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 anvelopelor cladirilor moderne implica o "negociere” intre aspectele calitative si cele cantitative aferente diferitelor discipline, cum ar fi arhitectura, proiectarea structurala si fizica cladirilor. Spre deosebire de abordarile ierarhice liniare, in care diverse aspecte de proiectare sunt considerate si concepute in mod secvential, cadrele holistice permit luarea simultana in considerare a tuturor elementelor mentionate anterior. Multidisciplinaritatea duce adesea la formularea unor spatii complexe de proiectare de inalta rezolutie a solutiilor care, in general, nu sunt usor de manevrat prin mijloace analogice. Tehnicile de optimizare computerizata pot oferi o solutie la aceasta problema, cu toate ca ele se concentreaza in principal pe aspecte cantitative, fara a garanta intotdeauna flexibilitatea si capacitatea de reactie interactiva de care au nevoie designerii, in etapa initiala de proiectare. Folosirea instrumentelor generative intuitive bazate pe geometrie, in combinatie cu algoritmi de invatare automata (Machine Learning), reprezinta o modalitate de a depasi problemele care apar atunci cand se trateaza spatii de proiectare multidimensionale, fara a inlocui neaparat proiectantul cu computerul. 

 

Prin definitie, sistemul de anvelopare a unei cladiri reprezinta interfata principala dintre exterior si spatiile interioare ale acesteia. Proiectarea structurii respective este un exemplu excelent al unui proces multidisciplinar, in care trebuie abordate simultan toate aspectele esentiale. Parametrii conflictuali care apartin unor domenii diverse - cum ar fi arhitectura, proiectarea structurala si fizica cladirilor - influenteaza puternic performanta si rezultatul proiectarii, facand astfel din fatada un sistem dominant printre toate subsistemele abordate. Datorita numarului de aspecte implicate, este cruciala o coordonare atotcuprinzatoare pentru a asigura integrarea tuturor aspectelor esentiale pe parcursul procesului de proiectare, mai ales in faza sa conceptuala. Designerii trebuie sa cada de acord asupra unor compromisuri adecvate, bazate pe un proces cognitiv complex, de sinteza intre evaluarile obiective si cele subiective. Instrumentele digitale ofera un suport potrivit pentru gestionarea unei probleme de o asemenea anvergura. Insa implementarea in cadrul procesului de proiectare nu este intotdeauna simpla: computerele necesita in mod obisnuit o formulare numerica precisa si obiective univoce - elemente care sunt, in general, in conflict cu natura prost definita a procesului de proiectare in esenta sa. Atunci cand se ocupa de proiectarea anvelopelor, expertii in design au ocazia sa exploreze diferite niveluri de integrare intre discipline si sa investigheze influenta fiecarui aspect, incepand de la etapa de proiectare timpurie. Definitia spatiului arhitectural, capacitatea portanta si atenuarea conditiilor climatice externe constituie elemente ce pot deveni o parte integranta a structurii in cauza. In pofida unei definitii univoce, termenul de design holistic sau integrat se refera la o abordare bazata pe relatii reciproce intre diferitele aspecte implicate in procesul de proiectare.

 

In general, un cadru de proiectare poate fi caracterizat ca un proces compus din diferite operatiuni individuale. O abordare tipica este de a genera mai intai optiuni si apoi de a le evalua in raport cu un set de criterii. Proiectantii pot repeta aceasta secventa, ceea ce inseamna ca genereaza noi optiuni in functie de rezultatele evaluarii, intr-un proces tipic de incercare-eroare. Datorita introducerii instrumentelor parametrice digitale, designerii pot acum genera automat un numar mare de optiuni alternative, cu un efort minim de calcul. Cu toate acestea, generatia actuala de specialisti nu este adesea ghidata in mod direct de niciun criteriu de performanta. Prin urmare, o astfel de abordare orientata spre probleme consuma adesea timp si nu este foarte eficienta atunci cand este vorba despre spatii de proiectare multidimensionale, care implica un numar mare de parametri. O posibila modalitate de a solutiona provocarea definita anterior este aceea de a utiliza tehnici de optimizare, cum ar fi cea multi-obiectiv (MOO). Aceste tehnici permit simplificarea etapei de evaluare, in cautarea celor mai performante optiuni. Mai exact, in cazul optimizarii multi-obiectiv, se efectueaza explorari ghidate ale spatiului de proiectare, din care rezulta optiuni sub-optime, din care ulterior designerul trebuie sa faca o selectie. Desi sunt foarte puternice in rezolvarea problemelor bine definite, tehnicile de optimizare nu ofera intotdeauna flexibilitatea si capacitatea de reactie necesare in etapele timpurii de proiectare necorespunzatoare. In acest context, provocarea majora este aceea ca toate obiectivele de proiectare sa fie formulate in mod explicit inainte ca acestea sa fie chiar cunoscute, asigurandu-se astfel includerea aspectelor calitative - o sarcina destul de complexa. Introducerea unei etape intermediare de grupare permite integrarea sistematica a acestor consideratii calitative. De exemplu, algoritmii de grupare bazati pe invatarea automata (Machine Learning) pot oferi suport suplimentar prin organizarea implicita a seturilor mari de optiuni de proiectare diverse, in functie de similitudinile referitoare la criterii specifice.

 

Geometria, la randul sau, are un rol crucial in generarea spatiului arhitectural. Aceasta dependenta de geometrie se manifesta si in alte domenii, facand astfel din disciplina respectiva un teren comun in care se intalnesc aspecte apartinand diverselor specializari. De exemplu, in proiectarea structurala, geometria joaca un rol cheie in definirea comportamentului general al unei structuri. Metodele bazate pe echilibru, cum ar fi statica grafica si implementarile lor digitale contemporane s-au dovedit a fi instrumente puternice pentru generarea de structuri. Spre deosebire de metodele analitice, care folosesc in general abordari numerice cantitative, cele bazate pe geometrie ofera un sprijin semnificativ inca din etapele conceptuale ale proiectarii, cand o intelegere vizuala a fortelor este esentiala pentru a genera optiuni creative de proiectare. Geometria are un rol relevant si in faza de evaluare a optiunilor de proiectare date. Instrumentele digitale pentru analiza structurala si energetica pot oferi acum calcule foarte precise, sustinute pe modelele de inalta rezolutie. Adesea insa acest lucru vine la pretul unui timp de calcul indelungat si necesita un efort consistent pentru crearea modelelor. Intrucat o astfel de acuratete nu este de obicei necesara in stadiul incipient al proiectarii, abordarile bazate pe geometrie, ce sunt independente de materialele utilizate, reprezinta o simplificare adecvata pentru sarcinile de proiectare conceptuala si, prin urmare, stau la baza cercetarilor curente. Modele detaliate care iau in considerare proprietatile materialelor pot fi apoi incluse in procesul de proiectare intr-o etapa ulterioara. Generarea de optiuni de proiectare este abordata prin modelarea combinatorica a echilibrului (CEM), ce reprezinta un instrument digital de gasire a formelor, care se fundamenteaza pe statica grafica 3D bazata pe vector si este utilizat in aceasta lucrare pentru a genera rapid un set larg de diagrame de forme in echilibru static, cum ar fi, de exemplu, cadrele imbinate ce reprezinta structurile anvelopelor de constructii portante. Dupa definirea topologiei structurii si a cazului de sarcina dominanta, CEM este capabil sa genereze diferite diagrame de forma, ca optiuni alternative de proiectare. Aceasta etapa se realizeaza luand in considerare diverse combinatii (definite de utilizator) de forte de tensiune si compresie. Interpretand diagramele de formulare generate prin intermediul CEM ca structuri incadrate, diferite metrici de performanta suplimentare sunt apoi evaluate. Instrumentul de analiza a elementelor finite (FEA) este folosit apoi pentru a determina raspunsul liniar-elastic al structurilor incadrate sub sarcini laterale din punct de vedere al energiilor de deformare axiala si de indoire. Evaluarea criteriilor de mediu, cum ar fi radiatia solara si disponibilitatea luminii de zi, se efectueaza folosind un set de aplicatii software specializate. In final, criteriile de filtrare cantitativa pot fi apoi implementate pentru a elimina elementele relativ slabe din punct de vedere al performantei spatiului de proiectare.

 

Pe scurt, se poate afirma ca atunci cand se ocupa de simulari de energie pentru cladiri, timpii lungi de calcul pot reprezenta o limitare semnificativa pentru fluxurile de lucru din domeniul proiectarii, aceasta problema fiind rezolvata prin reducerea numarului de aspecte evaluate si prin mentinerea rezolutiei generale a simularii la un nivel moderat. O posibila abordare pentru reducerea timpului de calcul ar putea fi reprezentata de implementarea modelarii surogate, care a fost deja aplicata in mai multe proiecte de cercetare. Alternativ, instrumentele de proiectare bazate pe geometrie - in mod similar staticii grafice in domeniul proiectarii structurale - ar putea constitui o posibila directie de analiza. Interpretarea radiatiei solare ca vectori care interactioneaza cu anvelopa cladirii ar putea fi incorporata intr-un instrument generativ complet geometric, care ar permite explorari de proiectare in timp real. Proiectantul ar interactiona in principal cu un numar limitat de parametri, cum ar fi unghiul, intensitatea razelor solare si geometria cladirii in sine. Intr-adevar, posibilitatea de a integra parametrii de mediu inca din fazele incipiente ar facilita enorm intregul efort de design.