evan_gcrm (evan_gcrm) wrote,
evan_gcrm
evan_gcrm

Category:

Параметрическая архитектура



В продолжение темы: Кинетические Фасады.

Объекты живой природы порождаются из взаимосвязей её элементов действующих на основе законов, правил и ограничений. Так живые организмы не имеют конечного образа, к которому они стремятся, но они имеют сочетание эффектов от действий генотипа, совокупности всех генов данного организма и онтогенеза, индивидуального развития организма от зарождения до смерти, большую часть времени проходящего в борьбе за выживание.
Это приводит к образованию индивидуального организма имеющего собственный фенотип, т.е. совокупность всех внутренних и внешних признаков и свойств организма.

Таким образом, видно, что действия, процессы и развитие – это то, на что сделала ставку природа в борьбе за выживание.






Практически все природные процессы — особенно живые — в той или иной степени случайны - зависят от такого большого числа внешних и внутренних факторов, что могут рассматриваться как случайные.
Поиск зависимостей при построении алгоритмизированных систем, отталкивающихся от хаотического набора первичных условий, породил целое направление в топологии — разделе математики, изучающей, в частности, свойства пространств, которые остаются неизменными при непрерывных деформациях.



Один из самых визуально ярких способов использования параметрического дизайна основан на диаграмме Вороного.
По сути, это разбиение плоскости с заданными «главными» точками (здесь и далее мы будем говорить именно о плоскости, случай в объемном пространстве будет слишком сложен для этой мини-статьи) на такие участки для каждой «главной» точки, что все точки внутри каждого такого участка будут ближе к «главной» точке, чем к любой другой. Попробуем понять это, начертив — мысленно или на бумаге — диаграмму Вороного самостоятельно. Если возникают какие-то сложности, можно просто посмотреть на картинку-подсказку:



Возьмем несколько точек на листе бумаги. Соединим каждую точку со всеми соседними точками — получился рисунок, состоящий из множества треугольников. Теперь разделим каждую получившуюся линию пополам и проведем перпендикуляр, продолжив его до тех пор, пока он не пересечет другой такой же перпендикуляр.
Поздравляю!
У вас получилось начертить диаграмму Вороного.

Стоит упомянуть, что получить диаграмму можно не только способом выше: она образуется и при «разрастании» главных точек. Если каждая «главная» точка будет разрастаться в окружность, то при «столкновении» они будут образовывать прямые, которые и дадут нам диаграмму.

Таким образом, многие процессы в природе происходят по диаграмме Вороного: пигментация шерсти, распространяющаяся из центра «главной» точки, рост клеток, кристаллов. Ее мы видим в прожилках листьев или крыльев бабочки, растрескавшейся автомобильной эмали, растекшемуся по столу кофе.



В 1930-х Делоне развил идеи Вороного, введя понятие триангуляции Делоне для заданного множества точек на плоскости, при которой для любого треугольника все точки множества, за исключением его вершин, лежат вне окружности, описанной вокруг треугольника.



С помощью триангуляции Делоне можно описать практически любой «естественный» алгоритм, например знаменитое «евклидово минимальное остовное дерево». Это такое построение, которое соединяет «ветками» все точки определенного множества таким образом, что сумма «весов» этих веток минимальна.



Мощность современных компьютеров уже достаточна для использования так называемых генетических алгоритмов, когда варьируются миллионы возможных комбинаций параметров с заданным конечным результатом, например — минимальным весом при достаточной жесткости.
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.
Получающиеся конструкции не похожи ни на что ранее созданное человеком, зато напоминают приятные глазу творения природы.



«Параметризм – новый глобальный стиль для архитектуры и городского дизайна. Стиль родился от цифровых методов анимации. Его последние разработки основаны на передовых параметрических дизайнерских системах и скриптовых методах. Этот стиль был разработан за последние 15 лет и теперь требует гегемонии в авангардистской архитектуре».
/Патрик Шумахер/

Параметрическое моделирование существенно отличается от обычного двумерного черчения или трёхмерного моделирования.
Конструктор в случае параметрического проектирования создаёт математическую модель объектов с параметрами, при изменении которых происходят изменения конфигурации детали, взаимные перемещения деталей в сборке, при этом изучаются и оцениваются взаимоотношения между собой технологий, материалов, различных фактур и текстур. Параметры определяют поведение каждого элемента модели и его взаимосвязь с другими элементами. Работая в параметрических средах, архитектор перестает видеть конечный объект, он видит лишь алгоритм его создания. Сам процесс и результат достигается при помощи специализированного программного обеспечения (например, Revit Architecture или Grasshopper, Rhinoceros).
В дальнейшем использование этих алгоритмов позволяет решить множество задач, которые либо не решаемы, либо очень трудоемки при традиционном проектировании.



Исполнение алгоритма в разных условиях может давать целые популяции родственных объектов. Причём популяцию могут составлять как здания, так и структурные элементы здания, подобно популяциям живых организмов и клеток, составляющих живые ткани организма.
В процессе подобного размножения может проявляться ещё одно важное свойство такого природного акта, как полиморфизм – способность некоторых организмов существовать в состояниях с различной внутренней структурой или в разных внешних формах.





В архитектурных алгоритмах это будет выглядеть как способность выбрать способ обработки данных исходя из свойств входящей информации, и также в зависимости от обстоятельств выбрать путь порождения каждого конкретного объекта внутри одного вида.
В определенном смысле алгоритм в этом проекте работает как включение и выключение, каких-либо генов в зависимости от условий, приводящих к разным состояниям организма.





Двигаясь в этом направлении возможно создавать морфогенетические структуры, где каждый элемент сможет автономно, но согласуясь с соседями, менять форму так, что будут меняться свойства среды, такие как освещенность, температура, продуваемость, цвет, фактура и многое другое. А если это связать с природным принципом гибкости и эластичности в живой материи, то мы выходим на иной уровень формирования среды обитания.



Ещё один, но очень важный тип деформации это непосредственная реакция элементов на изменения окружающей среды через собственные свойства материалов и структуры. Это автономный и самоорганизующийся процесс. Он позволяет создавать оболочки, работающие как кожа, где каждая клетка чутко реагирует на изменения окружающей среды лучше, чем высокотехнологичный инженерный конструкт, состоящий и множества разрозненных деталей.



Одним из наиболее очевидных преимуществ параметрической архитектуры является экономия. Процесс параметрического проектирования имеет огромный потенциал для экономии времени и денег, благодаря его способности автоматизировать изменения в модели здания и рабочей документации.



Трансформируемость, мобильность, способность взаимодействовать с окружением, еще одно преимущество. Сооружение реагирует на перемены своими основными элементами, а не сложными и дорогостоящими техническими устройствами.
Современные здания дышат, шевелятся, открывают и закрывают «глаза» при помощи диафрагм, генерируют внутри облака из азота, динамически меняют оптические и теплоизоляционные свойства самого стекла и так далее — в общем, живут насыщенной и интересной жизнью.
Параметризм — это когда объект меняется, реагируя на свойства среды или новые функциональные требования.






Ещё не так давно любое сооружение и создавалось, и воспринималось как цельный статичный объект: дом жилой — одна штука.
Сейчас происходит смена парадигмы, каждое строение начинает рассматриваться как динамичная система, элементами которой являются не только материальные объекты, но и незримые: связи, ассоциации, точки и оси восприятия и так далее.
Эмерджентность архитектурных систем задаёт обширное поле для исследований, и параметрическая архитектура — это кое-что из того, что получается в итоге.





Всё более распространяется практика, при которой действия, выражающие задуманный процесс сами по себе, и являются тем, что предопределяет конечную сущность артефакта. Так вспенивание определяет основные качества пены. По сути, само вспенивание одновременно является как актом так и результатом акта, а то, что мы называем «пеной», лишь фиксирует конечное состояние происходящего действия.
Перформативный подход - когда делание неотделимо от конечного результата - важная черта параметрической архитектуры.



Можно сказать, что затраты времени, которое тратится на освоение территории традиционными методами и методами параметрической генерации, несопоставимы.





Методами параметрики мы можем более качественно прорабатывать гораздо большие площади территорий, при этом рассматривая большое количество разных вариантов сценариев развития города, используя всегда актуальные данные. Спроектировав систему, имеющую возможность к адаптации, просчитывающую все требуемые параметры, мы получим инструмент для гораздо более гибкого и эффективного подхода к работе. Изменяемые требования к архитектурно-пространственной модели городской среды, встроенной в общую информационную систему планирования и управления городским хозяйством, могут стать эффективным инструментом в области теории и практики градостроительства.



Процессы полиморфизма, пролиферации, эволюции, самоорганизации это уже реальный инструментарий для архитектора, использование которого позволяет более правильно выстраивать отношения между человеком, искусственной средой и природой.

И, возможно, если поменять угол обзора, то мы увидим, что на самом деле намного дальше продвинулись в конструировании живого, чем нам кажется.
Только это живое появляется в архитектуре.



При работе с постом использовано эссе Эдуарда Хаймана "Новая морфология архитектуры. Зачем гены зданиям?"




Tags: Архитектура, Технологии
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Готовые варианты!

    Например, вы зовете свою девушку на ужин. - Куда пойдем? Что хочешь поесть? - Не знаю, а какие есть предложения? Такой ответ считают нормой и…

  • Объективная реальность

    Макс Планк предложил использовать исследование «самой примитивной картины мира, наивной картины мира ребенка» как «лучшее начало правильного…

  • Высоты личности

    Австрийский психиатр, психолог, невролог Виктор Франкл известен всему миру как создатель популярного направления в психотерапии, которое…

promo evan_gcrm march 28, 2018 19:35 141
Buy for 30 tokens
Основополагающим элементом, основным двигателем всей жизни, является репликатор. Скопированная информация - это и есть «репликатор». На Земле первый репликатор довольно бесспорный - это гены, или информация, закодированная в молекулах ДНК. Точнее это первый репликатор, о котором мы знаем.…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments