterystyczne krzywe na stadionie olimpijskim w Pekinie powstały ze złożonej geometrii, która wymagała modelowania komputerowego.
Ale krytycy tego podejścia wskazują, że trudno jest zmierzyć wyniki. Technologia parametryczna może zapewnić bardziej precyzyjne metryki. Ile energii będzie faktycznie potrzebował budynek? Lub ile może wygenerować? Ile wody zużyje? Te rzeczy można określić podczas procesu projektowania i szybko zoptymalizować — możesz dostosowywać model, aż uzyskasz oczekiwane wyniki.
Tak było w przypadku projektu Perkinsa + Willa dla Bigelow Laboratorium Nauk o Oceanie , w East Boothbay, Maine. Firma używała oprogramowania o nazwie Ecotect Analiza (obecnie należąca do firmy Autodesk) do modelowania wszystkiego, od wydajności cieplnej po oświetlenie dzienne — praktyka umieszczania okna lub inne otwory w taki sposób, aby naturalne światło może niezawodnie oświetlić wnętrze. Gdy architekci majstrowali przy projekcie w komputerze, obliczył i przeanalizował takie właściwości, jak powierzchnia budynku, jego kubatura i wymagane ilości materiałów. Mogą symulować wydajność cieplną różnych zestawów ścian, dachów i okien — i oceniać wydajność w porównaniu z kosztami. Mogli zbadać, jak zachowywałyby się różne rodzaje szkła – nie tylko ogólnie, ale na północno-wschodniej ścianie w dokładnej lokalizacji budynku, w warunkach sugerowanych przez długoterminowe dane pogodowe.
MAXXI – Narodowe Muzeum Sztuki XXI wieku w Rzymie, Włochy.
Korzyści płynące z technologii parametrycznej można podobnie zaobserwować w projekcie Genslera, który wkrótce zostanie ukończony Wieża Szanghajska , która na 630 metrach będzie drugą co do wysokości wieżą na świecie i najwyższą w Chinach. Jego skręcona, zakrzywiona forma była z pewnością wyborem estetycznym, ale przez podłączenie tej geometrii do narzędzia do modelowania znanego jako Konik polny , projektantom udało się dostosować kształt, aby zminimalizować siłę wiatru na fasadę. Jak wyjaśnia Ko: Jeśli masz taką wysoką wieżę, studiujesz różne stopnie rotacji. Byłoby nużące, gdybyś musiał to zrobić ręcznie. Używając rotacji jako jednego z parametrów, możesz przechodzić przez różne iteracje, aby dostać się do ostatecznej sytuacji.
Podziały idiosynkratyczne
Na razie najbardziej znanymi wyrażeniami projektowania parametrycznego pozostają ekstremalne projekty, takie jak te stworzone przez Zaha Hadid Architects, firmę znaną z unikania narożników, kątów prostych i znanych typologii. Widzimy podobne unikanie narożników w zdumiewających 19 000 formowanych elementów z betonu zbrojonego włóknem szklanym i 3500 niestandardowych zakrzywionych szklanych panelach, które składają się na projekt Franka Gehry'ego dla Fundacja Louis Vuitton na rzecz Kreacji , muzeum o wartości ponad 100 milionów dolarów, które ma zostać otwarte w Paryżu w przyszłym roku.
Naturalne oświetlenie było jednym z elementów, które architekci próbowali zmaksymalizować w Bigelow Laboratory for Ocean Sciences.
Mimo to wielu architektów (i ich klientów) coraz częściej twierdzi, że gesty i złożoność dla nich samych nie wystarczą. W związku z tym branża budowlana zyskuje coraz większą wiedzę na temat poprawy funkcji konstrukcji. Absolwenci architektury przybywają do firm uzbrojonych w wiedzę z zakresu narzędzi parametrycznych, takich jak Revit, Grasshopper i Rhino; być może nigdy nie projektowali bez pomocy komputerów, a modelowanie parametryczne jest im znane. Wśród budowniczych, inżynierów i architektów przyjęcie zaawansowanych narzędzi cyfrowych dla tak zwanych modelowanie informacji o budynku wzrosła z 28 proc. w 2007 r. do 49 proc. w 2009 r. i 71 proc. w 2012 r.
Niektóre z najbardziej dramatycznych form zaprojektowanych za pomocą technologii parametrycznej zostały stworzone przez Franka Gehry'ego, którego Fundacja Louis Vuitton Foundation for Creation ma wkrótce zostać otwarta w Paryżu.
I choć taka technologia jest przydatna w przypadku budynków złożonych formalnie, nawet prostsze formy powinny na tym skorzystać. Architekci Nataly Gattegno i Jason Kelly Johnson z Laboratorium Miast Przyszłości wierzymy, że projektowanie parametryczne może zmienić sposób, w jaki myślimy o planach pięter domów lub wzorach siatek planowanych społeczności. Czy wszystkie te domy muszą być takie same? – pyta Gattegno. Modelowanie parametryczne może otworzyć wszelkiego rodzaju możliwości tego, czym może być dom. Produkowane masowo obudowy mogą stać się mniej przytłaczające, bardziej idiosynkratyczne oraz bardziej ekonomiczne i energooszczędne.
W podobny sposób technologia może zmienić kształtowanie urbanistyki. Tak jak może stworzyć szczegółową reprezentację ściany, może modelować całe sąsiedztwo, aby określić optymalny rozmiar i kształt różnych znajdujących się w nim struktur, mówi Bernstein z Autodesk. Niezręcznie skalowane McMansions mogą zostać ponownie przemyślane efektywniejsze wykorzystanie działek, materiałów budowlanych i energii.
Modelowanie parametryczne może nawet uwzględniać proporcje i ruch człowieka. Firma o nazwie Technologia AnyBody , na przykład, wykonuje symulacje fizyczne całego ciała w celu projektowania kokpitów lub przestrzeni roboczych. Firma rozpoczęła współpracę w zakresie badań i rozwoju z architektami, aby można było wykorzystać model parametryczny do symulacji ciała przechodzącego przez daną przestrzeń. W końcu architekci mogliby zaprojektować, powiedzmy, dom opieki w sposób, który zoptymalizowałby odległości spacerowe lub ergonomię.
Oczywiście modele to wciąż tylko symulacje. I jedną rzeczą, której ten model nie może automatycznie uwzględnić – a mimo to – jest ludzkie zachowanie. Bernstein powiedział mi, że kiedy Autodesk budował swoją siedzibę główną z certyfikatem LEED, jej projektanci modelowali ją pod kątem energii w oprogramowaniu parametrycznym tylko po to, by dowiedzieć się, że budynek zużył o 30 procent więcej energii, niż przewidywali. Czemu? Między innymi po tym, jak światła automatycznie zgasły o 18:30, ekipy sprzątające włączyły je ponownie i już ich nie wyłączały.
Allison Arieff jest strategiem ds. treści w SPUR, think tanku zajmującym się planowaniem urbanistycznym i polityką w San Francisco, oraz felietonistką New York Times.