Nye formularer, der fungerer bedre

S siden afsløringen af ​​Frank Gehrys titanium-skinnede Guggenheim-museet i Bilbao i 1997 har vi vænnet os til iøjnefaldende arkitektoniske udsagn, hvad enten det er i Herzog & de Meurons komplekse geometri. Beijing Nationalstadion (også kendt som Fuglereden) eller i den prekære udkragning af Zaha Hadids MAXXI Nationalmuseet i Rom. Hvis det ser ud til, at der er et uhyre kompliceret system, der bliver brugt til at konstruere disse tyngdekraft-trodsende buer, ramper og kurver, er det, fordi der er. Men den teknologi, kendt som parametrisk modellering, kan meget mere end at lette de fantastiske kreationer af Gehry, Hadid og deres lignende. Parametrisk design bliver i stigende grad brugt til ikke blot at gøre bygninger mere visuelt overbevisende, men til præcist at justere næsten alle aspekter af deres ydeevne, fra akustik til energieffektivitet. Det er ikke så sexet en applikation, men det vil blive langt mere værdifuldt for arkitekturen og den måde, vi lever og arbejder på.

Guggenheim-museet i Bilbao, Spanien.

Parametrisk designsoftware finder automatisk ud af, hvordan ændring af en parameter i en struktur vil påvirke andre fysiske aspekter. Det er mere komplekst end den computerstøttede design (CAD) software, der har været industristandarden siden 1980'erne. Denne software fungerer i bund og grund som en digital blyant; det kræver, at en person flytter en mus rundt for at manipulere linjerne på en arkitektonisk tegning. Nutidens parametriske teknologi er mere end blot et tegneværktøj. Ikke alene kan den modellere en bygning og mange af dens attributter i 3-D, men den kan revidere en model med det samme. Hvis en arkitekt ønsker at ændre f.eks. taghældningen, følger væggene automatisk den reviderede taglinje. Som Hao Ko, en designdirektør hos arkitektfirmaet Gensler , forklarer, Designeren sætter reglerne og parametrene, mens computeren udfører gentagelserne. Dette giver designere mere fleksibilitet til at udforske design, og vi kan foretage ændringer hurtigere. Det betyder også, at arkitekter er mere villige til at lave ændringer, der i sidste ende kan gøre et projekt bedre.

Denne historie var en del af vores september 2013-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Efterhånden som teknologien er blevet forbedret, har parametriske modeller været i stand til at acceptere flere og flere input. Arkitekter kan bruge softwaren til at undersøge, hvad en bygning kan være lavet af, eller hvordan dens naturlige belysning kan maksimeres. Eller de kan virtualisere vinduesdimensioner og loftshøjder og måden en struktur opvarmes og afkøles på. I ethvert projekt er der en million muligheder, siger arkitekt Matthew Pierce fra Perkins + Will

Ting gennemgået

• Ecotect Analyse og Revit lavet af Autodesk

• næsehorn

  lavet af McNeel

  
  
  

• Græshoppe

• et plug-in til Rhino

Phil Bernstein, arkitekt og vicepræsident hos softwareproducenten Autodesk , mener, at parametrisk teknologi vil hjælpe med at gøre nye bygninger mere miljømæssigt bæredygtige. (Dette er afgørende, da bygninger står for 40 procent af verdens energiforbrug og en tredjedel af alle kuldioxidudledninger.) Den nuværende industristandard for energieffektivitet er SORG — Lederskab inden for energi- og miljødesign. Arkitekter, der bruger grønne funktioner som tørketolerante planter og effektive varme-, ventilations- og klimaanlæg, kan ansøge om LEED-certificering.

Signaturkurverne på Beijings olympiske stadion opstod fra en kompleks geometri, der krævede computermodellering.

Men kritikere af denne tilgang påpeger, at det er svært at måle resultaterne. Parametrisk teknologi kan give mere præcise målinger. Hvor meget energi har en bygning egentlig brug for? Eller hvor meget kan det generere? Hvor meget vand vil den bruge? Disse ting kan bestemmes under designprocessen og hurtigt optimeres - du kan justere modellen, indtil du får de resultater, du leder efter.

Det var tilfældet med Perkins + Wills design til Bigelow Laboratory for Ocean Sciences , i East Boothbay, Maine. Firmaet brugte software kaldet Ecotect Analyse (nu ejet af Autodesk) til modellering af alt fra termisk ydeevne til dagslys – praksis med placering vinduer eller andre åbninger på en sådan måde, at naturligt lys kan pålideligt oplyse interiøret. Mens arkitekterne puslede med designet i en computer, beregnede og analyserede den egenskaber som bygningens gulvareal, dens volumen og de nødvendige mængder af materialer. De kunne simulere den termiske ydeevne af forskellige væg-, tag- og vindueskonstruktioner - og evaluere ydeevnen i forhold til omkostningerne. De kunne studere, hvordan forskellige typer glas ville præstere - ikke kun generelt, men på den nordøstlige væg på bygningens nøjagtige placering, under forhold foreslået af langsigtede vejrdata.

MAXXI – Nationalmuseet for det 21. århundredes kunst i Rom, Italien.

Fordelene ved parametrisk teknologi kan ligeledes ses i Genslers snart færdiggjorte Shanghai Tower , som med sine 630 meter bliver det næsthøjeste tårn i verden og det højeste i Kina. Dens snoede, buede form var ganske vist et æstetisk valg, men ved at sætte den geometri ind i et modelleringsværktøj kendt som Græshoppe , var designerne i stand til at tilpasse formen for at minimere vindstyrken på facaden. Som Ko forklarer, hvis du har et højt tårn som det, studerer du de forskellige grader af rotation. Det ville være kedeligt, hvis du skulle gøre det manuelt. Ved at bruge rotation som et af parametrene kan du køre gennem de forskellige iterationer for at komme til den endelige situation.

Idiosynkratiske underafdelinger

Indtil videre forbliver de mest velkendte byggede udtryk for parametrisk design ekstreme projekter som dem skabt af Zaha Hadid Architects, et firma, der er kendt for at undgå hjørner, rette vinkler og velkendte typologier. Vi ser en lignende undgåelse af hjørner i de forbløffende 19.000 støbte glasarmerede betonstykker og 3.500 brugerdefinerede buede glaspaneler, der udgør Frank Gehrys design til Louis Vuitton Foundation for Creation , et museum for over 100 millioner dollars, der er planlagt til at åbne i Paris næste år.

Naturlig belysning var et af de elementer, som arkitekter forsøgte at maksimere i Bigelow Laboratory for Ocean Sciences.

Alligevel hævder mange arkitekter (og deres kunder) i stigende grad, at gestus og kompleksitet for deres egen skyld ikke er nok. Derfor bliver byggebranchen mere vidende om at forbedre en strukturs funktion. Arkitektuddannede ankommer til firmaer bevæbnet med ekspertise i parametriske værktøjer såsom Revit, Grasshopper og Rhino; de har måske aldrig designet uden hjælp fra computere, og parametrisk modellering er velkendt for dem. Blandt bygherrer, ingeniører og arkitekter, vedtagelsen af ​​avancerede digitale værktøjer til det, der er kendt som bygningsinformationsmodellering steg fra 28 procent i 2007 til 49 procent i 2009 og 71 procent i 2012.

Nogle af de mest dramatiske former designet med parametrisk teknologi er kommet fra Frank Gehry, hvis Louis Vuitton Foundation for Creation snart åbner i Paris.

Og selvom en sådan teknologi er nyttig til formelt komplekse bygninger, bør selv simplere former drage fordel af det. Arkitekterne Nataly Gattegno og Jason Kelly Johnson fra Future Cities Lab mener, at parametrisk design kan ændre, hvordan vi tænker om plantegninger af huse eller gittermønstre i planlagte samfund. Skal disse huse alle være ens? spørger Gattegno. Parametrisk modellering kunne åbne op for alle mulige muligheder for, hvad et hus kunne være. Masseproducerede boliger kan blive mindre småkager, mere idiosynkratiske og mere økonomiske og energieffektive.

På samme måde kunne teknologien omforme byplanlægningen. Ligesom den kan skabe en detaljeret repræsentation af en mur, kan den modellere et helt kvarter for at bestemme den optimale størrelse og form af de forskellige strukturer i den, siger Autodesks Bernstein. Akavet skaleret McMansions kan blive gentænket at udnytte grunde, byggematerialer og energi mere effektivt.

Parametrisk modellering kan endda tage hensyn til menneskelige proportioner og bevægelser. Et firma ringede AnyBody-teknologi laver for eksempel fysiske simuleringer af hele kroppen til design af cockpits eller arbejdsområder. Virksomheden er begyndt at samarbejde om F&U med arkitekter, så en parametrisk model kan bruges til at simulere en krop, der går gennem et givet rum. Til sidst kunne arkitekter designe f.eks. et plejehjem på en måde, der optimerede gåafstande eller ergonomi.

Selvfølgelig er modeller stadig blot simuleringer. Og én ting, som denne modellering ikke automatisk kan tage højde for - endnu, alligevel - er menneskelig adfærd. Bernstein fortalte mig, at da Autodesk byggede sit LEED-certificerede hovedkvarter, energimodellerede dets designere det i parametrisk software for at finde ud af, at bygningen brugte 30 procent mere energi, end de havde forventet. Hvorfor? Blandt andet, efter at lysene automatisk gik 18.30, tændte rengøringspersonalet dem igen og slukkede dem ikke igen.

Allison Arieff er indholdsstrateg for SPUR, en tænketank for byplanlægning og politik i San Francisco, og en medvirkende klummeskribent ved New York Times.

skjule