Три эксперимента по генеративному дизайну в программе Autodesk Project Refinery

04.02.2021

Несколько команд с трех континентов отправились проводить исследования в Технологический центр Autodesk в Торонто, чтобы в течение двух недель изучать возможности генеративного дизайна в архитектурно-строительной сфере. Основная цель – использовать генеративный подход для решения типичных проблем проектирования, а также протестировать бета-версию программного обеспечения Project Refinery на практике.

Project Refinery – это бета-версия для создания генеративного дизайна компании Autodesk для архитектурной, инженерной и строительной отрасли. Программа предоставляет пользователям возможность быстро исследовать, оценивать и оптимизировать свои проекты в Dynamo.

Команды обращалась в инновационный центр с конкретными проектными задачами и зачастую они были поражены огромным количеством предложенных решений, способностью программного обеспечения оптимизировать эти решения и потенциалом генеративного проектирования для будущего архитектурно-строительной отрасли.


ОПТИМИЗАЦИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Бразильская компания Hone Structures появилась на основе идей докторской диссертации Маркоса Сильвейры. Компания занимается разработкой нового подхода к проектированию и строительству с применением железобетонных конструкций. В рамках нового подхода Маркос Сильвейра вместе со своей командой использовал 3D-печать, автоматизацию и генеративное проектирование. По словам Маркоса, резиденция в инновационном центре Autodesk предоставила отличную возможность для команды изучить необходимые рабочие процессы.

Маркос вместе со стажером Габриэлой Виван работал над оптимизацией применения железобетона с помощью генеративного дизайна путем использования нескольких параметров, включая стоимость, вес, количество материалов, время изготовления и производительность. «Нашей первой целью было понять, какие части можно извлечь из исходной модели и при этом сохранить структурную целостность, — отметила Габриэла. — Мы уменьшили количество бетона, но при этом нам нужно было компенсировать его функциональные и прочностные характеристики. Поэтому вместо бетона нам пришлось добавить много стальной арматуры. На данный момент мы пытаемся найти золотую середину: сколько бетона необходимо убрать и сколько стали добавить, чтобы сделать строительство экономичным, быстрым, легким и эстетичным».

Скрин проекта в Refinery

Снимок экрана проекта в Refinery, иллюстрирующий различные увеличенные формы бетонной балки и автоматизированную компоновку арматуры и стяжек в каждой версии.

Во время исследования команда Hone Structures обнаружила, что им потребуется интеграция нескольких разных инструментов для проектирования и вычислений. Работа с инструментами Project Refinery и Dynamo помогла участникам команды лучше понять, как они смогут использовать генеративное проектирование в будущем. «Работа в инновационном центре направила нас на верный путь реализации наших долгосрочных целей, — рассказала Габриэла. — Она ускорила наш проект. Если бы не исследования, то, скорее всего, через год мы столкнулись бы с трудностями. Теперь мы знаем, какие сложности могут возникнуть, и работаем над тем, чтобы их избежать».

Чертеж арматурных компонентов и стяжек. Программа Revit

Детальный чертеж арматурных компонентов и стяжек, сделанный в программе Revit (оптимальный вариант был предварительно сгенерирован и оценен в Dynamo и Refinery).


ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПЛАНА

Компания Parsons оказывает полный спектр услуг в планировании городской инфраструктуры. Среди сотрудников организации — проектировщики, инженеры, ландшафтные дизайнеры и технические специалисты. Было решено направить проектную группу в инновационный центр Autodesk, чтобы изучить, как генеративное проектирование может помочь компании оптимизировать разработку генеральных планов. Команда из Parsons работала над концептуальным генеральным планом острова Аль-Рим, который был утвержден в Абу-Даби. Общая площадь проекта составила 2,4 млн м². Команда решила сосредоточиться на одном аспекте этого проекта — районе Downtown West. Основные цели — максимальное обеспечение жилой зоны солнечным светом, улучшение ландшафта и пешеходных пространств.

Изображение результатов работы в Refinery

Сборное изображение результатов работы в Refinery. Показан анализ того, как солнечные лучи падают на несколько высотных зданий и их общую придомовую территорию
с учетом вида из окон, площади помещений и высоты здания.

«Наша компания – мировой лидер в области внедрения технологий в проектировании с использованием цифровых и вычислительных инструментов, которые не только улучшают качество проектирования, но и ускоряют процесс работы, — пояснил Теофано Антонаку, архитектор городской среды компании Parsons. — Программа Project Refinery может способствовать этому. Она обладает достаточной мощностью для выполнения бесконечных вычислений во время многоцелевого оптимизационного анализа и за очень короткое время выдает творческое взвешенное решение, которое необходимо для формирования первоначального контекста проектирования, уравновешивания критериев и оценки различных целей. И наконец, она позволяет выбрать наилучшие варианты на основе требований клиентов».

Используя Project Refinery, команда Parsons стремилась найти решения, которые бы позволили построить дополнительные жилые дома в соответствии с заданными параметрами. Например, некоторые из домов были построены в тени, так как в Абу-Даби жаркий климат, а дома с тремя спальнями, в которых, скорее всего, будут жить большие семьи, построили рядом со школами и парками. При этом был сохранен первоначальный проектный замысел.

Составное изображение проекта

Составное изображение проекта для дальнейшего использования генеративного проектирования с целью оптимизации планировки жилых домов с разным количеством комнат
в рамках более крупной планировки района.

«Программа Project Refinery оказалась для нас очень полезной, — рассказывает Теофано. — Она помогла подобрать множество вариантов планировки, а также научила нас мыслить по-новому». Теофано также добавил, что одним из лучших результатов стажировки стало применение новых идей в компании. «Во время исследований мы поняли, как сделать подход к выбору проектных решений более информированным и научным. Теперь нашей проектной группе станет легче работать с клиентами и понимать, как то или иное решение наилучшим образом соответствует их потребностям и требованиям».


АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КЛИМАТА НА РЕЛЬЕФ МЕСТНОСТИ

Исследовательская группа из Университета Торонто занимается анализом планировки округа Бровард, штат Флорида, чтобы найти варианты, позволяющие округу подготовиться и адаптироваться к изменению климата, а именно к повышению уровня моря. Команда изучает не только планировку зданий и традиционное городское планирование, но и то, как можно изменить форму рельефа, чтобы уменьшить воздействие будущих наводнений. «У нас было огромное количество геопространственных данных об уровне моря, земельных участках, плотности населения и других географических характеристиках округа, — рассказал Исаак Сей, научный сотрудник группы. — Мы хотели выяснить, как можно визуально представить эти данные, чтобы донести информацию до политиков, которые затем смогли бы организовать более эффективную подготовку к изменению климата».

Снимок экрана сгенерированного варианта местности.

Снимок экрана сгенерированного варианта местности. Его удачно удалось разместить в четырех координатах и учесть такие показатели, как, например, давление жилых домов на поверхность земли и кратчайший путь перемещения по местности.

По словам Исаака, ученые пришли в инновационный центр, считая, что от них требуется только ввести цель анализа в программу Project Refinery, а затем оценить результаты работы алгоритмов. «Мы были твердо в этом убеждены, — поделился Исаак. — Технология генеративного проектирования действительно может решать большие задачи, а затем сводить их к количественным показателям, отображая эффективность каждого варианта проектирования и оценивая их в соответствии с поставленными целями. С помощью этих данных можно ранжировать различные варианты проектирования и затем группировать более-менее оптимальные решения».

Flux Code Matrix. Project Refinery.

Составное изображение, иллюстрирующее, как сгенерированный план местности и городской ландшафт могут быть детализированы для использования в программе.

Исаак отметил, что специалисты были очень удивлены множеством потенциальных вариантов проектирования. Без Project Refinery было бы невозможно создать такое огромное количество вариантов вручную. «Использование генеративного проектирования и программы Project Refinery дало нам новое представление о проектировании и помогло выйти за рамки традиционных подходов», — добавил Исаак.


Создайте свой проект с помощью генеративного дизайна!

Начните работу с генеративным проектированием в Revit, доступным в Revit 2021 для всех пользователей с подпиской на Autodesk AEC Collection

Если у вас нет подписки на Autodesk AEC Collection или Revit 2021, заполните форму, и наш специалист свяжется с вами для предоставления индивидуальной демонстрации функции генеративного дизайна.


Получить консультацию