算法设计
特征

算法设计如何改善建筑设计中的协作

就像建设项目中的其他所有内容一样,设计是协作的成果。即使使用数字工具,跨设计学科的协作仍不是最佳选择。因此,一个实验项目开始测试算法设计是否可以帮助简化建筑师和结构工程师之间的交互。

设计资料 源于建筑师的用于多种工程工具,用于 可视化,分析和计算。理想情况下,建筑师的变化 设计将在所有软件之间自动传播。不幸的是, 过程实际上大部分是手动的。因此,很少有设计数据 在所有系统上完美同步。

二 公司,A-Insinöörit和Geometria 建筑联手进行测试 算法设计协作,看能否解决当今的许多数据 交换问题。他们发现他们的解决方案可以加快流程, 消除许多错误,并减轻手动进行更新的麻烦。 这也可能对项目的最终结果产生积极影响。

Karjalainen和Wikar
佩特里·卡亚莱宁(Petteri Karjalainen)和Markus 维卡

新兴算法 Design

佩特里·卡亚莱宁(Petteri Karjalainen) 是...的结构工程师 A-Insinöörit。 在过去的两年中,他一直在公司从事国际项目,特别是与工业客户合作。他还参与了算法设计过程的开发,这是他最近完成的硕士论文的主题。

“我们一直在加快这一领域的努力。我们公司的领导层看到了实践中的潜力,并鼓励我和我们的计算设计团队将越来越多的这些先进方法应用于公司的日常工作中,” Karjalainen说。

算法化 或计算设计使用指令集来执行某些任务,例如 例如,生成结构的数字模型。指令有参数 生成相同代码的变体。算法设计尤其如此 适用于非常规的建筑形式,并且可以 由可重复元素构成。

设计算法示例
设计算法,示例

实验架构

苛刻 非传统形式是面包和黄油 几何学 Architecture, 两位建筑师的创意, 马库斯 Wikar托尼·奥斯特伦德。的 公司既是设计实践,也是建筑师,工程师, 和承包商。它们涵盖参数 modeling, algorithm-aided design, and digital fabrication.

“在Lahdelma &Mahlamäki建筑师,我的前任雇主,由我负责弯曲的 POLIN的几何形状,华沙波兰犹太人历史博物馆,” 维卡 解释。 “今天,公司是我们的客户。”

算法化 设计为建筑表达开辟了新的视角。它利用 非常规形式可行且具有成本效益。另外,它给 设计师可以自由测试并提出数十种替代解决方案, 传统过程将非常耗时或根本无法做到。

有限元模型
有限元模型

尝试 Algorithms

二月里 2018年,A-Insinöörit和Geometria Architects开始尝试如何 使用算法设计进行建筑师与结构之间的协作 工程师。该项目获得了国家KIRA-digi数字化的资助 program.

他们选择了 尝试一个假想的建筑,特别是游泳池 钢结构的弧形屋顶。目的是测试典型的设计任务 设计师之间的数据交换。实验者的平台 使用的是Grasshopper,这是Rhinoceros软件的扩展。

设计过程
屋顶设计过程

的 建筑师设计了几种屋顶变形。最终设计形成 通过所谓的动态弛豫产生的比喻弧。这个 导致了优化的结构系统。

之后 建筑师通过算法创建了弯曲的屋顶并生成了线条 几何,结构工程师接管了数据。他们用 Grasshopper-RFEM链接;由A-Insinöörit开发的扩展程序。这允许 他们分析并确定了Grasshopper中创建的钢结构框架的尺寸。 此外,他们使用Trimble的Grasshopper-Tekla Live Link来构建BIM 结构模型。

使数据之间 系统与流程

的 实验人员需要一种在架构师之间交换算法数据的方法 在整个设计生命周期中担任结构工程师。他们选择了斑点 基于云的平台。它可以在设计团队之间智能地链接数据 and models.

斑点允许 设计师可以跨多个设计模型共享几何数据,并创建 离散零件的聚合模型。这意味着,例如 建筑师更改原始几何图形,数据自动更新 无论在何处被引用。工程师设计好结构后 反过来,它们可以为架构师提供更新的数据。

在其 最纯粹的形式,所有设计数据都驻留在算法和传统的BIM中 仅在需要时以及在需要时生成模型。但是,目前, 算法和模型的组合似乎效果最好。

数据传输
数据传输

自动化的未来

“想象一下我们 完全模拟将要构建的双曲线壳。说,然后有人来 发生变化,意味着每个杆的角度都发生了一个角度的变化 结构体。使用传统方法,这种改变将意味着巨大的工作,但是 一种算法,这将是一件轻而易举的事情,” Karjainen宣称。

都维卡 Karjalainen认为使用算法和人工智能代表了 整个行业的巨大潜力。他们不仅会增强 协作,还可以使设计人员摆脱很多情况下的例行任务 构成他们工作的大部分。此外,算法设计使 数字制造成为现实。建筑零件可以机器人制造 在工厂安装并安装在施工现场。

之后 KIRA-digi实验,Geometria 建筑继续与 赫尔辛基-塔林隧道项目周围的A-Insinöörit。这将是世界的 最长的海底铁路隧道。

“我们有 一直在通过与10个学科相关的数据接口进行思考 参与。我们正在寻找最小的通用设计指标或 各方之间需要交换的参数。” 维卡说。 “我们的目标是 让专家专注于他们的核心能力领域,而不必 与软件问题作斗争。”他总结道。

外观

项目插图由A-Insinöörit和Geometria 建筑提供

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关于作者

奥尼·海斯卡宁(Aarni Heiskanen)

建筑创新代理人Aarni Heiskanen被誉为建筑行业百大影响力人物。 Aarni一直是计算机辅助设计的先驱,他与他人共同创立了一家商业软件公司,并曾担任认证管理顾问。他经营 AE合作伙伴,一家创新和战略咨询公司。 Aarni拥有建筑学硕士学位。

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