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CAAD - Events - JahresAusstellung08


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Die Professur für CAAD zeigt die Highlights aus dem letzten Jahr Arbeit und Forschung. Für eine Bürogebäude-Studie wurden unterschiedliche Entwürfe mit der Software Kaisersroth gemacht. Die so "programmierten Gebäude" sind ein weiteres Beispiel für einen digitalen Entwurfsprozess. Vom MAS wurden im letzten Jahr Projekte mit dem Konzept FiDU von Oskar Zieta erstellt.


The Chair for CAAD shows the Highlights of the last Years Work and Research. In a Study for officebuilding layout were made different Projects with the Software Kaisersroth. The so "programmed buildings" are a further example for the digital designprocess. The MAS did some Projects based on the FiDU koncept of Oskar Zieta.
     


Officebuilding Synthesizer- Design Automat

Optimized building-generations with different qualities: compactness, light and view

Kaisersrot ist ein Spinoff der Professur für CAAD, Prof. Ludger Hovestadt an der ETH Zürich von Forschern aus dem Bereich Architektur, Städtebau und Informatik. Ziel ist die integrative Forschung dieser drei Diszplinen und deren praktische Anwendung. Das folgende Projekt zeigt eine Machbarkeitsstudie für ein grosses Bürobauprojekt.

Das Office-Applet ist ein in Javaprogramm, das in der Lage ist, ein vorgegebenes Raumprogramm in eine bestehende Umgebung zu verteilen. Die Verteilung kann nach unterschiedlichen Qualitätskriterien optimiert werden. Der Benutzer erhält am Ende ein auf seine Bedürfnisse maßgeschneidertes Gebäude.

Grundlage für das Office-Applets ist eine differenzierte Beschreibung des zu beplanenden Baugrundstücks. Das Grundstück wird auf verschiedenen Ebenen beschrieben. Die Ebene der gesetzlichen Rahmenbedingungen (Bauordnung): Hier zählen etwa die Baulinien, die erlaubte Geschosshöhe, die maximale Geschossflächenzahl, etc. Die Topographie des Geländes Die Ebene der Infrastruktur: Dazu zählen die Straßen, die Bestandsgebäude, die Grünflächen Die Ebene der projektspezifischen Besonderheiten: Beim Grundstück handelte es sich um die reizvolle Aussicht in ein Flusstal und die geplanten Grünanlagen.

Die zweite erforderliche Eingabe für das Office-Applet ist das gewünschte Raumprogramm – mit den unterschiedlichen Ansprüchen der verschiedenen Raumarten. So sollen etwa Büro-Arbeitsplätze stärker natürlich belichtet sein als die Laborflächen. Die Kantine ist idealerweise von allen ständigen Arbeitsplätzen gut erreichbar. Manche Räume sollen im Gebäudekomplex gut vernetzt sein, andere hingegen verlangten nach Abgeschiedenheit, um konzentriertes Arbeiten zu ermöglichen.

Optimierungsstrategie: Die Optimierung erfolgt nach einem genetischen Algorithmus. Das Programm diskretisiert das Baugrundstück in gleich grosse Flächen. Die dreidimensionale Verteilung des Raumprogramms auf diese Abschnitte bildet den Code(Genotyp), den es zu optimieren gilt. Über eine einfache Formengrammatik wird daraus die Gebäudegeometrie errechnet. Auch die notwendige Fluchttreppenhäuser werden automatisch verteilt. Das so erzeugte Gebäude und das dazugehörende Wegenetz bilden den Phänotyp, der nach verschiedenen Kriterien bewertet wird. Aus diesen Kriterien errechnet sich die Gesamtfitness dieser Gebäudegeneration. Der Benutzer des Programms kann in Echtzeit die Wichtigkeit der einzelnen Qualitäten (Fitnesskriterien) (etwa Aussicht, Vernetzung, Fassadenfläche) per Regler justieren. Er bestimmt, welchen Kompromiss der Computer bei den auftretenden Zielkonflikten eingehen soll.

Jede Gebäudegeneration wird dreidimensional und frei navigierbar dargestellt. Die Software ermöglicht die ständige Kontrolle über die Kosten des Gebäudes. Die berechneten Qualitäten können auf die Gebäudegeometrie projiziert werden, um damit Schwachstellen dreidimensional zu visualisieren. Der Nutzer speichert, wenn er mit dem Resultat zufrieden ist, per Knopfdruck sein 3-D-Modell des gewünschten Gebäudekomplexes, die interne Raumverteilung und die präzise Auflistung der wichtigsten Gebäudekennwerte ab.

Kaisersrot is a collaboration of researchers in the field of architecture, urban design and (computational-) technology. It is based at the Chair of CAAD, Prof. Ludger Hovestadt at the ETH in Zürich. The objective is an integrative reseach out of these three disciplines. The work also consists of practical projects on our own or in cooperation with other architectural offices. The following project is a study for a large office campus in germany.

The program developed for this purpose is a Java program, which is able to generate a building from a given space allocation list and set it on an existing site. The spatial distribution can be optimized according to different quality criteria in real-time, in order to generate a building custom fit to the user’s needs. The basis for this procedure is a differentiated description of the building site in question. This is made up of various levels of information, including legal framework conditions (i.e. construction boundaries, max. floor height), infrastructure (i.e. streets, existing buildings, green areas), and project-specific details.

The program is based on an optimizing strategy following a genetic algorithm. The building site is divided into areas of the same size. The three-dimensional distribution of the space allocation list onto these areas subsequently generates the code (or genotype), which is to be optimized. The final building geometry is calculated using simple form grammars. The building and path network that are generated form the phenotype, which is evaluated according to various criteria. Using these criteria, one is able to evaluate the ‘fitness’ of this building generation.

If one is satisfied with the results, one can generate a 3D model with a click of the mouse, where the internal spatial distribution and precise listing of the most important building characteristics are saved. The three-dimensional real-time program interface constitutes an important programming development. This visual evaluation component is important especially when in direct contact with the client, in order to avoid misunderstandings and enable the user to directly intervene in the optimization process.

http://www.kaisersrot.com


Spatial analysis of floorplans

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Page last modified on January 14, 2009, at 03:59 PM