De arh. Iulius IONESCU
Proiectarea de arhitectura a fost printre ultimele domenii ale proiectarii care au facut apel la calculator. Acest fapt s-a datorat atāt arhitectilor, care s-au apropiat mai greu de domeniul informaticii, dar si informaticii, care tārziu a reusit sa raspunda cerintelor arhitectilor. La īnceput, dintr-o gresita īntelegere a modului de punere a problemei, arhitectii au evitat apropierea de calculator. Nu se stia exact care este rolul arhitectului si ce rol poate sa joace calculatorul īn faza de creatie a proiectarii. A trebuit sa se realizeze o interfata prietenoasa si un mod de lucru interactiv (care este chiar modul de a face proiectare de arhitectura) si un hardware performant, care sa ofere raspunsuri rapide si imagini de īnalta calitate, pentru ca lucrurile sa se schimbe radical.
Īn multe domenii ale proiectarii ingineresti nu mai este necesara redactarea proiectului pe hārtie pentru ca proiectantul poate fi legat printr-un sistem informatic direct de masina care executa obiectul. Īn arhitectura lucrurile nu stau asa. Executia obiectului de arhitectura nu este īnca nicaieri īn lume uzinata complet, sau robotizata. Este folosit īn continuare proiectul redactat pe hārtie. Redactarea proiectului de arhitectura pe hārtie cu ajutorul calculatorului a raspuns cerintelor arhitectului odata cu aparitia imprimantelor si a ploterelor color, rapide si de mare rezolutie.
O alta problema a fost costul relativ ridicat pentru micile birouri de proiectare. Ne referim la costul hardware-ului, dar si al timpului de instruire.
Toate acestea s-au rasfrānt īn introducerea tārzie a calculatorului īn īnvatamāntul de arhitectura, deoarece īn majoritatea cazurilor cadrele didactice dispun sau lucreaza īntr-un birou de proiectare.
Astazi sistemele CAD au patruns īn majoritatea programelor de īnvatamānt ale scolilor de arhitectura. Dezvoltarea si gradul de implicare este īn strānsa legatura cu resursele financiare ale institutiei de īnvatamānt si cu gradul de asimilare didactica din partea corpului profesoral. Din aceste considerente se poate spune ca īnvatamāntul de arhitectura din strainatate este ramas īn urma proiectarii productive de arhitectura, īn privinta asimilarii sistemelor CAD. Īn tarile avansate economic, īnvatamāntul CAD este optional si este urmat de cca. 10% dintre studenti, iar birourile de proiectare de arhitectura folosesc calculatorul īn proportie de cca. 80%. Deoarece ne aflam la īnceput de drum, īn Romānia lucrurile stau complet invers. Īnvatamāntul CAD este obligatoriu pentru toti studentii arhitecti, iar birourile de proiectare de arhitectura folosesc īntr-o proportie foarte mica calculatorul ca instrument de proiectare. Astfel Scoala de Arhitectura de la noi este un promotor īn privinta asimilarii si integrarii sistemelor CAD īn proiectarea de arhitectura romāneasca.
Analizānd realizarile īn domeniul proiectarii de arhitectura cu un sistem de tip CAD se poate remarca faptul ca astazi, calculatorul joaca un rol din ce īn ce mai mare īn toate fazele procesului de proiectare. Trecānd de la rezolvarea problemelor de birotica la optimizari de solutii si redactari computerizate, calculatorul este folosit tot mai des ca instrument de lucru īn elaborarea formei de arhitectura. Din multele aplicatii ale calculatorului īn proiectarea de arhitectura ne vom opri la folosirea lui īn studierea si proiectarea formei.
Īn procesul de formare al arhitectului "gāndirea spatiala" are un rol determinant. Aceasta se exprima prin usurinta de reprezentare a tuturor obiectelor din spatiu pe un plan (desenul arhitectural). Desenul si macheta sunt mijloace importante īn procesul formarii "simtului spatiului". Calculatorul īmbina cele doua tipuri de reprezentare - desenul (2D) si macheta (3D), propunānd un nou mod de lucru cu spatiul. Prin raspunsurile imediate si precise calculatorul a devenit un instrument util īn investigarea formei spatiale, dar el nu trebuie sa īnlocuiasca modul de lucru traditional (desenul si macheta). Desenul, macheta si calculatorul sunt trei instrumente de lucru ce se completeaza reciproc, atāt īn procesul de formare al arhitectului cāt si īn proiectarea de arhitectura propriu-zisa.
Vom īncerca abordarea unor aspecte mai de detaliu care sa vina īn sprijinul ideii ca studiul cu calculatorul poate sa dezvaluie arhitectului si designer-ului noi planuri de creatie īn domeniul proiectarii formei. Īn studierea formei pe calculator proiectantul īncearca, folosind mijloacele oferite de sistem, sa se apropie cāt mai mult de forma intuita, printr-o buna stapānire mentala a spatiului. De foarte multe ori forma la care se ajunge, printr-un studiu pe calculator, este nonintuitiva. O serie dintre aceste forme nonintuitive pot sa contina valente estetice si sa constituie puncte de plecare pentru dezvoltarea unor noi categorii de forme.
Aceste forme nonintuitive se pot obtine prin:
Cānd forma este intuita, drumul catre descrierea si reprezentarea ei este mult usurat, timpul economisit putānd fi folosit pentru inventie si inovatie īn proiectarea formei. Sunt o serie de forme greu de reprezentat corect prin desene si machete. De multe ori aceasta categorie de forme este exclusa din studiul traditional. Prin reprezentarile sale corecte si rapide, calculatorul ofera un cāmp nelimitat studiului formei. Modul de lucru interactiv creeaza posibilitatea abordarii oricarei categorii de forme, raspunsurile venind imediat si cu certitudinea ca ele sunt corecte. Se pune īntrebarea daca studiul formei pe calculator poate sa duca la nastere unor categorii de forme specifice sau chiar la crearea unui nou stil īn arhitectura si īn industrial design. Socotind calculatorul un instrument de lucru, noile categorii de forme nu apar ca o consecinta directa a instrumentului folosit īn proiectare. Problema este mai complexa si este prea devreme pentru a formula un raspuns transant. Poate ca īn viitor, cānd calculatorul va intra īn educatie din primii ani de viata, ca instrument indispensabil asa cum este creionul (dar si cu ce aduce el īn plus), sa putem vorbi de o schimbare evidenta īn creatia formelor.
Daca despre crearea unui nou limbaj formal arhitectural ca rezultat al utilizarii calculatorului īn proiectare ne exprimam rezerve, īn reprezentarile pe calculator se cristalizeaza un limbaj conventional, specific reprezentarilor obiectelor de arhitectura.
Īn cazul reprezentarilor traditionale s-a cristalizat īn timp un limbaj formal conventional īn redactarea proiectelor de arhitectura. Aceste reprezentari au fost influentate atāt de curentele diferitelor scoli, cāt si de evolutia instrumentelor si tehnicilor de reprezentare. Proiectarea cu calculatorul a impus o serie de tehnici de reprezentare diferite de cele traditionale.
Indiferent de complexitate, forma (fiind complet definita) are la calculator o reprezentare specifica, uneori intentionat simplificata pentru a nu īncarca imaginea cu detalii nesemnificative. Este deci necesara o stilizare a formei pentru a putea fi reprezentata si īn acelasi timp usor de perceput. Forma reprezentata pe calculator este mai īncarcata cu elemente informative decāt forma desenata. Aceasta stilizare formala poate conduce la crearea unui nou limbaj formal specific reprezentarilor pe calculator. Se folosesc īn mod curent reprezentarile cu linii ascunse, dar sunt cazuri cānd liniile din spatele obiectului pot sa aduca unele lamuriri īn īntelegerea formei de catre proiectant si chiar de catre nespecialisti. Punerea īn evidenta a atributelor de lumina, culoare, textura si stralucire conduce catre realizarea "reprezentarilor realiste".
Astazi este greu de facut o deosebire īntre imaginile realizate cu calculatorul electronic si realitatea vazuta. Imaginea sintetizata pe calculator este imaginea unei lumi care nu exista (o lume proiectata). Īn aceasta lume proiectata, foarte adesea sunt introduse elemente de fantastic, iar īn functie de fantezia proiectantului se pot obtine oricāte lumi imaginare. Prin decupaje si īnlantuiri de imagini se pot obtine combinatii de real cu imaginar, procedee des folosite īn grafica de televiziune si īn productia de filme (desene animate si filme S.F.). S-a creat o noua disciplina artistica ce a capatat numele de realitate virtuala - o lume creata īn calculator. Mijloacele si procedeele folosite īn realitatea virtuala pot fi folosite si īn proiectarea de arhitectura cu ajutorul calculatorului.
Cu calculatorul se poate trece cu usurinta de la proiectarea de forme geometrice la proiectarea de obiecte ce prezinta un aspect vizual si o comportare foarte aproape de realitate. Īn unele domenii (decoratii, arhitectura, scenografie) forma este conceputa īn functie de aspectul pe care īl prezinta obiectul īn lumina. Uneori textura, lumina, culoarea sunt determinante īn alegerea formei. Proiectantul are posibilitatea unor verificari de aspect īn conditii de iluminare foarte apropiate de realitate. Simularile cu mai multe surse de lumina, care se influenteaza reciproc, nu se pot rezolva satisfacator decāt la calculator. Rezolvarile pe machete nu sunt concludente. Reducerea la scara nu se poate realiza pentru textura si iluminare, iar culorile se comporta diferit īn functie de suprafata. Scara umana, problema specifica arhitecturii, nu poate fi apreciata īn macheta.
Folosind avantajele parametrizarii se simuleaza comportarea unei forme alese īn diferite situatii:
Se poate deci evalua rapid care este forma adecvata pentru o anumita situatie. Folosind programe specifice este simulata comportarea īn timp a formei proiectate sau modul cum raspunde ea unor necesitati functionale. Aceste simulari folosesc procedee specifice cum sunt reprezentarile dinamice (animatiile).
Studiile acustice se rezolva satisfacator numai prin simulari pe calculator. Studiul pe machete este foarte costisitor si nu rezolva toate problemele, de multe ori recurgāndu-se la masuratori la scara 1:1. La calculator se pot face simulari īn trei dimensiuni cu una sau mai multe surse sonore, folosindu-se chiar forma de arhitectura proiectata, cu materialele de finisaj aplicate pe suprafete.
Din cele aratate se desprinde concluzia ca, folosind un sistem de tip CAD, forma poate fi proiectata multicriterial īnca de la primele faze.
Abordarea proiectarii cu calculatorul este cel mai bine sa se faca atunci cānd studentii au deja un minim de experienta de proiectare si au absolvit o serie de cursuri obligatorii īn definirea formei (geometrie descriptiva, perspectiva, desen dupa natura, exercitii de studiu al formei si de compozitie).
Pentru trecerea la proiectarea cu ajutorul calculatorului este necesara o perioada pregatitoare, care sa vina īn sprijinul acestui nou mod de abordare a proiectarii. Sunt necesare o serie de exercitii care se pot face atāt īn cadrul activitatii de atelier, cāt si īn cadrul unor discipline separate, exercitii care sa se apropie foarte mult de modul de lucru cu calculatorul:
Aceste exercitii conduc la o mai buna stapānire a spatiului si la o mai mare putere de abstractizare a acestuia, facānd o pregatire pentru abordarea proiectarii cu calculatorul. Aceste studii pot face parte dintr-un ciclu general de pregatire al studentilor arhitecti.
Īn atelierul de proiectare de scoala, īn care preponderent se opereaza cu concepte si forme geometrice, studiul poate fi largit, materializānd forma geometrica. Calculatorul ne da posibilitatea abordarii studiului materialelor īn proiectarea de arhitectura. Acest studiu se face punānd īn evidenta problemele legate de culoare, textura, transparenta, structura interioara, etc., probleme ce nu pot fi abordate fara calculator. Studiul materialelor īn proiectarea de arhitectura la nivel de atelier este foarte importanta īn formarea viitorului arhitect. Prin vizualizari rapide si exacte calculatorul ne da posibilitatea evaluarii folosirii unuia sau altuia dintre materiale, creānd totodata o experienta la nivel studentesc īn acest domeniu. Se trece astfel de la o proiectare cu forme geometrice la o proiectare cu obiecte arhitecturale.
Studiul iluminarii nu poate fi abordat īn afara calculatorului. Oricāt de exacte ar fi realizate machetele, acestea nu pot reda texturile materialelor la scara obiectelor si efectele iluminarilor multiple.
Prin reprezentari realiste pot fi realizate studii de ambianta. Īn domeniul prezentarii proiectului de arhitectura calculatorul a introdus un procedeu nou la īndemāna oricarui proiectant - animatia.
Calculatorul este folosit atāt īn fazele teoretice ale instruirii, dar mai ales īn cele practice. Prin bibliotecile ce le īnmagazineaza si prin posibilitatile de catalogare, clasificare si ierarhizare, calculatorul poate fi folosit la autoinstruire, īn sistemul studiului individual, dar si īn lectii si prezentari de teme de proiect. Avantajul calculatorului fata de sistemele traditionale de instruire este ca pentru orice problema abordata, prezentarea dispune de toate facilitatile: animatie, prezentari realiste, simulari de orice fel, etc.
O serie de exercitii, realizate cu calculatorul, pot sa ridice nivelul general de instruire al studentilor arhitecti:
Trecānd de la proiectarea cu concepte geometrice la proiectarea cu obiecte, calculatorul devine un instrument de neānlocuit. Oricāt de dotat ar fi un laborator de materiale de constructii el nu poate rivaliza cu "biblioteca de materiale" a unui program CAD. Cu ajutorul calculatorului, un material poate fi aplicat oricarei forme geometrice, iar obiectului rezultat i se poate face o evaluare estetica, functionala, sau de rezistenta, chiar din faza de elaborare a lui. Īn acelasi timp lucrul pe calculator nu trebuie sa excluda contactul studentului cu materialul si obiectele reale.
Īn studierea pe calculator a formei, unui obiect i se poate atribui si parametrul de cost. Studentii trebuie familiarizati cu evaluari de cost, care īn unele situatii pot determina forma obiectului proiectat.
Daca sistemul CAD nu este corect integrat īn planul de instruire al studentilor pot sa apara o serie de aspecte negative care sa conduca la o incorecta evaluare a utilitatii calculatorului īn īnvatamāntul de arhitectura.
Trebuie subliniat si aspectul negativ care poate sa decurga din usurinta cu care poate fi descrisa si prelucrata forma la calculator. Este vorba de pericolul abordarii īn exclusivitate a formelor voit complicate, nepotrivite cu domeniul de aplicare, dar usor de obtinut cu ajutorul calculatorului, analiza estetica a lor fiind umbrita de performantele spectaculoase pe care le ofera calculatorul. Aparitia "realitatii virtuale" poate sa conduca la modalitati de reprezentare nepotrivite, sau la proiecte care au drept scop specularea facilitatilor pe care le ofera calculatorul. Din comoditate, studentii pot sa foloseasca īn exclusivitate obiectele ce se gasesc īn biblioteca programului, fara a mai fi preocupati de a inventa noi forme, reducāndu-si capacitatea creatoare.
Aceste aspecte sunt curente īn rāndurile studentilor, care sunt īn formare atāt īn domeniul proiectarii, cāt si din punctul de vedere al posibilitatilor lor de evaluare estetica a formelor studiate.
Trebuie semnalat si pericolul ca la calculator sa apeleze cu precadere studentii ce au dificultati īn reprezentarea si īntelegerea spatiului.
Neajunsurile semnalate pot fi depasite prin abordarea sistemelor CAD īn anul III de studii, cānd studentii au deja o experienta de proiectare si au format simtul spatiului prin exercitii la disciplinele specifice.
Īn Institutul de Arhitectura "Ion MINCU" disciplina "Proiectarea de arhitectura cu ajutorul calculatorului" - CAD, are un caracter obligatoriu si se desfasoara pe parcursul a trei ani de studiu, īnsumānd cca. 80 de ore la calculator pentru fiecare student. Īn aceste ore studentii capata o instruire complexa pentru a putea folosi cu usurinta orice sistem CAD īn realizarea proiectului de arhitectura. Scopul instruirii nu este de a īnvata unul sau mai multe programe de proiectare, ci de a rezolva mai multe tipuri de exercitii de proiectare cu programul adecvat problemei propuse. Acest mod de abordare al instruirii ofera studentilor un orizont mai larg asupra domeniului proiectarii cu calculatorul si usurinta de a trece de la un sistem CAD la altul, atāt īn scoala, cāt si dupa absolvire. Īn anul trei de studii se realizeaza cu studentii o serie de exercitii de proiectare, care urmaresc dezvoltarea creativitatii īn domeniul studiului formei. Deoarece calculatorul a patruns de curānd īn īnvatamāntul de arhitectura, o astfel de abordare are un caracter experimental si nu pot fi trase niste concluzii definitive. Studiul vizeaza atāt forma pura, cāt si realizarea de obiecte cu o destinatie precisa. Prin astfel de exercitii se urmareste dezvoltarea simtului spatiului, largirea domeniului de forme abordate, dezvoltarea capacitatii de inventie si inovatie, cunoasterea proprietatilor estetice ale unor materiale, crearea simtului folosirii corecte a luminii si culorii, folosirea eficienta a unui sistem CAD īn proiectarea formei de arhitectura.
Din experienta de pāna acum s-a observat, īn faza de īnceput, o inertie si chiar un blocaj din partea studentilor. La aceasta a contribuit caracterul de noutate īn proiectare, cu un sistem CAD. La studentii interesati acest prag a fost depasit rapid, rezultatele fiind īncurajatoare.
Iata cāteva din exercitiile ce au fost abordate īn studierea si proiectarea formei:
Tot mai multi studenti din anii mari (IV si V) fac apel la calculator ori de cāte ori o problema de proiectare necesita o verificare vizuala. Acesta a devenit un mod de lucru curent.