építészet : környezet : innováció

Parametrikus tervezés a gyakorlatban

Amikor valaki parametrikus építészetet emleget, az ember fejében burjánzó, megfoghatatlan biomorf formák képe jelenik meg. De mit jelent valójában a tervezésben a parametrikus szó? És miért jó ez nekünk? Romvári Péter Moholy-Nagy Ösztöndíjas munkája során többek között ezeket a kérdéseket, és az ilyen típusú tervezésben megnyíló új lehetőségek gyakorlati alkalmazását kutatta. 

Egy Moholy-Nagy László Formatervezési Ösztöndíjas munka tanulságai.

Elméletben a parametrikus tervezés azon alapul, hogy a geometriát különböző számok vezérlik. Az ebben rejlő lehetőségeket akkor aknázhatjuk ki igazán, ha ezeket a számokat egymással kapcsolatba hozzuk, és ez a kapcsolati hálózat egy rendszert alkot. Így lehetséges, hogy egyetlen paramétert megváltoztatva a teljes test megváltozik, annak minden komponensével együtt. Ez hatékonyságot jelenthet szokásos szerkezetek tervezésénél. Képzeljünk el egy rácsos tartót, ahol az áthidalási távolságot megváltoztatva a szerkezet magassága, és a tartók sűrűsége magától változik a modellen és a konszignációs lapokon úgy, hogy kézzel semmit nem kell átrajzolni. Persze egy ilyen rendszer felállítása időigényes, és mérlegelni kell, hogy érdemes-e megcsinálni. Azonban ha már megépítettünk a különböző paraméterekből, szabályrendszerekből álló, dinamikusan változó modellünket, egy flexibilis eszközhöz jutunk, amellyel rengeteg verziót lehet tesztelni rövid idő alatt.

 

Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter
 

 

A megszokott formák parametrikus irányítása mellett létrehozhatunk olyan új formákat, szerkezeteket is, amelyeket a szokásos eszköztárunkkal lehetetlen lenne megrajzolni. Számos olyan kötöttségtől megszabadulhatunk, amelyek általában végig mankóként szolgálnak egy épület tervezésekor: a szerkezeti elemeket nem kell vízszintes és függőleges síkokra helyezni, a derékszögű rasztert felválthatja bármely más, szabályokkal leírható rendszer. Ha a gazdaságos gyárthatóságot már az elejétől figyelembe vesszük a modell megalkotásánál, akkor az építés nem jelent feltétlenül aránytalanul nagy többletköltséget. Ez lehet a parametrikus szoftverek másik nagy előnye: a gyártósorokkal a program közvetlenül kommunikál, kiiktatva sok közvetítőt. Így a tervező pontosan azt kapja, amit digitálisan megalkotott.

 

Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter
 

 

Mivel a címben a tervezés gyakorlati használatát ígértem, nem mehetek el amellett, hogy megemlítsek konkrét tervező programokat. A technológia valójában korántsem új, számos szoftverrel lehet ilyen rendszereket kidolgozni. A Pro/Engineer főleg gépészeti alkalmazásokból ismert. A Generative Components és a Digital Project már az építészeket célozza meg. Ezek a szoftverek igen drágák, itthon nem igazán terjedtek el. Számos animációs szoftverrel - szinte melléktermékként - lehet non-standard épületeket tervezni. Ilyen például a Houdini, vagy a Maya; az utóbbihoz nem árt a Mel script nyelv ismerete is. A gazdag tervezési eszköztárhoz azonban nem társulnak mérnököknek szánt eszközök. Talán a legígéretesebb, legrugalmasabb ilyen típusú modellező eszköz ma a piacon a Grasshopper, egy ingyenes plug-in a Rhino3D-hez. Működése hasonlít a programozáshoz, viszont nem igényel semmilyen programozói hátteret. Számokat, és műveleteket adhatunk meg benne úgy, hogy nem kell kódsorokat írni; a program kezelőfelülete grafikus. Talán ez teszi egyre népszerűbbé az építészek körében.

 

Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter
 

 

Egy paraméterek kapcsolati hálójaként megépített rendszer teljesen nyitott: rá lehet kötni szenzorokat, amelyek akár valós időben reagálnak a környezetre, vagy bele lehet építeni algoritmusokat. A vFlow nevű munkámban egy térfelosztó - ún. voronoi - algoritmust építettem a kódba, az adja a szerkezet gerincét. Egy olyan eszköz létrehozása volt a célom, amely lekövet egy tetszőleges görbült felületet, azt egy buborékszerű struktúrával gazdagítja, és egyben síkokra bontja, megkönnyítve ezzel a gyártást. A rendszer használható ideiglenes pavilonok tervezéséhez, különleges igényű üzletek belsőépítészeti elemeként. Egy nemzetközi pályázaton megosztott második helyet ért egy ilyen rendszerrel tervezett pavilontervem. A prototípust Houstonban fejlesztik tovább, és egy vándorkiállítás keretében megtekinthető lesz az Egyesült Államokban. Az első prototípus az Iparművészeti Múzeumban volt kiállítva a Moholy-Nagy László és a Kozma Lajos Ösztöndíjasok 2010. évi beszámoló kiállításán április 3-ig.

 

 
Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban - Romvári Péter

 

A tervezés menete a következő: létrehozunk egy szabadon formált NURBS felületet, amelyet manapság a legtöbb modellező szoftver könnyedén kezel. Ezután megfestünk bitmap-eket, amelyek ráfeszülnek a felületre, ezek aztán különböző tulajdonságokat irányítanak, pl.: vastagság, véletlenszerűség. Ezek adják a bemeneti adatokat, az inputokat. Ezek alapján a program kioszt a térben pontokat, amelyek cellaközéppontjai lesznek a 3d voronoi mintának. A minta alját levágjuk egy síkkal, ezen fog állni a szerkezet a valóságban. A folyamatot az alábbi ábra szemlélteti:

 

Parametrikus tervezés a gyakorlatban, folyamat - Romvári Péter
 

 

Az alábbi néhány kép a nemzetközi pályázaton díjazott pavilontervet mutatja:

 

Parametrikus tervezés a gyakorlatban, pavilonterv - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban, pavilonterv - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban, pavilonterv - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban, pavilonterv - Romvári Péter
 

 

Hasonló rendszerrel fejlesztettem ki egy másik prototípust: a végtelen számú variációban megtervezhető polcrendszert. Olyan termék ez, ahol a felhasználó és a tervező már nem választható szét egyértelműen: egy honlapon található egyszerű eszközökkel bárki megtervezheti a saját, voronoi algoritmus által generált bútordarabját. Nem a polclapok kapcsolódási pontjait, hanem cellák középpontjait mozgathatja a felhasználó. Tetszőleges számú verziót elmenthet, és a kívánt kompozíciót meg is rendelheti. A parametrikus szoftver kiszerkeszti a szükséges vágómintákat és az összeszereléshez szükséges jeleket, így a bútorban nincs két azonos alkotóelem. A CNC vágógép pedig kivágja és gravírozza a postán kiküldött darabokat. Otthon a felhasználó (tervező) egy összeszerelést segítő ábrával megépítheti a saját elképzelése szerint megvalósuló bútordarabot. Ha ezek alapján kicsit nehéz elképzelni, hogy is működik az algoritmusokkal történő tervezés, itt ki lehet próbálni.

 

 
Parametrikus tervezés a gyakorlatban, polcrendszer - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban, polcrendszer - Romvári Péter
Parametrikus tervezés a gyakorlatban, polcrendszer - Romvári Péter
 

 

Végezetül hangsúlyozni szeretném, hogy ösztöndíjas munkám csupán egy kis szeletét tárja fel a parametrikus tervezésben megnyíló lehetőségeknek. Rámutattam, hogy a módszer új távlatokat nyit meg nem csupán az építészet, de a belsőépítészet, illetve bútortervezés terén is. Teszi ezt úgy, hogy a tervezés és kivitelezés folyamata közelebb kerül egymáshoz, és olyan új eszközöket adhat a tervezők kezébe, amelyek képesek befogadni a tudományok legújabb vívmányait.

Romvári Péter
 

 

Romvári Péter

 

Kapcsolódó oldalak

Márton Enikő: Tervezési technikák evolúciója

Parametrikus design kurzus az YBL Építéstudományi Karán - videó

FAB-RIC 2.0 — kiállítás az N&n galériában 2009

Alulról-fölfelé / Bottom-up — Design workshop 2009

vélemény írásához jelentkezzen be »