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Projetos concebidos e construídos digitalmente: explore novas formas de construção usando tecnologia
Agora está claro que a tecnologia assumiu quase todos os aspectos de nossas vidas. Mudou a maneira como nos comunicamos, como nos conectamos, como trabalhamos e aprendemos, e até mudou nossos hábitos de compra e alimentação. Arquitetura e construção não foram exceção, e a tecnologia está tão presente hoje quanto é pensada, projetada e construída.
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O uso de ferramentas digitais no ambiente construído tem uma ampla variedade de usos e resultados. Nesta seleção, consideramos projetos onde a tecnologia desempenhou um papel importante desde a concepção do projeto, passando pela concepção de cada um dos seus elementos, até a construção e o resultado. Esses protótipos também são exemplos de pesquisas aprofundadas que visam otimizar tempo e custos e minimizar os desperdícios associados aos processos tradicionais de construção.
Fabricação digital, robótica, interface de fabricação de realidade aumentada, impressão e digitalização 3D e diversos softwares são usados para otimizar processos, mas também para ficar de olho na manutenção de certos artesanatos, elementos de design e estética para espaços arquitetônicos de alta qualidade que o a interferência de arquitetos e designers também contribui ao longo do processo.
Automatizar canteiro de obras
“Para enfrentar os desafios da mobilidade limitada e destreza dos robôs industriais existentes, o projeto está reintroduzindo os artesãos em um processo de manufatura digital. Um link direto para o modelo de design digital pode ser estabelecido por meio da orientação visual dos pedreiros com informações digitais sob medida por meio de uma interface de usuário de realidade aumentada personalizada. “
O processo de assentamento de tijolos aprimorado desenvolvido combina o poder do design do computador com a habilidade e habilidades de um artesão humano e apresenta um paradigma de manufatura completamente novo.
Dipl.-Ing. Engenheiro nº Christoph Zechmeister, pesquisador associado do ICD: “O pavilhão de fibra BUGA consiste em 150.000 m de fibras de vidro e carbono especificamente dispostas. Em vista do comportamento geométrico complexo das estruturas de fibra, os métodos de design e modelagem estabelecidos não são suficientes para navegar completamente no espaço de design aberto pelos sistemas de fibra, o design baseado em dados é normalmente baseado em sistemas de construção estabelecidos e conjuntos de dados associados, não totalmente explorar o potencial gerador das tecnologias digitais e não conseguir lidar com as complexas inter-relações de um sistema de fibra óptica multicamadas. “
Em vez de usar uma cadeia de ferramentas linear, gostaríamos de desenvolver projeto arquitetônico, engenharia estrutural e manufatura robótica ao mesmo tempo, a fim de estabelecer uma metodologia de co-projeto baseada em feedback computacional contínuo. O uso de uma abordagem integrativa em diferentes áreas libera todo o potencial do cálculo e permite a inovação simultânea em todas as áreas envolvidas.
“Esta abordagem de co-design é levada em consideração em todas as fases do projeto. Os primeiros esboços de projeto digital são baseados em feedback direto antecipado e estão ligados às primeiras simulações estruturais e informados por modelos manuais físicos para obter conhecimento do planejamento e produção estrutural. O modelo digital encapsula todo esse feedback e informações no ambiente de construção e nos permite interagir com diferentes disciplinas sem ter que repetir conjuntos de desenhos ou modelos. Por exemplo, podemos gerar caminhos de ferramentas para produção de robôs ou conjuntos de dados para análise estrutural gerados diretamente a partir do modelo de projeto. ”
MSc. ITECH Hans Jakob Wagner, Pesquisador Associado do ICD: “As ferramentas de modelagem baseadas em agentes foram escritas em C-Sharp no ambiente do plug-in Grasshopper3D para Rhinoceros e permitem a morfogênese algorítmica da forma espacial. Enquanto a geração automática de geometrias tridimensionais e suas lógicas embutidas para materialização permitem uma articulação mais sofisticada da tectônica estrutural do pavilhão, era crucial implementar modos suaves de interação direta entre o designer e essas ferramentas de computador. Isso significa que a inteligência emergente de um sistema de modelagem baseado em agente integrado e distribuído foi acoplada às decisões de design intuitivas da equipe de planejamento.
Devido à validade universal e taxonomia bem definida das linguagens de programação, o sistema de computador é praticamente indiferente a disciplinas e hierarquias. Isso significa que, uma vez que tal sistema artificial esteja acessível aos designers humanos, ele promove uma colaboração mais suave e direta entre arquitetos, engenheiros, construtores e especialistas em robótica de construção. Essa abordagem é crucial para a incorporação intrínseca de aspectos sustentáveis e culturais em um mundo cada vez mais digitalizado. Em última análise, acreditamos que isso levará a um paradigma de projeto arquitetônico mais inclusivo e integrado que chamamos de co-design. “
Konrad Graser, Ph.D. Assistente de pesquisa na Fabricação Digital da NCCR: “A intenção do projeto era desenvolver uma linguagem arquitetônica que expressasse o processo de criação. Portanto, as possibilidades de design, bem como as limitações de cada tecnologia IO foram usadas como entrada de design desde a primeira fase de design conceitual. Isso desencadeou um processo de design interativo no qual certas informações de arquitetura / planejamento (por exemplo, limites de ambiente ou de envelope de construção, restrições estruturais) foram usadas como entrada para as ferramentas geradoras IO e o resultado do processo gerador foi realimentado no modelo mestre e na base Além disso, algumas das ferramentas geradoras foram modificadas para permitir alterações de design pela equipe de arquitetura e fornecer feedback em tempo real sobre a construtibilidade. “
O DFAB HOUSE é o único que os primeiros modelos 3D conceituais foram criados levando em consideração as ferramentas de manufatura digital. Isso deu início a um processo de cocriação em que o upgrade, o design e a engenharia da tecnologia DFAB ocorreram em paralelo. Isso foi possível porque a demonstração das novas tecnologias de manufatura digital era um objetivo central do projeto e o design foi, obviamente, feito sob medida para as tecnologias.
“Nós usamos o software MAYA conforme as necessidades de modelagem entidade e fez o espaço forma e estrutura de racionalidade para determinar o modelo de implementação. Em seguida, através do planejamento de caminho de impressão e imprimir de codificação para completar o arquivo digital e, em seguida, os arquivos digitais conduzir o 3D robótico equipamento de impressão para concretar os materiais camada por camada para construir a forma curva da cabine do livro.
A impressão do estande usa 2 conjuntos de sistemas de impressão de braço robótico, uma impressão in-situ da fundação do edifício e da estrutura principal, outra parede em arco pré-impressa in-situ e um telhado abobadado. Cada sistema de impressão requer 2 pessoas para operar, um total de 4-5 técnicos de construção que participam do processo de construção. “
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