Algoritmeista apu rakennusalan tiedonsiirron ongelmaan
Rakennusalalla yhteistyö arkkitehtien ja rakennesuunnittelijoiden välillä takkuaa, koska ohjelmistojen välinen tiedonsiirto on usein jopa mahdotonta. Hankkeessa ongelmaan etsitään ratkaisua algoritmien avulla.
Mihin etsittiin ratkaisua?
Yksi suurista rakennusalan ongelmista on eri osapuolien välisen yhteistyön puute. Rakennusten suunnittelussa hyödynnetään nykyään paljon erilaisia ohjelmistoja, mutta eri ohjelmien välinen tiedonsiirto on haastavaa tai usein jopa mahdotonta. Tästä syystä eri suunnitteluosapuolien väliset suunnitelmat ovat usein ristiriitaisia keskenään, mikä vaikeuttaa suunnittelun joustavaa etenemistä. Esimerkiksi päällekkäistä mallinnustyötä saattaa esiintyä, koska osapuolet eivät tiedä toistensa
Tavoite: arkkitehdin ja rakennesuunnittelijan suunnittelutiedot yhteen
Kokeilun tavoitteena oli saavuttaa tilanne, jossa arkkitehdin ja rakennesuunnittelijan suunnittelutieto on linkitetty algoritmien avulla toisiinsa. Kun arkkitehdin tietomalli sekä rakennesuunnittelijan tieto- ja laskentamalli on tuotettu samojen algoritmien avulla, suunnittelun aikana tapahtuvat muutokset päivittyvät automaattisesti kaikkiin malleihin. Näin molemmilla suunnittelun osapuolilla on koko ajan saatavilla päivitetyt, lujuudeltaan varmennetut rakenteet ja liitokset.
Hankkeessa saavutettavat hyödyt:
· Arkkitehdin ja rakennesuunnittelijan mallit keskustelevat keskenään ja päällekkäinen mallinnustyö poistuu.
· Erilaisten rakennevaihtoehtojen vertailu on helppoa parametreja muuttamalla.
· Rakenteiden toteutettavuutta ja kustannuksia pystytään arvioimaan tarkasti jo rakennushankeen alkuvaiheessa.
· Hanke mahdollistaa uudenlaisen näyttävän arkkitehtuurin toteuttamisen hallitusti ja tehokkaasti.
Mitä hankkeessa tehtiin?
Hankkeen toteutus jaettiin kolmeen vaiheeseen:
1) Muodostettiin rajapinnat arkkitehdin ja rakennesuunnittelijan algoritmiavusteisten tietomallien välille.
2) Ohjelmoitiin rajapinta rakennesuunnittelijan parametrisen tietomallin ja FEM-laskentaohjelmistossa olevan laskentamallin välille. Rajapinnan tehtävä oli mitoittaa ja optimoida profiilit laskentaohjelmassa ja palauttaa tulokset muihin malleihin. Lisäksi laskentatuloksista saatiin rakenteiden sisäiset voimat, joita käytettiin lähtötietona liitossuunnittelualgoritmille.
3) Testattiiin kehitettyjä työkaluja ja toimintatapoja kuvitteellisen suunnittelukohteen avulla, jotta päästiin näkemään, miten ne toimivat käytännössä.
Kenelle tästä on hyötyä?
Kokeilun tuloksia voivat hyödyntää laaja-alaisesti eri rakennusalan toimijat. Erityisesti rakennesuunnittelijat sekä arkkitehdit pääsevät näkemään, miten algoritmiavusteinen suunnitteluprosessi etenee ja mitkä ovat sen hyödyt ja haasteet.
Myös muut rakennusten suunnitteluun osallistuvat tahot saavat tietoa algoritmiavusteisen suunnittelun mahdollisuuksista. Lisäksi tilaajaorganisaatiot sekä rakennusten toteutuksesta vastaavat osapuolet näkevät, millaisia etuja uudenlaisen tekniikan ja siihen liittyvän yhteistyön avulla voidaan saavuttaa.
Mitä tuloksia kokeilu tuotti?
Kokeiluhankkeessa kehitetty algoritmiavusteinen suunnitteluprosessi toimii kaikilta osiltaan hyvin. Algoritmiavusteisen suunnittelun suurimmat vahvuudet ovat erityisesti geometrisesti vaativien sekä toistuvien rakenteiden suunnittelussa. Kun kaikki suunnittelutieto luodaan algoritmien avulla, voidaan suunnittelutiedon luovat algoritmit linkittää toisiinsa ja näin vältytään mahdollisilta tiedonsiirto-ongelmilta.
Algoritmien avulla voidaan luoda perinteisiä menetelmiä nopeammin hyvin erilaisia rakenteita ja niiden muodostamia kokonaisuuksia. Kun arkkitehdin geometriatieto voidaan vielä helposti linkittää laskentaohjelmaan, päästään tarkastelemaan nopeasti erilaisten rakennejärjestelmien toimivuutta. Kun rakenteisiin linkitetään vielä kustannustietoa, voidaan eri rakennejärjestelmien kustannuksia vertailla nopeasti.
Vaikka työssä toteutettava algoritminen suunnitteluprosessi toimii kaikilta osiltaan hyvin, törmättiin tutkimusta tehdessä myös moniin ongelmiin ja puutteisiin. Suurin koko prosessia koskeva ongelma on algoritmisen tiedonsiirron vaikeus. Vaikka algoritmiavusteisen suunnittelun vahvuus on yksinkertaisessa ja tiiviissä muodossa säilyvä suunnittelutieto, saattaa suuri tietomäärä silti muodostua ongelmaksi.
Arkkitehdin ja rakennesuunnittelijan välisen algoritmiavusteisen suunnitteluprosessin kehittäminen
Yhteystiedot