Van der Blom:"Si può immaginare che minore è la superficie delle pareti esterne, meno calore si perde o si entra. In altre parole:più l'edificio sembra un cubo, la minore influenza esterna. Però, per la capacità di carico, meglio un edificio più allungato, in cui la luce del tetto tra due pareti è la più piccola possibile." Credit:Leiden University
In che modo i computer possono aiutare a progettare edifici ottimali? dottorato di ricerca lo studente Koen van der Blom realizza algoritmi che tengono conto di tutti i tipi di requisiti architetturali diversi, per raggiungere il miglior compromesso. E questo è abbastanza difficile:"Gli algoritmi non capiscono automaticamente che un edificio che fluttua nell'aria non è pratico".
L'equilibrio perfetto
La progettazione degli edifici è solitamente sviluppata da diversi esperti di diverse discipline architettoniche, " dice Van der Blom. "Ogni esperto ha le sue esigenze. Gli adeguamenti operati da un esperto della disciplina A, chi guarda alla capacità portante dell'edificio, può avere un'influenza negativa sulla disciplina B, il controllo della temperatura." Gli algoritmi di Van der Blom dovrebbero facilitare l'ottimizzazione dei progetti edilizi per tutte queste diverse esigenze in una fase iniziale. "Cercano l'equilibrio perfetto, che si traduce in progetti migliori. Ciò consente anche di risparmiare molto tempo:in una fase successiva, ci vuole molto più tempo per adattarsi."
Un problema complesso
La progettazione di questo tipo di algoritmi è piuttosto complessa. Secondo Van der Blom, questo è dovuto a diversi fattori. "Prima di tutto, si tratta di un cosiddetto problema multicriterio. Ciò significa che dobbiamo trovare soluzioni che bilanciano requisiti diversi." Van der Blom ha esaminato sia la progettazione strutturale (come capacità portante e risparmio di materiale) sia la progettazione fisica dell'edificio (riscaldamento e raffreddamento).
Il secondo aspetto è la rappresentazione matematica del problema. Van der Blom:"Consiste in una combinazione di parti molto diverse. Per cercare contemporaneamente ogni componente in modo efficiente, era necessaria una combinazione complessa di diverse tecniche di ricerca."
L'ultima difficoltà riguarda le restrizioni. Queste restrizioni sono necessarie per garantire che le soluzioni trovate siano utilizzabili e valide. "Gli algoritmi non capiscono da soli cosa rende un edificio buono o cattivo, " spiega Van der Blom. "Di conseguenza, senza ulteriori istruzioni, provano anche cose che sono strane per le persone. Un edificio che fluttua nell'aria, Per esempio, non è un problema per il computer, ma vogliamo escluderlo perché è praticamente impossibile." Sebbene tali soluzioni spesso non siano di alta qualità, e quindi non finiscono per essere una soluzione finale, ci vuole tempo per valutarli. "Quindi li escludiamo per risparmiare tempo. Usiamo il tempo guadagnato per cercare in un numero maggiore di edifici validi".
Dal semplice algoritmo alla pratica
La ricerca del metodo giusto è iniziata con algoritmi standard. Van der Blom:"Poi abbiamo esaminato passo dopo passo cosa non funzionava correttamente, ad esempio cercando tra un gran numero di disegni non validi, e poi abbiamo cercato una soluzione. Aggiungendo lentamente complessità e sapendo che la base funzionava bene, siamo stati in grado di trovare una buona soluzione per un nuovo problema alla volta."
Van der Blom ha lavorato insieme agli ingegneri strutturisti della Eindhoven University of Technology. "Abbiamo anche testato i nostri algoritmi presso uno studio di architettura (De Twee Snoeken). È stato abbastanza positivo:gli algoritmi funzionano, ma dobbiamo ancora risolvere una serie di problemi pratici prima di poterli applicare adeguatamente nella pratica".
