Wpływ metody wspomagania projektowania architektonicznego na
Transkrypt
Wpływ metody wspomagania projektowania architektonicznego na
WPŁYW METODY WSPOMAGANIA PROJEKTOWANIA ARCHITEKTONICZNEGO NA EFEKTYWNO PRACY PROJEKTANTÓW KRZYSZTOF SZOZDA Streszczenie W procesie projektowania architektonicznego coraz czstsz metod jest projektowanie obiektowe, uwzgldniajce wczeniej zaprojektowane elementy, o cisłych parametrach. Proces automatyzacji, modelowania oraz kontroli i testowania na etapie projektowania, pozwala oszczdzi jednostki czasu w trakcie budowy, np. w przypadku potrzeby wykonywania kolejnych rysunków, detali, ucile czy poprawek. wiadome uytkowanie omawianego narzdzia moe mie pozytywny wymiar zarówno ekonomiczny jak i wpływajcy na postrzeganie przez pracownika swojej pracy. Ide zwikszenia ekonomicznoci pracy jest zwikszenie wydajnoci pracownika poprzez jego wiksz wiadomo projektow oraz wiksz automatyzacj procesów projektowych. Stosujc metod wiadomego uywania narzdzia moliwe jest natychmiastowe wyeliminowanie konfliktu poprzez zastpienie go poprawnym rozwizaniem technicznym. Słowa kluczowe: projektowanie, efektywno modelowania 1. Wstp Współczesna gospodarka opiera si niemal całkowicie na cyfrowych systemach wspomagajcych. Jest to podstawa obecnie funkcjonujcego społeczestwa i nie wydaje si, aby w najbliszych czasach to si miało zmieni. Tak samo jak we wszystkich znanych dziedzinach ycia, tak i w projektowaniu architektonicznym jest to podstawowa forma zapisu i komunikacji [1]. W procesach projektowych czsto spotykana nazwa CAD (Computer Aided Design) [5], to w czystej formie projektowanie wspomagane komputerowo. Wraz z narastajcymi potrzebami uytkowników programy przechodz procesy ewolucji. Owa przemiana nie zawsze pozytywnie wpływa na proces projektowania, nie ze wzgldu na błdy nowszego oprogramowania, lecz na zbyt du ilo zmian w samym uytkowaniu narzdzia. Rysunek techniczny wykonywany metod tradycyjn staje si narzdziem rzadko uywanym i sprowadzonym do miana przeminie tego, wrcz antycznego [2]. Coraz wysz rang zyskuj przez to projektanci tzw. starej szkoły, dla których tworzenie gotowych modeli przestrzennych w wyobrani nie jest najmniejszym problemem, a przenoszenie tej wizji na papier jest ju tylko formalnoci. Cała ta sytuacja wynika głównie z wszechpanujcego braku czasu, dominacj cyfrowego wiata nad wiatem rzeczywistym oraz pdu technologicznego. W tym miejscu naley zastanowi si nad potrzebami przyszłociowych adeptów sztuki projektowania. Obecnie architekt nie jest jedynie rysownikiem, projektantem przestrzeni. Do jego obowizków dołczaj coraz to nowsze, tworzc z niego raczej menadera logi- 296 Krzysztof Szozda Wpływ metody wspomagania projektowania architektonicznego na efektywno pracy projektantów stycznego ni projektanta. Tutaj, wraz z rozpatrywanymi potrzebami naley rozpatrze „znajomo pracy z oprogramowaniem”. Powysz sentencj naley rozumie nie jako znajomo programu i jego funkcji, lecz jako znajomo jego moliwoci i umiejtnoci nawizania obustronnej komunikacji. Obecnie standardem jest projektowanie w trzech wymiarach. W dziedzinach takich jak mechanika czy konstrukcja maszyn ten sposób projektowania modelowego funkcjonuje na porzdku dziennym. Uywanie tego rodzaju oprogramowania zgodnie z jego przeznaczeniem wymaga przestawienia sposobu mylenia nad wykonywanymi czynnociami [5]. Projektowanie w 3d nie moe by rozumiane jako dopinanie osi Z do rysunku. Naley pamita, e projektujc, a raczej modelujc obiekt naley uwzgldni wszystkie moliwe za i przeciw, wady i zalety rozwiza. Tutaj pojawia si dodatkowy plus tego procesu – moliwo przetestowania w wiecie wirtualnym. Rozwaajc spójne metody projektowania w projektowaniu architektonicznym, stykamy si z pojciem BIM (Bulding Information Modeling) czyli modelowanie informacji o budynku. W tym procesie projektowania bardzo wan rol pełni pełne zgranie zarówno zespołu projektowego z oprogramowaniem, jak i odpowiednia wiedza praktyczna na temat swojej i towarzyszcych dziedzin. BIM zakłada projektowanie w sposób zintegrowany, upraszczajc procesy wymiany i aktualizacji [2]. Oznacza równie konstruowanie wszystkich elementów projektu, obiektu za pomoc precyzyjnie zdefiniowanych elementów. W trakcie pracy nad modelem, wszelkie zmiany zostaj automatycznie aktualizowane na wszystkich rysunkach. Odzwierciedlenie informacji ma bezporedni wpływ na trójwymiarowy obraz obiektu, zestawienia tworzce si za pomoc uytych odpowiednich funkcji programu. System pracy wprowadzono w programach do pełnego projektowania wirtualnych budynków jak Revit, Archicad i Allplan [5]. Jednym z istotniejszych aspektów projektowania jest czas przeznaczony na zaprojektowanie i wykonanie obiektu. Przy projektowaniu tzw. wirtualnymi deskami krelarskimi, proces samego rysowanie przebiega znacznie szybciej, jednak pełna znajomo funkcji oprogramowania do zaawansowanego projektowania pozwala na jednoczesne testowanie zastosowanych rozwiza i unikanie niepotrzebnych konfliktów na budowie. Czas, który dla niektórych wydaje si czasem straconym, w rzeczywistoci jest całkowicie do odzyskania przy kolejnych etapach procesu budowlanego [2]. Nieodzownie, sumujc pojcia czasu i jego dwojakiego znaczenia, dochodzimy do najwaniejszego elementu kadego procesu, czyli pienidza. W potocznym jzyku kry powiedzenie, e „czas to pienidz”, co jest sformułowaniem jak najbardziej właciwym. Moliwo zwikszenia efektywnoci pracy, poprzez zintegrowany system szkolenia i nauki wiadomoci wykorzystywanego narzdzia, przy jego pozytywnym skutku, ma bezporedni wpływ na czas a co za tym idzie na kwoty wystpujce w procesie projektowym. W obecnie panujcych warunkach konkurencji, wane jest nie tylko szybkie przebrnicie przez podstawowy proces projektowania, lecz usunicie wszystkich moliwych problemów i konfliktów ju na etapie projektowania [3]. Rozwój wiadomoci programu oraz wzajemnej komunikacji jest procesem wielostopniowym. W zalenoci od uytkownika, jego postp przebiega stale, lub skokowo. Nie mona tutaj poda jednej recepty na czynienie postpów, poniewa takiej nie ma. W miar postpu, zauwaalne staje si przypieszenie pracy i skrócenie czasu potrzebnego na wykonanie testowanych czynnoci, przy zachowaniu równie dobrej, o ile nie wyszej jakoci wykonania. 297 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 45, 2011 2. wiadome uywanie narzedzi, jako kluczowy aspekt zwiekszaj cy efektywno i wydajno pracy wiadome uytkowanie narzdzia moe mie pozytywny wymiar zarówno ekonomiczny jak i wpływajcy na postrzeganie przez pracownika swojej pracy. Na cele badawcze stworzono pojcie sumujce stawiane wymagania i potrzeby, tworzc teoretycznie idealny model: Procepcja. Procepcja – czyli wiadomo uywanego narzdzia, wiadome uywanie narzdzia, wiedza i cigła nauka uywanego narzdzia jako cigły proces twórczo edukacyjny. Wydajno mierzy si poprzez efekt osignity w danej jednostce czasu. Stopniowe zwikszanie aktywnoci uytkownika w programie, oraz wykorzystywanie przez niego kolejnych, poszczególnych funkcji, zwiksza szans na podniesienie wiadomoci uywanego narzdzia [3]. Nie wystarczy jedynie zna nazwy opcji, lecz naley zapozna si z ich konkretnych funkcjonowaniem i wykorzystywaniem. Alternatywne wykorzystanie jest moliwe wówczas, gdy zaznajomimy uytkownika z opcj na tyle, aby był w stanie sam odkrywa nowe rozwizania [3]. Przykładem moe by tutaj wykorzystanie jednego z czołowych narzdzi programu uywanego do bada, czyli Archicada. Owym narzdziem jest funkcja ciany i jej alternatywne wykorzystanie. Z jednej strony ciana kojarzy si kademu z elementem konstrukcyjnym lub wykoczeniowym, złoonym z elementów takich jak np. cegła czy pustak. Z drugiej za strony „ciana” moe zosta tak samo potraktowana jak bryłowy punkt wyjciowy. Uywajc wraz ze ciana kolejnych narzdzi moemy sprawi by przybrały posta konstrukcji schodów, szafki, fotela lub kadego innego elementu opierajcego si na elementach profilowanych [4]. Rozwizanie opisane powyej pokazano na rys. 1, gdzie zaznaczono trzy rodzaje formy ciany: ciana z bali, ciana z cegły czyli ciany „tradycyjne” oraz ciany profilowane z zastosowaniem dwóch rónych profili. Wyróniono je podwietleniem zielonym i niebieskim. Rysunek 1. Rodzaje cian ródło: Opracowanie własne. 298 Krzysztof Szozda Wpływ metody wspomagania projektowania architektonicznego na efektywno pracy projektantów Wykorzystanie w taki sposób narzdzia jest jednym z najpopularniejszych przykładów. Drugim przykładem moe by konstrukcja profilowanego elementu na bazie ciany, bdcego całym ustrojem fundamentowym [4]. Włczenie do przekroju takich elementów budowlanych jak ciana fundamentowa, izolacje, odwodnienie, czy ława fundamentowa pozwala na dokładn konstrukcj modelu oraz szybkie i dokładne zmiany, jeli zajdzie taka potrzeba. Rysunek 2. ciana fundamentowa ródło: Opracowanie własne. Przykład ustroju wykonanego jako jednej ciany przedstawiono na rys. 2. Wszystkie widoczne elementy stanowi jeden ustrój, a rysunek jest wynikow zastosowanego narzdzia przekroju. Taka konstrukcja elementów wykonana w sposób celowy zwiksza efektywno pracy poprzez wspominany wielokrotnie gotowy pełny model i umoliwia dokładne odwzorowanie projektowanego załoenia z jednoczesn moliwoci pełnej kontroli przez projektanta i sprawdzajcego. Równie wykonywanie zmian moe odbywa si w bardzo szybkim tempie przy obecnoci sprawdzajcego, gdzie efekty widoczne s natychmiast. 3. Przeszkody spójnego programowania Jedn z najwikszych przeszkód wprowadzania wci nowych metod projektowania jest stała potrzeba jednoczesnej pracy oraz szkolenia [2]. W celu utrzymania stałego poziomu efektywnoci pracy architekta, potrzebne jest w pierwszej fazie odpowiednie wygenerowanie czasu na cztery czci: • praca w niezmiennym tempie z utrzymaniem dotychczasowych obowizków, • intensywne szkolenie prowadzone w sposób zapewniajcy jednoczesne poznawanie nowych technik pracy jak i samych opcji oprogramowania i metod jego wykorzystywania, • samodzielne powtarzanie materiału ze szkole – jako jeden z elementów kluczowych szybkiego postpu w szkoleniu, • pozostałe czynnoci. 299 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 45, 2011 Rysunek 3. Efektywno umysłu ródło: Opracowanie własne. Proporcjonalne rozplanowanie powyszych czynnoci zdaje si by idyllicznym pojciem pracownika, z załoeniem, e dwa pierwsze punkty uznamy za wiodce. Jednak odpowiednie proporcje kady z pracowników powinien dostosowa do swoich predyspozycji. Umysł człowieka jest takim narzdziem, którego efektywno maleje wraz z upływem jednostek czasu, co obrazuje rys. 3. Spadek sprawnoci jest procesem odłoonym w czasie tak samo jak proces regeneracji po intensywnym wysiłku. Wraz ze spadkiem intensywnoci kojarzenia faktów, zwizanych bezporednio z procesem projektowania, spada efektywno wykonywanej pracy. Jest to proces, którego ominicie nie jest moliwe. p r o b le m y te m a t y c z n e e ani raĪ wd KURSANT w y w oła n ie p ro b l e m u e ani raĪ wd p r o b le m y te m a t y c z n e w y w oła n ie p ro b l e m u s z k o le n ie p o c z ą te k KURSANT k o n ie c Rysunek 4. Elastyczno tematyki szkole ródło: Opracowanie własne. Połczenie obydwóch procesów wiodcych prym u „idyllicznego pracownika”, jest moliwe jedynie w przypadku odpowiedniego dopasowania nie intensywnoci szkolenia, a jego tematyki. 300 Krzysztof Szozda Wpływ metody wspomagania projektowania architektonicznego na efektywno pracy projektantów Szkolenia prowadzone na całkowicie teoretycznych modelach, z brakiem czynnego rozwizywania problemów przez kursantów, s szkoleniami uczcymi jedynie funkcji narzdzia. Doprowadzenie do zgrania procesu szkolenia narzdziowego z aktualnymi problemami tematycznymi szkolonych, jest kierunkiem słusznym, sprzyjajcym zarówno rozwojowi własnemu jak i postpowi w pracach projektowych. Na rys. 4 przedstawiono diagram obrazujcy sposób dostosowania tematyki szkolenia do zaistniałych problemów na poziomie pracy zawodowej kursantów. Cz szkolenia prowadzone jest w oparciu o „realne problemy”, gdzie cz oparta jest na standardowo opracowanych metodach nauki. 4. Zastosowanie pełnego modelowania 3d oraz pełnej komputeryzacji procesu projektowania Ide zwikszenia ekonomicznoci pracy jest zwikszenie wydajnoci pracownika poprzez jego wiksz wiadomo projektow oraz wiksz automatyzacj procesów projektowych [2]. Błdem byłaby całkowita automatyzacja wspomnianych czynnoci, które nie wymagałaby kolejnych kontroli i nadzorów. Uproszczenie na etapie automatycznego generowania poprawnych rysunków wyjciowych wydaje si rozwizaniem zarówno prostym do opanowania, jak i przyjaznym procesowi projektowania. Wród bada własnych przeprowadzonych z udziałem studentów architektury i kursantów dokonano próby czasowej w dwuetapowym zadaniu. Osoby poddane eksperymentowi to dwóch studentów, którzy dobrowolnie wzili udział z zadaniu. Obydwaj badani reprezentowali zbliony poziom zaawansowania jako architekci oraz jako uytkownicy programu, na którym przeprowadzono test. Jeden otrzymał zadanie pracy w programie Archicad z pełnym wykorzystaniem znanych mu opcji programu; drugi uczestnik mógł uywa jedynie elementów dwuwymiarowych. Osoba pracujca z wykorzystaniem pełnych, znanych mu moliwoci programu uywał narzdzi do projektowania modelowego, takich jak ciana, strop, dach, okna i drzwi jako elementy dostosowane do załoe rysunkowych oraz innych wspomagajcych model. Do rysunku uył automatycznej siatki osi, automatycznego wymiarowania oraz opisów i zestawie powierzchni. Przy kształtowaniu modelu, projektant uywał wszystkich dodatkowych opcji wspomagajcych modelowanie. Student, który pracował jedynie na z opcjami dwuwymiarowymi miał do dyspozycji takie narzdzia jak linia czy Polilinia, krzywa, wypełnienie, okrg oraz opcje wspomagajce prac liniow. Pierwszy etap polegał na wykonaniu podstawowych rysunków na podstawie rzutów dostarczonych i sporzdzonych na potrzeby zadania. Tematem był niewielki obiekt kubaturowy typu dom jednorodzinny wolnostojcy. Kady uczestnik musiał wykona rysunki rzutów, przekrój oraz elewacje. W sumie do wykonania rysunków było siedem. Na potrzeby skrócenia czasu badania, rysunki zostały nieco uproszczone, tak aby moliwe było ich wykonanie w przecigu do trzech godzin zegarowych. Uczestnik tworzcy pełny model trójwymiarowy spdził o godzin dłuej przy modelu, ni osoba uywajca elementów dwuwymiarowych. Wynikało to z potrzeby tworzenia pełnej struktury obiektu wirtualnego, wraz z jego składnikami konstrukcyjnymi i wykoczeniowymi oraz doborem materiałów i kolorystyki. Drugim etapem badania było wykonanie kolejnych rysunków takich jak dodatkowe przekroje i rysunek detalu. Tutaj osoba rysujca w dwóch wymiarach potrzebowała dwa raty tyle czasu, ile zajło wypełnienie zadania osobie modelujcej obiekt. Obydwie osoby zauwayły wkompono- 301 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 45, 2011 wane w rysunki błdy konstrukcje i funkcjonalne. Projektant wykonujcy pełny model budynku miał za zadanie jedynie wytyczy kolejne linie rysunków, których efektem były automatycznie utworzone rysunki. Wymagały jedynie dodania opisów powtarzajcych si z poprzednich przekroi. Rysunek detalu wymagał doprecyzowania i opisania. W przypadku drugiego projektanta potrzeby były wiksze. Naleało sporzdzi drugi rysunek, niejako stworzy go od podstaw. Rysunek detalu był elementem przekroju, przeskalowanym i doprecyzowanym jak w przypadku projektanta modelujcego w 3d. Powysze badanie potwierdza oszczdno czasu w pełnym procesie projektowania, który w trakcie trwania przechodzi zmiany kierunkowe. 5. Podwyszanie wiedzy i wiadomoci uywanego narzdzia wiadomo to stan psychiczny, w których zdajemy sobie spraw ze zjawisk wewntrznych, zewntrznych oraz cigłej reakcji na nie. Natomiast niewiadomo według psychoanalizy skupia wyobraenia, które s nieakceptowane przez wiadomo i midzy innymi z tego wzgldu nie mog zosta uwiadomione. Zachowuj jednak duy ładunek energetyczny, dziki czemu stale próbuj przedosta si do wiadomoci. Efektem tych de maj by takie akty psychiczne jak marzenia senne, objawy nerwicowe (np. lki, natrctwa, objawy konwersyjne), przejzyczenia i czynnoci pomyłkowe. wiadomo uywanych narzdzi to umiejtno wykorzystywania ich w zaistniałej sytuacji wg potrzeby wystpujcej w danym momencie etapu projektowania. Niewiadomo w wikszoci wypadków wynika bardziej z niewiedzy ni z psychoanalitycznej nieakceptacji wyobrae [6]. Niewiadomo uywanych narzdzi wynika w wikszoci przypadków z braku kompletnych, a przynajmniej szczegółowych wiadomoci o metodach współpracy z programem. Sformułowanie „współpraca” jest tutaj jak najbardziej na miejscu, jeli pod uwag wemiemy programy obsługujce standard BIM [2], takie jak Archicad firmy Graphisoft. Pracujc na wymienionym oprogramowaniu, lub na podobnych, istnieje całkowicie uzasadniona potrzeba nauki komunikacji z programem. Przyczyny takiego stanu rzeczy s, jak si wydaje, dwie. Z jednej strony mała ilo szkole lub szkolenia o niskim poziomie przekazu informacji praktycznej, co wynika z faktycznej orientacji i umiejtnoci pracy wykładowców z programem i studentami. Tego typu szkolenia bardzo czsto odbywajce si z prowadzeniem przez osoby z dowiadczeniem informatycznym, a nie architektonicznym, z załoenia nie mog w pełni przekaza wystpujcych przy projektowaniu problemów i ich rozwizywania w oprogramowaniu [2]. Jako druga przyczyn mona wymieni brak wystarczajcej motywacji do poznania szczegółowych funkcji programu i ich wykorzystywania. wiadome uytkowanie programu typu Archicad jest rzadko spotykane, najczciej u osób, które prócz studiowania, pracuj aktywnie na wyej wymienionym oprogramowaniu w biurze. Jednak bycie jednoczenie studentem i pracownikiem biura nie zawsze oznacza wysoki poziom znajomoci programu na którym si pracuje. Próba nauki wiadomego uytkowania programu jest czsto nie lada wyzwaniem, nawet przy kilkuletnim stau. Tłumaczenie jedynie teoretyczne, bdce podstaw kursów, jest niewystarczajce, jeli zaley nam na ostatecznych wynikach kursantów. Oczywista, jednak nie dla wszystkich, 302 Krzysztof Szozda Wpływ metody wspomagania projektowania architektonicznego na efektywno pracy projektantów jest potrzeba praktycznego przewiczenia podstaw przy bezporedniej prezentacji, a nie odtwarzanej. Jako bezporednia prezentacja rozumiemy wspóln, jednoczesn prac wykładowcy na swoim komputerze oraz kursantów na swoich stanowiskach. W takim przypadku, kade szkolenie odbiega nieznacznie od poprzedniego, w zalenoci od zastanej grupy. Zastana grupa moe okaza si wymienitym gronem słuchaczy, i nic poza tym. A moe okaza si zgranym zespołem przyszłych twórców i projektantów. Powysze metody nauki wymagaj od uytkownika duego zaangaowania własnej energii i czasu, co w wikszoci przypadków zostaje zignorowane. Z przeprowadzonych analiz w trakcie prowadzonych kursów wynika, e tylko ¼ kursantów intensywnie stara si powtarza przeprowadzone wiczenia. Praca nad interpretacj własnych umiejtnoci jest kluczowym elementem przypieszenia procesu projektowego. Pomimo pocztkowego zwolnienia tempa, po odpowiednim przyswojeniu informacji moliwe jest przypieszenie prac zwizanych z projektowaniem modelowym. Zwikszenie intensywnoci przeprowadzonych wicze prowadzi do opanowania w bardziej elastyczny sposób opcji modelowych. Przebrnicie przez ten etap pozwala w dalszej kolejnoci projektowa w pełnej przestrzeni, przy okazji dokonujc samodzielnej oceny projektowanych elementów, oraz ewentualnych sprzecznoci czy błdów projektowych. Stosujc metod wiadomego uywania narzdzia moliwe jest natychmiastowe wyeliminowanie konfliktu poprzez zastpienie go poprawnym rozwizaniem technicznym. %LEOLRJUDILD [1] [2] [3] [4] [5] [6] Szozda K.: wiat Architektury: Architekt i Komputer; omówienie problematyki wspomaganego komputerowo w zakresie 2D I 3D; W.A. sp. z o.o. Wrocław 2011. McGraw-Hill: Construction – praca zbiorowa (2008r) Smart Market Report:Design &Constuction Inteligence: Building Information Modeling, McGraw-Hill Construction Research and Analytics, Bedford 2009. Penttilä H.: ITcon Vol. 11, Helsinki University of Technology HUT, Department of Architecture, Finland, Pentilla 2009. Graphisoft Corporate H.Q.: – praca zbiorowa, przełoenie na jzyk polski Graphisoft Polska, „Pomoc Archicada 14 – podrcznik uytkownika”, Graphisoft Corporate H.Q., Wgry 2010. Encyklopedia Powszechna PWN, Wydawnictwo PWN 2001, Warszawa 2006. Piłat R.: Czy istnieje wiadomo, PAN, Warszawa 1993. 303 Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 45, 2011 INTERACTION OF METHOD OF AIDING ARCHITECTURAL DESIGN ON EXAMPLE ON DESIGNERS WORK EFFECTIVITY Summary In the process of architectural design is an increasingly frequent method of object-oriented design, taking into account the pre-designed components with strict parameters. Process automation, modeling, and inspection and testing at the design stage, saving time units under construction, for example in case of need to make further drawings, details, clarifications or corrections. The deliberate use of the tool may have a positive dimension to both the economic and influencing employee perceptions of their work. The idea behind the increase in labor economics is to increase employee productivity through greater awareness of design and greater automation of design processes. Using the method of conscious using the tool it is possible to immediately eliminate the conflict by replacing it with a valid technical solution. Keywords: design, performance modeling Krzysztof Szozda Wysza Szkoła Techniczna w Katowicach ul. Rolna 43, 40-55 Katowice e-mail: [email protected]