BK3OV3 Handboek 2015-2016
1
BK3OV3: Organisatie
Introductie BK3OV3 is een introductie in informatica. Dit vak is opgedeeld in 5 delen, elke week doorloopt in een snel tempo door vijf belangrijke thema’s van digitale ontwerpmogelijkheden voor ontwerpers. Aan het einde van het traject levert het ontwerp op voor een verdiepte beeldentuin voor het Escher museum in Den Haag. 1. 2. 3. 4. 5.
Schetsontwerp Gedetailleerd ontwerp Performative design Parametrisch ontwerp Fabricage
Solid modelleren in Rhino Curve/Surface modelleren in Rhino Zonneanalyse/windanalyse Grasshopper Digitale fabricage, 3D printen, lasersnijden
Vaardigheid Modelleren in de computer is inherent verbonden geometrie en vorm. Hoe je kan tekenen (modelleren) in de computer is een vaardigheid: net als handtekenen, maquettes maken. Met online lesmateriaal raak je bekend met de modelleertechnieken en ben je aan het eind in staat om je ontwerp te modelleren in Rhino, analyses uit te voeren in Revit en Flowdesign, en parametrische modellen te maken in Grasshopper, en kan je een 3d print-model maken van je eigen ontwerp. Kennis Je kan je 3D model inzetten om je ontwerp te visualiseren, maar hoe kan software je ook helpen om keuzes te informeren en beargumenteren? Voor verschillende workshop wordt je gevraagd om alternatieven te maken. Hier wordt je ook gevraagd de alternatieven naast elkaar te zetten en je keuze te beargumenteren (welk van de drie is beter, en waarom?). Elke week lever je een poster in met de samenvatting van de drie alternatieven, en beargumenteer je de keuze uit de drie alternatieven. Voor deze opdracht is een globaal programma van eisen opgesteld. Binnen dit heb je zelf veel vrijheid om zelf te experimenteren met de technieken en methoden die we je aanbieden, en dagen we je uit om zo vrij mogelijk te experimenteren. In de eerste twee workshops beargumenteer je op basis van visuele of ruimtelijke argumenten. In de derde workshop is je 3d-model niet alleen een vorm, maar gebruik je simulaties om verschillen tussen drie ontwerpen aan te geven. In de vierde workshop gaan we aan de slag met grasshopper, en gebruiken we parametrisch ontwerpen om minstens drie alternatieven te genereren. De vijfde workshop gebruiken we om kort 3d printen toe te lichten en om het model af te maken. Verdieping en Context Elke week zijn er verschillende lezingen om de context van het vak aan te geven, hoe worden de technieken en methoden die we behandelen in de praktijk behandeld? Er zijn een aantal architectenbureaus bereid gevonden om uiteen te zetten hoe zij deze technieken toepassen. Zo komt er onder andere iemand van Foster & Partners en iemand van Zaha Hadid. De bouwinformatica is een snel ontwikkelend vakgebied, software ontwikkelt snel, en vereist het bijhouden van kennis en vaardigheden. In de afgelopen 5 jaar zijn er sterke verschuivingen geweest van verschillende software, en de mogelijkheden ervan. Onze verwachting is dat dit niet snel gaat veranderen, en je ook gedurende je carrière vaardigheden zal moeten blijven bijhouden. Daarom is een grote vaardigheid om te leren tijdens dit vak niet enkel om de vaardigheden met software aan te leren – maar ook om te leren zelfstandig een nieuw software pakket te
2
leren. Hiermee bedoelen we: het zelfstandig kunnen vinden van oefenmateriaal, en het gebruik van google, internet en handleidingen om je kennis te verbreden. Eigen initiatief wordt daarom ook erg gewaardeerd. Onderwijsdoelen (zie ook: studiegids) - Vaardigheid in het gebruik van tools, methoden en technieken - Inzicht krijgen in het toepassen van performance criteria, simulaties en analyses in een digitale ontwerpomgeving. - Beargumenteerd optimaliseren van het ontwerp. - Vaardigheid in ontwerpinformatie gestructureerd digitaal vast te leggen en te communiceren in een BIM omgeving. Studielast Let op: Voor de workshops geldt een aanwezigheidsplicht. Workshop Week 1 Solid modelleren Week 2 Curve based modelleren Week 3 Performance based design Week 4 Parametrisch ontwerpen Week 5 3d Printen / uitwerken model
Workshops (aanwezigheid zverplicht) 4 uur
College
Zelfstudie
Totaal
4 uur
Online les materiaal en instructie video’s 4 uur
16 uur
28 uur
4 uur
4 uur
4 uur
16 uur
28 uur
4 uur
4 uur
4 uur
16 uur
28 uur
4 uur
4 uur
4 uur
16 uur
28 uur
4 uur
20 uur
28 uur
4 uur
Zelfstudie Voor deze cursus hebben we (video)tutorials samengesteld die uitleggen hoe je zelf kan beginnen met modelleren. Naast de directe vormen van leren (begeleiding) blijkt het zelf kunnen zoeken naar oplossingen voor problemen die je tegenkomt de belangrijkste vaardigheid bij elk software pakket. Samen leren Voor deze opdracht delen we de studenten in groepen. Naast de begeleidingen wordt er van je verwacht een bijdrage te leveren binnen de groep. Uit ervaring is gebleken dat een groot deel van de vragen goed onderling opgepakt kan worden. Studenten haken minder snel af wanneer ze vastlopen door problemen met de software. Daarom maken we groepen, waarbij het de bedoeling is dat je naast de workshopuren ook een groot deel van de zelfstudie in groepsverband doet. Kortom: spreek een moment af waar en wanneer je met je groepje samenkomt. Zelf problemen oplossen Help files Rhino heeft een zeer goede helpfunctie. Weet je niet precies wat een commando doet? Druk op F1 in rhino, en deze geeft veel informatie voor hulp bij Rhino.
3
Gericht zoeken op problemen Kom je een probleem tegen? Zoek op de (letterlijke) foutmelding die je hebt gekregen, in veel gevallen zul je antwoorden op je probleem krijgen. @hok Student ICT Support Afhankelijk van het moment kunnen er experts op het gebied van je probleem bij adhok aanwezig zijn. Je vind @hok op BG.Midden.130 (Begane grond,, straat van bouwkunde, tussen Stylos en FSR) Forums Forums zijn vaak de manier waar vragen specifiek over software gesteld worden, de volgende fora zijn beschikbaar voor de software gebruikt binnen dit vak. Zorg dat je als je gebruikt maakt van forums je je vraag zo helder mogelijk stelt. Rhino forums Autodesk revit Grasshopper
http://discourse.mcneel.com/ http://forums.autodesk.com/t5/revit-architecture/bd-p/133 http://www.grasshopper3d.com
Voorbereiding Zorg dat je voor aanvang van het onderwijs voorbereid bent op de workshop. Zorg dat je de volgende zaken voor de eerste workshop op orde hebt: Voor Mac gebruikers: Windows is geinstalleerd op je laptop via Bootcamp (Geen parralels of VirtualBox) http://adhok.bk.tudelft.nl/site/wp-content/uploads/2014/05/OSX-WinMac.pdf Rhino 5 http://adhok.bk.tudelft.nl/site/manuals/installation-guides/#rhino Grasshopper http://www.grasshopper3d.com Revit Architecture http://adhok.bk.tudelft.nl/site/manuals/installation-guides/#revit FlowDesign http://adhok.bk.tudelft.nl/site/manuals/installation-guides/#flow%20design Neon (64 bit) http://v5.rhino3d.com/group/neon Adobe Illustrator, http://www.surfspot.nl* (Adobe Create Cloud is niet gratis beschikbaar) Inkscape of Indesign* https://inkscape.org (Open source, gratis vector bewerkingsprogramma) Computermuis (werken met een track-pad is onmogelijk) Het aangeven van roosterproblemen via het roosterproblemen-formulier
NOTITIES INLEIDING:
4
5
Week 1: Ruimtelijk schetsen Ontwerpen/schetsen met volumes In ontwerpen werken we vaak met volumes. In de eerste workshop maak je een schetsontwerp van een verdiepte beeldentuin aan het Lange Voorhout in Den Haag. In de eerste week maak je een schetsontwerp aan de hand van boolean technieken. Dit is een klassieke manier van modelleren: oudere software kon hoofdzakelijk modelleren met solids, en primitieven. Deze methode om geometrie te beschrijven heet constructive solid geometry (CSG), waarbij het principe is dat elk object te beschrijven is met een boomdiagram van booleaanse structuren, met als basis een set simpele vormen: primitieven. In theorie is met behulp van een oneindige hoeveelheid boolean operaties elke mogelijke vorm te beschrijven. Naast de betekenis in software, hebben ruimte en contra-ruimte een grote betekenis in ontwerp en architectuur. Hoe kan je booleans gebruiken in het ontwerp?
A f b e e lding 1 Exploring A Hypnagogic City Matthew Boret, http://mathewborrett.squarespace.com/
Leerdoelen: - Solid geometrie begrijpen - Ruimte creëren met Solid Geometry
Opgave Maak voor deze week 3 schetsontwerpen voor de verdiepte kelder. Thema’s: ontwerpvragen week 1 -
6
Bedenk een concept voor je beeldentuin Hoe organiseer je ruimte(s) van de verdiepte beeldentuin? o Routing o Zichtlijnen o Ruimtelijke indeling
-
Hoe ga je om met het terras? o Kan je vanaf het terras de beelden zien? o Is er genoeg zon beschikbaar op het terras?
Je hebt een ruime vrijheid. Aan het einde van de opdracht verwachten we een model dat in een maquette van 1:50 redelijkerwijs zou moeten blijven staan. Complexiteit verschilt per ontwerp, overleg bij twijfel met je docent over hoe je om kan gaan met detail in je ontwerp.
Programma van Eisen -
7
Beeldentuin Terras, met zon Overdekte toegang tot het museum
Verplicht online lesmateriaal Rhino Introduction http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Rhino_Introduction Rhino Solid Modeling http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Rhino_Solid_Modeling Adding content to an Illustrator file http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Adding_images_and_text_to_an_Illustrator_file
Verdieping en Context Lezingen: Introductie lezing: Een algemene inleiding in BK3OV3. - Winfried Meijer (TOI) Performative Design: Een presentatie van het proces en de methodiek van "Performance Based Design" - Michela Turrin (TOI) Geometrie: Een uitleg over het gebruik van geometrie in de computer - Paul de Ruiter (TOI) Opdracht: Een uitleg over de opdracht van week 1 – Winfried Meijer (TOI) Literatuur: Architectural Geometry: Chapter 1, Creating a 3d model https://app.knovel.com/hotlink/pdf/rcid:kpAG000001/id:kt00U1LIW2/architectural-geometry/creatingdigital-3d-model Architectural Geometry: Chapter 6, Spatial transformations https://app.knovel.com/hotlink/pdf/rcid:kpAG000001/id:kt00U1LM81/architectural-geometry/spatialtransformations Architectural Geometry: Chapter 4, Boolean operations https://app.knovel.com/hotlink/pdf/rcid:kpAG000001/id:kt00U1LLB1/architectural-geometry/booleanoperations
Checklist Afspreken vaste momenten met je groepje Inleveren Huiswerkopdracht 1 (dinsdag) Inleveren poster en model (vrijdag, voor 24:00) Bespreken met je docent Welke thema heb je gekozen? Welke alternatieven ga je maken / heb je gemaakt? Hoe verdeel je de alternatieven? Kies je een thema, of meerdere thema’s? Checklist poster Vermeld je thema’(s), kort en bondig. Geef het een titel. Benoem per variant de voor en nadelen van de variant, gebruik dit voor je conclusie Met welke variant ga je verder? Geef een beargumenteerde conclusie.
Beoordelingswijzer Modelleervaardigheden (Netheid): Je model is netjes opgezet. Je geometrie is duidelijk. Je werkt in layers die een duidelijke naam hebben. 8
Modelleervaardigheden (Beheersing van technieken): De mate van beheersing van de solid modelleertechnieken, en goed gebruik van geometrie in de context van je ontwerp. Argumentatie (Poster): Je geeft een duidelijke beschrijving in beeld en woord van de drie alternatieven, en een heldere conclusie. Programma van eisen: Mate waarin je het ontwerp aan het programma van eisen voldoet.
9
Rhino: Cheat Sheet Dit overzicht is bedoeld als geheugensteun en samenvatting van de gebruikte commando’s die in de tutorials voorkomen. Er kunnen ook enkele commando’s in die niet in de tutorials zitten. Je kan dit overzicht gebruiken om je kennis te toetsen en te verbreden. Wanneer je een commando niet kent, gebruik in rhino de F1 (help) knop, deze heeft uitstekende uitleg over de onderdelen die hier geschreven zijn.
Solids (Primitives) A solid is a closed (watertight) polysurface Solid primitives Top menu: Solid > the two sections at the top Toolbar: Solid Tools -
Box Sphere Torus Cone Piramid
Box Sphere Torus Cone Pyramid
Solid Boolean operations Add / subtract / intersect volumes Top menu: Solid > the section at the bottom Toolbar: Solid Tools -
Union BooleanUnion Difference BooleanDifference Intersection BooleanIntersection Boolean2Objects Boolean2Objects
Solid editing Edit polysurfaces (use ctrl-click to select a subobject, this allows you to move things around easily) Menu: Solid > Solid Edit Tools -
Solid points on Move face Move edge Merge all faces Shell Splt face
SolidPtOn MoveFace MoveEdge MergeAllFaces Shell SplitFace
Transforming geometry Transform (Learn these commands, you’re going to need them) Copying, Moving/Displacing and Morphing geometry. -
10
Copy Move (Vertical by ctrl-click) Rotate / Rotate 3d Scale
Gumball The gumball is a small ‘ball’ that allows you to scale, rotate and move any object. -
Enable/Disable using the statusbar or OSnap command. Change the Gumball origin using the white circle attached to the gumball. Left Click arrow, box or arc handle to enter a numerical value Alt – drag = Create a Copy Shift-drag = Ortho
Object Snap Object snap enables you to snap to different kinds of geometry. -
Enable using statusbar : OSnap Sensible defaults: o End, Point, Near, Int Use project toggle to draw planar.
Organizing geometry Layers Show layer menu by using “Layer” -
-
Create layers Change object layer Select obj > statusbar > Select new layer Or: Select obj > Right click layer > Change object layer Turn layers on / off using the light Lock Layers Change layer order
Groups Group / Ungroup geometry to keep it together. Visibility Temporarily show or hide geometry. -
Show Hide
Show Hide
NOTITIES WEEK 1:
11
12
Week 2: Curve based geometry Introductie Het proces van ontwerpen in de computer komt op sommige punten sterk overeen met ontwerpen op papier. Ook in de computer werk je over het algemeen van grof naar fijn. Je kunt het werk van vorige week dan ook vergelijken met een ruimtelijke schets. Gedurende het ontwerpproces worden er steeds nauwkeurigere en nettere tekeningen gemaakt. De eerste schets wordt hooguit als onderlegger gebruikt voor de volgende verder uitgewerkte tekening. In de computer heeft men in eerste instantie echter de neiging om de eerste schets steeds verder te verbeteren in plaats van een geheel nieuw model op te zetten. In de praktijk blijkt echter dat af en toe een model opnieuw opzetten vaak sneller gaat dan bestaande geometrie blijven aanpassen. Het resultaat is vaak een netter en beter doordacht model. In week 2 ga je daarom je model her-modeleren in NURBS. Leerdoelen: - Curve en NURBS gebaseerde geometrie begrijpen - Ontwerpen in een realistische stedenbouwkundige omgeving
Opgave Je kiest één van de varianten van week 1 en plaatst deze in het virtuele model van de planlocatie. Je werkt de inpassing van de verlaagde beeldentuin in de locatie verder uit. Het eerste wat meestal opvalt, is het verschil in veronderstelde schaal en verhoudingen van de varianten ten opzichte van de locatie. Opnieuw modelleren van het ontwerp, en toevoegen van de ingang. Bij het verder aanpassen van de varianten zul je merken dat de mogelijkheden van het gebruik van solidmodelleertechnieken in het ontwerpproces beperkingen heeft. De vrijheid van solid-modelleren wordt beperkt door het klein aantal primitieven en de mogelijkheden deze aan te passen. Hoewel het in theorie mogelijk is elke vorm te maken, worden in de praktijk de mogelijkheden beperkt door het feit dat alle vormen een volume moeten zijn (dus dubbelwandig), en dat het voor veel vormen te veel tijd zou kosten om dit op te bouwen uit een reeks boolean-operaties (in extreme bij enkel of dubbelgekromde vormen). Voor week 2 zullen we werken met curve-based geometrie. Met curves bedoelen we 1-dimensionale geometrie in een 2d of 3d ruimte: een curve heeft een lengte, maar geen oppervlakte, en kan plat zijn of kan als een spiraal in een 3d ruimte bestaan. Curves kunnen gebruikt worden om 2-dimensionale vlakken in een 2d of 3d ruimte te maken: vlakken (surfaces) kunnen plat zijn, of dubbelgekromd, maar hebben geen dikte. Entree van het gebied Je maakt een begin met het ontwerp van het ingangsgebouw op pleinniveau. We introduceren voor deze opdracht een nieuwe reeks aan mogelijkheden: Curves, en Surfaces. Een NURBS surface is een omschrijving van geometrie die als standaard geldt in vele industrieën, zoals de auto-industrie en het industrieel ontwerpen. Het is oorspronkelijk ontwikkeld om op een nauwkeurige manier gekromde lijnen en vlakken te beschrijven in de computer. De vormvrijheid is groot en stelt je als ontwerper in staat zeer eenvoudige tot zeer complexe vormen en ruimten te modelleren. Deze vormvrijheid maakt het makkelijker om een eerste opzet te maken van het ingangsgebouw. Hierbij gebruik je de context in combinatie met een real time simulatie van het ontwerp, om de aansluiting van je ontwerp op de omgeving al tijdens het modelleren te kunnen beoordelen.
Opnieuw modelleren: digitaal schetspapier Tijdens het ontwerpproces worden de digitale modellen regelmatig opnieuw gemodelleerd, vergelijkbaar met het gebruik van kartonnen schetsmaquettes, of zoals schetsrol: de tekening opnieuw maken is doorgaans minder werk
13
en beter dan de oude tekening aanpassen. Het opnieuw modelleren vergroot daarnaast het inzicht in het ontwerp en kan leiden tot nieuwe ideeën. Herontwerp de inrichting van de beeldentuin in curve-based geometrie, zodat er samen met de ingang naar plein niveau een coherent ontwerp ontstaat. Gebruik het ontwerp dat je hebt gemaakt met primitieven als basis/onderlegger voor het herontwerp. Je documenteert het proces in woord en beeld en plaatst dit op je A3 poster voor week 2.
Programma van eisen Inpassing in stedenbouwkundige omgeving -
Aanlsuiting op plein Aanpassen van ontwerp Herontwerp / opnieuw modelleren van je ontwerp (gebruiken als referentie) Rolstoeltoegankelijk plein Overdekte entree (droog, uit de wind)
Lesmateriaal Voor de opdracht van week 2 neem je de volgende leerstof door: Rhino Curve Based Modeling http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Rhino_Curve_Based_Modeling Rhino Surface Editing http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Rhino_Surface_Editing
Verdieping en Context Lezingen: Inleiding: Terugblik op week 1 en inleiding week 2. - Winfried Meijer (TOI) Basis CAD geometrie: Een introductie in CAD geometrie – Arend van Waart (TOI) Geometrie, en dan…: Een uitleg over de visuele mogelijkheden die een computermodel biedt- Paul de Ruiter (TOI) Opdracht: Een uitleg over de opdracht van week 2 – Winfried Meijer (TOI) Literatuur: Architectural geometry: Chapter 7, Curves and surfaces https://app.knovel.com/hotlink/pdf/rcid:kpAG000001/id:kt00U1LN61/architectural-geometry/curves-andsurfaces Architectural geometry: Chapter 8, Freeform curves https://app.knovel.com/hotlink/pdf/rcid:kpAG000001/id:kt00U1LOE1/architectural-geometry/freeformcurves Checklist Inleveren Huiswerkopdracht 2 Opnieuw modelleren gekozen variant week 1 Aanpassen ontwerp aan inpassing in de stedenbouwkundige omgeving 14
Inleveren Poster Bespreken met je docent Bespreek de producten van week 1 Bespreek de vervolgstappen: hoe ga je het het opnieuw modelleren van je plan aanpakken Checklist Model Je hebt zinvol gebruik gemaakt van lagen en groepen Je hebt een coherent ontwerp gemaakt in de context van je concept. Je hebt materiaal waar nodig dikte of een idee van materialisatie meegegeven. Checklist Poster Herontwerp van week 1 Ontwerp van de ingang Aansluiting op het plein Beoordelingswijzer Modelleervaardigheden (Netheid) Je model is netjes opgezet. Je geometrie is duidelijk. Je werkt in layers die een duidelijke naam hebben. Modelleervaardigheden (Beheersing van technieken) De mate van beheersing van de curve-based modelleertechnieken, en goed gebruik van geometrie in de context van je ontwerp. Argumentatie (Poster) Je geeft een duidelijke beschrijving in beeld en woord van de aanpassingen gedaan aan je ontwerp, en een heldere conclusie.
15
Programma van eisen Mate waarin je het commentaar van week 1 verwerkt, en je ontwerp aan het programma van eisen voldoet.
Transforming geometry Transform (Learn these commands, you’re going to need them) Copying, Moving/Displacing and Morphing geometry. -
Copy Move (Vertical by ctrl-click) Rotate / Rotate 3d Scale Orient Project to CPlane (Make an object flat)
Array Make multiple copies of your geometry Menu: Transform > Array -
Array linear Array along curve Array along surface
Construction Planes Toolbar: CPlane Viewport Menu: Set CPlane > The construction plane allows you change the coordinate system, so you can draw easily on a façade, elevation, or any other system. Anything you draw will be drawn in the cplane, unless you snap to an object. Use the Project option in snap to always draw on the cpane. -
Set CPlane to Object Cplane, to Curve CPlane to Object When drawing: Ctrl Click defines an XY position, the next click defines the Z location.
Curves Create Primitives Rectangle Circle Ellipse Polygon Spiral Create from points: Line Polyline Curve Curve editing (Your autocad commands will most likely work): Trim Extend Connect Fillet
16
-
Split Join / Explode
Use F10, or PointsOn to edit a curve’s points. -
Rebuild curve to simplify a curve. Rebuild
Surfaces From curves Loft Extrude Sweep 1 / 2 Planar curves Patch Curve network Extrude / Ribbon (Stairs, Roads) Surface Editing -
Turn Points on to modify the surface (F10).
Surface / Polysurfaces / Solids Re-using existing geometry Surface <> Polysurface Join Surfaces to a Polysurface Join Deconstruct a polysurface into surfaces Explode Curve from object Section Section Duplicate Edge DupEdge Duplicate Border DupBorder Extract Isocurve ExtractIsocurve Contour (multiple sections) Contour Project a curve to a (poly) surface Project Pull to surface PullToSurface Solid From curve / surface: -
Offset Surface Extrude curves Extrude Surface
OffsetSrf ExtrudeCrv ExtrudeSrf
Analyzing geometry Top menu: Analyze -
Distance Between two points: Length (Length of a curve)
Mass properties -
Area Volume
Distance
NOTITIES:
17
18
Week 3: Ontwerp en simulatie Simulaties in het ontwerp De kwaliteit van de virtuele simulatie van het ontwerp en de locatie is voor een groot deel afhankelijk van de kwaliteit van de belichting. Correct gesimuleerd direct en diffuus licht zijn belangrijke voorwaarden om vorm en ruimte visueel te kunnen beoordelen. De invloed van licht gaat echter verder. Het is eveneens een energiebron. Vanuit het besef dat duurzaam bouwen een noodzaak is, is er steeds meer aandacht voor licht- en zonnesimulatie met nadruk op energie. Het is tegenwoordig mogelijk om simulaties snel uit te voeren. In de praktijk heeft elk software pakket zijn beperkingen en zal je nooit met één software pakket werken. Net als met de ontwikkelingen op het gebied van real time visualisatie gaan de ontwikkelingen op het gebied van licht- en energiesimulatie razend snel. Door het toegankelijker worden van simulaties voor ontwerpers kan deze vorm van analyse steeds vroeger in het ontwerpproces worden ingezet. Dat stelt je in staat in een vroeg stadium van het ontwerp, als aanpassingen nog eenvoudig te maken zijn, het effect van licht op het ontwerp te analyseren. Aan de hand van de resultaten kan direct waar nodig het ontwerp aangepast worden. De beeldentuin Voor het terras in de beeldentuin is het wenselijk dat zoveel mogelijk mensen in de zon kunnen zitten. Dit is een functionele eis die invloed heeft op de vorm en ruimte van de gekozen variant. De diepte van de tuin, de vorm en locatie van het ingangsgebouw zullen invloed hebben op de bezonning van het terras. Wind Bij het ingangsgebouw op plein-niveau is het van belang dat de mensen zo min mogelijk last hebben van de wind als ze het gebouw ingaan of verlaten. Leerdoelen - Een heldere te analyseren scenario stellen - Duidelijke richting van ontwerpvarianten aangeven
De opgave Vanuit de achtergrond dat er diverse factoren een rol spelen bij het maken van een ontwerp en het feit dat het de kwaliteit ten goede komt als je al vroeg in het ontwerpproces rekening houdt met aspecten die bepalend zijn voor de uiteindelijke prestaties van het ontwerp, betrek je deze week deze factoren bij je ontwerp. Je begint met het stellen van een onderzoeksvraag. Wat wil je gaan onderzoeken? Je gaat vervolgens met behulp van simulatie technieken, in dit geval in Autodesk Revit en/of Autodesk Flow Design, op zoek naar een antwoord op die vraag. Dit onderzoek levert resultaten op die je interpreteert. Hopelijk vind je daarmee een antwoord op je vraag. Je kiest één van de volgende twee onderwerpen: Optie 1: Windanalyse van het ingangsgebouw Je exporteert het ontwerp van Rhino naar Autodesk Flow Design voor de wind analyse om zo inzicht te krijgen in het effect van de vorm van het ontwerp op de windstromen langs het gebouw. Je kijkt bij de windsimulatie naar de invloed van het ingangsgebouw op de windsterkte rondom het ingangsgebouw en de ruimte tussen het ingangsgebouw en het museum.
19
Voor windsimulaties gebruiken we vaak een sterk versimpeld model. Dat betekent dat je de simulaties in eerste instantie uitvoert in een sterk vereenvoudigd model, waar de rest van de locatie weggelaten is. Ook de verzonken beeldentuin, terras en verbinding voor de ingang laten we nu eerst achterwege. Optie 2: bezonningsanalyse van het terras Je exporteert het ontwerp van Rhino naar Autodesk Revit voor de bezonningsanalyse om zo een inzicht te krijgen in het effect van de vorm van het ontwerp op de schaduwwerking van het gebouw. Uiteraard mag je allebei doen, maar begin eerst met één van deze twee. Als je daarna nog naar de bezonning van bijvoorbeeld de beeldentuin wilt kijken, dan mag dat natuurlijk. Als je een goede, uitgebreidere analyse uitvoert, waarderen we dat en krijg je een bonus. Maar zorg dat je eerst een van de twee gedegen uitvoert en breidt je onderzoek daarna pas uit. De nadruk ligt op de effecten van de schaduw op het terras deel. Het terras zal idealiter zo min mogelijk last hebben van schaduw. Formuleer een scenario: wanneer moet er volop zon zijn op het terras? Hieruit kun je je onderzoeksvraag halen en kun je gericht gaan onderzoeken. Onderzoek, zoals ook beschreven in de TOI-Pedia, de beschaduwing om 12:00 uur op de 4 standaard dagen (winter, lente, zomer en herfst). Kies daarnaast nog een aantal tijdstippen, aansluitend op het scenario. Denk daarbij aan mogelijkheden als openings- en sluitingstijd, koffie- en borreltijd en zomeravonden. Je kunt het onderzoek uitbreiden met specifieke tijdstippen in een bepaald seizoen als je scenario daar aanleiding toe geeft. Uit de verkregen resultaten trek je een conclusie en identificeer je wat je zou kunnen verbeteren. Maak op basis hiervan een aanpassing in het ontwerp en controleer op de meest significante momenten of de gekozen oplossingsrichting werkt. Volgende week ga je verder met het optimaliseren van de aanpassing(en). Verplichte online lesstof Voor de opdracht van week 3 neem je de volgende leerstof door: Rhino sketching in a 3d environment http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Rhino_sketching_in_a_3d_environment Flow Design simulatie http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Flow_Design_-_windsimulation Daylight simulation in Revit http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/Revit_daylight_analysis
Verdieping en Context Lezingen: Inleiding: Terugblik op week 2 en inleiding week 3 - Winfried Meijer (TOI) Foster & Partners: Computation in de praktijk – Angelos Chronis (Foster & Partners) Zon & wind: De invloeden van zon en wind- Winfried Meijer (TOI) Zaha Hadid: Computation in de praktijk – Suryansh Chandra (Getautomata, voorheen Zaha Hadid) Opdracht: Een uitleg over de opdracht van week 3 – Winfried Meijer (TOI) Leerstofopgave: Om aan te tonen dat je tijdig de leerstof hebt doorgenomen dien je uiterlijk de maandag van week 3 onderstaande kleine opdracht te hebben ingeleverd: (Zie http://wiki.bk.tudelft.nl/toi-pedia/BK3OV3_week3-opgave )
20
Checklist Inleveren Huiswerkopdracht 3 Aanpassen model van week 2 aan de hand van de feedback, en je onderzoek. Inleveren Poster Bespreken met je docent Poster en model week 2 Scenario (Welk scenario, waarom), welke situaties ga je met elkaar vergelijken? Checklist Model Je hebt de feedback over week 2 verwerkt in je model. Je hebt je model aangepast aan de uitkomsten van je onderzoek. Checklist Poster Scenario: Welk onderwerp ga je bekijken Scenario: Ik bekijk onderdeel x voor wind|zon op tijdstippen a, b en c vanwege reden y. Onderzoek: Verslaglegging van de uitkomsten op verschillende tijdstippen / verschillende modellen Conclusie: Wat is het maatgevende scenario, welke aanpassingen heb je gedaan? Bij deze opdracht is net een iets andere structuur van de rapportage mogelijk. Overleg dit met je docent.
Beoordelingswijzer Scenario: Je hebt een helder scenario gekozen om je ontwerp mee te onderzoeken. Analysevaardigheden: De mate waarin de analyse is compleet is, en goed uitgevoerd. Modelleervaardigheden: Er is een geschikt onderdeel van het ontwerp aangepast op grond van de uitkomsten van de analyse voor verbetering van het ontwerp. Argumentatie (Poster): Je geeft een duidelijke beschrijving van je scenario, analyseresultaten, conclusie en aanpassingen aan het ontwerp in beeld en woord.
NOTITIES:
21
22
23
Workshop 4: Parametrisch ontwerpen Introductie Ontwerpen is een iteratief proces. Je maakt een ontwerpbeslissing, je analyseert deze in zijn context en maakt verbeteringen op basis van die analyse. Er is dus een relatie tussen het analyseren van de ontwerpbeslissingen en het aanpassen van het ontwerp. Om dit proces effectief te ondersteunen heeft sommige ontwerpsoftware een zogenaamde parametrische structuur. Dit betekent niet meer dan dat het ontwerp niet alleen is aan te passen door vorm direct aan te passen, maar door het aanpassen van waarden en formules die gebruikt worden om de vorm te genereren. Bijvoorbeeld de diameter van een cilinder of de lengte van een balk. In de eerste twee weken hebben we gemodelleerd door stapsgewijs je geometrie vast te leggen, nu zullen we een klein deel van het ontwerp als parametrisch model uit voeren. In grasshopper is het mogelijk om een reeks commando’s vast te leggen om in elke stap in de reeks commando’s je definitie te kunnen veranderen. Je wordt niet gevraagd om je hele ontwerp parametrisch te maken, maar om ene deel van je ontwerp als parametrisch model uit te voeren. In een parametrische ontwerpomgeving leg je relaties tussen de verschillende onderdelen vast. Dat kunnen eenvoudige numerieke relaties zijn, zoals een afstand tussen twee delen, maar ook complexere formules of voorwaardelijke afhankelijkheden. Je maakt een soort ‘recept’, waarbij nog ruimte is om te variëren met precieze hoeveelheden. Hierdoor zijn veranderingen makkelijker en sneller door te voeren dan in een niet parametrische omgeving. Het principe blijft grotendeels gelijk, alleen de gebruikte waardes (parameters) verschillen. Het is dan ook niet verwonderlijk dat een parametrische structuur als standaard geldt voor de meeste ontwerpsoftware voor de architectuur en andere industrieën. Als je van te voren weet welke invloed bepaalde delen van je gebouw kunnen hebben op bijvoorbeeld wind en zon, dan kan je deze zo definiëren dat ze eenvoudig zijn aan te passen zijn. Leerdoelen - Inzicht en vaardigheid in het structureren en parametrisch modelleren van een ontwerpvraag - Vaardigheden in parametrisch modelleren in grasshopper De opgave Voor deze opdracht kies je een deel uit van je ontwerp dat geschikt is om parametrisch te ontwerpen, en hiervoor stel je een plan van aanpak op. Een plan van aanpak bestaat uit maximaal een a4, waarop je de volgende delen hebt uitgedacht: Verplicht online lesmateriaal Voor de opdracht van week 4 neem je de volgende leerstof door: -
Getting started with Grasshopper Grasshopper transformations How to adjust your design in Grasshopper
Lezingen: Inleiding: Terugblik op week 3 en inleiding week 4 en 5 - Winfried Meijer (TOI) Grasshopper: Parametrisch ontwerpen – Paul de Ruiter (TOI) APTO: Van ontwerp naar realisatie – Maarten Filius (APTO) CAD/CAM: De mogelijkheden - Winfried Meijer (TOI) Opdracht: Een uitleg over de opdracht van week 4 en 5 – Winfried Meijer (TOI) 24
Leerstof opgave: Om aan te tonen dat je tijdig de leerstof hebt doorgenomen dien je uiterlijk de maandag van week 4 onderstaande kleine opdracht te hebben ingeleverd: Checklist Inleveren Huiswerkopdracht 4 Aanpassen model van week 3 aan de hand van de feedback, en je onderzoek. Maken plan van aanpak Je hebt de feedback over week 3 verwerkt in je model. Je hebt je model aangepast aan de uitkomsten van je onderzoek. Inleveren Poster Bespreken met je docent Poster en model week 3 Plan van aanpak (neem mee naar de begeleiding) Checklist Poster Plan van aanpak Je hebt het onderdeel dat je gaat uitwerken duidelijk vastgelegd. Model Uitleg van het model (grasshopper). Maak een plaatje van het model en leg het uit, of voeg commentaar toe aan het grasshopper model. (Wat is je input, wat is je output, en hoe werkt je parametrisch model). Varianten Minstens 3 varianten. Vermeld de relevante input waarden. (Waarom deze drie varianten? Wat veranderd er, hoe parametrisch is het? Hoe veel verschillende mogelijkheden laat je model toe?) Maak een screenshot, render, make2d of save snapshot. Conclusie Wat heb je gekozen van de uitkomsten van je model? Beoordelingswijzer Plan van aanpak: Je hebt een helder scenario gekozen om je ontwerp mee te onderzoeken. De aanpassingen aan het ontwerp met behulp van het parametrisch model zijn relevant voor het uiteindelijke ontwerp. Modelleervaardigheden: Technische opbouw van het Grasshopper model Modelleervaardigheden: Een deel van het ontwerp is op een bruikbare en efficiënte manier parametrisch gemaakt voor optimalisatie/onderzoek van het ontwerp Argumentatie (Poster): Je geeft een duidelijke beschrijving van je plan van aanpak, het parametrisch model, de uitkomsten, conclusie en aanpassingen aan het ontwerp in beeld en woord.
NOTITIES:
25
26
27
Workshop 5: Eindmodel & Digitale fabricage Introductie Voor deze opgave maken we een terugkoppeling naar de OV-leerlijn. We hebben besproken hoe je digitaal je geometrie kan maken, voor deze week staat op het programma om een klein deel van je ontwerp geschikt te maken om 3d te printen. Leerdoelen - Inzicht en vaardigheid in het maken van een computermodel met een specifiek doel (3D-print) - Vaardigheden in het uitwerken van een computermodel tot een bepaald detailniveau De leerstof voor week 5 Voor de opdracht van week 5 neem je de volgende leerstof door: -
3D-printing with Rhino
De opgave van week 5 De opgave voor week 5 bestaat uit twee delen. Het eerste deel is een introductie in het digitale fabricage proces. Het tweede deel is het uitwerken van het ontwerp. Een 3d fragment van je ontwerp Tijdens de BK3OV3 krijg je de mogelijkheid om een 3D-print te maken van een deel van je ontwerp. Dit kan een hoek van de beeldentuin zijn of een detail van een aansluiting. De enige restricties die je hebt zijn de afmetingen van de uiteindelijke print en de minimale en maximale schaal. De print mag maximaal 3cm x 3cm x 3cm worden. Om nog enige zinnige informatie uit de prints te halen, mag je voor het fragment van je ontwerp een schaal kiezen van 1:200 tot 1:20. Dit komt dus neer op een kubus van maximaal 6m x 6m x 6m en minimaal 60cm x 60cm x 60cm. Van alle ingeleverde 3D-print bestanden proberen we een 3D-print te maken. Deze worden aan het eind van het semester tentoongesteld, samen met het beeldmateriaal, een aantal 3D-prints van een selectie van de ontworpen beeldentuinen en ingangen en een virtuele omgeving waar toeschouwers doorheen kunnen navigeren om het ontwerp virtueel te bekijken. Om een 3D-print te kunnen maken van (een deel van) je ontwerp is het van belang dat je bestand aan een aantal eisen voldoet. Deze eisen kun je vinden in het TOI-Pedia artikel 3D-printing with Rhino. Het schetsontwerp van de beeldentuin en ingang In week 5 werk je het gehele ontwerp verder uit tot het detailniveau vergelijkbaar met een maquette in schaal 1:50, die redelijkerwijs zou kunnen blijven staan. Je documenteert het proces in woord en beeld en plaatst dit op je A3 poster voor week 5. Op deze poster geef je tenminste inzicht in onderstaande punten:
Definitief ontwerp Laat in een aantal plaatjes de belangrijkste stappen zien waarin het definitief ontwerp tot stand is gekomen. Licht deze kort toe. Voldoet het eindresultaat aan de eisen en de gestelde eisen? Toon dit aan. Het eindontwerp is het resultaat van de functionele, ruimtelijke, stedenbouwkundige en bouwfysische onderzoek binnen de context van het concept van het ontwerp. Andere elementen die van invloed 28
-
kunnen zijn maar niet behandeld zijn omvatten b.v. de materialisering en de sociale context van het ontwerp. Deze hoeven in de uitleg niet meegenomen te worden. Beschrijf de relatie met de omgeving en illustreer dit met enkele plaatjes. Geef de betekenis aan van de gekozen camerastandpunten. Het visualiseren van het ontwerp binnen zijn omgeving is een effectieve manier om de ontwerpuitgangspunten van het ontwerp naar de docent of in de praktijk te communiceren. Het camerastandpunt hierbij is belangrijk. Dit bepaald hoe het ontwerp wordt waargenomen en kan de gekozen uitgangspunten voor het ontwerp zo duidelijk mogelijk kunnen worden gecommuniceerd.
Checklist Definitief model ontdaan van onnodige geometrie en layers Aanpassen ontwerp aan laatste inzichten Uitwerken fragment voor 3D-print Inleveren Poster Bespreken met je docent Bespreek welk fragment je uitwerkt voor de 3D-print Bespreek de afronding: wat ga je nog aanpassen/uitwerken Checklist Model Je hebt zinvol gebruik gemaakt van lagen en groepen. Het model bevat geen onnodige informatie meer Je hebt een coherent ontwerp gemaakt in de context van je concept en de conclusies van je analyses Je hebt het resultaat van het parametrisch onderzoek in het model verwerkt Men kan redelijkerwijs verwachten dat het ontwerp zou kunnen blijven staan Checklist Poster De stappen waarmee je tot het uiteindelijke ontwerp bent gekomen zijn duidelijk verwoord en geïllustreerd Ontwerp van de ingang Aansluiting op het plein Beoordelingswijzer Modelleervaardigheden (Netheid) Je model is netjes opgezet. Je geometrie is duidelijk, je 3D-print fragment is correct gemodelleerd. Je werkt in layers die een duidelijke naam hebben. Modelleervaardigheden (Beheersing van technieken) De mate van beheersing van de modelleertechnieken, en goed gebruik van geometrie in de context van je ontwerp. Argumentatie (Poster) Je geeft een duidelijke beschrijving in beeld en woord van de aanpassingen gedaan aan je ontwerp, en een heldere conclusie.
29
Programma van eisen Mate waarin je ontwerp aan het programma van eisen voldoet.
NOTITIES:
30
31
32
