A generatív tervezés az építészetben és az építőiparban utat nyit a termelékenység felé
- A generatív tervezés lehetővé teszi a mérnökök és építészek számára, hogy az adatok felhasználásával új és innovatív megoldásokat hozzanak létre a gyakori építkezési akadályokra.
- A tervezők generatív tervezési forgatókönyvek segítségével pontos méreteket írhatnak le az építészek számára, így az építési folyamat hatékonyabbá és gördülékenyebbé válik.
- A generatív tervezésnek a projekt kezdetén történő alkalmazásával az mérnökök és építészek minden lehetséges forgatókönyvet kiértékelhetnek, mielőtt még a munkaterületre lépnének.
A generatív tervezés új korszakában az építészetben, a mérnöki munkában és az építőiparban a tervezők és az építészek a számítógépeket nem csak az épületek leírására, hanem azok közös megalkotására is használják majd.
A GPS előtt, ha eltévedünk autóvezetés közben, félre kellett tegyük a büszkeségünket, és meg kellett állnunk, hogy útbaigazítást kérjünk. A Google Maps vagy a Waze veleszületett intelligenciájának segítségével hagyjuk, hogy egy gép kiszámolja a legjobb útvonalat, így arra koncentrálhatunk, ami igazán fontos - a vezetésre.
Az építészek, mérnökök és kivitelezők esetében a számítógépek segítenek a tervezési és építési folyamatok irányításában, így ők a sikeres projektekre és a nagyszerű épületek létrehozására összpontosíthatnak.
A generatív tervezés az építészetben és az építőiparban a számítógépeket használja az építési stratégiák modellezésére - nem csupán a szerkezetek leírására, hanem azok tényleges létrehozására.
The acoustic ceiling in the University of Iowa´s Voxman School of Music concert hall, which was designed via generative design.
Mit jelent a generatív tervezés az építészetben és az építőiparban?
A generatív tervezés a tervezési céloknak, anyagoknak, költségkorlátoknak és egyéb adatoknak egy szoftverbe történő bevitelének folyamata, amely kiértékeli az összes lehetséges megoldást. A generatív tervezés lehetővé teszi az építészeknek és az építkezésben részt vevő egyéb partnereknek, hogy a valós adatok alapján meghatározzák az épület legjobb tervét.
Digitális kontra számítási
Mit is jelenthet ez az ember-gép együttműködés? Ez a „digitális” és a „számítási” kifejezések megkülönböztetésével kezdődik. Manapság sok minden digitális. Ha otthonában fel- vagy lekapcsol egy intelligens villanykapcsolót, az digitális. De azt a lámpát úgy felprogramozni, hogy felgyulladjon, amikor érzékeli, hogy otthon van, mert a telefonja a házban van - vagy kikapcsoljon, amikor több ezer kilométerre van - az már számítás.
Stan Allen, építész, a Princeton Egyetem Építészeti Iskolájának korábbi dékánja egyszer összehasonlította a digitális és a számítás-alapú építészetet, és így magyarázta el azt: „Digitálisnak lenni létállapot. Egy állapot. Amikor számításról beszélünk, akkor aktív folyamatokról beszélünk.”
A Zaha Hadid Architects által tervezett Heydar Aliyev Center összetett íveit a korai szkriptvezérelt geometriai motorok segítségével tervezték. A Zaha Hadid Architects jóvoltából.
A tervezési és építési iparágak jelenleg aktívan átállnak a digitálisról a számítási módszerekre, mivel az "adatok előállítása" (olyan eszközökkel, mint a CAD vagy a digitális fényképek) átadja helyét az „adatok használatának" - a számítógépeknek az adatok előállítására, manipulálására és alkalmazására történő használatának az eredmények javítása érdekében.
Az emberek évtizedek óta használnak digitális dokumentumokat, a CAD-rajzoktól kezdve a táblázatokig. Amikor azonban elkezdtek szkripteket alkalmazni a CAD-szoftverekben és makrókat a táblázatkezelőkben. az építészeti, mérnöki és építőipari (AEC) adatokhoz teljesen új módon lehetett hozzáférni és manipulálni - sőt, akár létrehozni is azokat. Ez Allen számítási, aktív folyamata.
A szkriptek új formákat hoznak létre
Közel 20 évvel ezelőtt az építészek elkezdték használni a szkriptelésnek - azaz programozásnak - nevezett technikát, hogy a számítógép által létrehozott geometriát új módon manipulálják, és ezzel az épülettervezés és -építés új generációja született meg. A számítógépek felülbírálták a derékszög zsarnokságát, lehetővé téve, hogy az új formákat és görbéket ne csak rajzolni, hanem építeni is lehessen.
Ezek az eredeti szkriptek vezérelték az akkoriban elérhető programokat, főként az olyan geometriai motorokat, mint az Autodesk AutoCAD és a Rhino, és olyan összetett és ambiciózus tervek váltak lehetővé, mint a Zaha Hadid Architects által tervezett Heydar Aliyev Center Napjaink szrkptjei azonban kifinomult algoritmusok, amelyek az építéshez használt digitális eszközök sokkal szélesebb körét vezérlik, ami új stratégiát eredményez: A generatív tervezést és kivitelezést.
A Voxman zeneiskola koncertterme esetében tervezési szkripteket használtak a prototípusok létrehozására, illetve a panelek pontos geometriájának és építési sorrendjének az építész számára történő leírásához. Az LMN Architects jóvoltából.
De a mérnökök és építészek alkotási képességeit javító szkriptelési technológiánál is fontosabb a tervezési és építési folyamatok közötti kritikus kapcsolat, amelyet a generatív eszközök tesznek lehetővé.
A seattle-i LMN Architects tervezte például az Iowai Egyetem Voxman zeneiskolája új koncerttermének mennyezetét, amelynek akusztikai reflektorként, fény- és levegő-elosztóként, valamint építészeti elemként is zökkenőmentesen kellett működnie. Egy sor generatív tervezési szkript segítségével a tervezők először prototípust készítettek, majd létrehoztak egy egyedi építészeti funkciót, amely mindezt lehetővé tette, majd ugyanezen szkripteket használva leírták az építész számára a mennyezet gyártásához és beépítéséhez szükséges pontos geometriát és építési sorrendet.
Az építész ezután az LMN generatív algoritmusai által kiszámított digitális információt közvetlenül a gyártási helyszínére vihette, biztosítva ezzel az építészek által létrehozott tervhez történő abszolút hűséget, és a rendszer számítógép által vezérelt pontossággal történő gyártását.
Az akusztikus mennyezet, amelyet hagyományos módszerekkel soha nem lehetett volna kigondolni vagy megépíteni, igazán látványos. Itt a generatív megközelítés a tervezésben és a fizikai struktúra létrehozásában nyújt segítséget.
A Voxman zeneiskolában a generatív tervezési megközelítés a tervezés és a fizikai struktúra létrehozásában egyaránt segítséget nyújtott. Az LMN Architects jóvoltából.
Generatív tervezés a munkaterülethez
A generatív módszerek nem csak a tervezői stúdióban hasznosak. A Dieter Vermeulen által vezetett, Daru pozíciójának optimalizálása nevű kutatási projektben az Autodesk Project Refinery (korábbi nevén Project Fractal) alkalmazásának segítségével az építész kiválaszthatja a legjobban modellezett stratégiát egy épület előregyártott panelekből történő összeállításához.
Az algoritmus a paneleket a helyszínre szállító teherautó és a daru különböző pozícióival kísérletezve meghatározza a leghatékonyabb eljárást az épület tervezése, a panelek súlya, a berendezések kapacitása és a hozzáférési pontok, például az utak elhelyezkedése alapján. Ez egy összetett koreográfia, de a tánclépések számítások segítségével már jóval a tényleges építés megkezdése előtt meghatározhatók.
Itt több fontos dolog is történik: Először is, az építész azáltal, hogy létrehozta az összeszerelési folyamat generatív forgatókönyvét, felidézte a betonépület összeszerelésének legjobb módjára vonatkozó szakértelmét; ez az információ most újra-felhasználható formában a projektcsapat bármely tagja számára rendelkezésre áll.
A Daru pozíciójának optimalizálása projektben egy algoritmus elemzi az építési folyamatváltozókat, hogy az építészek kiválaszthassák a legjobb modellezett stratégiát egy szerkezet előregyártott panelekből történő összeszereléséhez.
Másodszor, ahelyett, hogy csak a szakértelemre és az ítélőképességre hagyatkoznának a daru panelek elhelyezésére és a teherautó panelek szállítására történő használatával kapcsolatos fontos döntések meghozatalakor, az építői csapat forgatókönyvekkel kísérletezhet az építési folyamat optimalizálása érdekében, a kísérletek - az épület digitális ábrázolásának és a generatív folyamat számításának felhasználásával - gyakorlatilag költségmentesek.
Ez a csapat szó szerint több száz lehetőséget próbálhat ki, hogy megtalálja a legjobb megközelítést. Valójában a generatív algoritmus egyszerre képes „futtatni” a szimulációt és mérni azt, és ezáltal képes „megtalálni” a legjobb megoldást a generatív szkript által meghatározott paraméterek mellett. A számításos szimuláció kilépett a tervezőstúdióból, és jelenleg az építési trélerben van.
Receptek az építőipari számításokhoz
Ugyanilyen fontos azonban az is, hogy az ebbe a forgatókönyvbe beépített építési ismeretek még a terv véglegesítése előtt visszatérhetnek a tervezőstúdióba, az építészek pedig a projekt létrehozása során a tervezők rendelkezésére bocsátják azokat. Az előregyártott betonszerkezet kiválasztása - ebben az esetben - fontos hatással van a projekt építésének költségére, ütemezésére és logisztikájára, ami egyébként a mérnökök számára az épület tervezése során láthatatlan lenne. Képzeljük el a hatékonyságot, ha az eredeti terv nem csak az előregyártott elemek kiválasztását, hanem annak legjobb építési módját is tükrözné.
A jövőben az építők a tervező munkatársaiknak olyan építési szkriptkönyvtárakat adnak majd, amelyek számos kihívást jelentő építési problémára alkalmazhatóak, lehetővé téve a tervezők számára, hogy akkor teszteljék, hogy valami megépíthető-e, miközben digitális formában van, nem pedig teljes méretben és költséggel van jelen a helyszínen.
A digitális tárgyak (például az előregyártott panel) olyan számítási utasításokkal lesznek ellátva, amelyek nem csak a méretüket, súlyukat és csatlakozási pontjaikat magyarázzák el, hanem azt is, hogyan lépnek interakcióba a telepítési folyamattal (darukkal, teherautókkal és munkásokkal), és hogyan lehet azokat a legjobban rögzíteni, szigetelni és más módon beépíteni őket az épületbe. Az építési ismeretek létrehozhatók, tárolhatók, elérhetők és idővel fejleszthetők, ezáltal az AEC-folyamat egésze gördülékenyebbé, integráltabbá és hatékonyabbá válik.
Az építőipar régóta küzd termelékenységi kihívásokkal, a tervezők és az építészek közötti vitákkal és elégedetlen ügyfelekkel, akik pereket indítanak. A generatív technikák ott támadják ezeket a problémákat, ahol azok vannak, lehetővé téve a projektcsapatok számára, hogy a számítást a szakértelem megosztására, a jobb válaszok megtalálására és az eredmények javítására használják fel. Stan Allen valószínűleg egyetértene azzal, hogy noha a legtöbb projekt ma már digitális, a számítás kínál valódi lehetőséget a jobb épületek építésére.
Ezt a cikket frissítettük. Eredetileg 2018 szeptemberében jelent meg.
