In questo articolo ci occupiamo di come la modellazione BIM tenda ad offrire soluzioni a problematiche che richiedono le capacità analitiche tipiche della mente umana, sostituendosi ad essa al punto quasi di poter parlare di intelligenza artificiale.
A partire dal 2020 infatti sono presenti nel menu analizza di Autodesk Revit comandi che applicano algoritmi di calcolo per la risoluzione di problemi progettuali in ottemperanza a requisiti tecnico normativi - oltre ai tool tipicamente dedicati all’analisi dei flussi legati al dimensionamento degli impianti, alla progettazione strutturale ed alle analisi di tipo energetico.
Ci riferiamo ad esempio a funzionalità come il calcolo della traiettoria o di più percorsi ottimali da un punto all’altro degli spazi interni di un manufatto architettonico e alla progettazione generativa, proposta per la prima volta unitamente alla versione di Revit 2021, che rappresenta un’evoluzione del design cosiddetto computazionale.
Si tratta di una frontiera del BIM, a tutt’oggi poco esplorata, di supporto ai processi decisionali che nel workflow BIM appartengono alla fase di concept ed ideazione, e già nella sua forma rappresenta uno stravolgimento dell’uso prevalentemente grafico e di modellazione 3D al quale siamo abituati a pensare (modellazione, impaginazione e scheduling di geometrie e dati di varia natura) e che abitualmente appartengono al BIM Authoring. Oramai è infatti il programma stesso ad elaborare informazioni di tipo geometrico, fornendo soluzioni ottimali a problemi pratici di dimensionamento e localizzazione. In merito alla diffusione delle funzionalità che qui illustriamo non c’è ancora molta vivacità e scambio di esperienze di utilizzo nelle comunità di utenti e nei blog e nei social di ambito, dove semmai è ancora in voga l’esibizione di modelli storici, nel costante equivoco di volerli definire BIM* in quanto lontani per la loro proposta da quegli aspetti pratico-analitici che contraddistinguono lessicalmente la metodologia BIM da quella tradizionale.
*vedi: https://www.descor.com/news-eventi/hbim-la-restituzione-di-edifici-antichi-in-un-modello-bim
Tornando a noi, tutte quelle verifiche cui tradizionalmente è chiamato ad effettuare il progettista di spazi (circa la percorribilità dei luoghi, lo spostamento da un punto all’altro in rapporto agli ingombri o in relazione all’uso che di questi se ne deve fare, al sopravvenire di criticità come emergenze o problematiche come la corretta o adeguata illuminazione degli spazi, il distanziamento tra gli arredi o le postazioni di lavoro così come richiesto) oramai sono risolte da Revit, che applica una serie di valutazioni misurando gli spazi e offrendo una rosa di soluzioni che privilegiano determinati fattori in gioco.
Nel caso dell’analisi del percorso, ad esempio, la problematica analizzata e risolta è del tipo: in caso di emergenze quale percorso ottimale da un determinato punto A dell’edifico porta più rapidamente al punto B che potrebbe essere un luogo di raccolta o l’uscita?
Ciò lo si fa ipotizzando una traiettoria, ovvero linea che unisce i due punti, ed il programma con un algoritmo (basato su routine di Dynamo) rileva e misura la distanza tra i punti e tra gli ostacoli (indicati tali dall’utente), suggerendo il miglior percorso. Le problematiche potrebbero essere tante altre, magari introducendo anche il fattore temporale, il miglior percorso nel minor tempo e così via. Valutazioni di questo genere sono tipiche nello studio della distribuzione degli ambienti e nel dimensionamento dei percorsi di strutture sanitarie o di luoghi di lavoro.
La progettazione generativa porta invece l’utente, con l’aiuto ancora della progettazione computazionale, a studiare una rosa di varianti (o design option) ad un dato problema progettuale - concetto molto più evoluto delle varianti - funzionalità sempre presente anche nella più recente release 2023 e che si riferisce ad una logica più tradizionale di approntare differenti layout presenti nello stesso modello cui corrispondono differenti graficizzazioni e quantizzazioni. In un processo di progettazione generativa, per arrivare ad un assetto ottimale degli spazi, si specificano obiettivi, vincoli e input. L’algoritmo di calcolo pertanto genera un certo numero di alternative progettuali e fornisce anche il miglior o minor risultato a seconda del “peso” dal punto di vista degli input inseriti per valutare queste alternative rispetto agli obiettivi definiti.
Funzionamento della progettazione generativa
Come detto quindi la progettazione generativa consente di esplorare molte più soluzioni possibili per un problema di progettazione rispetto a quante si potrebbe utilizzando altri metodi. Il motore di uno studio di progettazione generativa è appunto un grafico di Dynamo, che fornisce la logica per integrare i criteri di progettazione e generare alternative. Per ogni particolare problema progettuale sarà necessario impostare un grafico di Dynamo improntato sulla quantificazione delle variabili specifiche. Ciò avviene scegliendo uno studio prefissato ed applicandolo al proprio modello. Ciò significa che in Revit sono disponibili diversi tipi di studio di esempio (grafici); altrimenti è possibile sviluppare grafici personalizzati per affrontare problemi di progettazione specifici, laddove si sia in presenza di problematiche specifiche eventualmente richieste da requisiti progettuali e direttive ben precise.
Infatti il pannello per la creazione dello studio di progettazione generativa consente di immettere facilmente i criteri di progettazione senza utilizzare l'ambiente di programmazione visiva di Dynamo, automatizzando inoltre l'esecuzione di studi di generative design in modo iterativo, ovvero rieseguendo il calcolo mano a mano che cambiano variabili e relativi valori dichiarati. Il fatto interessante è la possibilità di concentrare l'attenzione su varie tematiche che interessano i risultati del modello, ad esempio i costi che una soluzione comporta rispetto ad un’altra o il grado di risoluzione offerto al dato problema tipico di progettazione, che di solito sono del tipo: fruizione degli spazi, requisiti ergonomici, rispondenza a norme specifiche di illuminamento, di distanziamento, etc. Una volta completate le iterazioni, ovvero l’aggiornamento degli elementi da considerare, si esaminano le potenziali soluzioni. Ciò consente di risparmiare tempo quando si esplorano molte possibilità per un particolare problema di progettazione.
Problematiche più comunemente esaminate
Come detto, i problemi affrontati nella progettazione generativa sono quelli tipici di quella architettonica (abbattimento delle barriere architettoniche, ricerca della migliore prestazione energetica, sicurezza dei luoghi) e questi algoritmi - che sono macro di Dynamo in grado di fare calcoli condizionali sull’incidenza delle variabili in gioco e fornire un ventaglio di risultati tra cui scegliere – sono quelli che risolvono al meglio il problema oggetto di studio. Esistono studi generativi già creati e messi a disposizione da Autodesk, del tipo: scelta della migliore esposizione di un edificio, in rapporto al soleggiamento, attraverso la verifica del RAL degli ambienti e quindi la performance energetica, fruizione del panoramicità di una location, il dimensionamento ad esempio di una gradinata di una struttura sportiva o teatrale per una migliore visibilità da parte degli spettatori, e o in rapporto alla necessità di definire il distanziamento nei locali pubblici, in base a linee guida sul distanziamento fisico.
Data la complessità della funzionalità, la release 2023 di Autodesk Revit offre notevoli risorse di apprendimento, tra cui una sorta di rubrica che prende il nome di hai provato?, che offre una gamma di esempi di applicazione delle varie funzionalità sviluppate e divenute più complesse e performanti. Nella fattispecie, per la progettazione generativa è presente un esempio sullo studio di un layout planimetrico di un ristorante in cui deve essere calcolato il distanziamento tra i tavoli e i vari elementi di arredo, nei differenti ambienti del locale, spazi coperti, esterni e di servizio. Viene pertanto calcolata l’ubicazione dei tavoli, nelle dimensioni, numero e distanza tra loro e tra gli ambienti (appunto le variabili in gioco) in quanto la proposta iniziale, da cui si parte, non fornisce un adeguato distanziamento nella zona pranzo. Si vede infatti come utilizzando le impostazioni dello studio si arriva ad una serie di soluzioni di cui viene offerta quella dal “peso” grafico maggiore, proposto consente di definire il layout del ristorante al fine di rispettare le linee guida (da normativa americana) sul distanziamento.
Per approfondire quanto riportato si suggerisce di andare nella pagina dell’help di Autodesk Revit 2023 Guida | Progettazione generativa | Autodesk dove si trova questo esempio e video illustrativi sulle procedure di utilizzo.
A cura di Arch. Luca Talucci | BIM Expert Descor
