«طراحی واقعیت» مطالعه موردی طرح برتر رقابت جهانی بیم (BIM)
بیمانا: مطالعه موردی پیش‌رو، یک فرآیند کاری مربوط به”طراحی معماری” را به‌منظور ساخت “پنل‌های سایه‌زنی ” با قابلیت انعطاف‌پذیری لازم و بهینه‌شده در پروژه‌های بسیار مرتفع که دارای شکل مشخصی نیستند، ارایه می‌کند. این پروژه توسط میشله کالوانو (Michele Calvano) و ماریو ساکو (Mario Sacco) در شرکت آرچی رادار (ARCHIRADAR) انجام شده و موفق شد جایزه مسابقه” طراحی الگوریتمی بر اساس BIM ” را کسب کند. لازم به ذکر است که حامی مالی برگزار‌کننده این مسابقه شرکت (GRAPHISOFT) بوده است.
مدل‌سازی مفهومی توسط نرم‌افزارهای Rhinoceros و Grasshopper
“اشکال مفهومی بدون شکل اولیه مشخص” و همچنین” هندسه اولیه ساختمان”، با استفاده از نرمافزار Rhinoceros ایجاد شدند. این نرمافزار تمامی ابزارهای لازم جهت ساخت “سطوح دارای دو انحنای NURBs ” را با استفاده از “نقاط کنترل گرافیکی ” دارا بوده که امکان ایجاد یک “مدل سه‌بعدی” را به سادگی و با سرعت زیاد فراهم می‌کند.
از سوی دیگر از نرمافزار Grasshopper برای تولید سطوح شبکه‌ای (یا مش) که از خطوط منحنی ساخته شده میگذرند، استفاده گردید. در نتیجه پیچیدگی “سطح دو قوسی” با تبدیل به “صفحه‌های مسطح گسترده” کاهش یافت. فرآیند فوق نشان داد که کلیه “پنل‌های موجود”، دارای هندسه متفاوت با یکدیگر نبوده و لذا پوسته ساختمان، پوشیده از مجموعه‌ای از المان‌های همگنی میگردد که ساخت آنها به صورت گروهی، علاوه بر افزایش “بهره‌وری در ساخت”، “هزینه‌های ساخت‌وساز” را نیز پایین می‌آورد.
مزیت بزرگ طراحی با نرم‌افزارهایGrasshopper و Rhino در این است که تمامی تغییرات و بروزرسانی‌های اعمال شده در طراحی، بلادرنگ و فوری صورت می‌پذیرند. بنابراین با هر تغییر اعمالی در NURBs در نرمافزارRhino ، سطح شبکه‌ای که توسط نرمافزار Grasshopper بوجود آمده، سریعاً بروزرسانی می‌شود. به این صورت، تعداد و اندازه پنل‌های مسطح، به سادگی تنظیم می‌شوند.
در نرم افزار Rhino یک ساختار شبکه مثلثی با استفاده از خطوط سه‌بعدی و بدون بکارگیری اشکال سه‌بعدی، در زیر “سطح اصلی” طراحی شد. به این صورت مدل سه‌بعدی بسیار کم حجم گشت و بسادگی قابل تنظیم بود. این کار منجر به ایجاد فایل کم حجم 200 کیلوبایتی در نرم افزارGrasshopper گردید.
ساخت مدل BIM در نرم افزار ARCHICAD
به سبب ارتباط مستقیم بین نرم‌افزارهای Grasshopper وARCHICAD ، خطوط، پلی‌لاین‌ها و نقاط را میتوان به اشیاء (Objects) درنرم‌افزارARCHICAD تبدیل کرد. مرحله بعدی، تبدیل سطوح شبکه‌ای یا (مش) تولید شده قبلی و نیز المان‌های شبکه‌ای سازه‌ای به المان‌های پارامتری در نرمافزارARCHICAD است. در این فرآیند “المان اصلی پوسته ساختمان” یک شیء پوششی یا یک صفحه سایبان است که به شکل هوشمندانه‌ای به‌صورت پارامتریک با قابلیت GDL نوشته شده است.
به علت ارتباط دوسویه و مستقیم نرم‌افزارهای Grasshopperو ARCHICAD، یک سری المان‌های “سایه انداز ” از سطوح شبکه‌ای یا مش بدست می‌آید. این خود به معنی انتقال یک مدل مفهومی به یک مدل BIM است. از سوی دیگر “المان‌های سازه‌ای” به “عناصر تیری” در نرمافزار ARHICAD تبدیل شدند که منجر به ساخت یک مدل سازه‌ای ساده گردید. این ارتباط دوسویه مستقیم و قوی در تمامی مراحل توسعه” فاز طراحی پروژه” قابل انجام بود. هر تغییری که در” مدل اطلاعاتی ساختمان” در نرمافزار ARCHICAD اعمال می‌گشت، در نرمافزار Rhino نیز منعکس می‌گردید و هر تغییری که در نرمافزارGrasshopper یا Rhino اعمال می‌گشت، همزمان در مدل BIM نیز منعکس می‌شد.
با پیشرفت طراحی، المان‌های پارامتری (GDL) با جزییات بیشتری اصلاح شده و در صورت نیاز پارامترهای دیگری نیز به آن افزوده می‌گشت. از سوی دیگر در هر مرحله از پیشرفت طراحی، فرآیند “مستندسازی معماری”، “محاسبه احجام کاری و یا محاسبه دیگر مقادیر کمی” و همچنین “برنامه زمان‌بندی” قابل تهیه بود. با پیشرفت طراحی، “پنل‌های پارامتریک خوشیدی” با مولفه‌های فرعی اشیاء پارامتری (نظیر گره‌ها و غیره) و دیگر “گزینه‌های پارامتریک طراحی” سفارشی شده و اصلاح می‌شوند. به این شکل که “پنل‌های خورشیدی حساس به جهت و محل قرار گیری” قادر خواهند بود تا به طور جداگانه زاویه شیب خود را بر اساس شرایط بیرونی ساختمان مانند” وضعیت تابش” و “آسمان واقعی” تغییر دهند.
با وجود المان‌های کوچک پارامتریک، اندازه فایل ARCHICAD پروژه همچنان 13 مگابایت باقی میماند که این امر موجب پردازش سریع محیط طراحی حتی در کامپیوترهای ضعیفتر می شود.
طراحی ساختمانی با کمک گرفتن از فرمت IFC
ساختار ساده‌سازی شده و قابل بارگذاری در فرآیند انتقال دوسویه اطلاعات بین نرم‌افزارهای Grasshopper وARCHICAD با استفاده از المان‌های اصلی تیری در نرمافزار ARCHICAD و بصورت خودکار انجام پذیرفت. مشخصات یک تیر اصلی در فرمت IFC (و نه BREP) مانند طول واقعی المان، می‌تواند در گزارشگیری مورد نظر قرار گیرند. از سوی دیگر المان‌های تیری می‌توانند با استفاده از پروتکل‌های استاندارد با فرمتIFC ، به نرم‌افزارهای ساختمانی دیگر نیز انتقال یابند.
مدل اولیه سازه‌ای ساختمان در نرمافزار Tekla Structures ساخته شده و سپس مدل ساختمانی کامل شده آن با کمک گرفتن از فرمت IFC، دوباره به مدل معماری تبدیل گشت. با استفاده از المان‌های اصلی تیری که در نرمافزار ARCHICAD تهیه شده بود و با انتقال آنها به نرمافزار Tekla، مهندسین قادر به آن بودند که “المان‌های تیری” را بدون نیاز به مدل‌سازی دوباره کل ساختمان، در اختیار داشته باشند.
در آینده از این مدل میتوان به عنوان مدل مرجع، جهت “بررسی مدل کلی نهایی”، “یافتن تداخلات با سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی و تاسیساتی یا MEP” و همچنین جهت “همکاری‌های بین گروهی” استفاده کرد.
تحلیل انرژی ساختمان
روند کاری حاضر، امکان ادغام دستور “طراحی الگوریتمی” را در کل فرآیند طراحی، برای مهندسین معمار فراهم کرده است. استفاده از این قابلیت، مهندسین معمار را قادر می‌سازد تا اشکالی شگفت‌آور را طراحی کنند. همچنین مهندسان قادر خواهند بود تا مدل طراحی”حساس به انرژی ” را تهیه نموده که نسبت به محیط و همچنین نسبت به “اوضاع جوی در مقیاس کوچک” یا micro-climate، واکنش نشان دهد.
البته ممکن است مدل Rhinoceros بیشتر جهت تحلیل علمی انرژی ساختمان بکار رود. طراحی را میتوان با استفاده از قابلیت‌های Energy Plus و افزونه‌های اضافه شده به نرمافزار Rhino به نام‌های Ladybug و Honeybee تحلیل کرد. همچنین نرمافزار ARCHICAD عملکردهای ارزیابی مختلفی را خارج از موضوعات موجود ارائه می‌دهد. این در حالی است که امکان انتقال پروژه‌های مختلفی نیز توسط دیگر برنامه‌های کاربردی شامل PHPP، iSBEM،VIP-Energy،gbXML، با استفاده از مبدل “green” IFC translator فراهم می‌شود.
در مورد ArchiRADAR
شرکت ArchiRADAR مسئول تهیه سرویس‌های BIM است که مراحل برنامه‌ریزی، طرح، ساخت و مدیریت را در صنعت معماری، مهندسی و ساخت یا AEC فراهم می‌کند. این شرکت با ارائه راه‌حل‌ها و خدمات سفارشی شده خود، نیازهای شما را در مورد سامانه BIM با توجه به نوع و وسعت پروژه برآورده می‌سازد.
در مورد شرکت GRAPHISOFT
در سال 1984 میلادی، شرکت GRAPHISOFT شعله انقلابی بنام BIM را توسط نرمافزار ARCHICAD (که میتوان آن را اولین نرمافزار صنعت BIM نامید)، برای “معماران” مشتعل کرد. این شرکت پیشبرد این صنعت را توسط روش‌های مبتکرانه خود مانند ارائه بستر “BIMcloud” که اولین محیط تعاملات سریع BIM در دنیا است و یا ارائه افزونه EcoDesigner که اولین روش طراحی “GREEN” با قابلیت ادغام در محیط BIM می باشد و یا با ارائه نرمافزار BIMx که برنامه کاربردی اصلی موبایل جهت بررسی مدل در فضای BIM میباشد، تداوم بخشیده است.
تهیه شده توسط:شیدا محمودی