UNIVERSIDADE VILA VELHA CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
SABRINA GODIO RODRIGUES
MODELAGEM GENERATIVA APLICADA AO PROJETO ARQUITETÔNICO
VILA VELHA 2021
SABRINA GODIO RODRIGUES
MODELAGEM GENERATIVA APLICADA AO PROJETO ARQUITETÔNICO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Vila Velha, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Arquitetura e Urbanismo, sob a orientação da Prof. Dr. Cynthia Marconsini Loureiro Santos.
VILA VELHA 2021
SABRINA GODIO RODRIGUES
MODELAGEM GENERATIVA
APLICADA AO PROJETO ARQUITETÔNICO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Vila Velha, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Arquitetura e Urbanismo, sob a orientação da Prof. Drª. Cynthia Marconsini Loureiro Santos. Aprovado em ___ de _____________ de 20__. COMISSÃO EXAMINADORA _______________________________ Prof. Drª. Cynthia Marconsini Loureiro Santos Orientador _______________________________ Prof. Me. Laila Santos Examinador interno _______________________________ Arquiteto e Urbanista Leandro Conradt Examinador externo
A Deus; A minha família; Aos meus amigos; A todos que estiveram presente e ao meu lado durante essa trajetória.
Agradecimentos Agradeço primeiramente a Deus, a quem eu pedi forças por muitas vezes. Ao meu pai Melchisedeck, por ter acreditado em mim, e por financeiramente conseguir me permitir chegar até aqui. A minha mãe Sandra, que me apoiou durante todo o curso, e principalmente nessa reta final. Aos meus irmãos, Franciele e Eduardo, que estiveram sempre ao meu lado, e me ajudaram a me distrair quando precisei. Aos meus amigos, Luiz, Karen e Vitória, por toda a paciência comigo durante todo esse período, e por sempre estarem ao meu lado quando precisei. A Isabela, Diego, e Ruan, que me ajudaram a tornar esse trabalho possível. Ao escritório, principalmente Heliomar, Leticia e Isabela, por sempre estarem dispostos a ajudar quando preciso. A minha orientadora Cynthia, que me ajudou desde o primeiro momento. Obrigada pela confiança em mim. A professora Laila por ter aceitado ser parte da banca, e ter me auxiliado desde o momento da escolha de tema. Ao Leandro, por se disponibilizar a participar da banca e colaborar com o trabalho. A minha família, por ter acreditado em mim, e tornado tudo isso possível. Aos meus amigos, por todos os momentos de conforto e por me ouvirem quando precisei. A todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente neste trabalho, meu muito obrigada.
"O mais importante não é a arquitetura, mas a vida, os amigos e este mundo injusto que devemos modificar." Oscar Niemeyer
Resumo O design generativo é utilizado por profissionais de diversas áreas, e vem se tornando cada vez mais popular na arquitetura, mesmo que no Brasil, ainda seja relativamente pouco discutido. Um dos interesses deste trabalho é mostrar a evolução digital na arquitetura, e como essa tecnologia influencia o processo de projetar. A evolução digital traz mais rapidez para o projeto, possibilitando prazos e formas que antes não seriam possíveis, mas o arquiteto continua sendo o centro e o controle de todo o processo, como também será abordado. O objetivo do trabalho é fazer um ensaio projetual de uma cobertura modelada com a tecnologia de design generativo, e espera-se como resultado, imagens renderizadas do projeto de uma galeria de arte, utilizando-se dessa cobertura. Buscase trazer o passo-a-passo da modelagem do objeto de estudo, explorando a tecnologia estudada.
PALAVRAS CHAVE: Modelagem generativa; arquitetura digital; evolução digital.
Abstract The generative design is used by professionals from different areas, and has become increasingly popular in architecture, even though in Brazil, it’s not so discussed. One of the interests of this work is to show the digital evolution in architecture, and how this technology influences the design process. Digital evolution brings more agility to the project, enabling deadlines and forms that were not possible before, but the architect remains the center and control of the entire process, as will also be discussed. The objective of the work is to make a project essay of a roof modeled with a generative design technology, and as a result, rendered images of an art gallery project, using this roof, are expected. It seeks to bring the step-by-step modeling of the object of study, exploring the studied technology.
KEY WORDS: Generative modeling; digital architecture; digital evolution.
Lista de figuras Figura 1 - Gillette Venus e Apple PowerMac G4
28
Figura 2 - Manipulação por pontos de controle, pesos e nós em NURBS
29
Figura 3 - Esquema genérico
30
Figura 4 - Esquema de representação baseada no papel
31
Figura 5 - Modelo CAD tradicional
31
Figura 6 - Exemplos de representação digital
32
Figura 7 - Representações utilizadas por Frank Gehry para o projeto do Walt Disney Concert Hall
32
Figura 8 - Modelo CAD para avaliação
33
Figura 9 - Aspecto previsivo
33
Figura 10 - Modelo de formação
34
Figura 11 - Modelo generativo
34
Figura 12 - Modelo de simulação baseado em desempenho
36
Figura 13 - Modelo de geração baseado no desempenho
36
Figura 14 - Modelo composto integrado
37
Figura 15 - Heydar Aliyev Center, 2013 — Zaha Hadid Architects
44
Figura 16 - Parte interna do Heydar Aliyev Center
45
Figura 17 - Modelos de projeto digital
53
Figura 18 - Mapa do Espírito Santo
56
Figura 19 - Rua de estacionamento da Marina
57
Figura 20 - Estacionamento do Bob’s
57
Figura 21 - Bicicletário de bicicletas de aluguel
57
Figura 22 - Vista de cima da Praça dos namorados
57
Figura 23 - Mapa de uso do solo
58
Figura 24 - Análise ambiental
58
Figura 25 - Análise de atividades
59
Figura 26 - Direção das vistas
59
Figura 28 - Vista 1
60
Figura 29 - Vista 2
60
Figura 30 - Vista 3
60
Figura 31 - Vista 4
60
Figura 32 - Vista 5
60
Figura 33 - Vista 6
60
Figura 34 - Vista 7
60
Figura 35 - Vista 8
60
Figura 36 - Vista aérea da Praça dos Namorados
60
Figura 37 - Mapa de fluxos
61
Figura 38 - Delimitação da forma
62
Figura 39 - Visualização dos pontos de controle
62
Figura 40 - Código final
63
Figura 41 - Código da estrutura metálica
63
Figura 42 - Visualização da definição da estrutura metálica
64
Figura 43 - Definição da localização dos pilares
64
Figura 44 - Definição do topo dos pilares
64
Figura 45 - Visualização da criação dos pilares
64
Figura 46 - Definição das aberturas
65
Figura 47 - Visualização das aberturas
65
Figura 48 - Código do LadyBug
65
Figura 49 - Interface do Galapagos
66
Figura 50 - Perspectiva da análise feita pelo LadyBug
66
Figura 51 - Horas de sol
66
Figura 52 - Imagem vista de cima: renderização 3D do Lumion
67
Figura 53 - Vista do observador: renderização 3D do Lumion
67
Figura 54 - Vista do observador: renderização 3D do Lumion
54
Figura 55 - Vista do observador, dentro da praça: renderização 3D do Lumion
68
Figura 56 - Vista do observador, dentro da praça: renderização 3D do Lumion
69
Figura 57 - Vista do observador, dentro da praça, a noite: renderização 3D do Lumion
69
Lista de tabelas Tabela 1 - Identificação e descrição dos projetos
45
Tabela 2 - Comparação de geometria
46
Tabela 3 - Comparação de forças
46
Tabela 4 - Comparação de técnicas
47
Tabela 5 -Comparação de softwares
48
Tabela 6 - Comparação de interoperabilidade
48
Tabela 7 - Comparação de colaboração
49
Tabela 8 -Comparação de automação
50
Tabela 9 -Classificação dos modelos performativos
51
Tabela 10 -Subclasses dos modelos performativos
52
Sumário 1. Introdução
22
1.1. Objetivos gerais
23
1.2. Objetivos específicos
23
1.3. Metodologia
23
1.4. Estrutura do trabalho
23
2. Processo digital na arquitetura 2.1. Componentes do design digital
28 30
2.1.1. Modelo CAD 2.1.2, Modelo de formação 2.1.3. Modelo generativo 2.1.4. Modelo de desempenho 2.1.5. Modelo composto integrado
31 33 34 35 37
2.2 Papel do arquiteto
37
3. Design generativo
42
3.1. Design baseado em performance
42
3.2. Estudos de caso
44
3.1.1. Conceitos-chave
3.2.1. Identificação e descrição 3.2.2. Classes do projeto 3.2.3. Classificação dos modelos
42 44 45 51
4. Proposta projetual
56
4.1. Estudo da área
56
4.1.1. Localização 4.1.2. Análise do terreno 4.1.3. Percepção da análise
56 58 61
4.2. Proposta
62
4.3. Programação
63
4.4. Projeto
67
4.3.1. Estrutura metálica 4.3.2. Pilares 4.3.3 Aberturas e fechamentos 4.3.4 Análise solar
63 64 65 65
Considerações finais
71
Referências
73
1
1 INTRODUÇÃO
2
Processo digital na arquitetura
3
Design generativo
4
Proposta projetual
1.1. Contexto e justificativa 1.2. Objetivos 1.3. Metodologia e estrutura do trabalho
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1. Introdução No ramo arquitetônico, até há algumas décadas atrás, existiam limitações pela representação realizada em papel, com uma abordagem explícita e direta. As tecnologias digitais trazem novas possibilidades dentro do processo de projetar a arquitetura, poupando tempo, dinheiro, e trazendo novas possíveis formas e maneiras de representação. A primeira mudança do projeto em papel, surge com a descoberta da modelagem CAD pelos arquitetos, utilizando computadores para criar a representação do projeto, já tornando mais rápido o processo. Mas o CAD apenas representava de forma digital, o que já era possível criar no papel. O CAD torna o processo mais rápido, mas com o surgimento da tecnologia NURBS, é possível criar formas complexas, atrelando parâmetros e algoritmos que geram a forma. A construção desse tema surge da pouca utilização da tecnologia de modelagem generativa no Brasil, no meio arquitetônico, mostrando algumas vantagens de seus usos. Grandes nomes da Arquitetura Contemporânea já utilizaram da tecnologia em seus projetos, como BIG, Zaha Hadid, Santiago Calatrava, entre outros. No momento em que cada vez a criatividade se faz mais necessária, e prazos cada vez mais curtos, as formas paramétricas são soluções eficazes
durante o processo de projetar, e compreender essa tecnologia atualmente pode ser um diferencial para o arquiteto.
1.3. Metodologia
A modelagem generativa é uma alternativa para aqueles
A metodologia do trabalho em sua base teórica, se realiza
que tem como objetivo projetar formas complexas, que não são
através de pesquisas teóricas bibliográficas. Os principais
possíveis nos softwares utilizados comumente na área, como
autores estudados foram (Kolarevic, Oxman, Andrade), dentro
o Autodesk Revit, e AutoCAD, por exemplo, que se utilizam da
de temas como o processo digital na arquitetura, design
tecnologia BIM e CAD, respectivamente.
generativo e algoritmos evolutivos. Foram investigados outros
1.1. Objetivos gerais
O trabalho tem como objetivo, desenvolver um ensaio
projetual de uma cobertura utilizando modelagem generativa e paramétrica.
1.2. Objetivos específicos ●
Entender o processo digital na arquitetura, a evolução do
projeto do papel para a era digital; ●
Compreender as diferentes formas de representação e
interação do arquiteto com o projeto digital; ●
Entender o papel do arquiteto em um momento onde a
tecnologia está cada vez mais dominante; ●
Estudar o que é o design generativo e como ele otimiza o
projeto; ●
Apresentar um estudo de caso com a tecnologia estudada;
●
Elaborar uma cobertura com a tecnologia estudada;
projetos elaborados com a tecnologia, e explorado um estudo de caso onde se mostra como os algoritmos e a modelagem paramétrica torna possível a forma complexa exigida. Seguidamente, em sua etapa projetual, é definido o objeto de estudo ─ uma cobertura ─ elaborado pela tecnologia abordada. É apresentado um estudo inicial da área escolhida e resultase em conjunto de imagens digitais apresentando o projeto e como foi feito.
INTRODUÇÃO
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INTRODUÇÃO
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1.4. Estrutura do trabalho O capítulo 1 é destinado a introduzir o tema abordado, contextualizar e compreender o objetivo e método do trabalho. O capítulo 2 apresenta a evolução do processo digital dentro do ramo arquitetônico e exemplifica os modelos e componentes do design digital. Contextualiza a modelagem paramétrica e traz o papel do arquiteto adaptado dentro da tecnologia digital. O capítulo 3 aborda de forma mais específica a modelagem generativa e o design baseado em performance. Traz um breve exemplo de um projeto de Zaha Hadid, em seguida há uma série de comparações entre seis projetos baseados em arquitetura performativa e generativa. O capítulo 4 traz um estudo da área onde será proposta a cobertura, e o processo de desenvolvimento do projeto. Resulta em imagens digitais renderizadas.
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2
2 1
3 4
Introdução
2
PROCESSO DIGITAL NA ARQUITETURA
Design generativo
Proposta projetual
2.1. Componentes do design digital 2.1.1. Modelo CAD 2.1.2, Modelo de formação 2.1.3. Modelo generativo 2.1.4. Modelo de desempenho 2.1.5. Modelo composto integrado 2.2 Papel do arquiteto 30
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2. Processo digital na arquitetura Softwares
com
sistemas
assistidos
por
computador
passaram por grandes evoluções e mudanças ao longo das últimas décadas. Eram majoritariamente utilizados na indústria automobilística, aeroespacial, de construção naval e design de produtos, até evoluírem para o uso na arquitetura. Segundo Kolarevic (2003), os softwares baseados no sistema NURBS possibilitaram o projeto de formas complexas. Foi popularizado primeiramente no design de produtos, como o Gillette Venus e o Apple PowerMac G4.
Figura 1 - Gillette Venus e Apple PowerMac G4 Fonte: Kolarevic (2003, p.7)
Posteriormente, começou a ser utilizado na área da construção. Em NURBS, a modelagem poderia ser alterada manipulando os pontos de controle, pesos e nós (control points, weights, e knots).
digitalizados, enquanto as formas das superfícies eram feitas manualmente, e em seguida, regeneravam o modelo físico (maquete) para realizarem as modificações. O primeiro software a ser popularizado foi o CATIA, um CAD/CAM onde no início, foi utilizado para a representação dos elementos de construção Figura 2 - Manipulação por pontos de controle, pesos e nós em NURBS. Fonte: Kolarevic (2003, p.21)
A primeira geração dos programas baseados em CAD, tentou incluir seu uso no projeto arquitetônico, mas até então tinha seu uso restrito no ramo, por conta dos altos preços de computadores. Como Andrade (2012) diz, tinha-se a
e estruturais do projeto, pois as modificações estéticas eram feitas todas no modelo físico. (KOLAREVIC, 2003). A terceira geração desenvolveu softwares mais inteligentes, sendo utilizados na área de indústria eletrônica, automotiva e aeroespacial. É a geração marcada por seu foco no projeto arquitetônico, como Andrade (2012) cita.
capacidade de representar projetos por meio de estruturas
Em paralelo com a terceira geração, a partir da década
de dados armazenadas no computador e testar soluções de
de 90, surge uma nova geração de uso do computador no
projeto, entre outros.
processo de projeto. Com uma expressividade internacional,
Andrade (2012) ainda cita que na segunda geração de CAD, os valores diminuem, por conta da tecnologia não demandar de computadores tão potentes como a primeira geração. E dessa vez, o foco era a modelagem e representação de desenhos (Computer Aided Drawing), trazendo melhora na representação do edifício, mas que não tinha foco no projeto de arquitetura em si. Em 1989, o CAD/CAM havia se popularizado no meio arquitetônico, e utilizavam-se de modelos tridimensionais
segundo Oxman (2006), surgiu da exploração do meio digital como ferramenta usada na determinação da forma e sua transformação. Trazendo mudanças conceituais no projeto de arquitetura. Andrade (2012) cita que substituíram-se as teorias e os métodos que embasaram as gerações anteriores de projetos arquitetônicos assistidos por computador (que tinham seus fundamentos nos processos de projeto tradicionais, intermediados pela representação baseado no papel) por uma reintrodução de diferentes métodos de conceituação. Seria então o conceito de Projeto Assistido por Computador,
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PROCESSO DIGITAL NA ARQUITETURA
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Computer-Aided Design (CAD) substituído pelo Projeto
indústria cinemática, e novamente os softwares que inicialmente
Arquitetônico Digital, Digital Architectural Design (DAD) .
não foram pensados na arquitetura, passaram a ser utilizados
Nessa nova tendência, as formas geradas digitalmente não são concebidas ou desenhadas seguindo o conceito tradicional de projeto, mas são calculadas a partir do método digital de geração da forma proposto pelo arquiteto. A quarta geração, baseada em Kolarevic (2003), é fundamentada em novos conceitos que surgiram com o avanço da tecnologia.
por escritórios do meio.
2.1. Componentes do design digital Os quatro componentes básicos do design digital, segundo Oxman (2006), são a Representação, Avaliação, Geração e Desempenho.
Como exemplos: a geometria topológica;
as polissuperfícies isomórficas; o movimento cinemático e dinâmico; a animação de formas chaves; o projeto paramétrico; o algoritmo genético, o desempenho, entre outros. Com o tempo, houveram evoluções e novos softwares surgiram, como o ProEngineer, AutoCAD, entre outros. E esses modelos de programa consistiam basicamente em realizar o trabalho já feito à mão, através de um computador. Otimizando um tempo que abria possibilidades para arquiteturas mais complexas. (KOLAREVIC, 2003) Ainda seguindo Kolarevic (2003), com a possibilidade de realizar modelos tridimensionais, os softwares baseados no sistema NURBS evoluíram a ponto de poder gerar animações. Os primeiros softwares, como Softmage, Alias e Maya, foram criados com o propósito de produzir efeitos especiais para a
Figura 3 - Esquema genérico Fonte: Própria, baseado em Conradt (2017, p.38) e Oxman (2006, p.241)
“A representação aqui está fortemente relacionada à mídia representacional. A geração inclui processos generativos. Geração e interação com a forma digital é considerado fundamentalmente diferente
2.1.1 Modelo CAD O modelo CAD pode ser distribuído em três nomenclaturas. Sendo a primeira delas, o Modelo descritivo.
da geração e interação com a "forma livre" de representação em papel. A avaliação inclui processos avaliativos analíticos e de julgamento. Desempenho inclui processos performativos relacionados a considerações programáticas e contextuais.“ (OXMAN, 2006)
Figura 5 - Modelo CAD tradicional Fonte: Própria, baseada em Conradt (2017, p.40, e Oxman (2006, p.247)
O modelo descritivo baseia-se no modelo CAD tradicional (ANDRADE,
2012).
Caracteriza-se
pelo
uso
de
uma
representação formal bi ou tridimensional. É chamado de modelo descritivo pela sua capacidade de ler as informações e Figura 4 - Esquema de representação baseada no papel Fonte: Própria, baseada em Conradt (2017, p.39, e Oxman (2006, p.245)
descrever uma representação gráfica do projeto digital.
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Nesse modelo, o projetista interage com um desenho, esboço ou modelo digital. Caracteriza-se por: emprego de softwares de representação, de modelagens e de renderização geométrica; pela capacidade de manipular uma representação gráfica de objetos.
Figura 7 -Representações utilizadas por Frank Gehry para o projeto do Walt Disney Concert Hall 7c: Croquis; 7b: Maquete física; 7c: Fotografia da fachada externa Fonte: Andrade, 2012
Figura 6 -Exemplos de representação digital 6a: Desenho digital: planta baixa de projeto arquitetônico desenvolvido em ferramenta CAD; 6b: Maquete eletrônica
Modelo CAD para avaliação Segundo Oxman (2006), o modelo CAD de avaliação
6c:Imagem renderizada do modelo digital de informação do edifício
é descrito como oposição ao modelo descritivo. Além das
Fonte: Andrade, 2012
capacidades de modelagem, renderização e desenho,
Modelo descritivo com processo digital bidirecional
incorporam processos analíticos avaliativos associados
A diferença desse modelo é o uso do processo bidirecional entre o modelo físico e digital. Modelos físicos podem ser gerados de modelos digitais usando-se técnicas de prototipagens (ANDRADE, 2012, apud SASS; OXMAN, 2006; PUPO; CELANI, 2008). Modelos digitais podem ser gerados de modelos físicos por meio de escaneamento (CELANI; CANCHERINI, 2009).
com estimativa de custos, comportamentos estruturais e desempenho ambiental, entre outros.
Figura 9 - Aspecto previsivo 9a: simulação das zonas de calor; 9b: checagem da qualidade do fluxo do edifício; 9c: checagem de conflitos Fonte: Andrade, 2012
2.1.2 Modelo de formação Segundo Andrade (2012), baseado em Oxman, o modelo de formação digital
associa-se à emergência, por meio de
Figura 8 -Modelo CAD para avaliação
técnicas digitais de capacitação, que substituem as estruturas
Fonte: Própria, baseado em Conradt (2017, p.41, e Oxman (2006, p.248)
tradicionais de representação dos modelos CAD. O projetista utiliza técnicas como script, que interagem e operam uma
Em geral, segundo Andrade (2012) baseiam-se em
lógica não determinada pelo ambiente de geração, resultando
ferramentas BIM. O modelo suporta processos colaborativos
na emergência de um projeto não determinístico. O projetista
entre equipes de projeto, além de incorporar junto ao aspecto
nesse modelo possui alta capacidade de interação e controle do
representativo do Modelo CAD, o aspecto previsivo, onde se
ambiente digital. Esse modelo é dividido em duas subclasses:
avalia o que pode acontecer. Por ser um processo automático
Modelo de Formação Associativo (associative design formation
entre representação e avaliação, apresenta uma ligação
model) e Modelo de Formação Baseado em Movimento (motion-
explícita entre eles, componentes do projeto digital.
based formation model).
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Modelo
de
formação baseado movimento
em
A interação do projetista com o meio representacional nesse modelo acontece indiretamente, dentro de uma estrutura interativa de meio de animação que gera forma (ANDRADE, 2012). A formação associa-se à animação e à introdução do conceito de “projeto dinâmico” (dynamic design).
2.1.3 Modelo generativo
Figura 10 -Modelo de formação Fonte: Própria, baseada em Conradt (2017, p.42, e Oxman (2006, p.250)
Modelo de formação associativo É baseado no uso de técnicas de modelagem paramétrica que exploram geometrias associativas (OXMAN, 2006). Ao alterar parâmetros, podem-se criar diferentes formas. Explorações paramétricas
de
geometrias
associativas
descrevem
relações entre objetos, estabelecendo interdependências e comportamentos de transformação de objetos (OXMAN, 2008).
Figura 11 - Modelo generativo Fonte: Própria, baseada em Conradt (2017, p.44, e Oxman (2006, p.255)
Os modelos generativos são caracterizados pelos processos de
geração
formados
por
mecanismos
computacionais
(OXMAN, 2006). Nesse modelo, o designer interage com mecanismos complexos que lidam com a emergência de formas proveniente de regras, relações e princípios generativos. As formas são resultados de processos pré-formulados. Existem dentro deste modelo, duas ramificações, sendo elas: Modelo Gramaticamente Transformativo (grammatical transformative design model) e Modelo Evolucionário (evolutionary design model).
Modelo Gramaticamente Transformativo Possui esse nome por se associar à gramática da forma (Andrade, 2012). Regras de forma são delineadas por parâmetros que se relacionam com contextos específicos e formas predefinidas (OXMAN, 2008).
Modelo Evolucionário Nesse modelo, a evolução da forma é o resultado de um código genético interno que substitui a interação com a forma em si. Associa-se a regras da natureza como crescimento, mutação e evolução (OXMAN, 2008)
2.1.4 Modelo de desempenho O modelo baseado em performance (ou desempenho) utiliza tecnologias que geram a forma do modelo como resultado de seu desempenho (OXMAN, 2006). O desempenho pode ser definido como uma técnica de formação ou um processo gerador cujas variantes são parametricamente definidas pelas condições do problema, local, programa, etc. Existem duas subclasses dentro desse modelo: Modelo de simulação baseado em desempenho (performance-based formation model) e Modelo de geração baseado no desempenho (performancebased generation models of design).
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Modelo de simulação baseado em desempenho
critérios de desempenho do edifício. As técnicas são utilizadas para modificar, transformar, e otimizar uma forma (ANDRADE, 2012).
Modelo de geração baseado no desempenho
Figura 12 -Modelo de simulação baseado em desempenho Fonte: Própria, baseado em Conradt (2017, p.46, e Oxman (2006, p.258)
É considerado um modelo de simulação baseado em desempenho quando simulações digitais de forças externas são aplicadas guiando o processo de formação (OXMAN, 2008). O desempenho desse modelo pode incluir o desempenho
Figura 13 -Modelo de geração baseado no desempenho Fonte: Própria, baseado em Conradt (2017, p.47, e Oxman (2006, p.259)
ambiental, custo financeiro, perspectivas sociais, culturais,
Em um modelo de geração baseado em desempenho, os
entre outros. Mediante técnicas computacionais, busca-se
dados de simulações de desempenho conduzem processos de
modificar a forma por meio da otimização de determinados
geração e/ou formação a fim de gerar a forma (OXMAN, 2008).
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O designer pode interagir com os três módulos, definindo os
De acordo com Oxman (2006), os modelos compostos
critérios de desempenho no módulo de desempenho, definindo
são baseados em processos integrados, incluindo formação,
a geração no módulo de geração e interagindo diretamente
geração, avaliação e desempenho.
com a representação digital.
muito abstrato desvinculado da prática de projeto digital
Forças externas podem ser consideradas como forças ambientais, acústica, local, entre outras.
Modelo composto integrado
contemporâneo,
Por ser um modelo
representa uma especulação de possível
encaminhamento de um projeto digital no futuro (ANDRADE, 2012). É um modelo especulativo.
2.2. Papel do arquiteto Com o avanço da tecnologia no projeto digital, constantes mudanças acontecem com as técnicas utilizadas para pensar e representar o projeto, mas o arquiteto continua sendo a figura central, e no comando dos processos. Surge com o tempo, mais responsabilidades, como por exemplo, a preocupação com o compartilhamento de dados digitais, códigos de práticas legais e patentes entre as várias partes do processo projetual. Agora, dentro das definições de responsabilidade profissional, o arquiteto se tornaria responsável por qualquer resultado originado a partir dos dados de um modelo digital compartilhado com contratado ou fabricante. (KOLAREVIC, 2003)
Figura 14 -Figura 14 - Modelo composto integrado Fonte: Própria, baseado em Conradt (2017, p.48), e Oxman (2006, p.261)
A partir dessa preocupação, Kolarevic (2003) aponta que cada participante do projeto passa a criar seus dados a partir do zero, criando um processo ineficiente, com possível perda
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de dados, por erros de interpretação e trocas de informações no papel. A tecnologia interfere novamente, trazendo lentamente a oportunidade de que vários participantes, com responsabilidades distintas, trabalhassem juntos. Por exemplo, no software Revit, da Autodesk, através de um sistema colaborativo, é possível que cada membro da equipe trabalhe no mesmo projeto, sem que se cruzem as responsabilidades. Cada membro acrescenta e extrai informações ao modelo compartilhado, conforme exigido por seus conhecimentos. (CONRADT, 2017) Como aponta Oxman (2006), o arquiteto agora tem ainda mais funções, ou papéis, como por exemplo, um construtor de ferramentas. Como vemos nos modelos do design digital, o arquiteto é sempre a “ferramenta” central. Programa-se os computadores para representar ou criar formas, mas é o arquiteto que precisa buscar informações, para que possa configurar os parâmetros. Segundo Kolarevic (2003), embora o estilo estético se configure por geometrias expressivamente plásticas, precisa-se voltar para funcionalidade – arquitetura para as pessoas – e compartilhar responsabilidades e interpretar o processo completo das práticas digitais.
LIGHT STEEL FRAMING
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2
Introdução
Processo digital arquitetura
3
4
na
DESIGN GENERATIVO
Estudos de caso
3.1. Design baseado em performance 3.1.1. Conceitos-chave 3.2. Estudos de caso 3.2.1. Identificação e descrição 3.2.2. Classes do projeto 3.2.3. Classificação dos modelos
DESIGN GENERATIVO
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3. Design Generativo Uma característica que diferencia os modelos generativos dos outros modelos digitais, segundo Kolarevic (2003) é
arquitetônica. A arquitetura performativa consiste em ter a forma da edificação gerada a partir da simulação de sua performance. “A performance é, ao mesmo tempo, o determinante e o método para a criação da forma.” (CONRADT, 2017).
a quantidade mínima de informações para executar uma
Segundo Oxman (2008), no ramo da arquitetura, o design
geometria completa. Definindo algoritmos e procedimentos
digital contém três componentes que suportam o design, sendo
paramétricos no software, é possível gerar vários padrões de
eles:
formas geométricas. Arquitetura generativa não é apenas a otimização da geometria topológica junto com seu banco de dados, mas
o modelo geométrico é formulado de maneira a ser capaz de ser transformado e gerado de acordo com a entrada de processos de avaliação;
avança além disso (CONRADT, 2017). Na modelagem CAD
os processos de avaliações podem ser integrados com
e outros modelos tradicionais, existe a preocupação com a
o modelo geométrico, podendo produzir processos de
representação do projeto, mas não se considera a fabricação.
modificação/geração no modelo; podem ser avaliações de
Na modelagem generativa, além de explorar múltiplas soluções
critérios únicos ou de multi-critério;
funcionais para o projeto simultaneamente, o projetista também pode descobrir todo um quadro de fabricação. Dessa forma, se espera reduções no custo do projeto, consumo de material, e otimiza-se o tempo do profissional e projeto.
3.1. Design baseado em performance De acordo com Oxman (2008) o termo performativo é a integração de dois termos utilizados no design digital, sendo a geração de formas e modificação de formas. E implica que a performance em si, pode se tornar o determinante da forma
o sistema prevê a interatividade do designer como mediador dos processos envolvidos e/ou como um designer de modelos algoritmos para geração e/ou modificação de formas;
3.1.1. Conceitos-chave Ao falar sobre design baseado em performance, existem alguns conceitos-chaves que Oxman (2008) traz, para melhor entendimento.
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Os sistemas baseados em desempenho em arquitetura demonstraram ser dependente da forma e tecnologia dos modelos por trás do sistemas. O metamodelo de Burry (OXMAN, 2008) é um modelo topológico que mantém relações de dependência fundamentais constantes enquanto habilita as propriedades das transformações à estrutura de relacionamentos e qualidades que existem no contexto de problemas arquitetônicos. A técnica de modelagem topológica é um dos componentes imperativos do modelo baseado em desempenho.
Projeto paramétrico e modelagem associativa
No contexto emergente de geometria computacional dentro da arquitetura, os modelos paramétricos e associativos são ferramentas poderosas de design. No design paramétrico, as relações entre os objetos são explicitamente descritas, estabelecendo interdependências entre os vários objetos. As variações, uma vez geradas,
hoje fornecem ambientes de design em que o projetista pode definir as propriedades genéricas de uma geometria dentro de uma estrutura definida pelo usuário. (OXMAN, 2008, tradução nossa).
Design interativo em design baseado em desempenho As formas estáticas tradicionais da mídia digital são
substituídas por componentes topológicos computacionais dinâmicos. A combinação de interação e transformabilidade paramétrica controla perturbações que geram variações estruturais discretas nos processos de formação do projeto. O corpo de conceitos teóricos relacionados com as formações paramétricas incluem: adaptabilidade e mudança, continuidade, proximidade e conectividade. O designer hoje interage, controla e modera mecanismos dinâmicos de modelagem computacional, incluindo processos como os que existem atualmente em técnicas paramétricas e de animação.
Otimização
podem ser facilmente transformadas e manipuladas ao ativar
Malkawi, como aponta Oxman (2006), apresentou uma
esses atributos. Atribuições de valores diferentes podem
revisão abrangente dos atualmente disponíveis sistemas
gerar várias variações, mantendo as condições topológicas
de avaliação de desempenho ambiental para arquitetura e
essenciais. Tecnologias de mídia paramétrica associativa
engenharia. Ele afirma, “para mudar o uso convencional de tais
DESIGN GENERATIVO
Modelos topológicos em projeto arquitetônico
44 | 98
DESIGN GENERATIVO
ferramentas de análise para análise e síntese, uma pesquisa renovada na utilização de avanços em otimização está em andamento. “
3.2. Estudos de caso Grandes nomes da arquitetura já se utilizaram da modelagem
“Em relação ao potencial de design de desempenho, como
generativa em seus projetos, alguns, considerados ícones
os dados performativos podem ser explorados diretamente
dentro do ramo. Uma das arquitetas, é a Zaha Hadid, que
como entrada de dados em meta-modelos paramétricos? Além
trabalhou com design generativo.
disso, como as técnicas de otimização e múltiplos critérios podem ser integrados dentro do processo de modificação de forma em modelos paramétricos para controlar os processos de modificação? Estas parecem ser as condições básicas para o avanço em direção ao design baseado em desempenho.” (OXMAN, 2008, tradução nossa)
Geração
O potencial para sistemas de suporte à “geração baseada em desempenho” irá exigir novas abordagens para modelos generativos em arquitetura, bem como integração de áreas de pesquisa relacionadas à análise ambiental para este objetivo. Na área de pesquisa e literatura foi discutido sobre três possibilidades: sistemas topológicos (por exemplo, sistemas paramétricos); sistemas generativos (por exemplo, algoritmos genéticos) e sistemas dinâmicos (animações) como modelos de geração de design.
Figura 15 - Heydar Aliyev Center, 2013 — Zaha Hadid Architects Disponível em: <https://www.frazillio.com.br/wp-content/uploads/2018/08/2-11024x683.jpg> Acessado em 12/06/2021
O projeto de Zaha Hadid, apresentado em 2007, e finalizado em 2013, é um dos exemplos da utilização da modelagem generativa. Premiado e recebido pelo júri como uma obra “sexy”, segundo a jornalista Júlia Diniz (2014), o centro cultural possui curvas externas e internas, com uma aparência leve e homogênea.
DESIGN GENERATIVO
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Figura 16 - Parte interna do Heydar Aliyev Center Disponível em: <https://www.anualdesign.com.br/images/blog/anualdesignnovo-projeto-polemico-de-zaha-hadid-20140703121138.jpg> Acessado em 14/06/2021
3.2.1. Identificação e descrição No artigo publicado por Max Andrade e Regina Coeli Ruschel, eles fazem um estudo detalhado sobre 6 (seis) projetos baseados na modelagem generativa e arquitetura performativa.
Tabela 1 - Identificação e descrição dos projetos Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
3.2.2. Classes do projeto
Os autores do artigo apresentam uma separação de categorias
utilizadas nos projetos para análises comparativas: geometria, forças usadas na geração da forma, técnicas, ferramentas, interoperabilidade, colaboração e nível de automação. Após as
DESIGN GENERATIVO
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análises, foi feita uma classificação das principais categorias de
mantém um “padrão genético” comum.” (ANDRADE, COELI,
projeto performativo, e em seguida reflexões sobre o modelo.
2014).
Geometria
Forças
De acordo com o quadro criado pelos autores, é possível
Ao comparar as principais forças utilizadas para gerar a
observar que dos seis estudos de caso, 3 se utilizam de
forma, o principal fator de desempenho para a geração nos
forma inicial, a “geometria básica”, e três utilizaram o “partido
projetos estudados se deu pela carga estrutural.
arquitetônico”.
Tabela 3 -Comparação de forças Tabela 2 -Comparação de geometria
Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
As forças consideradas quantificáveis (carga estrutural, luz
Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
natural, acústica, térmica) foram utilizadas diretamente nos
A reflexão feita sobre os dados é que o Modelo Performativo
programas computacionais, pois podem ser convertidas em
parte de um espaço de soluções. “Ao iniciar com um partido
dados numéricos. O programa e a perspectiva do lugar, por
arquitetônico o espaço de soluções é reduzido, e a forma
exemplo, por serem não quantificáveis, foram consideradas
otimizada apresenta semelhanças formais com a forma de
como regras, restrições ou condicionantes, reduzindo o espaço
origem. Se for inicial de uma geometria básica, a forma que
de soluções que possivelmente poderiam ser geradas ou
resulta pode apresentar uma morfologia diferente. Porém ainda
otimizadas pelos programas de geração e otimização da forma.
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DESIGN GENERATIVO
Técnicas Quatro das técnicas comparadas foram utilizadas em todos os 6 estudos: modelagem paramétrica, prototipagem, scripting e análise de elemento finito. A modelagem paramétrica utilizouse principalmente nos estágios de representação e geração da forma. A prototipagem, segundo os autores, que era utilizada exclusivamente na representação, serviu para avaliações das soluções durante os diversos estágios de amadurecimento da forma. “Embora o scripting não esteja associado a uma técnica específica, mas sim a uma habilidade, em diversas situações de projeto, empregaram-se scripts associados a programas computacionais
para
geração,
avaliação
(simulação),
otimização/desempenho e mesmo representação da forma.” (ANDRADE, COELI, 2014). A Análise de Elemento Finito (FEA)
Tabela 4 -Comparação de técnicas
foi utilizada nos estágios de avaliação (com análise e simulação)
Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
e serviu como dado de entrada na otimização/desempenho.
Ferramentas computacionais
Na comparação entre as ferramentas computacionais, ou softwares, o Rhino 3D + Grasshoper é o mais utilizado para a geração da forma, sendo inclusive o software utilizado para a realização do projeto neste trabalho. Para os esboços, foram utilizados Rhino 3D, AutoCAD e 3D Max.
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desenvolvimento de novas ferramentas computacionais. Em DESIGN GENERATIVO
muitas situações a solução gerada só foi possível graças ao uso de novos softwares desenvolvidos dentro do escritório (ou em parceria com universidades) para resolução de projetos vinculados à otimização da forma.” (ANDRADE, COELI, 2014).
Interoperabilidade Na interoperabilidade (capacidade de um sistema se comunicar de forma transparente com outro sistema) se observa que um dos principais problemas ocorreu na passagem do modelo, do software utilizado na geração da forma para o software de modelagem digital da informação do edifício. Dos estudos de caso, apenas um deles, o projeto do Smithsonian Courtyard Enclosure, utilizou programa único.
Tabela 5 -Comparação de softwares Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
“Para todas as unidades-caso foram usadas soluções computacionais que exigiram do profissional capacidade
Tabela 6 -Comparação de interoperabilidade
avançada
Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
em
programação
computacional,
seja
na
customização de softwares disponíveis no mercado, seja no
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O projeto do Smithsonian Courtyard Enclosure levou DESIGN GENERATIVO
vantagem pelo fato de estar trabalhando em uma plataforma única integrada com a produção por meio de um software desenvolvido no escritório de Foster + Partners, denominado de Geometry Method Statement com Mechanical Desktop associado a um programa em AutoLISP. Com o uso de softwares como o Rhino + Grasshopper, por exemplo, foi possível substituir a tarefa de reconstrução de modelos para a de desenvolvimento de algoritmos que pudesse servir para transformar o modelo num formato utilizado na produção. Segundo os autores, os principais formatos utilizados na troca de informação entre os modelos e na documentação foram: 3DS, 3DM, DWG, DXF, DOJ, PDF, XLS, STL e IFC.
Colaboração
Em alguns projetos, a colaboração entre equipes de engenharia e arquitetura eram iniciadas ainda na etapa conceitual, outras, após a concepção arquitetônica. A forma arquitetônica nessa realidade deixa de ser de propriedade do arquiteto para ser resultado de um processo colaborativo entre projetistas, que, com base nos seus conhecimentos (de várias especialidades), e buscando a otimização de certos desempenhos, geram a forma.
Tabela 7 -Comparação de colaboração Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
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DESIGN GENERATIVO
Automação
De acordo com os modelos designados por Oxman (2006) se fez uma tabela comparando os processos e relações dos estudos de caso. “Nas situações em que existe uma ligação explícita com um fluxo de informação automático, entre todos os componentes do projeto digital, o processo torna-se automatizado e a interação do projetista deixa de ser com um meio não digital, com um esboço digital, com um desenho digital (projeto baseado no CAD) ou com um modelo digital (projeto baseado num modelo de informação da construção, usando um software de autoria BIM), e passa a ser com uma representação digital gerada por um mecanismo (nesse caso o projetista interage com uma estrutura digital gerada por um mecanismo de acordo com um grupo de regras ou relações predefinidas), ou por um ambiente digital que gera um mecanismo digital (nesse caso o projetista interage com um mecanismo computacional que gera uma representação digital). Esse caso é representado pelo modelo número 7 do Quadro 8.” (ANDRADE, COELI, 2014). “Nos modelos 3, 4, 5 e 6 do Quadro 8 a sequência de decisões ocorreu de modo semi automatizada, pois o fluxo da
Tabela 8 -Comparação de automação Nota: A (avaliação), O/D (otimização/desempenho), P (projetista), R (representação), G (geração); seta contínua (ligação explícita), seta tracejada (ligação implícita), retângulo tracejado (interação não-digital). retângulo verde (interação digital que gera representação digital), retângulo cinza (interação digital que gerada por mecanismo) Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
informação entre os componentes, durante uma sequência de decisões, não era completamente automatizado e a interação do projetista com um componente (modelo 4, 5 e 6) ou dois componentes (modelo 3) se deu de modo manual, por meio
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de uma interação implícita, baseado num conhecimento não DESIGN GENERATIVO
formalizado.” (ANDRADE, COELI, 2014). “Nos modelos 1 e 2, a sequência de decisões ocorreu de modo manual, pois não existiu nenhum tipo de ligação explícita entre dois ou mais componentes do projeto digital. No modelo 1, a sequência de decisões baseou-se num conhecimento implícito por meio de uma interação direta do projetista com as quatro classes de componentes das atividades de projeto tradicionais. No modelo 2, a interação do projetista com a representação se deu por meio de esboço digital, desenho digital ou modelo digital.” (ANDRADE, COELI,2014). Após as análises, foi concluído que os processos de geração da forma são essencialmente semi automatizados, com sequências de decisões automatizadas (em alguns casos), sequências manuais e sequências semiautomatizadas.
3.2.3. Classificação dos modelos
Os autores do artigo também criaram uma tabela para
representação das diferentes classificações dos modelos performativos, agrupando por algumas similaridades. Com relação ao desempenho desejado, observou-se que em todos os métodos a carga estrutural (CE) estava entre as principais forças que conduziam o processo de formação. Outro desempenho desejado era o programa arquitetônico (PR).
Tabela 9 -Classificação dos modelos performativos Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
“Visando estabelecer uma divisão mais precisa das duas subclasses apresentadas, fez-se uma nova classificação delas com base nas similaridades e diferenças, apresentado na tabela 10 (página 39). O que se observou foi que os métodos 3, 4 e 5 são métodos de otimização (transformação, mudança) de uma forma preestabelecida num partido arquitetônico. Os métodos 1, 2 e 6 são essencialmente métodos generativos. Por meio de diretrizes formais, expressas por certas formas básicas, mecanismos guiam o processo de geração da forma visando um desempenho desejado.” (ANDRADE, COELI, 2014)
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de decisão, o projetista vai interagir com mecanismos digitais DESIGN GENERATIVO
que vão definir a forma (geração, com base em uma forma de referência), representá-la digitalmente, avaliá-la e otimizála, por meio dos módulos geração, representação, avaliação e otimização/desempenho. É um processo que inclui ciclos completamente automatizados.” (ANDRADE, COELI, 2014). No Modelo Performativo, ocorre uma mudança na estrutura de projeto que passa de um processo de Geração > Avaliação > Otimização/ Desempenho para um processo que antecipa a otimização. No modelo CAD, (Figura 17a) a forma gerada é avaliada, e modificada de acordo com a avaliação. No modelo Tabela 10 -Subclasses dos modelos performativos
Performativo o desempenho interfere diretamente na formação
Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
do projeto, modificando a forma já definida (Figura 17b), ou
As duas subclasses foram denominadas de Modelo Performativo Baseado na Otimização e Modelo Performativo Baseado na Geração. No primeiro, o Modelo Performativo pode ser considerado como um modelo de otimização. Baseado nos autores do artigo, a forma do edifício é resultado de requisitos de desempenho em vez de preferências formais predefinidas. “No Modelo Performativo Baseado na Geração, dados de simulação de desempenho guiam os processos de formação do objeto de modo a gerar uma nova forma por meio de uma forma previamente estabelecida. Nesse caso, durante sequências
gerando uma nova forma, com geometria básica (Figura 17c).
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COELI, 2014) citam que: “os arquitetos usam um pensamento mais subjetivo, com um julgamento pessoal, com base numa subjetividade e num conhecimento empírico, os engenheiros baseiam seus pensamentos em conhecimentos formais, com uma prática de projeto baseada apenas naquilo que pode ser calculado.”
Figura 17 -Modelos de projeto digital Nota: a) modelo convencional CAD; b) modelo performativo baseado na otimização; c) modelo performativo baseado na geração Disponível em: <https://vitruvius.com.br/revistas/read/ arquitextos/13.150/4587> Acessado em 14/06/2021
Os estudos mostraram que esse processo de gerar a forma vem do uso simultâneo de várias técnicas, manuais ou digitais. A reflexão final feita pelos autores, é que o processo de geração da forma, nesse tipo de projeto, é uma atividade essencialmente colaborativa entre arquitetos e engenheiros estruturais, cada um dos quais contribuindo mais ou menos no uso de uma técnica ou outra. A participação dos arquitetos se deu majoritariamente ao manuseio de técnicas manuais, e os engenheiros à técnicas
DESIGN GENERATIVO
automatizdas, embora não seja regra. Os autores (ANDRADE,
LIGHT STEEL FRAMING
4
2 3
LIGHT STEEL FRAMING
4 1
Introdução
Processo digital na arquitetura
Design generativo
4
PROPOSTA PROJETUAL 4.1. Estudo da área 4.1.1. Localização 4.1.2. Análise do terreno 4.1.3. Percepção da análise 4.2.Proposta 4.3. Programação 4.3.1. Estrutura metálica 4.3.2. Pilares 4.3.3 Aberturas e fechamentos 4.3.4 Análise solar 4.4. Projeto
PROPOSTA PROJETUAL
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4. Proposta projetual A proposta deste trabalho é entregar um ensaio projetual de uma cobertura, modelada a partir da tecnologia abordada. A área escolhida para a colocação desta arquitetura, foi a Praça dos Namorados, localizada na cidade de Vitória, Espírito Santo, pois foi notado o quanto a Praça tinha seu potencial pouco explorado, em épocas de chuva ou sol intenso.
4.1 Estudo da área 4.1.1 Localização O terreno utilizado para o projeto está localizado na cidade de Vitória, a capital do estado do Espírito Santo, com grande movimento noturno, seja com praças e feiras, ou bares e restaurantes. Divide a fronteira com Serra ─ e através da Baía ─, Vila Velha e Cariacica. Com um território de 97,123 km² (IBGE, 2021) é uma das menores cidades do estado, mas a quarta cidade com mais habitantes, e possui a maior densidade demográfica do estado (IBGE, 2021).
Figura 18 - Mapa do Espírito Santo Fonte: Autora, baseado em dados disponíveis em: < https://geowebgeowebvitoria.hub.arcgis.com/> Acessado em 02 de agosto de 2021.
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A
O terreno de estudo será a Praça dos Namorados, localizada
Praça
tem
seu
a alguns metros da Praça dos Desejos, e a Praça da Ciência.
movimento
intensificado
Está inserida no bairro Praia do Canto, tendo vista para a
nos
finais
praia e acesso. Ao seu sul, encontra-se um Bob’s, que dá
pois
acontece
a
Feira
acesso a alimentação nos horários em que não há feiras na
de
Artesanato
e
Artes,
praça. Temos também um estacionamento de carros utilizados
onde
pelos visitantes (Figura 20), e um bicicletário (Figura 21). Ao
artesanatos
norte, encontra-se a marina do Iate Clube do Espírito Santo
comidas típicas. Com mais Fonte: Acervo da autora (2021)
(Ices), e seu estacionamento (Figura 19). Ao leste, a praia, e a
de 20 anos de tradição, a
oeste, prédios residenciais e comerciais de até 17 pavimentos.
feira conta com 194 expositores, sendo 145 de artesanato e
Diariamente, a Praça dos Namorados recebe moradores e
brinquedos de diversão e 49 na área de alimentação. (PMV,
turistas, durante a semana, aproveitam seu espaço amplo,
2019)
de
pode-se
semana,
encontrar locais,
21 -Bicicletário de bicicletas de e Figura aluguel
quadras esportivas, pista de skate e ciclovia, para praticar esportes enquanto apreciam a vista.
Figura 19 -Rua de estacionamento Figura 20 -Estacionamento da Marina Bob’s
do
Fonte: Google Street View, acessado Fonte: Google Street View, acessado em 28/10/2021 em 28/10/2021
Figura 22 -Vista de cima da Praça dos namorados Fonte: Google Maps acessado em 28/10/2021, adaptado pela autora
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O bairro possui em sua maioria, edifícios residenciais, com um alto índice populacional, sendo o terceiro bairro mais populoso de Vitória, com 15.147 habitantes (IBGE, 2010). O local é movimentado durante a noite, com bares, restaurantes, e atividades pela orla.
4.1.2 Análise do terreno O terreno da Praça, localizado próximo a praia, tem pontos positivos a seu favor, por ter boa ventilação.
Apesar de já existir bastante movimento na praça, e ter um suporte de estacionamento, bicicletário, uma vista convidativa em uma localização privilegiada, um problema é a falta de cobertura. o que impede sua utilização em dias de chuva e em horários de sol intenso.. Existe uma movimentação à noite, principalmente nos finais de semana, de feiras de artesanato, comida, artes, entre outros, na praça, o que convida muitos visitantes. Figura 24 -Análise ambiental Fonte: Autora (2021)
O sol da manhã abrange toda extensão da praça, e como
pode ser visto na figura, não há edificações suficientes para criar sombras protetora ao sol da tarde. Sendo assim, a praça tem o dia inteiro de sol, limitando as atividades que poderiam ocorrer durante o dia, pois é bem desconfortável para aqueles que gostariam de praticar algum exercício físico na região, ou apenas passar o tempo. As árvores ajudam, mas não abrangem toda a área. São Figura 23 -Mapa de uso do solo Fonte: Autora, baseado em dados disponíveis em: < https://geowebgeowebvitoria.hub.arcgis.com/> Acessado em 07/08/2021.
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poucas as árvores que criam sombras significantes, visto que há palmeiras na região. A maioria das árvores também se encontram nas bordas da praça, o que ajuda a passagem de pedestres e ciclistas, mas não os convida a entrar no local.
Figura 26 - Direção das vistas Fonte: Autora (2021)
O primeiro ponto observado, foi o estacionamento. Como foi observado anteriormente, existem vagas na marina, mas o Figura 25 -Análise de atividades
estacionamento mais utilizado é o do Bobs, até porque algumas
Fonte: Autora (2021)
pessoas aproveitam para utilizar o local, consumindo ou por
A maior atividade na área é de prática de atividades esportivas, e turismo. As atividades se realizam nas quadras esportivas na praça, contendo vôlei e tênis, e na pista de skate. Com a visita ao local, alguns aspectos foram considerados.
levarem as crianças para brincarem em seu parque privado. A pista de skate ao lado, muito utilizada por jovens, também atrai o público e deixa o local um pouco mais descontraído e seguro, por trazer vitalidade ao local.
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As figuras (28 à 35) mostram um pouco das opções de atividades esportivas baseados em equipamentos existentes na Praça. A figura 32 mostra o local onde se concentram crianças, com opções de brinquedos diferenciadas. A figura 33 mostra Figura 28 - Vista 1 Fonte: Acervo da autora (2021)
Figura 29 - Vista 2 Fonte: Acervo da autora (2021)
um dos pontos de ônibus presentes na Praça. As outras fotos, mostram de forma geral como ocorrem as feiras. Existe um núcleo de mesas e cadeiras, onde as pessoas se reúnem para consumir os alimentos comprados nas barracas, que geralmente ficam em volta deste núcleo. Fora da concentração de mesas, existem outras barracas, não
Figura 30 - Vista 3 Fonte: Acervo da autora (2021)
Figura 31 - Vista 4 Fonte: Acervo da autora (2021)
Figura 32 - Vista 5 Fonte: Acervo da autora (2021)
Figura 33 - Vista 6 Fonte: Acervo da autora (2021)
focadas em alimentos, mas sim, em artes, artesanato, roupas, acessórios, entre outros.
Figura 36 - Vista aérea da Praça dos Namorados Fonte: Google Street View (2018), acessado em 25/10/2021
Na figura 36, percebemos melhor como ocorre a organização Figura 34 - Vista 7 Fonte: Acervo da autora (2021)
Figura 35 - Vista 8 Fonte: Acervo da autora (2021)
dessa praça, mesmo que tenham tido algumas pequenas mudanças com o tempo, mostradas adiante. Figura 27 -Subclasses dos modelos performativos
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Como dito anteriormente, falta de um local coberto faz com que o movimento não exista durante chuvas, e seja no mínimo desconfortável durante a tarde em horários e estações mais quentes, o que atrapalha a renda dos comerciantes. Desta forma, a proposta é trazer uma área coberta para melhorar o espaço já habitado e já existente.
Figura 37 - Mapa de fluxos Fonte: Autora (2021)
Foi identificado na visita, alguns pontos que definiram a forma
da cobertura. Por exemplo, o fluxo de entrada, por mais que a praça seja aberta e tenha entrada por todos os lados, os pontos mais usados são o caminho vindo das quadras, em direção para as feiras, e o caminho saindo do ponto, na rua principal. Existe um fluxo de entrada na praça próximo ao estacionamento da
marina, mas ali, percebe-se um denominado ‘ponto cego’, que seria um local onde durante a noite, é escuro, vazio, e deserto. Por isso, busca-se aumentar esse fluxo próximo a marina, para que intensifique o fluxo de pessoas na área. No meio, marcado com cículo roxo, são onde hoje, se concentram as mesas, um pouco diferente de como mostra a figura 36 (p. 60), fotografada em 2018.
PROPOSTA PROJETUAL
4.1.3 Percepção da análise
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4.2 Proposta A proposta é criar uma cobertura para que durante o dia,
Foi definido inicialmente, onde seria coberto, dessa forma,
sejam possíveis realizar atividades físicas no local, trazendo
todas as mudanças que o programa fizesse seria delimitado
conforto para permanência no local, e a passagem. Também
por essa forma definida pelo programador. A partir dessa forma,
trazer novas possibilidades de usos, e equipamentos que podem
foram criadas diferentes alturas a partir dos pontos de controle,
ser utilizados no local, afinal, a praça tem um amplo espaço, que
para que a altura da cobertura variasse por seu percusso.
comporta grande quantidade de pessoas. E para que durante a noite, em casos de chuva, possibilite que aconteça as feiras normalmente, afinal, em tempos chuvosos, os comerciantes são impedidos de trabalhar, pela falta de cobertura para eles, e a de um local para que os visitantes possam sentar e consumir. A ideia inicial foi uma cobertura que trouxesse a maior área de sombra possível durante o dia, mas que tivessem aberturas para que ainda entrasse alguma iluminação.
Figura 38 -Delimitação da forma Fonte: Autora (2021)
Figura 39 - Visualização dos pontos de controle Fonte: Autora (2021)
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4.3 Programação
Figura 40 - Código final Fonte: Autora (2021)
4.3.1 Estrutura metálica A figura 41 mostra o código finalizado, e neste subcapítulo, será mostrado o que foi feito para chegar em tal resultado.
para que as alterações feitas sejam delimitadas apenas dentro da forma escolhida pelo projetista.
O primeiro passo para a criação da forma, foi a definição
Como não se tem uma forma retangular, a estrutura também
da forma da grelha metálica. A forma criada no Rhinoceros é
não seguiu uma linha padronizada, e sim uma forma orgânica,
trazida ao Grasshopper, dessa forma, consegue-se programar
que pode ser visualizada na figura 42 (p.64).
Figura 41 - Código da estrutura metálica Fonte: Autora (2021)
REFERÊNCIAS PROJETUAIS
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Figura 42 - Visualização da definição da estrutura metálica Fonte: Autora (2021)
4.3.2 Pilares
Figura 45 - Visualização da criação dos pilares Fonte: Autora (2021)
O programa nos possibilita algumas formas diferentes para
Após a definição da estrutura metálica, focou-se em definir
definir a localização dos pilares, ao utilizar o Galapagos, pode-
os pilares. Os modelos criados são de pilares em árvore, com
se através dos códigos já criados, deixar que o programa nos
o topo definido a partir de pontos da grelha que o programa
dê outras opções de localização, onde novamente, entra o
encontra, assim, os pilares são sempre conectados nas
papel do arquiteto. O programa nos dá opções, que são lógicas
extremidades das formas, não importando suas dimensões. A
e calculadas, mas através do olhar do arquiteto, pensando-
base, por sua vez, foi definida a partir de pontos encontrados no
se na estética e na humanização do local, é possível cruzar
piso, em paineis triangulares, de forma que os pilares tenham
informações e chegar no melhor resultado possível.
sempre a mesma distância entre si, ou uma distância mínima.
Figura 43 - Definição da localização dos pilares Fonte: Autora (2021)
Figura 44 - Definição do topo dos pilares Fonte: Autora (2021)
4.3.3 Aberturas e fechamentos O próximo passo foi definir as áreas de abertura. Afinal, a intenção é ter algo coberto, mas que ainda possibilite a entrada
4.3.4 Análise solar Utilizando o Plug-in LadyBug, foi possível realizar uma análise das horas de sol na Praça, após a implantação da cobertura.
da luz. Os materiais utilizados para o fechamento da cobertura foram a Lona Vinílica, ou Tecido Acrílico, para que tenha a proteção solar necessária, e também Policarbonato, para que tenha iluminação em partes da cobertura. Com um número mínimo definido de aberturas na cobertura, é também possível realizar uma análise solar após a cobertura ser definida, de maneira a tentar minimizar a quantidade total de horas, mantendo sempre um mínimo de aberturas, e também de fechamentos em policarbonato.
Figura 48 - Código do LadyBug Fonte: Autora (2021)
Com
o
LadyBug,
foi possível definir o período de análise, no nosso
caso,
durante
todo o ano. Foi utilizado Figura 46 - Definição das aberturas Fonte: Autora (2021)
o arquivo solar da cidade de Vitória, disponibilizado pelo próprio site do Plugin. Lona vinílica Policarbonato
Figura 47 - Visualização das aberturas Fonte: Autora (2021)
REFERÊNCIAS PROJETUAIS
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REFERÊNCIAS PROJETUAIS
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A partir do resultado encontrado pelo LadyBug, com a ajuda do Galapagos, foi realizada uma análise de forma a tentar minimizar as horas de sol, aumentando então, a sombra criada pela cobertura.
Figura 49 - Interface do Galapagos Fonte: Autora (2021)
Figura 50 - Perspectiva da análise feita pelo LadyBug Fonte: Autora (2021)
Figura 51 - Horas de sol Fonte: Autora (2021)
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REFERÊNCIAS PROJETUAIS
4.4. Projeto As imagens renderizadas do projeto foram feitas pelo software Lumion, com a intenção de demonstrar possíveis usos e a implantação da cobertura na praça. As árvores existentes foram consideradas, e novas vegetações foram adicionadas nas imagens. Os pilares representados são apenas a propósito de representação de iluminação no local.
Figura 53 - Vista do observador: renderização 3D do Lumion Fonte: Autora (2021)
Figura 52 - Imagem vista de cima: renderização 3D do Lumion Fonte: Autora (2021)
Figura 54 - Vista do observador: renderização 3D do Lumion Fonte: Autora (2021)
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Figura 55 - a-d: Vista do observador, dentro da praça: renderização 3D do Lumion Fonte: Autora (2021)
Figura 56 - Vista do observador, dentro da praça: renderização 3D do Lumion Fonte: Autora (2021)
Figura 57 - a, b: Vista do observador, dentro da praça, a noite: renderização 3D do Lumion Fonte: Autora (2021)
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Considerações finais
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A arquitetura generativa já é usada em nível mundial, mas tão pouco explorada no mercado quando comparada às outras tecnologias que também foram abordadas no trabalho. É interessante trazer esse conhecimento nesse trabalho, para que se abra a discussão sobre a importância de explorar o método em sala de aula. O sistema estudado traz a oportunidade de melhorar a otimização no projeto, quando se tem a possibilidade de avaliar vários pontos de performance simutaneamente, e modificar o projeto através disso. Através de toda a análise, é uma ferramente excelente para a velocidade em que tudo é processado e avaliado, reduzindo o tempo utilizado normalmente para modelagem de projeto. É importante relembrar que o arquiteto participa de todo o processo, e é o responsável pela forma final do projeto. Entender os processos realizados, o método, como funciona cada etapa, e conseguir produzir e atingir o objetivo na prática, através desse aprendizado, é algo recompensador.
Referências
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