Generatívne navrhovanie - uplatnenie v architektonickej praxi

Urbanizmus

Často citovaným zdrojom z posledného obdobia je Newyorská spoločnosť Sidewalk Labs, ktorá patrí do portfólia technologického holdingu Alphabet (Google, Calico etc.). Zoskupenie intenzívne pracuje na vývoji nástroja, ktorý má za úlohu pomôcť ateliérom a developerom v procese hľadania a návrhu optimálneho využitia parcely s ohľadom na miestne špecifiká. Riešenie má potenciál na zosúladenie postupu zúčastnených strán (mesto, developeri, architekti...) v úvodných fázach projektu, pre ktoré je bežnou praxou spracovanie vlastných analýz. “Čas a náklady potrebné na koordináciu všetkých spomínaných vstupov často znamenajú, že projekt sa dokáže rozvíjať iba v niekoľkých alternatívach...,” vysvetľujú zástupcovia technologickej firmy. Softvér umožňuje vytvorenie nespočetného množstva variant, generovaných na základe zadaných vstupných parametrov a následnú analýzu kľúčových ukazovateľov návrhu. 

Nástroj spoločnosti Sidewalk Labs nemá za cieľ nahradiť ľudský element, alebo zautomatizovať proces návrhu. Namiesto toho sa snaží zefektívniť proces navrhovania, podložiť ho konkrétnymi parametrami, a pomôcť pri prijímaní rozhodnutí na základe čo najlepšie pripravených informácií. Za spomenutie stojí napríklad spolupráca spoločnosti s ateliérom Snøhetta a Heatherwick Studio na high-tech projekte Sidewalk Toronto.

Prípadová štúdia:

Východiskový návrh

Voľný priestor  -  45.3%
Preslnenie  -  49%
Hrubá podlažná plocha  - 140 575 m2

Východiskový návrh, ktorý Sidewalk Labs podrobila analýze za účelom maximalizovania troch stanovených priorít, ktoré predstavujú: voľný priestor, preslnenie a využiteľná podlažná plocha. Samozrejmosťou sú dané priestorové limity. Nástroj vygeneroval tisícky permutácií, pričom takmer 400 z nich prekonalo vo všetkých troch prioritných parametroch základný návrh. Pozrime sa na niekoľko z nich:

Generative design #00530

Voľný priestor: + 5.2%  
Preslnenie :  +13.6%
Hrubá podlažná plocha: +  2 252 m2

Minimálne zmeny. Odstránenie niektorých objektov znamenalo rast výškových budov. Nárast otvoreného priestoru a hrubej podlažnej plochy je spojený s výrazne lepším preslnením.

Generative design #00469

Voľný priestor: +  3.31%  
Preslnenie :  + 20.61
Hrubá podlažná plocha: +  18 274 m2

Výraznejšie zmeny v pôvodnom návrhu. Zmena formy zástavby v každom z blokov, pri zachovaní väčšieho voľného priestoru. Navýšenie hrubej podlažnej plochy sprevádza výrazné zlepšenie preslnenia.

Generative design #01140

Voľný priestor: +  12.6%  
Preslnenie :  + 8.6
Hrubá podlažná plocha: +  46 152 m2

Zásadné preusporiadanie východiskového návrhu. Výsledkom je mierne zlepšenie preslnenia a výrazný nárast voľného priestoru a hrubej podlažnej plochy

Architektúra

Zatiaľ čo laboratóriá Sidewalk Labs využívajú generatívne navrhovanie v priebehu prípravy urbanistických projektov, v menšej mierke ide o pomerne bežný proces. Za spomenutie stojí napríklad návrh a optimalizácia statického riešenia objektov, alebo výroba komplikovaných fasádnych elementov. Špecializované riešenia postupne prechádzajú aj do obecnejšej roviny, kde opäť slúžia ako podklad pre overenie možstva možných prístupov a riešení k výslednej architektúre.

Medzi spoločnosti, ktoré dlhodobo využívajú parametrické navrhovanie (optimalizácia dielov a výrobných procesov) patrí aj spoločnosť Airbus. Najväčší európsky výrobca lietadiel spolupracoval so so softvérovou spoločnosťou Autodesk pri návrhu objektu montážnej haly pre “Factory of the Future”. Ich spoločnou snahou bolo overenie možností využitia trojuholníkovej parcely a  usporiadania komplikovanej výrobnej linky. Zo stoviek variácií, po zvážení kľučových ukazovateľov, vybral tím architektov a inžinierov dve riešenia, ktoré budú východiskom pre ďalšie fázy projektu: nekonvenčný pôdorys s trojuholníkovým átriom vs kompaktná obdĺžniková forma.

Menšia mierka a riešenie dostupné pre koncového užívateľa

Švédsky ateliér Wallgren Arkitekter a švédska stavebná spoločnosť BOX Bygg v posledných rokoch pracovali na nadstavbe obľúbeného pluginu Grasshopper (súčasť modelovacieho softvéru Rhinoceros). Nástroj, s intuitívnym užívateľským rozhraním, umožňuje optimalizovať proces tvorby dispozícií. Vstupnými parametrami v tomto prípade nie je iba fyzický rozmer priestoru, ale do hry vstupuje napríklad svetlotechnika. Plugin pomenovaný Finch by mal byť dostupný na stiahnutie v priebehu tohto roka.

Potenciál generatívneho navrhovania je takmer nekonečný. Najväčší potenciál sa ukazuje práve pri práci vo väčšej mierke (mestské plánovanie, komplexné urbanistické projekty), kde je prínosný holistický princíp založený na dôkladnej dátovej analýze. Jedno je však isté - aspoň nateraz nedokáže žiadny algoritmus pristupovať k návrhu tak komplexne ako jeho ľudský náprotivok.

Zdroj: Architizer, Sidewalk Labs, Autodesk, Finch