Progettare spesso implica stabilire relazioni visive, sistemiche o geometriche tra le parti di un progetto. Il più delle volte, queste relazioni sono sviluppate da flussi di lavoro che ci portano dal concetto al risultato attraverso regole. Forse senza saperlo, stiamo lavorando in modo algoritmico, definendo un insieme passo dopo passo di azioni che seguono una logica di base di input, elaborazione e output. La programmazione ci permette di continuare a lavorare in questo modo ma formalizzando i nostri algoritmi.
Pur offrendo alcune potenti opportunità, il termine Algoritmo può portare con sé alcune idee sbagliate. Gli algoritmi possono generare cose inaspettate, selvagge o interessanti, ma non sono magiche. In effetti, sono piuttosto semplici, in sé e per sé. Usiamo un esempio tangibile come una gru origami. Iniziamo con un pezzo di carta quadrato (input), seguiamo una serie di passaggi di piegatura (azioni di elaborazione) e otteniamo una gru (output).
Allora dov’è l’algoritmo? È l’insieme astratto di passaggi, che possiamo rappresentare in un paio di modi: testualmente o graficamente.
Il Computational Design è quindi quel processo che, applicato all’ingegneria e all’architettura, massimizza le potenzialità e gli scenari evolutivi del mondo delle costruzioni, in termini di design e data management degli edifici.
L’architettura del ventunesimo secolo sta trasformando lo skyline delle città con silhouette dalle forme che talvolta sembrano contravvenire le più basilari leggi fisiche. Basti pensare alle opere di Zaha Hadid o l’avveniristica Dubai Creek Tower di Santiago Calatrava, destinata a guadagnare il titolo di edificio più alto al mondo.
Ma gli strumenti di progettazione attuali sono in grado di stare al passo con le menti degli Archistar di oggi?
La risposta è sì, grazie però all’aiuto di software di Visual Programming dedicati ai progettisti. Tali strumenti usano la programmazione visuale “a nodi e spaghetti” per connettere tra loro parti di “codice” precompilato e andare così a definire relazioni e sequenze di azioni. Tali sequenze logiche sono comunemente conosciute come algoritmi.
Ecco che, in Revit, attivando Dynamo, l’apposito plugin di visual programming dedicato, già integrato nel software di authoring, si vanno a sbloccare infinite possibilità di modellazione parametrica degli edifici.
Quello che possono fare i software di Computational Design
Un software di Computational Design permette di utilizzare un linguaggio di programmazione che consente diverse azioni:
- Analisi delle opzioni di design: lavorare con forme complesse significa interfacciarsi con sfide a livello strutturale e analizzare l’aerodinamicità delle diverse superfici. È chiaro come la possibilità di generare automaticamente delle variabili di design in relazione a parametri definiti semplifica notevolmente le operazioni progettuali per la scelta dell’opzione migliore.
Ma l’analisi delle varianti è utile anche nella progettazione quotidiana, come ad esempio la massimizzazione di posti auto nella distribuzione funzionale di un parcheggio coperto o la disposizione dei bagni in un edificio pubblico, secondo standard di progetto predefiniti. - Algoritmi generativi: questa tipologia di calcolo è alla base dell’architettura generativa. Il software crea algoritmi strutturati come sistemi non-lineari, che producono complessi di forme e strutture dinamiche uniche e infinitamente ripetibili, dando vita ad architetture che imitano le forme organiche della natura, con risultati che senza l’ausilio di questo tipo di progettazione è impossibile ottenere.
- Automatizzazione di processi iterativi: la possibilità di generare dei comandi personalizzati per performare routine specifiche. Si tratta di una strategia di lavoro smart che velocizza quelle azioni ripetitive che molto spesso si trasformano in fonti di ritardo, errori o duplicazioni.
- Creazione di flussi di lavoro tra software: tramite algoritmi specifici di dialogo, i software di Computational Design permettono di trasferire in maniera fluida e corretta i dati tra software differenti. Ad esempio, l’estrazione dal progetto Revit, delle informazioni necessarie alla creazione di distinte di produzione per elementi prefabbricati nei differenti software di lavorazione, che comandano le macchine a controllo numerico.
- Stimolare la logica progettuale: il flusso creativo è l’elemento imprescindibile per la creazione di architetture originali, ma la risoluzione dei problemi necessita processi lineari, che portino alla migliore soluzione nel minor tempo possibile.
La possibilità di effettuare simulazioni di comportamento degli edifici può facilitare la progettazione, mentreil ragionamento tramite algoritmi, consente il giusto grado di elasticità, seguendo procedure definite e replicabili senza intaccare la componente di design. - Data Management: tramite il computational design è possibile automatizzare la gestione dei dati e delle informazioni attraverso la scrittura di script che vadano a prelevare l’esatto dataset desiderato e lo trasformino secondo le necessità. I dati possono quindi essere esportati in file esterni oppure lavorati per risultati specifici e molte altre azioni di data management.
Quali sono i software di Computational Design disponibili sul mercato?
Dynamo
si tratta di un software completamente open source che può essere utilizzato per il design degli edifici anche senza il supporto di terze parti. Esso però si sposa perfettamente alle logiche di Revit, in cui è già installato, diventando parte integrante della piattaforma BIM Autodesk e strumento fondamentale di computational design per i progettisti che si appoggiano al colosso americano dei software.
Grasshopper
E’ il più famoso tra i software di Computational Design ed è parte integrante di Rhinoceros, uno dei primi software di modellazione 3D che ha permesso la nascita di edifici dalle forme incredibili ed inusuali.
Limite di questo sistema tecnologico è la non aderenza agli standard BIM (se non forzati da qualche applicativo): i modelli creati in Rhino attraverso gli algoritmi in Grasshopper devono essere necessariamente poi importati in piattaforme BIM, per essere popolati da tutti quei dati ritenuti imprescindibili in ambienti di progetto di Building Information Modeling.
Può essere integrato in linea diretta ad Archicad tramite la Live Connection, un tool installabile a parte che consente un unico workflow di lavoro tra Grasshopper-Rhino e il software di modellazione BIM.
Param-o
Questo applicativo è integrato in Graphisoft Archicad. Consente la creazione di oggetti parametrici o singoli componenti attraverso l’utilizzo della programmazione a nodi e spaghetti tipica del Computational Design.
Marionette
E’ l’alternativa nativa del software di modellazione BIM Vectorworks per il Computational Design. Questo strumento, basato sul linguaggio Python, permette di integrare la programmazione “a nodi e spaghetti” nel flusso progettuale BIM del software di Authoring.
Allplan Architecture 2021
Questo software di Authoring, nella release 2021, ha potenziato l’interfaccia di Computational Design intrecciata nell’architettura stessa del software, consentendo azioni di Visual Programming (altro nome utilizzato per descrivere il Computational Design) senza la necessità di installare plugin di terze parti.
ADHOX grazie all’esperienza maturata nella consulenza BIM e nello sviluppo di algoritmi di Computational Design, è in grado di accompagnare professionisti e tecnici nella formazione degli applicativi di computation design. Può sviluppare, inoltre, algoritmi per la creazione di geometrie parametriche complesse o data management.
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