Vurdering og diskusjon

Å sette seg inn i parametrisk modellering krever en viss forståelse på forhånd om hvordan det er ønskelig at modellen skal fungere og hvilke forutsetninger og resultater som er ønskelig å oppnå. I de gjennomgåtte parametriske modellene var det gitte koordinatpunkter som

referanse, og det parametriske systemet genererte overflater. Overflatene ble videre brukt som input for generering av fagverksmodellen. Noen numeriske parametere kunne stilles på underveis, som fagverkets høyde og senteravstander. Dette viste seg å være nyttig også i strukturanalysen. Til og med koordinatene i modellen ble behold gjennom hele

modelleringsprosessen.

Den store fordelen med generative modeller er at når designet først er generert, er det svært anvendbart på flere utfordringer. Modellen er med andre ord gjenbrukbar for lignende tilfeller som vist med at samme generative modell ble benyttet for alle tre fagverkene.

Med en generativ modell som i denne oppgaven genereres modellen i løpet av sekunder (avhengig av tilgjengelig datakraft). Overordnede designparametere som høyde og

senteravstander kan reguleres enkelt og oppdateres direkte i modellen. Tidsbesparelsen for tegning og modellering, spesielt ved endringer av input er enorm når hele modellen generer seg selv etter endrede forutsetninger fremfor å måtte manuelt modellere hver enkelt

fagverkstav på nytt. Generelt kan vi ut fra erfaringene gjort i denne oppgaven si at dersom modellen inneholder flere repeterende komponenter som er avhengig av noen forutsetninger og parametere kan det redusere arbeidsmengden vesentlig ved slike komplekse modeller ved bruk av parametrisk design.

Fagverksmodellen utformet i GH kan benyttes med en vilkårlig overflate som input. Det er ikke et krav om at overflaten skal være modellert parametrisk, men kan i teorien også være formet som en «Solid» eller tilsvarende objekt i et annet kompatibelt program. En god generativ modell vil egne seg godt til å generere bærekonstruksjon ut fra organiske

arkitektoniske former og i andre tilfeller hvor det blir arbeidskrevende å modellere presist.

Definisjonen for planaritetskontroll ble i liten grad benyttet i oppgaven. Dette skyldes at panelet ble forsøkt modellert som trekanter i overkant av fagverket. I tilfeller der det er ønskelig med rektangulære og plane panel er dette en metode for å kontrollere at panelene faktisk er plane. Vi kunne her også enkelt ved hjelp av GHs «list item-komponenten» ha satt på en lokaliseringsdefinisjon som kunne visuelt vist hvilke paneler som er plane og hvilke

63 som ikke er. Oppgaven har ikke tatt for seg modellering av taktekking, eller glassflaten som ble skissert. Konstruksjonen med glasspanel er imidlertid skissert i illustrasjonene lagt med som vedlegg E.

Eksportere modellen fra GH med nødvendig informasjon var lettvint og gikk bra. I oppgaven ble det benyttet et tredjepartsillegg for dette. Programtillegget fikk med relevant informasjon på en god måte. (Se vedlegg A for eksempel på slik informasjon hentet fra tak 1 alternativ A).

Eksporten kunne også ha vært gjort ved å samle de samme dataene og sette de inn et regneark eller en tekstfil (Lewis 2012).

RSA plasserer ikke panelene lagt i overkant av konstruksjonen riktig posisjon. Disse blir liggende langs tyngdepunktsaksen til segmentene. Dette medfører at panelarealet som kommer ut av robot ikke er helt korrekt. Elementene som ble laget i GH og overført til robot var definert som «Cladding»-elementer. Dette er elementer uten masse, men som fungerer til modellering av arealfordelte laster. Fordelen med å benytte dette er at det sparer en del arbeid.

Dette fordi det ikke blir nødvendig og konverter lastene til linjelaster fordi tilstøtende lastareal blir regnet ut av seg selv. Med kompleks geometrisk struktur som i de studerte tilfellene er det en stor fordel at dette blir regnet ut av seg selv fordi dette kan bli uoversiktlig og vanskelig å modellere manuelt.

Fordelen med å modellere de to takkonstruksjonene i separate modeller var stor med hensyn til beregningstid. Beregningene var store og den tilgjengelige datakraften gjorde at

beregningene særlig tok lang tid når disse var plassert i samme modell.

Arbeidsprosessen med parametrisk design, strukturanalyse, tegninger og visualisering viste seg å være ganske omfattende og involvere flere ulike tegneprogrammer fra ulike produsenter.

Mange av programmene hadde ulike filformater, men viste seg kompatible ved å eksportere og importere ulike støttede formater. For å illustrere hvor omfattende dette var er prosessen vist i satt opp i figur 64.

64

Figur 64. Arbeidsflyt med programvare og filformater

I oppgaven kunne trolig alternativ programvare blitt valgt. Argumentene som talte for å velge denne type programvare var tilgjengelighet. Rhino og GH ble introdusert som brukervennlig og kompatible med de fleste filformater. Samhandlingen mellom Rhino og programtillegget GH var også visuelt god. GH har også fordelen med alle tredjepartsprogramtilleggene som er oversiktlig samlet på en nettside (Food4Rhino). Et stort utvalg av tredjepartsprogrammer gir brukeren mange muligheter. Til tider kan dette oppleves som noe overveldende og ikke alltid like samstemt. En mer helhetlig løsning hadde vært å foretrekke.

Det er vanskelig å si om programvaren som er valgt er de mest effektive. Programvaren som er valgt i oppgaven er valgt på Det kan ikke utelukkes at det finnes mer effektive programmer og arbeidsflyt ved bruk av annen programvare.

Til strukturanalysen har jeg ikke klart å frigjøre meg helt fra standardkomponenter. I modellen ble det benyttet standardiserte profiler med tverrsnittsdata som kan finnes i tabeller.

Med muligheter for å masseprodusere spesialtilpassede bygningskomponenter kunne det vært mulig i dette tilfelle å gå bort fra standardkomponenter og lage unike komponenter.

Geometry Gym (SSI)

.rtd

.sat/.dwg

.rtd Konstruksjon

Design Modell/

Arbeidstegninger

65 Statikken blir løst med stivhetsmatriser og blir ikke vurdert i denne oppgaven. Allikevel ble det foretatt en statisk likevekts vurdering. Vurderingen i programmet viser at summen av kreftene påsatt og reaksjonskreftene er lik null. Modelleringen som er gjort er gjort delvis i GH og i RSA. GH definerer ytre fastholdninger, mens RSA definerer de innbyrdes mellom segmentene i fagverket. Fra fasthetslære vet vi at metoden dette blir modellert på er

utslagsgivende for resultatene. Overføringen av modellen mellom GH og RSA kunne ikke ha vært mer lettvint så lenge dette er to separate programmer med ulike filformater. I modellene benyttet i denne oppgaven ble all nødvendig informasjon med unntak av laster og lasttilfeller overført fra GH til RSA.

Dersom modellens knutepunkter modelleres momentfrie, vil det bare være aksialkrefter som virker i stavene. Da ville ren knekking trolig vært dimensjonerende. Kontrollregningen vedlagt som vedlegg D stemte godt overens med Robot sine resultater. Knutepunktenes egenskaper ble ikke tatt hensyn til i modelleringen og vi kan av resultatene se at programmet av seg selv regner disse med moment. Altså må dette tas hensyn til i beregningen. Dette er gjort etter NS-EN 1993-1-1 pkt. 6.6.3 (4). Manuell kontroll av dette gjøres ikke her, men det vises til at programvaren benyttet kontrollerer dette. Beregningsrapportene fra de tre

modellene ligger vedlagt i vedlegg C.

Snølasten ble dimensjonerende last med 3,32 kN/m². Med varmegjennomgangskoeffisient (U-verdi) i henhold til teknisk forskrift ble reduksjonsfaktoren for glasstaket veldig liten. Dette har sammenheng med at isolasjonsevnen er så god at snøen på taket ikke smelter i like stor grad som den gjorde med tidligere mindre energieffektive krav.

Vi ser at i alle tilfellene er dimensjonerende tilfelle en snølast med lastvirkning på bare en side av konstruksjonen med dominerende snølast. Under «Case» Figur 61, Figur 62 og Figur 63 vises dimensjonerende lasttilfelle. Av den grunn vil for eksempel fagverksdesignet til Berlin Hauptbahnhof (Figur 3) være svært vanskelig å få til i sin elegante form. Når konstruksjonskroppen har en kompleks geometri som i denne oppgaven hadde det vært relevant å se nærmere på lastberegninger og kunne beregne disse grundigere. Mindre lastverdier å dimensjonere for betyr mindre profiltverrsnitt og mindre materialforbruk.

Dimensjoneringen utført ved hjelp av RSA stemmer godt overens med manuell regning. RSA kontrollerer alle stavene mot Eurocode og gir ut resultater. I denne oppgaven ble det valgt å

66 kontrollere stavene for knekking. Global stabilitet er i dette tilfelle det dimensjonerende for alle fagverkene.

Ved sammenligning av de to

alternativene for tak 1 går det tydelig frem at ved å bruke en Form-Finding prosess kan det spares en god del materialer. Fra tabell 1 og 2 går det frem at stålforbruket ved bruk av Form-Finding er kraftig redusert i forhold til alternativet med et flatt fagverk. I dette tilfellet ble

stålforbruket med bruk av Form-Finding er bare 55,3 prosent av alternativet. Det blir altså her spart 44,7 prosent stål dersom alternative B

blir valgt fremfor alternativ A. form-finding gir her altså en god materialbesparelse.

Overflatearealet som mest sannsynlig må males er samtidig redusert med nesten 32 prosent.

Dette er et verktøy som virkelig har potensiale til å finne mye spennende geometri. Denne type strukturerer fører laster ned til fundament på en bedre måte som krever langt mindre tverrsnitt. Etter min mening var det i dette tilfelle estetisk også mer spennende med en slik form (Figur 65). Form-finding viser seg her kunne gi ut et resultat på en god og effektiv måte.

Resultatet kan justeres og oppdateres direkte og vurderes både visuelt og parametrisk. Det er også vist her at det kan modelleres effektivt, men det er også et verktøy for å finne en mer materialeffektiv form.

Resultatet betyr også at det ved bruk av en form-finding-prosess kan finnes design som er mer spennende arkitektonisk samtidig som det er materialbesparende. Kostnader og forbruk av materialer er et argument som ofte brukes mot komplekst design, men som i dette tilfellet er argument for. Potensiale for å bruke denne typen modelleringsteknikk for å finne former er altså stor og har stort potensiale til å bli benyttet på større og mer sammensatte

formgivningsutfordringer. Et aktuelt forsøk i den forbindelsen vil for eksempel være å plassere ut interne søylepunkter og se hva slags former som vil bli generert av dette.

Figur 65. Illustrasjon av tak 1 alternativ B

67 Kombinasjonen av analyse og modelleringsegenskapene i programvaren som form-finding kan inngå som metode i en «performance-based designprosess». Her kunne det videre vært spennende og se på flere vurderingskriterier som for eksempel solforhold, akustikk og/eller andre kriterier. Grasshopper inneholder en funksjon med navn «Galapagos» (Robert McNeel

& Associates 2012a) dette er en type evolusjonær problemløser. Fordelen med bruk av en slik er at brukeren kan bla gjennom en rekke løsningsalternativer og samtidig se hvor god

løsningen er. Dette et verktøy som ikke bare er numerisk, kan vurderes også visuelt ut fra selvbestemte vurderingskriterier.

En annen metode som ikke er brukt i denne oppgaven, kunne vært å benytte Catmull-Clark Subdivision på hele den overordnede flaten og brukt en slik evolusjonær problemløser. For eksempel kunne problemløseren bli satt til å endre antall oppdelinger («Subdivisions») og minimere antall ikke-plane flater og eller minimere antall oppdelinger. Disse og flere slike vurderingskriterier kunne vært aktuelt å se videre på som alternativ eller i tillegg.

En parametrisk modell er i oppgaven vist at er kompatibel med en mer tradisjonell objektsbasert DAK-modell. Den parametriske modellen kunne importeres inn i Revit ved hjelp av Robot. Da kom alle de ferdig dimensjonerte tverrsnittene med og alle koordinater stemte overens med utgangspunktet. Dette kan også visualiseres som i vedlegg E. Tegninger ligger med i vedlegg G. Det var også mulig å benytte GH funksjonen «Bake» til å

transformere GH-modellen til volumelementer i Rhino. For deretter og eksporter til passende format. Oppgaven tar ikke for seg

videre prosjektering av konstruksjonen.

Det viktige for å modellere generative modeller effektivt på er at man har en klar definisjon av hva som er

modellens mål, hvordan den skal se ut, hvilke parametere som skal være justerbare og hvilke resultater som skal genereres. Sammenlignet med en tegning der hver enkelt strek kan

justeres er parametriske modeller mer krevende å holde orden med fordi modellen består av et system som generer bygningsinformasjonsmodellen ved hjelp av regelalgoritmer.

Figur 66. Illustrasjon laget i Revit med modellen fra Grasshopper

68 Ved å benytte parametrisk design tar man potensiale ved bruk av datamaskiner et stort steg videre. Fra at arkitekter og ingeniører modellerer manuelt, først med 2D til 3D, til at datamaskinen selv genererer modell ut fra et brukerdefinert system som selv generer bygningsmodellen. Denne oppgaven har bare sett på noen av de mange mulighetene som finnes innenfor parametrisk design.

Fra designerens synspunkt er parametrisk design et verktøy som gir tilbake den geometriske kontrollen som man har når man tegner for hånd, men i denne sammenhengen muliggjør det også tredimensjonal modellering. Til forskjell fra objektsbasert DAK blir man som bruker av parametrisk-DAK ikke fristet til å bruke ferdig definerte objekter, men tvunget til å være kreativ å modellere egne former. En utvikling i bruk og kunnskap om slik programvare og datastyrt produksjon kan sørge for at vi i fremtiden vil kunne se mer spennende arkitektur som følge av en mer effektiv prosjektering og produksjonsprosess. Mye av grunnen til dette er at formgiveren får et mye mer interaktivt forhold til hva som genereres på skjermen enn man tradisjonelt vil med objektsbasert-DAK. Helhetlige og komplekse formalternativer kan også bli utforskes, analyseres og vurderes på en langt mer effektiv måte.

69