Integração entre modelagem paramétrica e BIM para automatização da concepção arquitetônica

Abstract

Este trabalho apresenta uma experiência didática que visa a estimular e desenvolver a aplicação de técnicas e ferramentas de modelagem da informação no contexto de processos contemporâneos de projeto. A experiência ocorreu dividida em duas disciplinas do curso de especialização Projeto Arquitetônico Contemporâneo: Teoria e Prática (Universidade Federal do Ceará). As disciplinas foram: Introdução à modelagem da informação - BIM (16h/a); e Introdução à modelagem paramétrica associada ao modelo da informação da construção (32h/a). A sequência de disciplinas visou a capacitar os arquitetos a utilizarem a modelagem paramétrica integrada ao modelo de informação a fim de apoiar o processo de concepção arquitetônica baseada em desempenho. Há ainda a previsão de uma terceira disciplina que dá continuidade a esta sequência: Modelagem da informação para desempenho ambiental (32h/a). Esta última tem foco na integração entre modelagem paramétrica e modelo de informação da edificação, com o objetivo de atender a requisitos de desempenho e conforto ambiental. Porém, como sua aplicação ainda não foi realizada, o presente trabalho terá como recorte apenas as duas disciplinas mencionadas inicialmente. A sequência de disciplinas aplicadas até então buscou lidar com os argumentos apresentados por Lawson (1998), nos quais ele questiona o papel do computador no processo de projeto arquitetônico.

Na primeira disciplina, foram apresentados em aulas expositivas os fundamentos teóricos de BIM e, em seguida, realizado um exercício prático a fim de capacitar os alunos quanto ao uso de ferramentas de modelagem da informação. Os fundamentos teóricos incluíram conceitos, funcionalidades e estágio de implementação de BIM, tendo como principal referencial o framework teórico de Succar (2009). No exercício prático, foi dado aos alunos um programa de necessidades, um custo máximo e parâmetros de custo associados a tipos de zonas da edificação. O programa foi uma residência de veraneio em um terreno de praia, composta por sala, cozinha, quarto, banheiro e varanda. A área construída deveria ser entre 40m2 e 50 m2 e o custo máximo de cinquenta mil reais. Para cada tipo de ambiente, foi estabelecido uma porcentagem do custo unitário básico (CUB). Deste modo, os alunos elaboraram tabelas associadas a zonas, de modo que à medida que alteravam as áreas dos ambientes, automaticamente recalculavam a estimativa de custo. Os alunos tiveram que modelar a edificação de modo a otimizar a relação área/custo meta da edificação, atendendo às condicionantes funcionais e financeiras ainda na etapa de concepção. Desse modo, puderam perceber o potencial da aplicação do modelo de informação para avaliação de situações de se/então para fundamentar a tomada de decisão em projeto, mesmo com baixos níveis de precisão, ainda na concepção arquitetônica. A partir do estudo de massas (zonas da edificação), as aulas expositivas tiveram continuidade com a introdução das principais ferramentas de modelagem e documentação, em paralelo ao desenvolvimento do exercício em que os estudantes tiveram de aprofundar sua proposta até um nível de estudo preliminar. Para isso, foi utilizado o software Archicad como ferramenta BIM de modelagem. Ao final, as equipes entregaram o modelo BIM do edifício virtual proposto e sua documentação em pranchas com desenhos técnicos e quadro de estimativa de custo.

Na segunda disciplina, os fundamentos teóricos basearam-se na aplicação da modelagem paramétrica para a automatização da concepção e desenvolvimento do projeto e no conceito de sintaxe espacial. Esses fundamentos e conceitos foram aplicados em três exercícios práticos em crescente grau de elaboração. Aplicando a sintaxe espacial, parte-se da descrição lógica das espacialidades e suas relações até chegar em um modelo BIM por meio da interoperabilidade. O dispositivo diagramático que comporta as informações do programa arquitetônico são os grafos, capazes de enumerar por meio de pontos e segmentos de reta quais os espaços, suas relações e as interfaces estabelecidas entre os ambientes, além da natureza dessas relações como características que definem essa interface. Partiu-se de exercício para introduzir a modelagem paramétrica em linguagem de programação visual utilizando a ferramenta Grasshopper no ambiente do software Rhinoceros. Em seguida associou-se a modelagem paramétrica à sintaxe espacial por meio do add-on Termite Nest. Com isso, os alunos construíram grafos e outros diagramas que representavam a sintaxe espacial; e variaram parâmetros a fim de obter a melhor distribuição espacial dos ambientes da edificação. Por fim, associou-se o modelo paramétrico ao modelo de informação por meio do Grasshopper-Archicad Live Connection. Assim, obteve-se o modelo de edificação automatizado. Nele, foi possível estabelecer relações espaciais no Termite Nest e obter o resultado da edificação diretamente no modelo BIM, tendo-o como um sistema heurístico no qual se pode perceber proposições de soluções de organização funcional advindas do diálogo utente / sistema BIM.

Uma das principais dificuldades encontradas no decorrer da aplicação destas disciplinas refere-se ao perfil heterogêneo da turma. A turma era composta por 20 arquitetos com variado tempo de atuação profissional. Alguns deles mais familiarizados com o uso de software de modelagem e/ou de representação, outros sem nenhuma experiência prévia. Outra dificuldade foi a necessidade de adaptar a segunda disciplina para o formato remoto, o que não havia sido previsto quando do seu planejamento. Mesmo com essas dificuldades apontadas, os resultados apresentados pelos alunos apontam que foi possível desenvolver a capacidade de aplicação de um pensamento computacional para a concepção arquitetônica, bem como a aplicação de técnicas computacionais para a automatização da concepção espacial. Como contribuição para o ensino de BIM, a experiência relatada propõe e aplica estratégias didáticas para a introdução do BIM a turmas de arquitetos e urbanistas já em atuação no mercado profissional e demonstra o potencial de associação da modelagem paramétrica à modelagem da informação da construção para a resolução de problemas de projeto e apoio à tomada de decisão, ainda em etapas iniciais do processo de projeto.

Apresentação no YouTube: https://youtu.be/66gQuPhG8co