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Uso de Regras de Gramática da Forma para automatizar reformas de apartamentos no Autodesk Revit Julho/2017
ISSN 2179-5568 - Revista Especialize On-line IPOG - Goiânia - 13ª Edição nº 013 Vol.01/2017 Julho/2017
Uso de Regras de Gramática da Forma para automatizar reformas de apartamentos no Autodesk Revit Alan Araújo1, Cristiana Griz2, Evila Araruna3 1UFPB, [email protected]
2UFPB, [email protected].
3IFPB, [email protected]
Palavras-chave: Design Generativo, Revit, Gramatica da Forma
Resumo Visto a crescente demanda por reformas de apartamentos originalmente oferecidos
pelo mercado imobiliário, este artigo discute sobre como o design generativo pode colaborar
na padronização de soluções arquitetônicas, por meio da análise e elaboração de sistemas generativos que seguem a regras específicas na reforma de apartamentos previamente
analisados e delimitadas as opções. Estas regras foram previamente elaboradas pela autora
Cristiana Griz. Serão transcritas regras de aglutinação, divisão, alteração escalar ou de
rótulo. E a partir da sistematização destas regras, organizadas por grupos de regras formais
no software Autodesk Revit, objetivando a automatização do processo de criação de
soluções customizadas em massa. Neste artigo, são consideradas 6 tipologias de reformas executadas no Villa 4.
1. Introdução
Segundo Griz (2016), os projetos de apartamentos originalmente oferecidos pelo
mercado imobiliário (os projetos originais - POs) geralmente são customizados (resultando
no projeto reformado - PR), para se adequarem aos modos de morar particulares dos moradores. A falta de compatibilidade entre o projeto original e os desejos do morador
acarreta em maiores custos com compatibilização de projetos e na obra.
A customização em massa está relacionada à capacidade de oferecer produtos
personalizados, em grandes quantidades, a custos similares aos produtos padronizados e disponibilizados por meio da produção em massa. (GRIZ, 2016). Para realização desta
mudança na forma de se pensar e oferecer o projeto são necessárias metodologias
diferenciadas, que levem em consideração a pluralidade de contextos a quem o produto
arquitetônico deve ser adaptável.
Considerando este contexto vem sendo desenvolvida uma pesquisa intitulada
Projetos de morar do século XXI (Griz, 2014), que tem como objetivo fazer um diagnóstico
sobre os projetos de apartamentos produzidos pelo mercado imobiliário na cidade de Recife,
e paralelo propor estratégias que guiem a concepção destes projetos. Este trabalho é um
subproduto desta pesquisa e trata sobre aplicação de resultados já obtidos por Griz –
aplicação de regras, no programa Autodesk Revit.
2. Objetivo
Testar o nível de automação obtido a partir da reprodução de regras de Gramática da
Forma de apartamentono software Autodesk Revit.
Design Generativo Segundo Shea, (2005) sistemas de design generativo são focados em criar novos
processos de design que produzem projetos espaciais inovadores e ao mesmo tempo
construíveis através da exploração das capacidades atuais de computação e de fabricação.
No processo tradicional de projeto, o arquiteto, engenheiro ou designer determinam seu
produto final baseado em regras, situações e utiliza-se de seu repertório visual e criatividade
para defini-lo.
O Designgenerativo (DG) é uma metodologia de projeto que se distingue no método
tradicional por direcionar a criação por intermédio de um sistema generativo antes de ele
visualizar o produto final. Tendo em vista que neste caso, o projetista entende o universo do
problema e determina as regras, baseado em normas ou regras situacionais, para solucioná-lo criando um sistema generativo que irá lhe entregar diversas possibilidades
baseado nestas predefinições.
O Design Generativo representa o interesse em construir produtos bem como nos
processos de criação dos mesmos. Trata-se de um método de construção em que o designer foca seus esforços na criação de sistemas. Estes sistemas, por sua vez, baseado
em regras e delimitações rigorosos criam produtos variáveis dentro das possibilidades
previstas na base do designer.
Segundo Fischer (2002), DG não se restringe apenas a ferramentas, apesar que o
uso de computadores facilita o processo de criação e o torna mais apropriado devido ao fato
da disciplina implicar em abordagens industriais no sentido de requerer umagrande
quantidade de soluções. Fischer complementa que, ao mesmo tempo que esta produção
mecânica e monótona fica à mercê dos computadores enquanto que implica numa não
monotonia de resultados e produtos, uma vez que eles são criados das maneiras mais
variadas possíveis. Para tanto é necessário utilizar matemática, programação e computadores.
Neste sentido a utilização do software Revit, apresenta-se como uma tentativa de
parametrizar e automatizar a aplicação das regras desenvolvidas no trabalho em andamento
de Griz, que chegou a uma versão analógica, mas objetiva maior eficiência.
A gramática da forma A gramática da forma é um dos sistemas generativos de projeto. SegundoCelani
(2006), o formalismo conhecido como gramática da forma (do inglês shapegrammar) foi
desenvolvido no início da década de 70 por George Stiny e James Gips (1972). Ele consiste em um sistema de geração de formas baseado em regras e tem sua origem no sistema de
produção do matemático Emil Post (1943) e na gramática generativa do linguista Noam
Chomsky (1957).
ParaCelani (2006), a gramática da forma se insere numa área de conhecimento designada computacional design e que a palavra em inglês computation refere-se a
qualquer tipo de processamento de informações, incluindo desde a realização de operações
elementares até o estudo do raciocínio humano.Todavia as regras da gramática da forma
podem ser aplicadas de maneira totalmente analógica, sem a necessidade de ferramentas
computacionais, como foi o caso da tese de Cristiana Griz, base deste artigo.
O objetivo inicial da gramática da forma era servir de sistema de geração de formas
para a pintura e a escultura. Ao invés de projetar diretamente sua pintura ou escultura, o
artista projetaria suas regras de composição, sendo então capaz de combiná-las de
diferentes maneiras e, assim, criar uma variedade de obras de arte.
O método da gramática da forma é uma das abordagens que vem sendo utilizada
para a geração sistemática de arranjos espaciais, tendo como resultado maior variabilidade
e riqueza espacial (Duarte, 2007; Mussi, 2014; Andrade et al, 2012; Mendes e Celani, 2013). A gramática da Reforma
Neste tópico e no subsequente trataremos dos métodos e conceitos já trabalhados
por GRIZ et al (2016), em sua pesquisa.
Tomando como base os conceitos do método gramática da forma, a gramatica da
reforma tem como proposta a customização em massa projetos existentes, neste caso
projetos de apartamento de alto e médio padrão.
Segundo Duarte (2005), as gramáticas da forma podem ser analíticas ou originais.
Sendo elas analíticas quando usadas como ferramenta de análise de um grupo de projetos.
E originais quando concebida para gerar novos projetos, utilizando os requisitos e
necessidades estabelecidos.
A gramática da reforma apresenta uma versão analítica e uma versão original. Neste
trabalho a versão analítica analisa e identifica todas as alterações feitas nos POs, expressas
nos PRs. Ou seja, o formalismo é usado como método analítico e tem por objetivo explicar,
em forma de regras preliminares da gramática, os padrões de reforma, que por sua vez é a
principal etapa do processo de customização.
O Trabalho Piloto O estudo piloto (Griz et al, 2016) foi percebido que as customizações dos projetos
são feitas usando mudanças espaciais semelhantes, em espaços com funções, forma e
dimensão diferentes. Essas alterações espaciais foram classificadas em três grupos de
regras formais:
Regras formais de aglutinação (RF A): quando dois espaços convexos adjacentes
são aglutinados inteiramente e se transformam em um só;
Regras formais de divisão (RF D): quando um espaço convexo é dividido em outros
dois espaços; Regras formais de alteração escalar (RF E): quando dois espaços convexos
adjacentes alteram suas dimensões - um ficando maior que o outro.
Além dos três grupos formais, existe ainda um tipo de mudança frequente nos PRs:
Regras formais de alteração de rótulo (RF ar): quando um polígono convexo
permanece com a mesma forma e dimensão, alterando apenas sua função. Estas quatro regras acima citadas constituem os grupos de regras de Gramática da
Reforma. Esses quatro grupos de regras são referentes a espaços com forma, função e
dimensão distintos. Assim, para distinguir as funções do cômodo é atribuído um marcador
ao polígono convexo, fazendo com que a regra passe a se chamar Regra formal de adição 1
(RF A1), ou Regra formal de divisão 2 (RF D2).
3. Materiais e Métodos
Autodesk Revit A metodologia BIM se baseia na modelação paramétrica e na interoperabilidade
suportada por ficheiros de padrão aberto e é graças às relações paramétricas criadas que
toda a informação inserida se interliga levando a uma atualização em tempo real de todas as
alterações feitas, evitando assim a propagação de erros e a duplicação de informação
(RODAS, 2015).
O Revit é um programa desenvolvido pela empresa Autodesk que promove a aplicação BIM e apresenta-se assim como um novo avanço ao já conhecido CAD, Computer
Aided Design. Desenvolvido tendo como base os conceitos paramétricos, este programa
cria um modelo partilhado onde através da constante sincronização do mesmo possibilita
que qualquer alteração feita ao projeto por um utilizador seja verificada por outros. (RODAS,
2015). O intuito da utilização do Revit neste artigo é testar a aplicação do software, objetivando formas parametrizadas e automatizadas de aplicação de regras.
O objeto de estudo em questão é uma unidade do Villa 4, localizado na cidade de
Recife, produzidos na primeira década do século XXI. No trabalho analógico de Griz, as
regras de reforma incluem o plano bidimensional, as linhas representam as paredes e o
marcador denota a função do ambiente que o polígono representa. Neste estudo
utilizaremos o mesmo padrão, estabelecido pela autora Griz, no entanto sendo possível a
visualização da regra no plano tridimensional.
Foram selcionados os apartamentos reformados no Villa 4: 801, 901, 1101, 1701, 1901,2001. Para cada um dos apartamentos, foram importados os arquivos em dwg anteriormente
desenvolvidos por Griz; O arquivo dwg foi importado para o Autodesk Revit e em seguida as paredes foram
modeladas dentro do programa. (Figura 01);
Figura 01: apartamento utilizado
Figura 02: Modelo 3D do apartamento original
As paredes criadas foram agrupadas e renomeadas. Cada grupo representa uma regra anteriormente desenvolvida por Griz (figuras 03 e 04).
Figura 03: Gramática da Reforma dos aptos 801, 901, 1101, 1701, 1901 e 2001, respectivamente
transcritas no Revit
Para editar esses grupos e transformar uma regra em outra é necessário clicar no grupo e mudar a instância (tipo de grupo que representa a regra);
Figura 05: Regras Gramática da Forma aplicadas no apto 1701
A visualização da mudança é feita em tempo real.
4. Considerações Finais
A customização é um processo frequente, que embora comum, gera custos
elevados para seus compradores e para os empreendedores. A customização em
massa, utilizando do método da gramática da reforma apresenta-se como uma maneira menos custosa e mais eficiente de se alcançar os padrões desejados.
Com a utilização do Revit foi possível agilizar o processo de mudança de
regras e de verificação, uma vez que a regra é aplicada e visualizada em tempo real.
A principal vantagem em comparação com ao método analógico trabalhado por Griz,
é facilidade de utilização e o tempo investido neste processo. Todavia é de interesse
tornar o processo ainda mais eficiente utilizando ferramentas de programação visual que automatizem em um grau ainda maior o processo de mudança de regra.
Existem no mercado softwares como o Dynamo que pode ser utilizado como
aplicação para o Revit ou de forma independente. O software apresenta uma
interface de programação visual e parametrização que permite personalizar o fluxo
de trabalho de modelação BIM de forma a facilitar a análise de soluções conceituais,
além de trabalhar com a organização de dados por meio de algoritmos gráficos.
Como próxima etapa para este trabalho, pretende-se testar a eficácia de softwares desta natureza.
5. Referências Bibliográficas
[1] CELANI, G. Algorithmic Sustainable Design. Vitruvius, v. 116. Disponível em: http:
http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/resenhasonline/10.116/3995. Acesso: 01 jun 2017
[2]CELANI, G. A gramática da forma como metodologia de análise e síntese em
arquitetura. 2006. Diponivel em:
http://www.ucs.br/etc/revistas/index.php/conexao/article/view/222/213 Acesso: 02 jun 2017
[3]DUARTE, J. P. (2005). Towards the mass customization o housing: the grammar of
Siza's houses at Malagueira. Environment and Planning B: Planning and Design.
[4]FISCHER, T.; HERR, C.M. Teaching Generative Design. Design Technology
Research Centre, School of Design. The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong. Teaching Generative Design, in: Celestino Soddu (ed.): Proceedings of the 4th Conference
and Exhibition on Generative Art 2001, Politechnico di Milano University, Milano, Italy. 2002
[5]GRIZ, C. Projetos de apartamentos do Recife: Relação entre morfologia e modos
de morar contemporâneos (Projeto de pesquisa) Universidade Federal de Pernambuco, Recife. 2014
[6]GRIZ, C.; MENDES, L.; AMORIM, L.; HOLANDA, M. A.; CARVALHO. O meu modo
de morar: uma gramática para reformar apartamentos. SIGraDI, Buenos Aires, Argentina.
2016
[7] HANSON, J. Morphology and Design. Reconciling intellect, intuition, and ethics in the reflective practice of architecture. UniversityCollege London, UK
[8]MUSSI, A. G. Os Padrões de Ampliação Espontânea de Interesse Social em Porto
Alegre, RS, e Região Metropolitana: Uma proposta de Aplicação da Gramática da Forma e
Sintaxe Espacial. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. 2014
[9]RODAS, I. Aplicação da metodologia BIM na Gestão de Edifícios. Faculdade de
Engenharia da Universidade do Porto, Porto. 2015
[10] SHEA, K.; AISH, R.; GOURTOVAIA, M. Towardsintegrated performance-drivengenerative design tools. Automation in Construction, mar. 2005
6. Anexos
Derivação Villa 4 – Apto 801
RFA1 AGLUTINAÇÃO C
P B
SE CP
RFA2 AGLUTINAÇÃO Q S
M SM
RFA3 AGLUTINAÇÃO C
L C
L CL
RFD1 DIVISÃO C C C
P R
FD2 DIVISÃO SU SU
CL
RFD3 DIVISÃO BS B
S C
L R
FE1 ALTERAÇÃO
ESCALAR A
S Q
S A
S Q
S R
FE2 ALTERAÇÃO
ESCALAR C
L B
SM C
L B
SM R
FE3 ALTERAÇÃO
ESCALAR C
L S
M C
L S
M R
FE4 ALTERAÇÃO
ESCALAR B
SM S
M B
SM S
M R
AR1 ALTERAÇÃO DE RÓTULO QSE BSE
RAR2
ALTERAÇÃO DE RÓTULO E HT
RAR3
ALTERAÇÃO DE RÓTULO Q HO
Derivação Villa 4 – Apto 901
RFA2 AGLUTINAÇÃO Q S
M SM
RFD4 DIVISÃO SM SM C
L R
FE5 ALTERAÇÃO
ESCALAR C QS C Q
S R
FE6 ALTERAÇÃO
ESCALAR B
SM C
L BS
M C
L R
FE7 ALTERAÇÃO
ESCALAR S
U B
S S BS
RFE8
ALTERAÇÃO ESCALAR J B
S J BS
RFE12
ALTERAÇÃO ESCALAR
SU
CL S C
L R
AR2 ALTERAÇÃO DE RÓTULO E HT
RAR3
ALTERAÇÃO DE RÓTULO Q HO
RAR4
ALTERAÇÃO DE RÓTULO CL RP
RAR7
ALTERAÇÃO DE RÓTULO QSE DP
RAR10
ALTERAÇÃO DE RÓTULO BSO LV
Derivação Villa 4 – Apto 1101
R
FA2 AGLUTINAÇÃO Q SM SM
RFA4 AGLUTINAÇÃO S
M C
L SM
RFA5 AGLUTINAÇÃO Q C
L Q
RFA6 AGLUTINAÇÃO B
SO B
SU BS
RFA8 AGLUTINAÇÃO S
M S SM
RFD2 DIVISÃO SU S
U C
L R
FD3 DIVISÃO BS BS
CL
RFD4 DIVISÃO SM S
M C
L R
FE1 ALTERAÇÃO
ESCALAR A
S Q
S A
S Q
S R
FE9 ALTERAÇÃO
ESCALAR S
M C
L S
M C
L R
FE10 ALTERAÇÃO
ESCALAR B
SU B
SO B
SU B
SO R
AR5 ALTERAÇÃO DE RÓTULO E J
RAR6
ALTERAÇÃO DE RÓTULO J E
RAR7
ALTERAÇÃO DE RÓTULO QSE DP
RAR8
ALTERAÇÃO DE RÓTULO SU BSU
Derivação Villa 4 – Apto 1701
RFA2 AGLUTINAÇÃO Q S
M SM
RFD2 DIVISÃO SU SU L
RFE6
ALTERAÇÃO ESCALAR
BSM
CL
BSM L
RFE8
ALTERAÇÃO ESCALAR J B
S J S R
AR3 ALTERAÇÃO DE RÓTULO Q HO
RAR4
ALTERAÇÃO DE RÓTULO CL RP
Derivação Villa 4 – Apto 1901
RFD6 DIVISÃO C C D
EP R
FE5 ALTERAÇÃO
ESCALAR C QS C Q
S R
FE6 ALTERAÇÃO
ESCALAR BS
M C
L B
SM C
L R
AR2 ALTERAÇÃO DE RÓTULO E HT
RAR3
ALTERAÇÃO DE RÓTULO Q HO
Derivação Villa 4 – Apto 2001
RFA2 AGLUTINAÇÃO Q S
M SM
RFA4 AGLUTINAÇÃO S
M C
L SM
RFA31 AGLUTINAÇÃO E B
SE E
RFD4 DIVISÃO SM S
M CL
RFE1
ALTERAÇÃO ESCALAR
AS
QS
AS
QS
RFE5
ALTERAÇÃO ESCALAR C Q
S C QS
RFE11
ALTERAÇÃO ESCALAR C B
SE C BSE
RAR1
ALTERAÇÃO DE RÓTULO QSE BSE
RAR9
ALTERAÇÃO DE RÓTULO Q HT