Архитектурное формообразование в контексте передовых био-подходов проектирования и методов цифрового производства
Проблема исследования
Несоответствие существующего уровня техногенного развития и образа жизни людей по отношению к современной архитектурно-строительной среде и подходу к ее проектированию.
Объект исследования: Био-подходы проектирования и методы цифрового производства.
Предмет исследования:
Архитектурное формообразование в контексте передовых био-подходов проектирования и методов цифрового производства. Выявлены основные области бионики, которые описывают тенденцию аналогий природы в архитектуре, (структурная бионика): природные конструкции, структуры и материалы, (процессуальная бионика): природные процессы, (информационная бионика): принципы развития и эволюции. Обозначена структурная иерархия данных областей на основании синтетической теории эволюции. Информационная бионика транслирует общую суть эволюции и процессов самоорганизации что в свою очередь включает в себя макроуровень (процессуальную бионику) и микроуровень (структурная бионика). Выявлен морфогенетических подход формообразования и проектирования как наиболее соответствующий экологическим критериям, а также критериям живых организмов. На основе классификации био-подходов и эволюционных механизмов живой природы, что соответствует принципам информационной бионики. Это дает возможность соблюдать практически все критерии живых организмов, и включать комбинации из различных биоподходов в общей системе. Что дает комплексный и системный контроль над объектом архитектуры в процессе формообразования и проектирования. Определены и классифицированы аспекты эволюционных алгоритмов морфогенетический аспект, процессуальный аспект, фенотипичный аспект. Это несколько разных техник, сводимых в общей сложности к нескольким операциям с информацией или геномом предполагаемой формы. Представлена классификация современной экспериментальной архитектуры по данному направлению на основе морфогенетических аспектов. Получены методы трансляции такого подхода проектирования через цифровые технологии, в проектные программы и методы производства.
Приведены методы генерирование цифровых проектных данных для цифровой обработки, обозначены преимущества и недостатки того или иного метода для каждого типа обработки или типа объекта. Описаны методы интеграции цифровых проектных данный в существующие технические возможности. Классифицированы технические возможности в архитектуре по способу обработки и выбору материала для каждого конкретного случая на практических примерах. Классифицированы стратегии сборки и преобразования объекта по средствам различных современных техник, а именно: Контуринг, Складывание, формование, Секционирование, Тесселирование. Эти знания особенно актуальны, когда накопленный опыт структурирован и описан. Что и было сделано в данной работе, это позволяет использовать описанные методы генерации, интеграции, различные стратегии для создания и построения проектов в больших масштабах, а так же в целях образования. Разработана экспериментальная модель с учетом технологических инноваций и морфогенетического подхода формообразования на примере проекта Электрогенерирующего небоскреба. Описан полный процесс и алгоритм формообразования объекта, а также влияние каждого этапа итераций обратной связи между цифровыми и физическими изменениями модели на функциональные характеристики объекта. Разработана принципиальная схема процесса проектирования при морфогенетическом подходе. Получена энергоэффективная модель здания, отвечающая экологическим требованиям, и способностью к адаптации к изменяющимся условиям, в зависимости от климатических условий, путем изменения функционального различного функционального наполнения, а также изменения фенотипичности формы по отношению к территориальному расположению. На практике объединены и применены описанные методы, стратегии, подходы формообразования и цифровой фабрикации.
Диплом
