Вычисляя архитектуру

Цифровые методы в практике российских бюро

  • 31.10.2018
  • Арсений Афонин, Варвара Небольсина
  • Время чтения 15 мин

Сегодня никого уже никого не удивишь терминами «вычислительное проектирование», computational design или data-driven design. Невероятные вычислительные мощности компьютера и современные цифровые инструменты уже заметно повлияли на то, как мы проектируем и проверяем решения. Возможности симуляции различных процессов и подкрепления решений реальными данными впечатляли еще в аналоговые времена, а сейчас достигли своего апогея.

 

За последние 20 лет немало молодых архитекторов и производителей инструментов исследовали возможности программирования и «алгоритмический» подход к работе с формой. Арсенал архитекторов во всем мире со временем пополнился такими инструментами, как Grasshopper, Dynamo, Blueprints, и возможностями текстового программирования на VBScript, С#, Python и Processing — многие из этих Digital Tools пришлось включить в программу международных архитектурных школ.

Все вышеописанное справедливо по отношению к развитым странам, всемирно известным архитектурным школам и зрелым рынкам архитектуры. Можно ли проследить аналогичные тенденции в российских реалиях — основной вопрос этого исследования. Технологии сейчас почти не имеют границ, однако их усвоение профессионалами все-таки происходит в каждом контексте по-разному. На это влияют и возможности рынка строительных технологий, и бюджеты заказчика, и инертность (или наоборот гибкость) архитектурных школ.

В этом  исследовании мы пошли другим путем, решив сфокусироваться именно на практике — поговорить с российскими компаниями разного масштаба и узнать, как они относятся к новым возможностям, какие инструменты вычислительного проектирования используют и для каких задач.

Архитектурное бюро Nowadays

  • Год основания: 2012
  • Город: Москва 
  • Количество сотрудников:  < 50
  • Cайт: http://www.nowadaysoffice.com/

Nowadays никак не ассоциируется с вычислительным проектированием. Это бюро похоже на большинство молодых архитектурных компаний: вычислительные возможности здесь используются в исключительных случаях, для решения узких задач. Именно поэтому начать анализ того, как вычислительные методы применяются в российской практике, интереснее всего именно с него.

Инструментарий бюро очень гибкий, выбор инструментов как правило остается за сотрудниками. В работе лишь над некоторыми проектами архитекторы, владеющие Rhinoceros и Grasshopper (два самых распространенных инструмента вычислительного проектирования) становятся незаменимы. «Возможно, в будущем с развитием 3D-печати в строительных масштабах, эти инструменты будут сильнее влиять на проектирование», — считают в бюро.

Архитектор Кристина Егорушкина о работе над Новым Музеем Кремля:

Сейчас Nowadays работает над проектом Музея Кремля совместно с еще несколькими подрядчиками, и без возможностей Grasshopper было не обойтись. У музея сложный неоднородный фасад из объемных глазурованных плиток, и каждый участок фасада плитка заполняет по-разному: где-то это реакция на соседство с историческим зданием, которая выражена сгущением разных типов плитки, где-то замаскированная вентиляционная решетка или лестницы. На своде нужно было решить проблему раскладки плитки по поверхности двоякой кривизны. Арки сложного сечения, огибающие балки в галереях, моделировались в Rhino из-за особенностей конструктива. Grasshopper дает возможность создания неоднородного живого паттерна, подчиненного логике, следуя которой можно реализовать его не только в модели, но и на стройке, задавая определенные правила для каждого участка.

Архитектурное бюро «Цимайло, Ляшенко & партнеры»

  • Год основания: 2001
  • Город: Москва
  • Количество сотрудников: > 100
  • Сайт: https://www.tlp-ab.ru/

«Цимайло, Ляшенко & партнеры» — одно из самых больших в Москве архитектурных бюро. В компаниях такого масштаба всегда работает несколько адептов новых технологий. Однако, если руководство не ставит задачи использовать вычислительные методы, развернуться, как правило, удается при решении типовых задач, которых в крупных бюро намного больше.

Инструменты вычислительного проектирования используются в бюро для разработки мощения, создания рисунка/паттерна раскладки панелей, раскладки окон и др. Чаще всего сотрудники бюро выбирают связки Rhinoceros/Grasshopper или Revit/Dynamo. Они помогают оптимизировать работу с большим количеством одинаковых элементов, которые должны располагаться в определенном порядке. Как правило, это касается работы над концепцией и макетами.

Архитектор Милан Стаменкович о работе над Картинг-центром:

При помощи алгоритмических инструментов была сделана оболочка центра. Моделировали проект сначала в Rhino, потом Revit, и в конце концов в Grasshopper. Для формы фасада требовалось правильно распределить элементы по изогнутой поверхности и посчитать их количество. Также цифровые инструменты помогли правильно и быстро распределить мелкие элементы для визуализации.

Бюро «Новое»

  • Год основания: 2013
  • Город: Москва
  • Количество сотрудников: > 50
  • Сайт: www.novoe.com

Бюро «Новое» — скорее исключение, а не правило среди молодых бюро, возможно из-за американского бэкграунда одного из основателей Сергея Неботова (Сергей закончил магистратуру Columbia University). Здесь те или иные практики вычислительного проектирования применяют практически на всех этапах работы: предпроектный анализ, оптимизация процессов, исследование вариативности решений.

Полноценно Rhinoceros/Grasshopper и другие алгоритмические инструменты в бюро использует только несколько сотрудников, но большая часть обладает базовыми навыками работы в них. «Бюро нацелено на оптимизацию внутренних проектных процессов и повышение качества проектных решений, поэтому, если мы видим возможность достичь результата при помощи алгоритмических инструментов, мы это делаем», — рассказывает Сергей.

Партнер Сергей Неботов о работе над павильонами EXPO 2017 Astana:

Выставка Экспо проходила под лозунгом «Энергия будущего», поэтому ключевой идеей наших павильонов стало свойство энергии постоянно переходить из одной формы в другую — идея движения. Она легла в основу сложной геометрии оболочек. Работа с такой геометрией подразумевала использование продвинутого инструментария, так как все этапы разработки проекта постоянно были увязаны с геометрией, ее свойствами и анализом, а сроки требовали быстрой проработки и оценки тех или иных решений. Поэтому связка Rhinoceros/Grasshopper в данном случае была незаменима.

Компания Simplex Noise

  • Год основания: 2013
  • Город: Москва
  • Количество сотрудников: < 20
  • Cайт: http://simplex-noise.com/

Компания Simplex Noise — не архитектурное бюро в буквальном смысле, это междисциплинарная команда, которая специализируется на всем, что связано с вычислительном проектированием — консалтинге, разработке software-решений для индустрии. Simplex Noise собрала многих специалистов вычислительного дизайна очень высокого уровня. Само собой, в Simplex Noise не просто используют инструменты вроде Rhinoceros и Grasshopper с плагинами и дополнениями, но самостоятельно разрабатывают собственные инструменты на C# и Python.

Способ работы с проектом зависит от его задач: инструменты могут применяться локально на отдельных стадиях работы или, если это необходимо, сотрудники  Simplex Noise создают единую вычислительную модель, объединяющая сразу несколько этапов — от аналитики и концепции до вывода на производство. Второй вариант работы является скорее исключением среди российских компаний и наверное самым цельным с точки зрения логики вычислительного проектирования.

CEO Антон Клюкин о работе над рестораном «Insight»:

Интерьерный объект для ресторана «Insight» в башне «ОКО» в Москва-Сити расскрывает возможности алгоритмического подхода в реализации архитектурных решений. Внешняя оболочка стены состоит из 900 элементов из бука, каждый из которых имеет уникальную геометрию и угол поворота относительно двух проекторов, создающих медиа-контент. Для реализации этого объекта была создана адаптивная алгоритмическая модель, включающая все этапы проекта — от проработки формы до выдачи файлов на производство и монтажных схем для сборки. Модель позволяет сгененерировать множество альтернативных дизайн-решений, оценить их стоимость и возможность реализации, а в дальнейшем — легко вносить изменения в модель на любой стадии без перемоделирования и перечерчивания. При нажатии нескольких клавиш в параметрической модели происходит перерасчет и изменение конструкции, чертежей, раскладки и маркировки элементов. Такой подход позволяет добиться  «цифрового» качества финального объекта в существующих условиях строительства.

Компания SA Lab

  • Год основания: 2012
  • Город: Санкт-Петербург
  • Количество сотрудников: < 50
  • Сайт: http://salab.org/

Smart Architecture Laboratory — молодая компания из Петербурга, в отличие от других компаний прямо заявляющая о совмещении прогрессивных и традиционных методов проектирования. Компания работает над проектами совершенно разного масштаба: от малых архитектурных форм до концепции развития территорий.

По умолчанию в проектах используется связка Rhinoceros и Grasshopper. Инструментарием владеют все сотрудники, с его помощью решают большинство задач: сбор исходных данных, аналитика, разработка концепции, поиск формы, выпуск рабочих чертежей, подготовка файлов к цифровому производству и пр.

Партнер Алина Черейская о работе над проектом частного дома Near The Forest:

Мы работали с инструментами эволюционного поиска решений — Galapagos в связке с Ecotect. Написанный скрипт использовали для поиска оптимальной геометрии с учетом множества параметров: габариты, радиус кривизны, наличие внутреннего двора, замкнутость или открытость, его положение на участке, угол наклона кровли и ее ориентации относительно солнца. В результате получили полукруглую многогранную геометрию, ориентированную по ходу движения солнца, которая и стала основой для дальнейшей работы. Далее в Grasshopper была разработана подробная параметрическая модель всего здания. Модель отражала такие параметры, как угол наклона кровли, линию изгиба, толщину перекрытия, способ примыкания кровли к фасаду, сечения несущих элементов здания, габариты перекрытия 2-го этажа, расстекловка фасадов и т.д. Такой метод работы позволяет быстро визуализировать и анализировать варианты элементов здания и их сочетания, принимать взвешенные решения и избегать ошибок. При внесении изменений смежников мы сразу видели, как это отражается на архитектуре. Алгоритм позволил обрабатывать большое количество информации, отслеживать его влияние на архитектуру, построить сложную геометрию в соответствии с параметрами места.

Компания BORSH

  • Год основания: 2016
  • Город: Москва
  • Количество сотрудников: < 10
  • Сайт: http://borsh.pro

Последняя в списке компания — Borsch — как и Simplex Noise специализируются скорее на консалтинге и разработке собственных инструментов. На счету ребят некоторые плагины для Grasshopper: Luciola (анализ инсоляции и КЕО), Ovenbird (генератор планировок, квартирографии, зданий), Formica (создание базы данных проекта). Собственно Grasshopper и созданные на его базе (и не только) инструменты применяются командой почти в любых задачах: от инвестиционного анализа участка и концепции застройки до проектной и рабочей документацией.

Егор Глебов, партнер компании, говорит, что использование прогрессивного инструментария было принципиальным решением, заложенным в бизнес-модель компании, и является их конкурентным преимуществом. Такой подход позволяет не просто выполнять тот иной проект заказчика быстрее и эффективнее, а предлагает посмотреть на задачу проектирования системно — и разработать масштабируемый инструмент, применимый на других аналогичных проектах

Партнер Егор Глебов о работе с ТПО «Прайд» над проектом жилого комплекса:

Первая сложность, возникшая при работе над проектом, — отсутствие полных данных по контексту и окружающей застройке. Но при помощи Grasshopper и плагинов для работы с геоданными были созданы скрипты для обработки open data и получена модель окружающей застройки с посадкой на рельеф. Важной частью задачи стала автоматизация анализа влияния проекта на окружающую застройку. Кроме того, проект предусматривал отчетливо выраженные консоли над жилыми помещениями. Благодаря собственной методологии работы с информационной моделью — мы разработали классификаторы и свойства модели для автоматической обработки и оптимизации при расчёте — и мощному инструментарию LUCIOLA, мы достигли беспрецедентной скорости обработки модели и высокой точности расчета инсоляции и КЕО.

***

Есть и другие компании, так или иначе занимающиеся вычислительным проектированием в России. В этом обзоре мы не стремились поговорить абсолютно со всеми. Чтобы понять специфику этого рынка, мы хотели посмотреть, с одной стороны, на срез самых частых сценариев того, как cutting-edge методологии и инструменты применяются на практике, а с другой, рассмотреть исключительные, уникальные примеры из практики российских компаний.

Из исследования становится понятно, что рынок вычислительного проектирования пока находится в зачаточном состоянии. Мы видим, что большинству компаний, рассмотренных в статье нет и 5 лет, а значит этот рынок формируется довольно активно и запрос на высокотехнологичные подходы и изучение их возможностей со стороны заказчиков только растет. Если 5 лет назад вычислительное проектирование было интересно лишь прогрессивным студентам, то сегодня в прошлом студенты, а сейчас адепты цифровых методов открыли свои компании и нашли точку приложения своих возможностей. Несмотря на полное отсутствие такой повестки в рамках академического архитектурного образования.

Однако также заметна разница между использованием инструментария вычислительного проектирования для эпизодического решения каких-то нестандартных или наоборот типовых задач, и использования новых методологий, которые несут за собой новые инструменты и технологии (об этом мы писали неоднократно, почитайте например о исследованиях Марио Карпо). Большинство архитектурных бюро идут по первому пути, не отдавая себе отчет в тех возможностях, которые скрываются за сложными инструментами, как популярные рок-группы 70-х—80-х не понимали, насколько сильно актуальная музыка и способы ее создания изменятся с появлением синтезатора, микшера и цифрового звука.

Еще статьи

Пожалуйста, подождите...