Параметрическая архитектура

Всем привет! Сегодня я расскажу вам о параметрическом моделировании и применении этого метода в архитектуре, направление которой так и называется – параметрическая архитектура. Обычные дома и объекты строятся по достаточно привычной схеме: архитектор берет типовой проект и изменяет его или создает совершенно новый, отдает застройщику, а тот на основании рабочего и утвержденного проекта строит жилой дом. Конечно, я упускаю множество деталей, но речь-то не об этом. Архитектор в своем проекте использует вполне обычные материалы (где-то новейшие, где-то старые), а также стандартные средства проектирования (САПР – системы автоматизированного проектирования, например, Autodesk Revit Architecture или обычный AutoCAD от той же Autodesk). Соответственно получается обычный дом с квадратными и прямоугольными фасадами, окнами и вполне типичной и знакомой структурой. Источник: (СС0)

CC0

Но с недавнего времени архитекторы задумались: а с чего, собственно, мы создаем такое? Почему нельзя создать нечто фантастическое? Оказалось, что САПР тех времен (1980-2000 гг.) не могли оперировать со сложными геометрическими формами и нестандартными параметрами, а компьютерам не хватало мощностей для расчета этих параметров. У архитекторов буквально “чесались руки”, но им приходилось только ждать и надеяться на лучшие времена, воплощая задуманное по мере имеющихся у них возможностей лишь на скетчах и в эскизах. Недавно компьютеры стали обрастать мощностью и числом операций, появились новые САПР наподобие GrassHopper 3D и Rhinoceros 3D, BIM-программы (Building Information Modeling) и другие, и архитекторы всех стран вступили в новую эпоху моделирования.

Параметрическое моделирование имеет свои особенности:
1. Архитектор может создавать очень сложные и инновационные формы, не доступные прежде.
Источник: (СС0)

CC0

Музей Гуггенхейма в Бильбао (Испания)

CC0

2. Параметрическое моделирование – это не только психоделический дизайн и невероятные формы, но еще и функциональность: проектирование производится не только за счет обработки алгоритмов. Архитектор вводит в проект параметры в виде переменных внешней среды – ландшафт, типы почвы, ветер, снег и так далее. После этого программа параметрического моделирования, учитывая все переменные и следуя введенному алгоритму, создаёт форму здания. При этом здание в ином месте будет иметь совершенно иную форму – ведь переменные стал другими.

3. Обычно программы параметрического моделирования используют NURBS-геометрию, где поверхности состоят из точек, по которым строятся кривые, а в дальнейшем – поверхности, что позволяет создавать сложные криволинейные геометрические объекты.

4. К функционалу подключается невероятная гибкость использования, ведь такие программы поддерживают новейшие материалы, способные изменять свою форму при изменении условий внешней и внутренней среды. Например, использование термопар способствует деформациям определенных элементов конструкции под воздействием солнечного света и тепла, а некоторые особенности стекла позволяют манипулировать освещенностью внутри при изменении параметров внешних источников света.

На видео ниже - пример архитектурного нодового (узлового) параметрического проектирования с использованием GrassHopper 3D и Rhinoceros 3D:

Среди «параметрических архитекторов» есть уже свои громкие имена. Например, архитектор Патрик Шумахер, студия Gehry technologies, наши Za Bor Architects и другие. Но, пожалуй самым именитым можно назвать бюро архитектора Заха Хадид, по проектам которой были реализованы многие инновационные здания: московский офисный комплекс Dominion Tower, проект здания гражданского суда в ансамбле «Кампус правосудия» в Мадриде и другие. При желании вы можете погуглить данные проекты и удивиться сложности реализованных форм.

В параметрической архитектуре нашли свое применение методы тесселяции, фрактальные методы и методы L-sistems (систем Линденмайера), которые позволили разнообразить функциональные и визуальные свойства проектируемого объекта. Например, метод систем Линденмайера может моделировать системы, напоминающие структуры деревьев, а метод тесселяции использует разбивку структур на более мелкие.

Фуникулёрная станция в Иннбруке от архитектора Заха Хадид

CC0

Таким образом, основным отличием параметрической архитектуры является консолидация сложной и одновременно захватывающей дух пространственной модели и динамики природных форм и практически полного отсутствия знакомой нам визуальной линейности объектов и симметрии.

До новых встреч, которые будут не менее интересными и познавательными)

Пост подготовил @meskalinerush для сообщества Fractal

Дизайн: @dasarts
—