Projektowanie generatywne: ludzka wiedza i sztuczna inteligencja

Ilustracja wariantów projektu stworzonych za pomocą projektowania generatywnego

Jak STRABAG wykorzystuje projektowanie generatywne do optymalizacji planowania budynków za pomocą algorytmów

Projektowanie generatywne jest kluczowym elementem w działaniach STRABAG na rzecz transformacji branży budowlanej. Wykorzystanie dużych zbiorów danych i odpowiednich algorytmów umożliwia nie tylko generowanie różnych wniosków i prognoz, ale także realizację określonych celów w projekcie. Temu właśnie służy projektowanie generatywne. Metoda projektowania oparta na modelach oferuje projektantom budynków niezliczone możliwości projektowania ich konstrukcji. Projektowanie generatywne rozwija swój pełny potencjał dzięki połączeniu sztucznej inteligencji i ludzkiej wiedzy.
 
Projektowanie generatywne oferuje STRABAG narzędzie umożliwiające wykorzystywanie różnych potencjałów danych, które sprawiają, że budownictwo jest nie tylko bardziej innowacyjne, ale także bardziej zrównoważone. Możliwość wpływania na zasoby, jakość, koszty i terminy jest największa we wczesnych fazach planowania i projektowania obiektu budowlanego. Projektowanie generatywne, w przeciwieństwie do wcześniej stosowanych metod, oferuje nie tylko trzy lub cztery szkice projektowe, ale całą ich mnogość. Oszczędza to czas i zasoby w poszukiwaniu optymalnego rozwiązania projektowego - szybkiego, zautomatyzowanego i opartego na danych.

Projektowanie generatywne: zasada w trzech krokach

Projektowanie generatywne opiera się na automatycznie generowanych danych. W procesie planowania wspomaganego komputerowo, algorytmy ewolucyjne i procesy optymalizacji generują dużą liczbę alternatyw projektowych w możliwie najkrótszym czasie. Są one tworzone poprzez łączenie zmiennych projektowych z modelu parametrycznego. Zasadę projektowania generatywnego można wyjaśnić w trzech krokach:

Grafika trzech etapów projektowania generatywnego

Generowanie
Setki propozycji projektowych są generowane w bardzo krótkim czasie. Daje to innowacyjne wyniki, które mogłyby nie zostać odkryte podczas ręcznego planowania projektu.

Analiza
Wszystkie warianty projektowe są analizowane przez system pod kątem celów optymalizacji. Specyfikacje projektowe, w tym zdefiniowane parametry i warunki przestrzenne, są uwzględniane automatycznie.
Optymalizacja
Wynikiem są zoptymalizowane propozycje projektowe oparte na wcześniej zdefiniowanych wymaganiach i celach. Wybierany jest najbardziej odpowiedni wariant, który w razie potrzeby jest dalej dostosowywany.

Narzędzia i funkcje projektowania generatywnego w skrócie

GD ENERGY
Określa w czasie rzeczywistym obciążenie grzewcze, obciążenie chłodnicze i ilość powietrza. Można również określić wydajność fotowoltaiki (PV) i zoptymalizować obszary PV przy użyciu zapisanych danych klimatycznych.

GD CO2 & COST
Analizuje i optymalizuje poszczególne parametry budynku pod kątem emisji CO2 i kosztów produkcji w konstrukcji.

GD ARCHITECTURE
Automatyczne generowanie przeciwbieżnych, dwuczęściowych schodów prefabrykowanych ze wspornikiem.

GDEXCAVATION PIT
Optymalizuje klasyczny proces planowania podczas projektowania wykopów.

Projektowanie generatywne w praktyce: Dekarbonizacja istniejących budynków za pomocą GD ENERGY

Projektanci STRABAG już wykorzystują projektowanie generatywne w trwającym projekcie budowlanym Z2 w kampusie ZÜBLIN w Stuttgarcie. Planowana renowacja istniejącego budynku oferuje wiele możliwości wykorzystania narzędzi cyfrowych, w szczególności GD ENERGY.

GD ENERGY umożliwia STRABAG parametryczne modelowanie istniejącego budynku i ocenę jego efektywności energetycznej już na początkowym etapie planowania i projektowania. W oparciu o dane z Google Earth i plany dróg ewakuacyjnych i ratunkowych, planiści określają parametry projektowe, takie jak objętość powietrza oraz obciążenia cieplne i chłodnicze we wstępnym projekcie. Potencjalna wydajność fotowoltaiczna budynku może być również generowana przy użyciu przechowywanych danych geograficznych (GIS) i porównywana ze specyfikacjami energii pierwotnej zgodnie z ustawą o energetyce budynków. Wykorzystując projektowanie generatywne, STRABAG pomaga stworzyć neutralny dla klimatu, przyszłościowy budynek.

Grafika budynku przedstawiająca źródła energii obliczone przez GD Energy t.philippi@tomphilippi.com
Moduł fotowoltaiczny w GD ENERGY bezpośrednio oblicza możliwe źródła energii.

Perspektywy i kolejne kroki

STRABAG korzysta już z czterech narzędzi Generative Design. Kolejnym krokiem jest jeszcze ściślejsze powiązanie tych narzędzi w celu uczynienia całego procesu planowania bardziej interaktywnym. Celem jest umożliwienie spojrzenia na budynek jako całość i uwzględnienie kilku dyscyplin planowania jednocześnie.

Jednym z projektów testowych zastosowania GD w zakresie planowania sieciowego jest Centrum Innowacji w kampusie ZÜBLIN w Stuttgarcie. Od planowania projektu i projektu konstrukcyjnego po projekt przestrzeni biurowej i projekt MEP, wszystko tutaj jest automatycznie połączone w sieć i oparte na danych.

Ilustracja Centrum Innowacji w Stuttgarcie, w którym zastosowano procesy generatywne
Projektowanie generatywne umożliwia podejmowanie decyzji w oparciu o dane.

Może Cię to również zainteresować.