TATLIN NEWS #65

Компьютерное проектирование и оптимизация (КПО)

модернизации подземных станций метро, а так- же для Музея современного искусства архитек- тора Ренцо Пьяно в Лос-Анджелесе для опреде- ления оптимального профиля световых северо- ориентированных ковшеобразных элементов на крыше. Оптимизация проекта Используя оптимизацию, инженеры могут работать с алгоритмом на компьютере, и в те- чение нескольких часов у них будет множество решений, которые будут соответствовать раз- личным функциональным критериям. После этого проектная группа может выбрать наибо- лее предпочтительное решение и разработать его более детально. В процессе могут исполь- зоваться функции и формулы из высшей мате- матики, но результаты всегда будут удобны для визуального восприятия. «Один из способов увидеть результаты – это предоставить заказчику целый набор возмож- ных решений, – объясняет Джулио. – Это можно сделать при помощи анимации, когда заказчик может пролистывать различные варианты. Мы также можем использовать технологию игрово- го движка, которая позволяет заказчикам взаи- модействовать с проектными решениями». Для каждого варианта проектных решений может быть построен график воздействия сол- нечного света. Методика оптимизации исполь- зуется для корректировки параметров участка застройки до тех пока, пока не будут преодо- лены все препятствия. Современные техноло- гии отслеживания траектории солнечных лу- чей используются для определения количества солнечного света и возможностей естествен- ного освещения. Интерактивные визуализации позволяют проектной группе исследовать трех- мерное изображение участка застройки, видо- изменить его или выбирать оптимальные реше- ния для проектируемой застройки. КПО представляет живой интерес для архи- текторов, так как предоставляет объективную базу для проекта, но это ни в коем случае не за- мена самого проектирования, так как необходи- мо контролировать субъективные процессы вы- бора и оценки переменных критериев.

Существует ли способ автоматически найти и проверить различные проектные решения? То, что раньше занимало недели работы, сегодня может быть выполнено за час…

Оптимизация распределения света вдоль стены в подземном туннеле метрополитена с помощью расчета оптимальной геометрической схемы скрытого освещения. Максимальное увеличение освещенности стен являлось основной целью. До, с неоптимизированной геометрией После, энергозатраты без изменений, но профиль оптимизирован

Что такое КПО? Компания «Аруп» одной из первых стала ис- пользовать математические алгоритмы для раз- работки проектных решений, обеспечивающих строительство энергоэффективных зданий и позволяющих застройщикам добиться макси- мальной ценности таких строений. Этот под- ход широко используется в автомобильной, аэ- рокосмической и судостроительной индустрии и только недавно начал применяться в строи- тельстве. Как только есть компьютерное зада- ние, альтернативные проектные решения могут подбираться при помощи изменяемых критери- ев. «Если вы можете описать проблему матема- тически, то вы на основе ваших собственных критериев эффективности функционирова- ния будущего здания можете прибегнуть к про- цессу оптимизации для выработки самых луч- ших проектных решений из всех возможных» – объясняет Джулио Антонутто, старший проекти- ровщик компании «Аруп». Такой подход обладает потенциалом для оптимизации проектов зданий по широкому спектру критериев, например, таких, как ско- рость ветра, уровень шума, затенение, стои- мость и другие требования. За счет добавления этих критериев в алгоритм перед проектиров- щиками открывается большой выбор возмож- ных решений, которые отвечают их требовани- ям, например, проектные решения, обеспечива- ющие больший объем помещений здания или экономически более эффективные решения. Компанией «Аруп» были разработаны инстру- менты КПО для оптимизации проектных реше- ний здания с использованием таких часто кон- фликтующих между собой критериев, как энер- гоэффективнсть и освещение. Когда наравне с

проектными переменными учитываются такие критерии, как затраты по проекту, то нет сомне- ний, что таким образом можно добиться сниже- ния временных и стоимостных затрат на проект. Примеры В недавно реализованном проекте застрой- ки применение практических правил Ведомства по исследованиям в строительстве при выра- ботке решений по искусственному и естествен- ному освещению предполагало снижение пер- воначального объема здания на 30 %. Однако благодаря оптимизации компания «Аруп» при- шла к решению, которое отвечало требованиям Ведомства и позволило застройщику сохранить 90% от первоначального объема здания, тем са- мым повысив ценность проекта. Вводя различные критерии переменными и меняя приоритетность, возможно получать раз- личные проектные решения. Например, для про- екта мастер-плана Парк Рендел, расположенно- го недалеко от Фрехус на юге Франции, были ис- пользованы такие критерии, как ориентация по солнцу, площадь охраняемой флоры и незащи- щенность от ветра для того, чтобы определить наиболее удачные участки для застройки. При подготовке проекта на конкурс Эстон- ского национального музея в Тарту КПО исполь- зовался таким образом, что базовые программ- ные требования наравне с контролем качества окружающей среды, естественным освещени- ем и видовыми характеристиками учитывались при формировании оптимального проекта с точки зрения геометрии здания. КПО использовался для создания экрана при освещении отраженным светом во время

компания ARUP | Москва, т. (495) 9337557| Санкт-Петербург, т. (812) 4484884 | www.arup.com/russia

2    ТАТLIN news 2|56|83  2010