Nuove forme che funzionano meglio

S dopo la presentazione della pelle di titanio di Frank Gehry Museo Guggenheim di Bilbao nel 1997, ci siamo abituati a affermazioni architettoniche strabilianti, sia nella complessa geometria dell'opera di Herzog & de Meuron Stadio Nazionale di Pechino (noto anche come Bird's Nest) o nel precario sbalzo del MAXXI di Zaha Hadid Museo Nazionale A Roma. Se sembra che ci sia un sistema immensamente complicato utilizzato per progettare questi archi, rampe e curve che sfidano la gravità, è perché c'è. Ma quella tecnologia, nota come modellazione parametrica, può fare molto di più che facilitare le fantastiche creazioni di Gehry, Hadid e simili. La progettazione parametrica viene utilizzata sempre di più non solo per rendere gli edifici più visivamente accattivanti, ma anche per ottimizzare con precisione quasi ogni aspetto delle loro prestazioni, dall'acustica all'efficienza energetica. Non è un'applicazione così sexy, ma diventerà molto più preziosa per l'architettura e il modo in cui viviamo e lavoriamo.

Il Museo Guggenheim di Bilbao, in Spagna.

Il software di progettazione parametrica calcola automaticamente come la modifica di qualsiasi parametro di una struttura influirà su altri aspetti fisici. È più complesso del software CAD (computer-aided design) che è stato lo standard del settore dagli anni '80. Quel software funziona essenzialmente come una matita digitale; richiede che una persona muova un mouse per manipolare le linee su un disegno architettonico. La tecnologia parametrica di oggi è più di un semplice strumento di disegno. Non solo può modellare un edificio e molti dei suoi attributi in 3-D, ma può rivedere un modello all'istante. Se un architetto desidera modificare l'inclinazione di un tetto, ad esempio, i muri seguono automaticamente la linea del tetto modificata. Come Hao Ko, direttore del design presso lo studio di architettura Gensler , spiega, Il progettista imposta le regole ei parametri, mentre il computer esegue le iterazioni. Ciò offre ai progettisti una maggiore flessibilità per esplorare i progetti e possiamo apportare modifiche più velocemente. Significa anche che gli architetti sono più disposti ad apportare modifiche che alla fine possono migliorare un progetto.

Questa storia faceva parte del nostro numero di settembre 2013

• Vedi il resto del problema
• sottoscrivi

Poiché la tecnologia è migliorata, i modelli parametrici sono stati in grado di accettare sempre più input. Gli architetti possono utilizzare il software per studiare di cosa potrebbe essere fatto un edificio o come massimizzare la sua illuminazione naturale. Oppure possono virtualizzare le dimensioni delle finestre e l'altezza del soffitto e il modo in cui una struttura viene riscaldata e raffreddata. In ogni progetto, ci sono un milione di possibilità, afferma l'architetto Matthew Pierce di Perkins + Will

Cose recensite

• Analisi Ecotect e Revit realizzati da Autodesk

• Rinoceronte

  realizzato da McNeel

  
  
  

• Cavalletta

• un plug-in per Rhino

Phil Bernstein, architetto e vicepresidente del produttore di software Autodesk , ritiene che la tecnologia parametrica contribuirà a rendere i nuovi edifici più sostenibili dal punto di vista ambientale. (Questo è fondamentale, dato che gli edifici rappresentano il 40% del consumo energetico mondiale e un terzo di tutte le emissioni di anidride carbonica.) L'attuale standard del settore per l'efficienza energetica è TRISTEZZA -Ruolo di guida nella progettazione energetica e ambientale. Gli architetti che utilizzano caratteristiche ecologiche come piante resistenti alla siccità e sistemi efficienti di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria possono richiedere la certificazione LEED.

Le curve caratteristiche dello stadio olimpico di Pechino sono nate da una geometria complessa che richiedeva la modellazione al computer.

Ma i critici di questo approccio sottolineano che è difficile misurare i risultati. La tecnologia parametrica potrebbe fornire metriche più precise. Di quanta energia avrà effettivamente bisogno un edificio? O quanto potrebbe generare? Quanta acqua utilizzerà? Queste cose possono essere determinate durante il processo di progettazione e ottimizzate rapidamente: puoi regolare il modello finché non ottieni i risultati che stai cercando.

È stato il caso del design di Perkins + Will per il Laboratorio Bigelow per le scienze oceaniche , a East Boothbay, nel Maine. L'azienda utilizzava un software chiamato Ecotect Analisi (ora di proprietà di Autodesk) per modellare qualsiasi cosa, dalle prestazioni termiche all'illuminazione diurna, la pratica del posizionamento finestre o altre aperture in modo tale che luce naturale può illuminare in modo affidabile l'interno. Mentre gli architetti hanno armeggiato con il progetto in un computer, ha calcolato e analizzato proprietà come l'area del pavimento dell'edificio, il suo volume e le quantità richieste di materiali. Potrebbero simulare le prestazioni termiche di diversi gruppi di pareti, tetti e finestre e valutare le prestazioni rispetto al costo. Potrebbero studiare le prestazioni dei diversi tipi di vetro, non solo in generale, ma anche sulla parete nord-est nella posizione esatta dell'edificio, in condizioni suggerite dai dati meteorologici a lungo termine.

Il MAXXI-Museo Nazionale delle Arti del XXI secolo a Roma, Italia.

I vantaggi della tecnologia parametrica possono essere visti allo stesso modo nel prossimo completamento di Gensler Torre di Shanghai , che con i suoi 630 metri sarà la seconda torre più alta del mondo e la più alta della Cina. La sua forma tortuosa e curva è stata una scelta estetica, certo, ma collegando quella geometria a uno strumento di modellazione noto come Cavalletta , i progettisti sono stati in grado di modificare la forma per ridurre al minimo la forza del vento sulla facciata. Come spiega Ko, se hai una torre così alta, stai studiando i diversi gradi di rotazione. Sarebbe noioso se dovessi farlo manualmente. Usando la rotazione come uno dei parametri, puoi eseguire le varie iterazioni per arrivare alla situazione finale.

Suddivisioni idiosincratiche

Per ora, le espressioni costruite più familiari del design parametrico rimangono progetti estremi come quelli creati da Zaha Hadid Architects, uno studio noto per evitare angoli, angoli retti e tipologie familiari. Vediamo un'analoga prevenzione degli angoli negli stupefacenti 19.000 pezzi sagomati in cemento rinforzato con vetro e 3.500 pannelli di vetro curvi personalizzati che compongono il progetto di Frank Gehry per il Fondazione Louis Vuitton per la creazione , un museo da oltre 100 milioni di dollari che aprirà a Parigi il prossimo anno.

L'illuminazione naturale è stato uno degli elementi che gli architetti hanno cercato di massimizzare nel Bigelow Laboratory for Ocean Sciences.

Tuttavia, molti architetti (e i loro clienti) affermano sempre più che il gesto e la complessità fine a se stessi non bastano. Di conseguenza, il settore edile sta diventando più consapevole del miglioramento della funzione di una struttura. I laureati in architettura arrivano in aziende dotate di competenze in strumenti parametrici come Revit, Grasshopper e Rhino; potrebbero non aver mai progettato senza l'aiuto dei computer e la modellazione parametrica è loro familiare. Tra costruttori, ingegneri e architetti, l'adozione di strumenti digitali avanzati per ciò che è noto come modellazione delle informazioni edilizie è passato dal 28% nel 2007 al 49% nel 2009 e al 71% nel 2012.

Alcune delle forme più drammatiche progettate con la tecnologia parametrica provengono da Frank Gehry, la cui Fondazione Louis Vuitton per la creazione sarà presto aperta a Parigi.

E mentre tale tecnologia è utile per edifici formalmente complessi, anche forme più semplici dovrebbero trarne vantaggio. Gli architetti Nataly Gattegno e Jason Kelly Johnson di Laboratorio Città Future Crediamo che il design parametrico possa cambiare il modo in cui pensiamo alle planimetrie delle case o ai modelli a griglia delle comunità pianificate. Queste case devono essere tutte uguali? chiede Gattegno. La modellazione parametrica potrebbe aprire tutti i tipi di possibilità su come potrebbe essere una casa. Le abitazioni prodotte in serie potrebbero diventare meno semplici, più idiosincratiche e più economiche ed efficienti dal punto di vista energetico.

Allo stesso modo, la tecnologia potrebbe rimodellare la pianificazione urbana. Così come può creare una rappresentazione dettagliata di un muro, può modellare un intero quartiere per determinare la dimensione e la forma ottimali delle varie strutture al suo interno, afferma Bernstein di Autodesk. Le McMansions scalate in modo imbarazzante potrebbero essere ripensate per fare un uso più efficiente dei lotti, dei materiali da costruzione e dell'energia.

La modellazione parametrica può persino tenere conto delle proporzioni e del movimento umani. Una società chiamata Tecnologia AnyBody , ad esempio, esegue simulazioni fisiche a corpo intero per la progettazione di cockpit o spazi di lavoro. L'azienda ha iniziato a collaborare alla ricerca e sviluppo con architetti in modo che un modello parametrico possa essere utilizzato per simulare un corpo che cammina attraverso un determinato spazio. Alla fine, gli architetti potrebbero progettare, ad esempio, una casa di cura in modo da ottimizzare le distanze a piedi o l'ergonomia.

Naturalmente, i modelli sono ancora semplici simulazioni. E una cosa che questa modellazione non può spiegare automaticamente - tuttavia, comunque - è il comportamento umano. Bernstein mi ha detto che quando Autodesk ha costruito il suo quartier generale certificato LEED, i suoi progettisti l'hanno modellato con un software parametrico solo per scoprire che l'edificio consumava il 30% di energia in più di quanto avessero previsto. Come mai? Tra le altre cose, dopo che le luci si sono spente automaticamente alle 18:30, gli addetti alle pulizie le hanno riaccese e non le hanno più spente.

Allison Arieff è una content strategist per SPUR, un think tank di pianificazione e politica urbana a San Francisco, e un editorialista collaboratore al New York Times.

nascondere