Компьютерные средства в архитектурном проектировании

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Тамбовский государственный технический университет

Компьютерные средства в архитектурном проектировании

Драпеко Альбина Анатольевна, магистрант

Куликов Александр Сергеевич, профессор кафедры

«Архитектура и строительство зданий»

Аннотация

В статье изучены предпосылки изменения инструментария, принципов проектирования и работы архитектора. Выявлены положительные и отрицательные стороны изменения структуры проектирования с помощью современных технических новшеств и влияние информационного пространства на процесс разработки и смещение акцентов при архитектурном проектировании.

Ключевые слова: BIM технологии, архитектурное пространство, инструментарий архитектора, информационное пространство

Рубрика: 18.00.00 АРХИТЕКТУРА

С развитием современных технологий и увеличением информационной составляющей архитектурного пространства, влияния информации на все сферы деятельности человека происходит изменение как инструментов архитектора (Grasshopper3d, 3ds max, AutoCAD, Revit Architecture, Robot Structural Analysis, Ecotect Analysis, Digital Project, ArchiCAD и др.), так и методов, и принципов проектирования (параметрическое формообразование на основе программных алгоритмов, система автоматизированного проектирования, BIM-технологии и др.). Благодаря ряду новых открытий в программировании, инженерии, строительстве у архитекторов появляется возможность включать еще на стадии анализа, разработки эскизов, начальных этапов проектирования и оценки - «умные» материалы и современных технологии в конструкции будущего объекта, предусмотрев сразу возможности адаптации объекта в различных условиях при дальнейшей его эксплуатации, формирующихся в результате обработки потребностей жизнедеятельности человека и информационной составляющей, систематизирующей необходимое изменения на расчетный срок использования архитектурного объекта. Техника позволила не только обрабатывать и систематизировать информационные данные, но и подойти к достаточно гибким и сложным приемам эскизирования и создания новых архитектурных форм и моделей.

Компьютерная среда является прямым развитием соединения «цифровой бумаги в виде плоскости экрана» и карандаша. В этой среде архитектор создает сразу пространственную модель будущего объекта, окружающей его среды, и предлагает новые варианты визуализации и дальнейшей презентации объекта. В подтверждение этому можно выделить слова Г.Л. Смоляна написанные в 1981 году: «Есть все основания считать процесс деятельности, организованной как оперативный диалог «человек - ЭВМ», творческим процессом. В системах автоматизированного проектирования (машинной графики), например, в реальном масштабе времени изображаются не только объекты привычной физической реальности. Машина легко строит новые образы и ситуации, которые существенно расширяют традиционные представления о свойствах и процессах функционирования объектов реального мира. В этом процессе, носящем безусловно творческий характер, человек и ЭВМ связаны неразрывно. Можно сказать, что психологически вычислительная машина как бы «имплантируется» в мозг человека, при этом создается единая творческая и эстетическая система, в которой активная организующая роль принадлежит человеку» [1, стр.131].

Процесс проектирования и формирование образа нового объекта можно разделить на две части. В первой части - поиск, нахождение идеи, концепции - компьютер практически отсутствует, а во второй части - играет основную роль интеллектуальной чертежной доски с упрощением способов реализации необходимой документации и создании будущего образа, создании среды и окружения и презентации самого архитектурного объекта.

Главной целью является анализ возможности использования компьютерных программ для творческого поиска и генерирования проектных идей, новых концепций и образа объектов человеком и техникой. Изменения влияния информационного пространства на архитектурное проектирование связаны с этапами эволюционного развития науки, совершенствование технологий, которые можно разделить на временные периоды: [2] программный алгоритм архитектурный

Первый период 1950-1963 гг. - характеризуется появлением первых ЭВМ (ЭВМ - Электронно-вычислительная машина), с помощью которых происходил процесс решения игровых задач и головоломок, если они соответствовали:

1. Любая интеллектуальная задача сводится к поиску состояний в пространстве, если только процедуру такого поиска можно изобразить в виде перехода, ряда действий от некоторого начального состояния к конечному результату через некоторое число операций.

2. Поиск операций в пространстве состояний должен направляться знаниями и информацией о конкретной предметной области.

Второй период 1964-1975 гг. - характеризуется созданием компьютерных программ, понимающих речь, текстовые материалы. Понимание речи или текста моделировалось путем создания различных диалоговых систем, которые позволяли бы вести диалог человека с компьютером по необходимым для проектирования действиям и имели бы:

1. Способность представлять знания и информацию об окружающем мире в виде фактов, дополнительных материалов.

2. Способность находить эквивалентность или аналогию между разными понятиями и представлениями в одинаковых ситуациях.

3. Способность интерпретировать новую информацию и материалы в уже имеющихся понятиях формализованного знания.

Третий период 1976-1980 гг. - характеризуется созданием новых экспертных систем и модулей знаний, позволяющих классифицировать тексты, изображения, материалы в табличных формах и диаграммах, индексировать тексты и извлекать из них необходимую информацию для работы.

Четвертый период с 1980 гг. по настоящее время - характеризуется появлением компьютеров нового типа, систем и программ с активным внедрением во все сферы деятельности человека информационных технологий и так же глобальной сети интернет. Усовершенствование компьютеров и компьютерных программ нового типа, которые позволяют решать целый ряд значимых задач единовременно, применяя широкий спектр информационных технологий для упрощения работы над созданием образов и проектирования.

Рисунок 1 Скорость внедрения BIM технологий за год в сфере архитектуры и архитектурного проектирования

Как и всякое новое дело, массовое внедрение технологий информационного моделирования зданий в проектно-строительную практику - процесс длительный, сложный, противоречивый. (рис.1.) Поэтому он в основном проходит по общим для таких процессов законам. Наблюдается увеличение процента внедрения компьютерных технологий в нашей стране, поскольку минимально необходимые условия для успешного использования BIM технологий (BIM - Building Information Modeling), в России имеются и формируются еще активней. Реализация проекта при использовании системного подхода и использования BIM технологий, дает возможность исключить последовательный цикл и помогает экономить время и трудозатраты при проектировании и внесении замечаний и поправок в проект.

Современное развитие САПР (САПР - Система автоматизированного проектирования) направлено на интеграцию программ проектирования в единую информационно-программную платформу, а не на комбинацию различных систем. Поэтому единую крупные системы предлагают интегрированные решения в границах единой информационно-программной платформы. Программная платформа, которая обеспечивает комплексное решение нескольких задач архитектурного проектирования, отвечающим следующим основным свойствам:

- параметризация, как на уровне 3D-модели, так и при подготовке чертежной и технологической документации;

- интегрированные расчетные модули;

- инструментарий для адаптации и создания приложений;

- развиваемое геометрическое ядро пространственного 3D-моделирования и создание среды. [3,стр.365]

На данный момент не существует ни одной подобной программной платформы, которая способна комплексно решить основные задачи архитектурного проектирования с получением всех необходимых графических и информационных материалов.

Среди программ трехмерного моделирования нет систем, которые не обладали бы полноценными параметрическими возможностями. В трехмерном моделировании и проектировании параметризация работает для построения эскизов объекта, изменения параметров операций. [4,стр.181] При изменении моделей возникают проблемы восстановления цепочек действий операций (для идентификации исходных элементов). Это касается отдельных деталей, чертежей, полученных с единой структурой данных при проектировании и данный процесс исключает непродуктивные потери времени разработчиков, в частности при параллельной работе. Исходя из увеличения группы специалистов, которые одинаково хорошо владеют спецификой своей профессии и работают с привлечением современного программного обеспечения на компьютере, появилась необходимость качественного скачка в понимании и практическом применении автоматизации решения задач проектирования с помощью технических средств проектирования. Подобное качественное изменение процесса архитектурного проектирования может быть осуществлено с привлечением интернет технологий, обеспечивающие комплексным системам архитектурного проектирования широкий спектр новых характеристик:

- общедоступность информации;

- возможность дистанционного интерактивного обучения и повышения квалификации и знаний;

- обновление нормативных баз данных, информационных материалов и моделей объектов, которые обеспечивают строгое соответствие процесса проектирования и выдаваемой проектной документации и материалов;

- возможность совместной работы над проектом нескольких специалистов и фирм;

- полное обновление расчетной системы проектирования и программного обеспечения;

- возможность разработки вариантов и новые пути проектирования на основе анализа проектов-аналогов в мировой практике и в России в частности;

- создание, накопление и использование базы объектов (создание библиотек объектов, форм и моделей);

- организация и участие в интерактивных конференций, направленных на решение проблем в области архитектуры, архитектурного проектирования;

- создание, пополнение электронной базы данных производителей строительных изделий, материалов, систем инженерного обеспечения и коммуникации;

- создание и использование интернет рынка конструкций, материалов;

- автоматический расчет стоимости объекта проектирования на основе баз данных производителей соответствующих изделий и строительных конструкций.

При создании комплексной системы, которая будет удовлетворять вышеописанным новым характеристикам, станет возможным выход на более качественную ступень в процессе архитектурного проектирования, разработке объектов, расчета и использования материалов и конструкций. Наличие базы готовых проектов в системе, их своевременное обновление и возможность подробного ознакомления с ними позволит специалистам принимать рациональные решения при выполнении аналогичных задач при проектировании. Вместе с тем, объем накопленного теоретического материала и современные работы по внедрению компьютерных технологий в проектную архитектурную практику могут служить базой для создания новой гибридной среды архитектурного проектирования.

Библиографический список

1. Смолян Г.Л. Концепция взаимодействия человека и машины. //Кибернетика - перспективы развития, изд. М.: Наука, 1981.

2. Соловьев Л.В. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ В АРХИТЕКТУРНОМ ОБРАЗОВАНИИ [Электронный ресурс] / Л.В. Соловьев //Архитектон: известия вузов. - 2012. - №2(38). - Режим доступа: http://archvuz.ru/2012_2/13

3. Эгамов Н. М., Хайитова И. И. Применение информационных технологий в проектировании // Молодой ученый. -- 2015. -- №9.

4. Асанович А. Компьютерные средства и эволюция методологии архитектурного проектирования. Док. дис. М.2007.

Размещено на Allbest.ru