本案例研究展示了在一个自由形式的高层建筑中创建可响应的、优化的遮阳板的建筑设计工作流程。
这个项目由ArchiRADAR公司的 Michele Calvano和Mario Sacco创建，并且赢得了由GRAPHISOFT主办的“算法设计遇见BIM”设计竞赛的第一名
建筑师：
Arch. Michele Calvano
——Rhino & Grasshopper 专家
Arch. Mario Sacco
——ARCHICAD & GDL 专家
使用软件:
GRAPHISOFT ARCHICAD
Rhinoceros
Grasshopper
Solibri Model Viewer
Tekla Structures
在Rhino和Grasshopper中建立概念模型：
在Rhino中进行自由形式的概念形状设计| © Michele
Calvano and Mario Sacco, ArchiRADAR
“使用ARCHICAD的首要目标是减少管理项目的时间；使用GDL大大地增强了管理清单和质量控制的灵活性。通过使用Grasshopper，则有很大的机会来进一步提升这些能力。”
——Marchi Sacco，ArchiRADAR
最初的自由建筑形式、概念形状和几何形状都是在Rhinoceros中创建的。Rhino提供了使用图形控制点有效创建样条曲线的双曲面所需的所有工具，从而实现便捷的实时3D编辑。
Grasshopper则被用来覆盖之前构建的样条曲线的网面;这样一来，双曲面的复杂性被减小为均匀分布的成群集成的平面板组。在项目实践中，这样做可以确保不是所有面板都具有不同的几何形状;相反，建筑表面被一系列相同尺寸的元素组所覆盖，从而提高了制造效率并降低建筑成本。
Grasshopper脚本为建筑信息模型提供了算法定义©Michele Calvano和Mario Sacco，ArchiRADAR
从样条曲线到网格——由Grasshopper脚本生成随自由形式表面的面板| ©Michele Calvano和Mario Sacco，ArchiRADAR
“在现代，3D模型被视为思考，表达和构建的工具。Grasshopper和ARCHICAD之间的AC-GH实时链接使我们能够更加深入地理解这个过程，能够创建创造和生产之间的直接联系，简化每一步的结果，创造出动态、轻量化、多样化的模型。”
——Michele Calvano，ArchiRADAR
Grasshopper和Rhino的设计优势就是是所有的设计更新和更改都是实时处理的，所以Rhino中样条曲线的任何变化都会立即更新Grasshopper生成的网格表面。这样，平面面板的数量和尺寸很容易地调整。
在主表面下，Rhino绘制了一个三角网架结构，它由三维线条而不是实心的形状组成。这样一来，3D元素定义可以保持轻量化并且容易调整，最终的Grasshopper项目文件只有200 kb。
在Rhino绘制的结构网架草图 |©Michele
Calvano和Mario Sacco，ArchiRADAR
生成ARCHICAD BIM
通过AC-GH连接，直线、多段线和点可以直接转化为ARCHICAD元素;下一步需要将生成的网格曲面和结构网架元素转换为参数化的ARCHICAD元素。在本案例中，建筑物外表面的主要元素是在GDL中编写的特殊的、智能的、参数化的遮阳板对象（遮阳板元素）
Grasshopper - Rhino - ARCHICAD 实时联动，双向设计环境| ©Michele
Calvano和Mario Sacco，ArchiRADAR
通过实时的双向Grasshopper-ARCHICAD连接，遮阳板元素从网面被创建，意味着方案模型被转换为BIM模型。
结构网架元素则被转换成ARCHICAD中的梁，生成了一个简化的结构模型。
这种强大的、实时的双向连接在整个设计开发项目阶段都可以使用。在ARCHICAD建筑信息模型中所做的任何更改都将反映在Rhino中，而在Grasshopper或Rhino中发起的任何更改也会立即反映在BIM项目中。
随着设计阶段的深入，GDL元素可以细化，并且可以根据需要添加更多的元素。在设计过程的任何阶段都可以轻松生成建筑图纸、工程量统计和清单。
使用Grasshopper-ARCHICAD插件生成简单的结构元素 ©Michele Calvano和Mario Sacco，ArchiRADAR
定制的参数化太阳能面板通过参数化对象的组件（网络、节点等）以及参数化配置选项进行了改进。因此，这些位置和方向敏感的太阳能电池板可以根据每种特殊的外部条件（如实际的天空和日照条件）改变自身的倾斜角度。
从ARCHICAD BIM |生成的建筑图纸（清单和立面）©Michele Calvano和Mario Sacco，ArchiRADAR
由于小型的参数化元素，项目的ARCHICAD文件大小仍然只有13MB，即使在普通硬件上也能确保设计环境的极高响应性。
项目动画
借助IFC进行结构设计
简化的承重结构是在Grasshopper-ARCHICAD导入过程中使用原生ARCHICAD梁元素自动创建的。IFC中的本地梁（非BREP）可以列出一些属性，比如确切的元素长度等。
这些梁可以通过IFC协议导出到结构软件。
结构方案是在Tekla Structures中创建的，结构模型完成后在IFC的帮助下再合并回建筑模型。在Tekla中，使用原生ARCHICAD 梁工具，工程师可以重新定义梁的类型而无需重新绘制整个结构。
在TEKLA结构中进行结构设计| © Michele
Calvano and Mario Sacco, ArchiRADAR
在Solibri Model Checker中检查模型© Michele Calvano
and Mario Sacco, ArchiRADAR
建筑能耗分析
上述工作流程为建筑师提供了在整个设计工作流程中融入算法设计方案的可能性。在这个工作流程中，并且不仅可以创建令人惊叹的建筑形式，而且还可以进行考虑对其环境和微气候敏感的节能设计。Rhinoceros模型也可以用于更科学的建筑能耗分析。使用Ladybug和Honeybee等Rhino附加组件，设计方案就可以使用Energy Plus进行分析。ARCHICAD也提供各种能耗评估功能，同时为PHPP，iSBEM，VIP-Energy，gbXML等其他应用程序提供各种项目导出功能，并提供一个专用的“绿色”IFC转换器。
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发表于 2018-1-18 11:40:46
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