Ретроспектива застосування комп'ютерних засобів в архітектурному проектуванні

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕТРОСПЕКТИВА ЗАСТОСУВАННЯ КОМПЮТЕРНИХ ЗАСОБІВ В АРХІТЕКТУРНОМУ ПРОЕКТУВАННІ

І.В. Бірілло

Постановка проблеми. Застосування комп'ютерних засобів у всіх сферах життя суспільства стає характерною ознакою сучасного світового розвитку. Постійно зростаючий рівень комп'ютерних технологій, динамічний розвиток програмних і апаратних засобів тягнуть за собою бурхливий перехід від традиційних методів ведення проектно-конструкторських робіт у галузі архітектури до використання нових автоматизованих систем розробки

Ринок інформаційних технологій світу і України зокрема, насичений спеціалізованими програмними засобами для автоматизації окремих етапів проектування будівель і споруд. Кожен з цих програмних засобів має свою модель подання об'єкта будівництва і оперує тими атрибутами елементів моделі, що необхідні для вирішення задач автоматизації певного етапу проектування будівельного об'єкта [1].

Сучасне архітектурне проектування є складною організованою системою діяльності, знаходиться на стику планування, будівництва, науки і мистецтва. Включає естетичні, інженерно-технічні, функціональні, екологічні, ергономічні технологічні та інші завдання і проблеми які вирішуються в процесі архітектурного проектування і реалізації об`єктів. Саме тому, тема застосування комп'ютерних засобів в архітектурі привертає особливу увагу і дає реальну можливість простежити на конкретному історичному матеріалі передумови їх застосування в архітектурному проектуванні на основі розвиваючого науково-технічного прогресу. Адже, сьогодні, цілісного обґрунтування концепції формування, історії становлення та розвитку застосування цих засобів в архітектурі не досліджено в повному обсязі

Аналіз літератури з проблеми дослідження. Різним теоретичним і методичним аспектам в галузі оптимізації містобудування та архітектури присвячені роботи: Азгальдова Г. Г., Бархіна Б. Г., Дьоміна М. М., Єжова В. І., Ковальського Л. М., Лаврика Г. І., Макухіна В. Ф., Михайленка В. Є., Сазонова К. О., Слєпцова О. С., Тімохіна В. О., Фоміна І. О., Яблонського Д. Н., Буравченка С. Г., Василенка Л. В., Григор'єва Е. П., Яблонської Г. Д. та інших.

Питаннями осмислення проявів нових теорій і технологій в сучасному проектуванні і нових нелінійних (дигітальних, комп'ютерних) форм в архітектурі займалися І. А. Добріцина, Н. В. Касьянов, Н. A. Рочегова, Є. В. Барчугова, Е. В. Хайман, Г. І. Ревзін, A. A. Асанович, В. А. Юзбашев, та ін.

Формулювання цілей статті. Основною метою статті є всебічний огляд та визначення основних етапів ретроспективи застосування комп'ютерних засобів в архітектурному проектуванні.

Основна частина. Методика і форми реалізації архітектурно - будівельного проектування завжди змінювалися з часом і залежали від рівня розвитку людства в ту чи іншу епоху. Вони ж і характеризували рівень цього розвитку, оскільки завжди враховували і використовували найсучасніші на той момент знання, винаходи і науково-технічні досягнення. Іншими словами, стан архітектурно-будівельної галузі завжди характеризує і відображає ступінь розвитку всього суспільства. У процесі розвитку проектування десятиліттями вироблялися, удосконалювалися і доводилися до найвищого виконавського рівня численні методи і технології його реалізації

Поява електронних обчислювальних машин у 50-60-і роки XX ст. створила сприятливе середовище для розвитку інформаційно-комунікаційних технологій у цілому. Перші застосування комп'ютерів в проектуванні ґрунтувались на автоматизації інженерних розрахунків, які могли обробляти лише незначну кількість інформації

Розвиток кібернетики, електроніки та інформатики створили можливість комплексного застосування комп'ютерних технологій в проектуванні що викликало необхідність зміни способу мислення та спонукали на необхідність проведення дослідження ролі і місця комп'ютерної технології в архітектурному проектуванні. Цій проблемі були присвячені роботи Л. М. Авдотьіна, С. Врони, Дж. Джиро, Ч. Істмана, Н. Кросса, В. Мічеля А. Шімского.

У 1 950 р. під керівництвом академіка С. О. Лебедєва м. Києві була змонтована перша в континентальній Європі програмно-керована мала електронно-лічильна машина «МЭСМ».

У 6 0 -х на початку 70-х років XX століття було розроблено багато програм які зачіпали різні стадії проектування Але із-за відсутності нової технології проектування яка б включала автоматизовані етапи проектного процесу, їх впровадження в проектну практику не відбулося. Це викликало прагнення до інтеграції існуючих у розпорядженні проектувальників комп'ютерних інструментів і до створення автоматизованих систем проектування Почали розроблятися комплексні програми що охвачували увесь проектний процес Ці системи були призначені для рішення інженерних задач (система ICES - Integrated Civil Engineering System -1962 рік, автоматизована система об'єктів будівництва АСПОС- 1 966 рік та інші). У 1 962 році було розроблено першу вітчизняну напівпровідникову обчислювальну машину широкого призначення «Днєпр», запущено в серійне виробництво малу цифрову електронну обчислювальну машину «Промінь» призначену для автоматизації інженерних розрахунків середньої складності рік.

Тільки, починаючи з 70-тих років з'являються роботи, в яких комп'ютер розглядається не тільки як посередник в проектному процесі а як генератор архітектурних форм (Ж. П. Дуарте, Р. Кравчик, В. Мічел, Ц. Содду, Г. Стіни, Дж. Фрейзер). Розпочинається автоматизація будівельного конструювання, для розрахунку і проектування будівельних конструкцій.

У 70-х роках з'явилися програмні комплекси для різних ЕОМ (ЕКСПРЕС, МІРАЖ), у яких був реалізований МСЕ, що дало можливість інженерам за єдиною методикою вирішувати завдання по теорії пружності, і стрижневих систем. Програми мали свої сильні і слабкі сторони при розрахунку конкретної конструкції.

У кінці -х років розпочалася розробка принципово нової технології синтезу тривимірних об'єктів - комп'ютерного графічного просторового проектування К А Сазоновим було розроблено математичне та програмне забезпечення, створено першу в світі систему комп'ютерного графічного просторового проектування, яка мала назву InteAr. Це дозволило графічно на перспективних зображеннях створювати поверхні модельованих об'єктів і виконувати їх просторове розміщення Система InteAr більш ніж на років випередила аналогічні розробки в інших країнах У -і роки InteAr використовувалася в понад 1 0 0 проектних організаціях архітектурно - будівельного напрямку

У 8 0-х роках, із появою персональних комп'ютерів та відповідного програмного забезпечення, почалось застосування комп'ютерної техніки для розробки архітектурної проектної документації Розпочався етап комп'ютеризації проектних архітектурних організацій

У 1 982 році компанією Autodesk випускається перша версія AutoCAD, під назвою MicroCAD, яка використовувалась як електронний кульман для створення пласких креслень. Наявність вбудованої мови програмування (Lisp, а потім і інших) дозволило адаптувати програму для різних областей проектування. Пізніше, Autodesk на базі AutoCAD розробила ©Autodesk Architectural Desktop» (останні версії якого відомі, як ©AutoCAD Architecture»). Autodesk є першою акціонерною компанією-виробником САПР.

Згодом, компанією GRAPHISOFT для архітектурного проектування, запускається ArchiCAD. З появою цієї системы, яка потіснила AutoCAD на ринку архітектурних САПР, архітектори почали працювати в архітектурних термінах, працюючи над планами поверхів, одночасно створювати об'ємну модель проектованої будівлі. Прискорений та вдосконалений інтерфейс програмного комплексу ArchiCAD, забезпечує ефективність інструментарію архітектора, з удосконаленою навігацією, істотно підвищуючи швидкодію в 2 D проектуванні [2, 3].

У 1 987 році із введенням кольорового зображення, GRAPHISOFT презентує концепцію Віртуального будівлі - першу інтегровану систему інформаційної моделі будівлі. У 2004 році ця система з новими, і вдосконаленими можливостями, потужними архітектурним інструментарієм переросла у комплексне рішення в області технологій Virtual Building для Архітекторів. Технологія Віртуального будівлі стала важливою віхою в розвитку САПР.

У кінці 80-х років починається і масове впровадження програмних комплексів сімейства Ліра-САПР, призначених для проектування і розрахунку будівельних і машинобудівних конструкцій різного призначення на статичні (силові і деформаційні) і динамічні дії. У процесі свого розвитку розрахункова програма ЛІРА-САПР (її попередники - ЕКСПРЕС, МІРАЖ, ЛІРА-ЄС, ЛІРА- СМ, Ліра 9. 6, та інші) увібрала в себе всі самі передові ідеї в галузі сучасного високотехнологічного будівництва Програми для розрахунку конструкцій застосовувалися при будівництві багатьох значущих споруд і об'єктів.

На початку 90-х років уперше в Україні та СНД спеціалістами інституту «УкрНДІПроцивільсільбуд» було розроблено й впроваджено в проектну практику сучасні технології проектування, що базувались на застосуванні комп'ютерної техніки за програмою «АТЛ-Проект» (програми «Маестро»). Розпочалось активне використання програмного забезпечення в автоматизації робочих місць архітекторів конструкторів. Напрямки діяльності включали методологію ; наукові дослідження; розробку проектів житлових будинків; розробку усіх видів проектної документації в галузі містобудування планування та забудови міст; роботи із стандартизації та інше.

Наступний етап по впровадженню та застосуванню комп'ютерних засобів в архітектурному проектуванні можно назвати етапом - інновацій та адаптації -ті роки У цей період почалось впровадження в практику принципів віртуальної реальності Спочатку в військових тренажерах потім в комп'ютерних іграх і нарешті вони стали областю зацікавленості архітекторів- проектувальників

У році започаткувалось параметричне моделювання коли вийшли перші системи з можливістю параметризації Першопрохідцями були Pro/ENGINEER (тривимірне твердотіле параметричне моделювання) від Parametric Technology Corporation і T-FLEX CAD (двовимірне параметричне моделювання від Топ Системи На відміну від двовимірного креслення або тривимірного моделювання параметризація має значно більші можливості.

У 1990 році підрозділ Autodesk- Multimedia Division, представляє систему 3D Studio, який пізніше був доопрацьований, удосконалений для повноцінної роботи з 3 D-графікою та перейменований у 3D Studio Max. Програмний пакет 3D Studio Max містить потужний інструментарій не тільки для безпосереднього тривимірного моделювання а й для створення якісної анімації. Високоякісні архітектурні та дизайнерські проекти вражають своєю правдоподібністю та BD-спецефектами.

Компанія Autodesk залишається одним із провідних виробників систем автоматизованого проектування та програмного забезпечення для конструкторів, дизайнерів, архітекторів. І у 2002 випускає систему Autodesk Architectural Studio, де тривимірна архітектурна модель може бути виконана на досить високому професійному рівні починають впроваджуються модулі моделювання та візуалізації. Тим не менш, багато фахівців вважають за краще в АоСАОі формувати набори пласких креслень і специфікацій, а автоматично одержувану з креслень 3 D-модель використовувати як заготовку для детального опрацювання і візуалізації безпосередньо в 3 D MAX.

На цьому ж етапі, об'єднавши компанію Revit Technology та AutoCAD, компанія Autodesk представляє продукт Revit Series. Сьогодні Autodesk Revit є потужним програмним комплексом для архітекторів та проектувальників, який реалізує принцип інформаційного моделювання будинків (Building Information Modeling, BIM), надає можливості тривимірного моделювання елементів будівлі і плоского креслення елементів оформлення, організації спільної роботи над проектом, починаючи від концепції і закінчуючи випуском робочих креслень та специфікацій.

У 2007 світовий лідер постачальників програмного забезпечення для архітектури, проектування та будівництва компанія Nemetschek придбавши контрольний пакет акцій GRAPHISOFT, розширила межі проектування ArchiCAD ввівши нові інструменти вільного моделювання форм та зробивши плавний перехід на технологію BIM.

Значним кроком у розвитку застосування комп'ютерних засобів в архітектурному проектуванні став перехід від розрізнених операцій з виконання окремих архітектурних завдань до єдиного процесу проектування заснованому на цифровій моделі об'єкта (BIM). Початок ХХІ ст., переорієнтація архітектурного проектування на тривимірну геометричну модель електронним втіленням якої є ВІМ модель будівлі та її складових є основою комплексного розв'язання архітектурних завдань на сучасному етапі.

Однією із інтегрованих програмних комплексів є Allplan. Інтелектуальні інструменти Allplan дозволяють працювати як у тривимірному просторі для створення об'ємної моделі з ескізного проекту так і у площині креслення створюючи робочу документацію [4]. Комплекс включає роботу по таких напрямках, ув'язаних між собою єдиним інформаційним середовищем: архітектурне проектування конструювання будівельне проектування проектування й розрахунок інженерних мереж будинку оцінка вартості будівництва й проектних робіт.

Незважаючи на велику кількість програмного забезпечення для потреб тривимірного проектування архітектурних об`єктів, виникає необхідність у виборі універсальної системи, на базі якої можна було б швидко та ефективно виконувати різні види робіт. Для виконання розробок складних технічних об'єктів необхідно використання комп'ютерів і потужного програмного забезпечення, що дозволить гармонійно поєднувати форму і зміст проекту, оптимізувати процес розробки і виконання конструкторської документації. Але, ще багато проектних підприємств використовують не ефективні засоби управління проектами застарілі технології що тягне за собою велику кількість переробок збільшення терміну виконання робіт збільшення витрат зниження загальної якості проекту

Переорієнтація архітектурного проектування на тривимірну геометричну модель, електронним втіленням якої є ВІМ модель будівлі та її складових є основою комплексного розв'язання архітектурних завдань сьогодення.

Якщо проаналізувати ретроспективу застосування комп'ютерних засобів в архітектурному проектуванні то можна побачити що вона перетворилась в перспективну галузь з багатьма напрямами свого розвитку особливими інструментами системою стала складовою частиною концепцій розвитку інформатизації суспільства в цілому.

Аналіз упровадження засобів комп'ютерних технологій в архітектурі з початку 5 0 -х років XX ст. до сьогодення, дозволив виявити етапи та особливості їх застосування в архітектурному проектуванні. Сучасний рівень розвитку комп'ютерних технологій дозволяє створювати просторові моделі об'єктів з практично необмеженими можливостями забезпечуючи більшу достовірність рішення геометричних та інших завдань для просторової моделі що дозволяє перейти на якісно новий рівень розробки, як цього вимагає сучасне суспільство.

комп'ютерний архітектурний будівельний проектування

Література

1. Бородавка Є. В. Цифрова модель об'єкта як засіб інтеграції архітектурно-будівельних програмних комплексів / Є. В. Бородавка // Східноєвропейський журнал передових технологій. - 2006. - №2/2 (2 0 ). - С. 1 -4.

2. Норенков И. П., Маничев В. Б Основы теории и проектирования САПР». М.: Издательство Высшая школа». 1 990 г. -- 33 5 с.

3. Прохорский Г. В. Информационные технологии в архитектуре и строительстве. М.: КноРус, 20 1 0. -- 264 с.

4. Бірілло І.В. Впровадження хмарних технологій у архітектурне проектування на основі САПР ALLPLAN // САПР ALLPLAN. Інноваційне проектування в архітектурі і будівництві. Матеріали семінару Міжнародної науково-практичної конференції. М. Київ, 17 - 2 1 лютого 2 0 1 4. - С. 8 - 10.

Размещено на Allbest.ru