Цифровое параметрическое моделирование сейчас позволяет работать с большими объёмами данных, использовать компьютерную логику для обработки более комплексных задач. Это дает возможность создавать проекты, которые могут быть более оптимизированы к параметрам, которые мы хотим достичь: параметры устойчивости, параметры окружающей среды, потребности пользователей. Количество света, пространства для каждой жилой единицы, доступ к транспортным узлам или количество потенциальных ресурсов данной местности и тд. — все это можно интегрировать в дизайн и проектное решение.
Когда проектируют здания или новые кварталы, множество различных параметров нужно оптимизировать, найти компромиссы между ними, и это довольно сложно. Раньше делали десятки макетов. Например, бюро Нормана Фостера для проекта здания BBC сделало около сотни вариаций, и это впечатляло и впечатляет. Однако, с помощью компьютерного моделирования можно протестировать и миллион версий дизайна, если задать нужные параметры. Это напоминает то, как работала эволюция, если взглянуть на каждый организм как на результат очень длительного процесса совершенствования в соответствии с очень сложным набором параметров. Самое замечательное в компьютерном моделировании, что вы можете сжать это в один или два дня очень мощных вычислений.
Биомимикрия и архитектурная бионика всегда была важной темой среди новаторов. В архитектуре может использоваться от воспроизведения скелетов животных для создания более эффективных структур до имитации целых экосистем для более эффективного управления водой, отходами и энергией. Например, крытая арена Palazzetto dello Sport Пьера Луиджи Нерви в Риме - это шедевр эффективности, вдохновленный гигантскими водяными лилиями Амазонки, Eastgate centre в Хараре, Зимбабве, созданный без кондиционера в тропиках.
Для поиска оптимального и минимально затратного с точки зрения энергии способа охлаждения в проекте Центра обработки данных с нулевым выбросом углерода Exploration Architecture (http://www.exploration-architecture.com/ ) использовали Закон Мюррея о пропорции толщины ответвлений в сосудистых и дыхательных системах животных или сосудистых тканях растений. Типичное расположение серверов длинными прямыми рядами с большим количеством соединений под 90 градусов заменили на круг, а потом организовали ветвящуюся систему воздуховодов.
Использовать возможности вычислительного мощностей на основе биологической системы для чего-то столь энергоемкого как огромное очистное сооружение был уже вопросом любопытства архитектора, так как сэкономить один или два процента энергии в таких масштабах уже большой успех. Целесообразность предложения должна была быть определена частично на основе стоимости, частично на основе десятилетних эксплуатационных расходов. Был разработан инструмент, который определяет оптимальное взаимное расположение частей оборудования и их соединений, чтобы получить более эффективную компоновку. Ее органическая форма сократила на 40 процентов общую эквивалентную длину, что соответствует показателям величины трения в системе и, следовательно, количеству требуемой энергии.
Майкл Поулин, основатель бюро Exploration Architecture, известен своими исследованиями эффективных структур природных организмов и того, как они могут воплощаться в дизайне. Он видит будущее именно в регенеративном дизайне и архитектуре, создании регенерирующих самовосстанавливающихся систем на подобии природных. Этот же алгоритм они использовали в проекте Sahara Forest, где как входные данные: много солнечного света, морской воды и карбона. Основными технологиями являются: теплица с охлаждением морской водой, вдохновленная намибийским жуком, технологии фотоэлектрической и концентрированной солнечной энергии и методы восстановления пустыни. Вторичные технологии включают водоросли для производства биотоплива, переработку соли для извлечения ценных элементов и соединений, галофиты (растения, которые могут расти непосредственно в морской воде) и BioRock ™ (электроосаждение минералов). Получилась модель экосистемы, которая имеет свои входные и выходные данные, в которой пытались соединить каждый бит недоиспользованного ресурса из одной части системы в другой, чтобы получить систему с нулевыми отходами.
Такие системы похожи на города, которые могут быть очень сложными, поскольку у вас много взаимосвязей и они могут быть динамичными и в значительной степени самоорганизующимися. Мы можем найти, что используется недостаточно, и это своего рода подсказка для дизайнеров, что мы должны добавить что-то в систему, чтобы создать больше ценности. Цифровые инструменты позволяют проверить устойчивость и облегчает визуализацию и проектирование, вы видите, что происходит, что нужно добавить, продублировать и тд. Это напоминает идеи промышленного симбиоза, соединения нескольких предприятий или производств, перерабатывающих предприятий для создания более здоровой системы.
Экономика замкнутого цикла города была описана архитектором Уильямом Макдонах как концепция, имитирующая живые системы. Она представляет собой взаимозависимые, динамичные системы, постоянно реагирующие и адаптирующиеся к изменениям. На сайте Фонда Эллен Макартур по циклической экономике говорится, что в здоровом городе системы, такие как здания, мобильность, товары и услуги, а также продукты питания должны эффективно взаимодействовать друг с другом, материалы, капитал, знания, данные и энергия течь через его системы.
Роль проектирования и дизайна в создании экономики замкнутого цикла очень высока. Когда что-то разрабатывается, принимаются решения, которые влияют на то, как это будет создаваться, как использоваться и что произойдет, когда это больше не нужно. Когда все процессы запущены, чрезвычайно трудно вернуться назад и отменить последствия этих решений, даже если позже становится понятно, что они приводят к нежелательным последствиям.
Статья основана на интервью с Майклом Поулином для DIF.
