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建筑和计算机科学正更加紧密地交织在一起。数据科学可以利用大数据、机器学习和网页开发来创建可行的设计辅助工具,达到深度模拟和流程可视化。
这种现象吸引了一些大胆的建筑师踏入计算机编程领域,转变成具有编程技能的综合设计师:即计算设计师。他们开发增强设计实践的自动化技术,创造工具来分析建筑性能和制作用户友好界面,使设计师能够在创意过程中做出更明智的决定。
Scout 由 KPF城市界面(KPFui)团队开发,是一个共享网络平台,向业主展示设计过程并与社区成员进行设计互动。通过 Scout,KPF 设计师和合作方可以探索和比较数以千计的选项,做出更明智的决定,并享受实时可视化结果的创作自由。
McNeel的Rhinoceros已经成为这个跨学科项目中的关键参与方。首先,通过Grasshopper插件,该软件可以通过可视化界面便捷地编程,降低了非专业人士的进入门槛,使其可以相对容易地访问开发者社区创建的庞大插件生态系统。更重要的是,McNeel允许软件变得高度可定制,允许将Rhino内置到其他软件中。
Rhino Compute 作为云网络服务
Rhino Compute 允许Rhino软件在本地计算机或基于云的Windows服务器中运行,开展几何计算。简单地说,Rhino Compute允许其他应用程序通过编程接口利用Rhino和Grasshopper功能,而无需安装Rhino。
KPFui团队创建的基于Rhino Compute的Rhino插件初稿
计算任务的工作流程
以下工作流程可在本地或基于云的 Windows Rhino Compute上进行几何计算和求解。每个工作流程都利用不同的技术堆栈。这些技术堆栈可以根据所需的工作流程进行互换甚至组合。
使用Rhino Compute的Rhino 插件和 Grasshopper脚本相比较
例如,设计师可能会需要一个计算量很大的 Rhino 命令,譬如解决复杂的外立面计算。一般而言,如果设计师不知道如何使用 Grasshopper,他们会联系办公室的计算专家来编写工作流程,将脚本复制到他们的计算机上,并确保他们的本地计算机具有所有必需插件。借助 Rhino Compute,现在可以通过专家编写工作流程并将其添加到办公室网络服务系统中来解决这个问题, 同时无需为每个设计师购买高端计算机。
设计师
专业人士
Rhino Compute工作流程
Rhino Compute 在实践中的应用
KPF设计师与KPF 城市界面(KPFui)团队及KPF环境绩效(KPFep) 团队使用Rhino Compute进行合作
KPF 早在 2019 年秋季就在温哥华的一个竞标项目中利用了 Rhino Compute。设计团队需要采用一种对设计方案进行快速迭代计算的方法,并向内部及外部团队汇报。不过,各个团队注重的指标不同。这意味着设计团队需要针对各种分析(视野、热舒适性、遮蔽等)测试设计方案。KPFui 团队创建了一个 Rhino 插件,连接运行 Rhino Compute 的 Windows 云服务器和前端网络界面 Scout。该工作流程有助于设计团队更快地了解设计,并增强KPF 计算设计师在KPF全球办公室范围内中处理更多项目的能力。
计算及反馈效率的前后对比
集中化管理
KPFui团队创建了许多Grasshopper脚本,在传统工作流程中,这些脚本会被发送给设计师,在他们的本地计算机上执行。这需要设计师了解Grasshopper,并在Grasshopper上导航以获取设置和输出。事实证明,这种工作流程效率较低。相反,Rhino Compute插件使Grasshopper脚本能够在云服务器上运行,并通过插件界面向设计者公开设置。这降低了设计师执行复杂Grasshopper脚本的门槛,针对更改设计方案并根据各种指标进行测试,创建了迭代工作流程。
KPF的Scout web平台中的Bentall中心计算设计模型
2019年,KPF在位于温哥华市中心的Bentall中心更新项目中使用了Rhino Compute。Bentall中心项目将温哥华重要的城市中心重新赋活。该场地的新建区域,将与建于20世纪60年代末和70年代初的四座现有塔楼相对应。重要的是,该区域的选址经过深思熟虑——它不会对现有Bentall塔楼的日照和景观视野产生负面影响,也不会占用现有的公共广场。该场地有一系列复杂的约束条件,如交通线、坡度和城市文物单位的保护要求。设计团队需要权衡各种塔楼方案,以使各塔楼视野无遮挡,以及地面层具有直射阳光,以便形成一个阳光充足的广场。
Bentall中心中新建的Burrard Exchange为一座现代化的Loft建筑,拥有舒适健康、光线充足的工作空间。KPF的创新设计利用了大量木材,打造了一座最先进的绿色办公大楼,减少了建筑的碳排放。
KPF利用Rhino Compute的Rhino插件,使设计团队能够快速迭代各种设计方案。Grasshopper脚本存储在云服务器上,并在Rhino Compute Windows服务器上解决,使建筑师能够在设计过程中快速收集见解,从而提高他们做出明智设计决策并向业主展示的能力。
Bentall中心无遮挡视野分析,以定位最佳场地附加容积率
Bentall中心场地阳光直射分析
伴随着全球对绿色建筑的呼吁,以及提高使用者及整个社区健康福祉的诉求,在面对越来越复杂的项目挑战,以及越来越严苛的规范条件,计算机技术变革下的各专业高效协作是一大趋势,建筑的使用者以及城市规划制定者们的在设计流程中的参与度也变得至关重要。快速的迭代运算能力,可以大大提高设计师的流程效率,数据科学的引进,让设计师们如虎添翼,可帮助设计师们快速获得以数据为依据的洞察力。
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