Διερεύνηση και δημιουργία νέων ψηφιακών μεθόδων διαχείρισης και σχεδιασμού χωρικών συμβάντων

Abstract

Architectural design can be viewed as the manipulation of physical material space in relation to human events that take place inside it. Although architects have a multitude of computational design tools at their disposal, the vast majority of these applications focuses on the manipulation of physical form. This research proposes a new experimental design tool that enables the creation of parametric components that represent potential spatial events within three-dimensional digital models. The goal is to improve the decision-making process of architectural designers by enabling them to evaluate and iterate their design revisions based not only on the building’s form but also on the human spatial events that take place inside it.The first part of the thesis clearly defines the key notions of ‘architectural design process’, ‘spatial events’ and ‘computational design tools’ and examines how these terms are inter-related both at the theoretical and at the practical level. Within this framework, the relevant existing background is analyzed and the possible contribution of the proposed tool is identified and justified. The second part of this research is devoted to the systematic description of the new tool which has the form of a new software plugin that provides optional, additional functionality alongside the geometric modeling process of an established commercial application. This plugin is presented as a partially functional prototype and enables its users to create transparent, volumetric, parametric entities (called ‘event platforms’) that encapsulate potential spatial events alongside the physical building elements of the digital model of a given project. By translating abstract human data into malleable interactive components, these crucial architectural parameters can be productively manipulated during the design process, bilaterally linked with geometric elements and even innovatively visualized through animations and diagrams. Finally, the third part of the thesis is focused on investigating the operational practicality of the proposed tool through three diverse fictional design projects. These examples (a small residence, an office building and a bank headquarters complex) differ in scale and complexity and focus on evaluating and critiquing the usefulness of the tool under a varied range of test-cases. By engaging the new plugin into the design process of these three examples the goal is to acquire a thorough and comprehensive understanding of the proposed workflow as well as the possible shortcomings of the new design tool.The final objective of this research is the investigation of novel practical methods that, by taking advantage of contemporary computational techniques, enable the architect to manage, visualize and evaluate spatial events during the design process.

Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός μπορεί να οριστεί ως η διαχείριση του φυσικού υλικού χώρου σε σχέση με τα ανθρώπινα συμβάντα που λαμβάνουν χώρα μέσα σε αυτόν. Παρόλο που οι αρχιτέκτονες έχουν μία πληθώρα υπολογιστικών σχεδιαστικών εργαλείων στη διάθεση τους, οι πλειοψηφία των εργαλείων αυτών αφορά αποκλειστικά τη διαχείριση της φυσικής φόρμας. Η παρούσα έρευνα προτείνει ένα νέο πειραματικό σχεδιαστικό εργαλείο το οποίο επιτρέπει τη δημιουργία παραμετρικών οντοτήτων που αντιπροσωπεύουν πιθανά ανθρώπινα χωρικά συμβάντα μέσα σε τρισδιάστατα ψηφιακά μοντέλα. Ο στόχος είναι να δοθεί η δυνατότητα στους αρχιτεκτονικούς σχεδιαστές να αξιολογούν και να εξελίσσουν τις προτάσεις τους όχι μόνο βάσει της φόρμας του κτιρίου αλλά και βάσει των χωρικών συμβάντων που λαμβάνουν χώρα μέσα σε αυτά.Το πρώτο τμήμα της διατριβής ορίζει με σαφήνεια τις έννοιες του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού (architectural design process), των χωρικών συμβάντων (spatial events) και των υπολογιστικών σχεδιαστικών εργαλείων (computational design tools) και διερευνά τους τρόπους με τους οποίους αυτές συσχετίζονται μεταξύ τους τόσο σε ερευνητικό όσο και σε εφαρμοσμένο επίπεδο. Μέσω αυτού του πλαισίου, εξετάζονται οι υπάρχουσες σχετικές ερευνητικές απόπειρες και αναγνωρίζεται το επιστημολογικό κενό που έρχεται να καλύψει το προτεινόμενο εργαλείο. Το δεύτερο τμήμα της έρευνας είναι αφιερωμένο στην αναλυτική περιγραφή του νέου εργαλείου το οποίο έχει τη μορφή ενός λογισμικού-επέκταση (plugin) που προσφέρει επιπλέον λειτουργικότητα σε υπάρχον σχεδιαστικό πρόγραμμα. Το plugin αυτό παρουσιάζεται ως μερικώς λειτουργικό πρωτότυπο και επιτρέπει στους χρήστες του να δημιουργούν διάφανες, ογκομετρικές, παραμετρικές οντότητες (που ονομάζονται ‘event platforms’) οι οποίες απεικονίζουν πιθανά χωρικά συμβάντα μέσα στα ψηφιακά μοντέλα των φυσικών στοιχείων του κτιρίου. Μέσω της μετατροπής αφηρημένων ανθρώπινων δεδομένων σε χειροπιαστά διαντιδραστικά στοιχεία, οι κρίσιμοι αυτοί σχεδιαστικοί παράμετροι μπορούν να είναι διαχειρίσιμοι κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, να διασυνδεθούν αμφίδρομα με τα γεωμετρικά στοιχεία του κτιρίου και να οπτικοποιηθούν μέσω καινοτόμων διαγραμμάτων και βίντεο.Τέλος, το τρίτο τμήμα της διατριβής αφιερώνεται στην διερεύνηση της πρακτικής λειτουργικότητας του εργαλείου μέσω της αναλυτική μελέτης τριών σχεδιαστικών παραδειγμάτων. Τα παραδείγματα αυτά (μία μικρή κατοικία, ένα κτίριο γραφείων και ένα τραπεζικό σύμπλεγμα κτιρίων) διαφέρουν σε κλίμακα και πολυπλοκότητα και προσφέρονται για την αξιολόγηση του εργαλείου υπό διαφορετικές συνθήκες χρήσης. Μέσα από τη παρακολούθηση των σχεδιαστικών χειρισμών των παραδειγμάτων αυτών είναι δυνατή η εξαγωγή συμπερασμάτων αναφορικά με τη χρηστικότητα του και την πιθανή μελλοντική του εξέλιξη.Ο τελικός αντικειμενικός σκοπός της ερευνητικής προσπάθειας είναι η διερεύνηση νέων θεωρητικών μεθόδων αλλά και πρακτικών εφαρμογών οι οποίες, εκμεταλλευόμενες στο έπακρο τα πλεονεκτήματα των σύγχρονων ψηφιακών μέσων, θα δίνουν στον σχεδιαστή τη δυνατότητα να διαχειρίζεται, να οπτικοποιεί και να αξιολογεί χωρικά συμβάντα κατά τη διάρκεια του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού.