Fereastra - Portal de afaceri - revista de specialitate pentru furnizorii de sisteme si producatorii de tamplarie din PVC, Aluminiu si lemn stratificat cu geam termoizolant. Aici gasiti informatii utile despre: ferestre, usi, pereti cortina, termopane, geam termopan, etc.

Proiectarea bazata pe calcul este tot mai importanta in domeniul arhitecturii, fundamentul acesteia fiind constituit de sistemul Algorithmic Design (AD), care, intr-o definitie simpla, foloseste algoritmii pentru a genera proiecte. Pe langa imbunatatirea preciziei si vitezei de lucru, AD ii ajuta pe arhitecti sa faca fata schimbarilor recurente de proiectare, precum si presiunii de a obtine rapid rezultate. In plus, AD sustine identificarea unor solutii mai performante, care sa fie in stransa concordanta cu actualele exigente de mediu. Din pacate, complexitatea si cunostintele de specialitate cerute de sistemul respectiv restrange in mod dramatic numarul utilizatorilor, in special din cauza efortului si a timpului necesar pentru implementarea algoritmilor. Pentru a face sistemul AD si tehnicile de optimizare aferente mai accesibile pentru arhitecti, expertii au dezvoltat un cadru teoretic care sa-i ajute pe acestia in demersurile lor de generare, evaluare si fabricare algoritmica a unei mari varietati de lucrari, urmand un flux de lucru continuu in procesele de proiectare, care imbina o serie de etape, de regula separate.

 

Pentru a-si proba utilitatea, cadrul respectiv este nevoie sa se focalizeze pe un anumit domeniu de aplicare, optiunea cea mai fireasca, in prima instanta, fiind reprezentata de sectorul fatadelor cladirilor, mai ales datorita relevantei acestor structuri moderne atat din punct de vedere estetic, cat si al impactului exercitat asupra mediului. La momentul actual, instrumentele digitale si abordarile de proiectare bazate pe calcul au deja un rol relevant in conceperea, analiza si producerea de rezultate in arhitectura. Proiectarea algoritmica promoveaza explorarea la maximum a posibilitatilor de design si incurajeaza aparitia unor forme complexe si modele geometrice, care ar fi dificil si costisitor de produs prin metode traditionale. Dupa cum se mentiona anterior, principala provocare actuala este aceea de a face sistemul AD mai accesibil si mai bine adaptat la intentiile utilizatorilor. Pentru a ajuta pe specialisti in dezvoltarea algoritmica a unei mari varietati de proiecte de fatada, a fost creat un flux de lucru unic si continuu al etapelor de explorare, analiza, optimizare si rationalizare a proiectarii. Spre deosebire de alte abordari, cea propusa in prezent se bazeaza pe un set de principii matematice care stau la baza descrierii computerizate a proiectelor de fatada, independent de implementarea specifica a acestor principii. Abordarea respectiva permite modelului in cauza sa fie portabil prin diferite instrumente de proiectare.

 

Considerata o emblema a cladirilor moderne, fatada arhitecturala este privita, din punct de vedere al fizicii constructiilor, ca stratul exterior al unui imobil, indeplinind functia de separare a mediului interior de cel exterior. Acest element are un rol decisiv in procesul de proiectare, intrucat lui i se asociaza mai multe functii - si anume: performanta de mediu actionand ca un filtru pentru reducerea energiei, iluminarea naturala, ventilatia si asigurare unui ambient de inalta calitate in spatiile interioare de buna calitate; functia structurala; identitatea culturala, marcand evolutia estetica a orasului si a arhitecturii sale; comunicarea urbana, prin rolul de suport pentru dispozitivele multimedia. Odata cu cresterea constrangerilor, inclusiv a celor generate de preocuparile referitoare la protectia mediului, de limitarile economice si de termenele-limita stranse, complexitatea proceselor a crescut semnificativ. Mai mult, conceperea unor geometrii/modele complicate si in acelasi timp ieftine, care prezinta caracteristici optime de performanta reprezinta, in mod evident, un proces dificil si predispus erorilor. AD ajuta la depasirea acestor probleme, permitand o proiectare flexibila si iterativa, care scurteaza timpul necesar pentru a explora diferite solutii. Cu toate acestea, modelul implica utilizarea unor diferite tehnici de programare si strategii algoritmice, pentru care majoritatea arhitectilor nu sunt inca bine pregatiti. In consecinta, utilizarea sa ajunge adesea sa limiteze procesele lor creative si de explorare a designului. Toate cele mentionate anterior demonstreaza necesitatea crearii unui suport adecvat, care sa reduca mult din complexitatea modelarii procedurale, a proceselor de analiza si a strategiilor de optimizare. 

 

Cadrul respectiv stabileste un set de algoritmi si strategii in functie de diferitele etape de proiectare, ajutand arhitectul nu numai sa selecteze cele mai adecvate solutii, ci si sa evite eforturile extinse de programare, concomitent asigurand o diminuare a predispozitiei la eroare. Astfel se pot obtine modele AD care sunt precise din punct de vedere geometric si sunt includ mai multe informatii referitoare la performanta. In general, practicile de design depind in mare masura de circumstantele specifice ale proiectului si de aceea este putin probabil ca aceeasi abordare sa poata fi utilizata in diferite lucrari, ceea ce este valabil atat in proiectarea traditionala, cat si in AD. De aceea, este necesara analiza aprofundata a variabilitatii, care sa fie inteleasa simultan de un computer. Instrumentele de calcul functioneaza urmand un set de instructiuni descriptive folosind limbaje de programare (PL). In expresivitatii PL-urilor moderne, ele inca urmeaza o perspectiva formala inspirata de limbajul universal al matematicii. Prin urmare, trebuie luat in considerare formalismul matematic pentru structurarea generala a teoriei AD, pentru definirea strategiilor algoritmice si pentru implementarea lor intr-un cadru algoritmic specializat. Astfel, o teorie ce sustine sarcinile AD pentru etapele de explorare, analiza, optimizare si rationalizare a proiectarii ar trebui sa se caracterizeze prin flexibilitate, pentru a sprijini variabilitatea, diversitate, pentru a aborda o gama extinsa de probleme, multiplicitatea criteriilor, pentru a evalua cu acuratete diferite scenarii si coerenta, pentru a lega corect diversele tipuri de informatii la diferitele etape de proiectare, intr-un flux de lucru unic si continuu. In faza actuala, de exemplu, cercetatorii, cu sprijinul unor echipe de specialisti in arhitectura, au stabilit un set de reguli geometrice simple care, la variatia parametrilor de intrare, au capacitatea de a genera diferite optiuni constructive. In mod concret, algoritmul care implementeaza o astfel de regula primeste un set de puncte care definesc extremitatile elementului utilizat, pe baza acestor puncte conturand forma necesara si apoi calculand alti parametri importanti. Ulterior, sistemul permite utilizatorului sa aleaga intre mai multe optiuni de pozitionare. De asemenea, avand in vedere necesitatea de a integra diferite grade de iluminare naturala si ventilatie pe fatada, a fost combinat un algoritm suplimentar, pentru a crea elemente cu diferite niveluri de opacitate.

 

Relevanta designului algoritmic in arhitectura a devenit deja o realitate palpabila. Aceasta nu numai ca ofera flexibilitate necesara de proiectare si capacitatea de a explora spatii de lucru mai mari, dar sprijina si cautarea unor solutii de mai performante, precum si punerea lor ulterioara in opera. Cu toate acestea, in multe tari, sistemul AD nu este inca raspandit din cauza complexitatii sale si a cunostintelor de specialitate necesare. Cadrul teoretic dezvoltat in sprijinul arhitectilor pentru generarea, evaluarea si fabricarea mai multor proiecte de fatada, urmand un flux de lucru unic si continuu este, asadar, binevenit. Dupa cum s-a aratat anterior, modelul se bazeaza pe o structura matematica precisa, ce asigura aplicarea si combinare algoritmilor furnizati. Studiile concrete de caz, realizate pentru a valida metoda respectiva, au demonstrat utilitatea acesteia, facilitand explorarea caracteristicilor geometrice ale designului fatadei, imbunatatirea caracteristicilor de performanta conform unui set de cerinte, rationalizarea procedurilor pentru viabilizarea sistemului si generarea tuturor informatiilor necesare in procesul propriu-zis de fabricatie. S-a demonstrat astfel capacitatea cadrului propus de a sustine la dezvoltarea unui design de fatada de la faza de proiectare conceptuala pana la cea de fabricare efectiva, reducand efortul si timpul necesar. Mai mult, studiile realizate pana in prezent au dovedit capacitatea modelului de a asigura permanent informatiile necesare arhitectului pe parcursul intregului proces de proiectare, oferindu-i o viziune constienta si autonoma asupra performantei solutiilor atat in ceea ce priveste cerintele tehnice, cat si viabilitatea lor constructiva. Aplicarea sa intr-un context de design traditional, adica intr-un biroul de arhitectura fara experienta AD, i-a dovedit flexibilitatea si adaptabilitatea cadrului la mai multe scenarii si procese de proiectare, evidentiind, in acelasi timp, nevoia actuala de a integra arhitectii cu abilitati AD in cadrul companiilor active in prezent in domeniul proiectarii. 

Articol realizat pe baza informatiilor publicate in Jurnalul European de Proiectare si Executie a Fatadelor