33
abc specjalisty
warsztat architekta
projektowanie generatywne
Generowanie układu funkcjonalnego
Wykorzystanie metod parametrycznych w projektowaniu staje
się współcześnie jednym z filarów największych pracowni archi-
tektonicznych. Programowanie komputerowe jest używane
na różnych poziomach zaawansowania. Umożliwia tworzenie
własnych komend, zwiększając wydajność pracy zespołów,
pozwala również na modelowanie krzywoliniowych form geo-
metrycznych i skomplikowanych fasad oraz automatyzuje proces
produkcji. Pomimo popularności projektowania wspomaganego
algorytmicznie jest ono wykorzystywane w głównej mierze do
„projektowania obudowy” na podstawie gotowego układu funk-
cjonalnego. Powodem tego jest proces zapisania funkcji umoż-
liwiającej generowanie rzutów, który jest bardziej czasochłonny
niż praca doświadczonego architekta. Jednak podjęto próby
wprowadzenia usprawnień także pod tym względem.
Jednym z przykładów zastosowania metod generatywnych
jest koncepcja aranżacji przestrzeni biurowej firmy Autodesk
w Toronto. Celem eksperymentalnego projektu było osiągnięcie
optymalnego rozkładu stanowisk pracy oraz sal konferencyjnych
na powierzchni 5500 m
2
na podstawie wybranych parametrów.
Cechą odróżniającą jest tu wykorzystanie danych zarówno
geometrycznych, jak i związanych ze specyfiką pracy przyszłych
użytkowników biura, którzy, odpowiadając na pytania zawar-
te w ankiecie, wzbogacili algorytm o dodatkowe informacje.
Podczas sprawdzania kolejnych zestawów rozwiązań program
oceniał warianty rozkładu przestrzeni na podstawie sześciu
warunków: odległości pomiędzy stanowiskami, preferencji doty-
czących nasłonecznienia oraz dopuszczalnego poziomu hałasu,
maksymalnego wykorzystania przestrzeni wspólnych, minima-
lizacji rozproszenia uwagi z powodu bodźców dźwiękowych
i wizualnych, optymalnego dostępu światła dziennego do sta-
nowisk pracy oraz komfortu wizualnego (widoku na zewnątrz
budynku). W trakcie obliczeń analizie poddano tysiące możli-
wych rozwiązań, a projektantowi przedstawione zostały tylko
warianty optymalnego układu w ramach założonych przez niego
zasad. Aranżacja biura w Toronto pozwala na wspomaganie
organizacji przestrzeni wcześniej ustalonej bryły obiektu.
Wartym uwagi rozwiązaniem, umożliwiającym generowanie
rzutów budynku, jest praca autorstwa Joel Simon o nazwie
„Evolving Floorplans”, w której poprzez algorytm ewolucyjny
poszukiwane jest optymalne ustawienie i autonomicznie gene-
rowany rzut obiektu. W projekcie zapisano zbiór zasad zawiera-
jący podstawowe założenia przestrzenne układu pomieszczeń
szkoły. Pierwszorzędnym celem algorytmu było odnalezienie
Istnieje wiele wzorów umożliwiających projektowanie gene-
ratywne. Do popularnie wykorzystywanych w architekturze
czy też szerzej pojętym projektowaniu należą algorytmy
stada i ewolucyjne, optymalizacja topograficzna oraz automaty
komórkowe. Ich nazewnictwo słusznie kojarzy się z procesami
występującymi w naturze, gdzie organizmy żywe same poszu-
kują optymalnych rozwiązań.
Aby dokładnie zrozumieć działanie projektowania genera-
tywnego, warto przyjrzeć się zasadom działania dostępnych
rozwiązań. Najpopularniejszy w architekturze jest algorytm
ewolucyjny, który bazuje na podstawowych prawach rozwoju
życia na Ziemi. Organizmy żywe stale się rozwijają, przysto-
sowują do zmiany warunków środowiska, stają się szybsze,
zwinniejsze, lepiej zakamuflowane. Jednak nie jest to świadoma
decyzja, a rezultat ewolucji. W każdym z pokoleń organizmy
słabsze, mniej przystosowane umierają wcześniej, nie mając
sposobności na przekazanie kodu genetycznego. Tylko osob-
niki o cechach pozwalających na przeżycie mają możliwość
udostępnienia go kolejnym generacjom.
Przykład w odniesieniu do architektury może wydawać się abs-
trakcyjny, jednak okazuje się, że wcale tak nie jest. Celem pracy
architekta jest osiągnięcie rezultatów, które w najlepszy możli-
wy sposób sprostają wymogom projektowym – pomieszcze-
nia będą doświetlone, ich rozkład będzie pozwalał na sprawną
komunikację, układ konstrukcyjny skutecznie przenosił siły,
a wszystko przy zachowaniu jak najniższego kosztu realizacji.
Praca algorytmu ewolucyjnego rozpoczyna się od wybrania
losowych obiektów spośród wielu tysięcy możliwych rozwiązań
zadanego problemu. Każdy z nich jest oceniany pod wzglę-
dem spełnienia warunków, co umożliwia odrzucenie błęd-
nych, a dodatkowo pozostałe – na podstawie efektu obliczeń
konstrukcyjnych, komunikacyjnych, nasłonecznienia i akustyki.
Pozwala to na ich wzajemne porównanie. Następnie obiekty
o najgorszych cechach zostają odrzucone, zachowane nato-
miast wymieniają się cechami w celu uzupełnienia puli dostęp-
nych rozwiązań. Ten proces powtórzony wielokrotnie umożli-
wia eliminację zbiorów obiektów bezużytecznych, dając dużą
szansę na znalezienie optymalnego rezultatu. Największym
zarzutem wobec powyższej metody jest porzucenie aspektów
niemożliwych do zapisania w formie matematycznej, tj. estetyki,
poszanowania kontekstu kulturowego czy też historycznego.
Jest to również dowód na to, że program nie jest w stanie zastą-
pić intuicji, wiedzy i doświadczenia architekta, jednak współpra-
ca może znacznie usprawnić proces projektowy.
