Diseño arquitectónico asistido por ordenador

Los programas de diseño arquitectónico asistido por computadora (CAAD) son el repositorio de registros precisos y completos de edificios y son utilizados por arquitectos y empresas de arquitectura para el diseño arquitectónico y la ingeniería arquitectónica . ^[1] Como este último a menudo implica diseños de planos de planta, el software CAAD simplifica enormemente esta tarea. ^[2]

Los primeros intentos de informatizar el diseño arquitectónico se remontan a la década de 1960: ^[3]

• CRAFT (1963) ^[4] fue uno de los primeros sistemas en automatizar una tarea de diseño arquitectónico (optimizando el diseño de una planta de fabricación);
• Sketchpad (1963) ^[5] fue el precursor de los programas de diseño asistido por ordenador , informatizó el dibujo y permitió establecer relaciones paramétricas entre objetos a través de una interfaz gráfica de usuario ;
• DAC-1 (1963-1964) fue un programa tipo CAD desarrollado por General Motors .

Los primeros intentos de separar el CAAD del CAD genérico se realizaron en la década de 1970. ^[6] Las herramientas comerciales prácticas para el diseño arquitectónico y el modelado de información de construcción aparecieron una década después, en la década de 1980. ^[7] Debido a la disponibilidad de las herramientas, el diseño computarizado en arquitectura se convirtió en un campo distinto dentro de la arquitectura. ^[6] Los años intermedios se caracterizaron por el rápido crecimiento de la investigación: la conferencia de Métodos de Diseño (1962) había puesto la investigación de diseño en el mapa, el 1er Congreso Internacional sobre Rendimiento (1972) discutió los primeros enfoques para informatizar las simulaciones de rendimiento de los edificios . ^[7]

En los años 1990 y 2000, nuevas revistas de investigación se habían centrado en el tema: Automation in Construction (1992), International Journal of Architectural Computing (2003), Journal of Building Performance Simulation (2008). Architectural Design and Design Studies, fundada en 1979, se trasladó gradualmente a CAAD. ^[7]

El diseño asistido por computadora, también conocido como CAD , fue originalmente el tipo de programa que usaban los arquitectos, pero como el CAD no podía ofrecer todas las herramientas que los arquitectos necesitaban para completar un proyecto, el CAAD se desarrolló como una clase distinta de software . ^[8]

El uso de términos en el campo del diseño informático no es uniforme. Caetano et al. ^[3] analizaron el lenguaje de las publicaciones de investigación arquitectónica y observaron las siguientes tendencias:

• Algunos autores utilizan el término “ diseño computacional ” (CD) como cualquier actividad que implique el uso de herramientas CAD, convirtiéndolo así en sinónimo de diseño digital . Otros investigadores excluyen la automatización del dibujo técnico de la definición de CD. ^[9]
• Los términos diseño paramétrico (PD), diseño generativo (GD), diseño algorítmico (AD) son muy populares para los usos no relacionados con el dibujo técnico de las herramientas CAAD (3 de los 4 términos principales de definición de diseño CAAD), frecuentemente se usan juntos y se confunden entre sí. ^[10]
• El diseño basado en el rendimiento es el tercer término más popular, independientemente de PD, GD y AD. ^[11]

Todos los sistemas CAD y CAAD emplean una base de datos con propiedades geométricas y de otro tipo de los objetos; todos tienen algún tipo de interfaz gráfica de usuario para manipular una representación visual en lugar de la base de datos; y todos se ocupan más o menos de ensamblar diseños a partir de piezas estándar y no estándar. Actualmente, la principal distinción que hace que se hable de CAAD en lugar de CAD radica en el conocimiento del dominio (objetos específicos de la arquitectura, técnicas, datos y soporte de procesos) incorporado en el sistema. Un sistema CAAD se diferencia de otros sistemas CAD en dos aspectos:

• Tiene una base de datos de objetos explícitos de piezas de construcción y conocimientos de construcción .
• Apoya explícitamente la creación de objetos arquitectónicos.

En un sentido más general, CAAD también se refiere al uso de cualquier técnica computacional en el campo del diseño arquitectónico que no sea por medio de software específico de arquitectura. Por ejemplo, el software desarrollado específicamente para la industria de la animación por computadora (por ejemplo, Maya y 3DStudio Max), también se utiliza en el diseño arquitectónico. Estos programas pueden producir animaciones y renderizaciones 3D fotorrealistas. Hoy en día, la renderización en tiempo real se está volviendo popular gracias a los avances en tarjetas gráficas. La distinción exacta de lo que pertenece propiamente a CAAD no siempre está clara. El software especializado, por ejemplo para calcular estructuras por medio del método de elementos finitos , se utiliza en el diseño arquitectónico y en ese sentido puede caer dentro de CAAD. Por otro lado, dicho software rara vez se utiliza para crear nuevos diseños.

En 1974, Caad se convirtió en una palabra de uso común y fue un tema común en la modernización comercial.

CAAD cuenta con dos tipos de estructuras en su programa. El primer sistema es la estructura superficial que proporciona un medio gráfico para representar objetos tridimensionales mediante representaciones bidimensionales. También algoritmos que permiten la generación de patrones y su análisis mediante criterios programados, y bancos de datos que almacenan información sobre el problema en cuestión y las normas y regulaciones que le son de aplicación. El segundo sistema es la estructura profunda que implica que las operaciones que realiza el ordenador tienen limitaciones naturales. El hardware del ordenador y los lenguajes de máquina que se soportan en éste hacen que sea fácil realizar operaciones aritméticas de forma rápida y precisa. Además, se puede construir un número casi ilógico de capas de procesamiento simbólico que permitan las funcionalidades que se encuentran en la superficie.

Otra ventaja de CAAD es la representación bidireccional de actividades y funcionalidades. Las dos instancias de representación se indican entre las estructuras superficiales y las estructuras profundas. Estas representaciones son abstracciones que se introducen para analizar el proceso de diseño e implementación de sistemas CAAD. Al diseñar los sistemas, los desarrolladores de sistemas suelen tener en cuenta las estructuras superficiales. Una representación uno a uno es la declaración típica, que consiste en desarrollar una funcionalidad basada en computadora que se corresponda lo más fielmente posible con una actividad de diseño manual correspondiente, por ejemplo, el diseño de escaleras, la comprobación de conflictos espaciales entre sistemas de construcción y la generación de perspectivas a partir de vistas ortogonales. Los procesos de diseño arquitectónico tienden a integrar modelos aislados hasta el momento. Se deben combinar muchos tipos diferentes de conocimientos expertos, herramientas, técnicas de visualización y medios. El proceso de diseño cubre el ciclo de vida completo del edificio. Las áreas que se cubren son la construcción, las operaciones, la reorganización y la destrucción. Teniendo en cuenta el uso compartido de herramientas de diseño digital y el intercambio de información y conocimiento entre diseñadores y en diferentes proyectos, hablamos de un continuo de diseño.

El trabajo de un arquitecto implica sobre todo la representación visual de datos. Los problemas se suelen describir y abordar mediante un enfoque gráfico. Sólo esta forma de expresión sirve de base para el trabajo y el debate. Por tanto, el diseñador debe tener el máximo control visual sobre los procesos que tienen lugar dentro del proceso de diseño. Además, surgen cuestiones relacionadas con la navegación, el acceso asociativo a la información, la programación y la comunicación dentro de conjuntos de datos muy grandes.

• Geometría arquitectónica
• Ingeniería arquitectónica
• Arquitectura artificial
• Asociación para la investigación en diseño arquitectónico asistido por ordenador en Asia
• Modelado de información de construcción
• Comparación de software CAD
• Diseño asistido por ordenador
  • Núcleo de modelado geométrico
• Diseño informático
• Morfogénesis digital

• Caetano, Inês; Santos, Luis; Leitão, António (2020). "Diseño computacional en arquitectura: definición de diseño paramétrico, generativo y algorítmico". Fronteras de la investigación arquitectónica . 9 (2): 287–300. doi : 10.1016/j.foar.2019.12.008 .
• Kalay, Y. (2005). Los nuevos medios de la arquitectura. MIT Press, Cambridge, Massachusetts.
• Mark, E., Martens, B. y Oxman, R. (2003). Etapas preliminares de la educación CAAD. Automatización en la construcción , 12(6), 661–670.
• Maver, T. (1993). Computer aided architectural design futures [reseña de libro]. Tecnología de la información y el software, 35, 700–701.
• McGraw-Hill Inc. (1989, 27 de julio). ¿Se puede informatizar la arquitectura? Engineering News Record, vol. 223, núm. 4; pág. 23.
• Ryan, RL (1983). Gráficos arquitectónicos asistidos por computadora. Marcel Dekker, Inc.
• Szalapaj, P. (2001). Principios CAD para el diseño arquitectónico. Architectural Press, Oxford.

Varias organizaciones participan activamente en la educación y la investigación en CAAD:

• Página de inicio ACADIA: Asociación para el Diseño Asistido por Computadora en Arquitectura.
• Página de inicio ASCAAD: Sociedad Árabe para el Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora
• Página de inicio CAAD Futures: Fundación Futures para el Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora.
• Página de inicio CAADRIA: Asociación para la investigación en diseño arquitectónico asistido por computadora en Asia
• Página de inicio eCAADe: Asociación para la Educación y la Investigación en Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora en Europa
• Página de inicio SIGraDi: Sociedad Iberoamericana de Gráfica Digital.
• Página de inicio CumInCAD Índice acumulativo de publicaciones sobre diseño arquitectónico asistido por ordenador.