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Kumulative prozesse

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Scripting-basierte Entwurfsforschung - Generative Prozesse v.02

Patrik Schumacher mit Michael Budig und Robert Neumayr


Inhaltsverzeichnis

Teilnehmer und Projekte

e5

  • algo_rhythm.bucci.gasser #es.07SS.1026
  • esponja.damhofer.ganslmeier.skorpik #es.07SS.1025
  • topological_patterns.rossmann (Präsentation ist in Arbeit) #es.07SS.1024
  • overdose.bachmayer.planer (Präsentation ist in Arbeit) #es.07SS.1023

e7


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8 Entwerfen Projekte

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Wikiseite Vorschau Titel VerfasserIn LV
Topological patterns 0482 topological patterns.jpg Topological patterns Rossmann Günter E5
Esponja 0574 esponja.JPG Esponja Damhofer Christoph
Ganslmeier Andreas
Skorpik Nikolaus
E5
Algo rhythm 0415 algo rhythm.jpg Algo rhythm Bucci Marco
Gasser Philipp
E5
Overdose 0352 overdose.JPG Overdose Bachmayer Patricia
Planer Christoph
E5
Meshed Meshed12.jpg Meshed Schlögl Hubert
Theiner Wolfgang
E7
Contrast 0378 contrast.JPG Contrast Maccariello Nina
Strappler Stefan
Zopf Michael
E7
Genome144 Gallery(2).jpg Genome144 Mandler Paul
Siebenföcher David
E7
Rising superstring 0396 rising superstring.JPG Rising superstring Wirtl Thomas
Grossmann Lisa
E7



Themenstellung

1.THESE

Only if virtual evolution can be used to explore a space rich enough so that all the possibilities cannot be considered in advance by the designer, only if what results shocks or at least surprises, can genetic algorithms be considered useful visualisation tools.

(Manuel de Landa, Deleuze and the Use of the Genetic Algorithm in Architecture, 2001)


Der englische Architekturtheoretiker Robin Evans hatte sehr unverblümt festgestellt, dass Architekten nicht bauen, sondern 'bloß' zeichnen. Umgekehrt hat gerade diese vermeintliche Beschränkung auf die Zeichnung, aufbauend u.a. auf dem Erbe der modernen abstrakten Kunst, durch die Befreiung von einem rein repräsentativen Werkzeug zu einem Vehikel für radikale Innovationen geführt. Durch das Experimentieren mit algorithmischen Entwurfsprozessen und die mögliche Nutzbarmachung von Darstellungsmedien, die sich durch einen hohen Grad an Interaktivität und Echtzeit-Steuerungsoptionen auszeichnen, haben sich die 'Tools' in den letzten Jahren weiter radikalisiert. Eines der Ziele dieses Entwerfens ist, den morphogenetischen (Form-Generierenden) Charakter des Prozesses zu unterstützen, indem versucht wird, die extensiven Quantitäten (konkrete Größen wie Längen, Flächen, Volumen) zugunsten von intensiven Parametern (unteilbare Größen wie Temperatur, Druck etc.) zu verlassen. Architektonische Entsprechungen können in geometrischen Bedingungen (Verhältnis und Wechselwirkung von mehreren geometrischen Körpern; z.B. ein Körper im Verhältnis zu kontextbasierten Randbedingungen), im Wechselspiel zwischen internen und externen Parametern (funktionsbasierter Innenraumkörper in Abhängigkeit zum Hüllkörper und vice versa) oder im Wachstumsprozess an sich zu finden sein (welche Eigenschaften vererbt ein strukturelles, infra-strukturelles etc. Grundelement an die in einem Feld verteilten Subelemente). Somit soll die Variablen-Skala soweit von extensiven Bedingungen gelöst werden, dass sich 'tatsächlich unvorhersehbare' Resultate einstellen; die angewendeten Werkzeuge werden keineswegs kreatives Potential ersetzen sondern durch die Möglichkeit von relativ raschen Output an Serien von Ergebnissen die Manipulationsmöglichkeiten zwischen Entwerfer und Entwurf vielfältig gestalten und unterstützen.


2. ARBEITSWEISE:

Generic recipe: 1. Do simple things first.

2. Learn to do them flawlessly.

3. Add new layers of activity over the results of the simple tasks.

4. Don’t change the simple things.

5. Make the new layer work as flawlessly as the simple.

6. Repeat, ad infinitum.

(Kevin Kelly, Out of Control, 1994)


Phase01 – Analyse und Workshops Aufbauend auf den in einer Datenbank verfügbaren Arbeiten (Projekte und Scripts) der letzten Semester werden wir uns durch Analyse und Weiterentwicklung einzelner ausgewählter Beispiele ein Repertoire an anfangs einfachen Programmier- und Scripting-Techniken aneignen, welches im Laufe des Semesters durch eigene Erkenntnisse erweitert und ergänzt wird. Verschiedene Workshops ('hands-on-scripting') ergänzen diesen anfänglichen Lernprozess. Alle StudentInnen verstehen sich als Teil einer 'Open Source Studio und Network-Kultur', in der ein reger Austausch zwischen den eigenen Erfahrungen und Entwicklungen und denen anderer StudentInnen auch semesterübergreifend ausdrücklich gefördert wird. Frühere Ergebnisse werden so Ausgangsbasis für weitere Entwicklungen.

Phase02 – Gescriptete Prozesse Beginnend mit einfachen Objekten und platonischen Grundformen werden verschiedene Geometrien gescripteten Manipulationen unterzogen. Diese Manipulationen sind immer auf einer Subebene des Objekts (d.h. Kontrollpunkte, Kanten, Flächen etc.) wirksam, hingegen bleiben die topologischen Eigenschaften des Grundkörpers (d.h. Sphäre, Quader, Torus etc.) unverändert. Das mögliche Repertoire reicht hierbei von kleinen aber systematischen Geometrieänderungen, über die parametrische Anwendung von 'Deformern, Modifiern oder Force-Fields' bis hin zur gescripteten Manipulation einzelner Kontrollpunkte. Ein einfacher, analoger Prozess dazu wäre z.B. das manuelle Bearbeiten (Punkte zupfen, 'tweaken, twisten', etc.) von NURBS-Geometrien. Dabei soll, auf Basis der vorangegangenen Analysen, die Komplexität der Aufgabe unter Beibehaltung des bereits Erreichten schrittweise erhöht werden.

Phase03 – Kumulative Prozesse Die entwickelten Scripts werden nun entweder dazu verwendet, ein kontextuell oder funktional/programmatisch entwickeltes Ausgangsobjekt einer Serie von iterativen, selbstähnlichen Manipulationsprozessen mit sich ändernden Parametern zu unterwerfen - evolutionärer Prozess; oder um ein Feld von ursprünglich gleichförmigen Ausgangsobjekten entsprechend deren Positionen im Feld durch kontextuell bedingte Transformationen zu verändern - Generierung von Feldern. Die Parameter sollen in einem breiten Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten und auf einer extremen, numerischen Skala verschoben werden, um die Möglichkeitsräume möglichst weit zu spannen und umfangreiche, daraus resultierende Selektionskriterien (= 'fitness-landscape') zu erhalten. Die erzeugten Serien von Phänotypen werden auf ihre relativen Qualitäten hin untersucht und dementsprechend weiterentwickelt oder verworfen. Die Erfassung und Nutzung der in den gescripteten Formen inhärenten architektonischen Grundthemen und -komponenten (Raum, Hülle, Struktur, Netzwerke, Kontinuum) und deren Kontextualisierung durch interne (Funktion) und externe (Environment) Parameter soll zur Entwicklung ausdifferenzierter, architektonischer Analogieobjekte mit definierter Nutzung/Umgebung führen, die das innovative Potential innerhalb bekannter Kategorien (Organisationssysteme, Leitsysteme, Zirkulationssysteme, Hüllsysteme, Perforationssysteme, Fassadensysteme, ...) ausloten. Die Anwendungsgebiete sind dabei in allen Phasen verhältnismäßig klein-maßstäblich und konzentrieren sich auf die Entwicklung von Systemkomponenten bzw. Gebäudeteilen, die in der Lage sind ausdifferenzierte, kohärente Gebäudetypen zu generieren.


3. PARAMETRISCHE MODELLE / SYSTEMTYPEN: Die Massenmodelle sollen wie in vergangenen Semestern als parametrische Modelle konzipiert werden. Sie weisen folgende Eigenschaften auf: Systematische Variation: Dem Gesamtmodell liegt EIN parametrisches Modell (Script) zugrunde, dessen systematische Variation eine organisierte Untersuchung der modell-immanenten, emergenten Eigenschaften erlaubt. Selbstähnlichkeit und Proliferation (Genotyp/Phaenotyp): Alle Elemente oder Subelemente lassen sich auf einzelne definierte Genotypen zurückführen, aus denen durch kontextuelle und/oder parametrische Überformung verschiedene Phaenotypen entwickelt werden. Innere Differenzierung: Weitere interne Ausdifferenzierung selbstähnlicher Komponenten durch Perforierung, Überlagerung, Ausbildung fraktaler Qualitäten, Maßstabswechsel etc. Keine zwei Komponenten sind gleich! Kohärenz: Starke innere Kohärenz – nicht nur im formalen Sinn, sondern auch im Sinne eines ausgeprägten physikalischen (=statischen etc.) und/oder funktionalen (=programmatischen) Zusammenhaltes der einzelnen Komponenten. Feldlogik: Entwicklung/Anordnung der einzelnen Komponenten als informiertes graduell variables Feld in welchem jedem Element a priori derselbe Möglichkeitsraum zugeordnet ist. Vermeidung von Dichotomien und binären Logiken.


4. TERMINE: 13 März Einführung in das Programm Schlusspräsentation der letztsemestrigen Arbeiten

14 - 15 März Scripting-Workshop 1. Teil; Nick Puckett, AA School of Architecture begleitend zum Entwerfen wird das Wahlfach 'Sonderkapitel des Hochbaus' eingebunden; in 3 Workshops werden Grundlagen des Scripten erlernt und im Laufe des Entwurfsprozesses vertieft

25 – 26 März Empfohlene Teilnahme am 'File to Factory' Seminar im Rahmen von 'Sonderkapitel der Bauphysik'; Thomas Vietzke und Jens Borstelmann, Zaha Hadid Architects



Checkliste für die weitere projektentwicklung

die bisher erzeugten geometrien sollen nunmehr in architektonische raumsysteme übergeführt werden, die schliesslich zu einer kontinuierlichen raumhülle – einem space envelope – weiterentwickelt und als teile eines konkreten, architektonischen 'meta'-objektes ausformuliert werden. die im folgenden ausgeführten eigenschaften dienen als checkliste, um bei den entstehenden space envelopes die für das jeweilige projekt relevanten aspekte auszuwählen, zu untersuchen, entwickeln und nunmehr sukzessive einzuarbeiten (jedes projekt sollte in der lage sein, sich zu jedem aspekt in zumindest einem bereich zu beziehen!) :


1. raumbezüglichkeit: die raumhülle soll

A_ in zusammenhang mit einer oder mehreren, zusätzlichen bezugsebenen ein klar definiertes raumvolumen umschliessen bzw.

B_ teil eines anderen, ev. generierten objektes werden und sich auf dieses beziehen.

dies bedeutet, dass in einem ersten schritt die eigenen objekte aus dem derzeitigen digitalen schwebezustand in direkten bezug zu einfachen, externen flächen, z.b. „bodenflächen“, „wandflächen“, „zwischenflächen" gesetzt werden. im zusammenspiel unterschiedlicher geometrien und deren wirkungsfeldern entstehen in diesem neuen bezugsystem zwischenräume und diverse abhängigkeiten (schwerkraft, infrastrukturelle anknüpfungen, übergeordnetes organisationssystem), die ansatzweise zur konkretisierung von abstände, höhen etc. führen können.


2. maßstäblichkeit: für die entwickelten geometrien und komponenten sind geeignete architektonische massstäbe festzulegen.

A_ wird das entstehende system bereits als raumhülle gelesen und durch die darauf aufgesetzten subsysteme weiter kleinmassstäblich ausdifferenziert?

B_ oder kann man die entwickelten systeme als generative komponenten verstehen, die durch ihre systematische addition in der form selbstähnlicher elemente erst zu einer kohärenten raumhülle kumuliert werden?

wie können im jeweiligen fall nun die abmessungen (vgl. 'extensive quantitäten') der so entstehenden objekte/metaobjekte weiter festgelegt werden: längen, flächen, volumen, systemachsen, statisch wirksame höhen etc.?


3. differenzierung der raumhülle:

A_ flächengenerierung / surface und/oder

B_ volumsgenerierung

nach welchen regeln (interne/externe parameter) entwickelt sich die entstehende raumhülle? welche architektonischen qualitäten lassen sich daraus ableiten und wie lassen sich diese optimieren? welche räumlichen qualitäten hat das von raumhülle und bezugsebenen gebildete volumen?


4. proliferation: nach welchen internen und externen logiken findet die ausbreitung (entsprechend den punkten 3.A bzw. 3.B entweder flächige ausbreitung oder 'raumfüllende' verteilung) der elemente/subelemente statt und wie definieren sich die komponenten und ihre eigenschaften (properties) in abhängigkeit von ort und orientierung? was sind ihre charakteristika in bezug auf ausdehnung, krümmungen, dicken, abstände, raster, etc.? besonders vordringlich soll über folgende kategorien spekuliert werden:

A_ innen/aussen – wie können systeme/subsysteme in bezug auf ihre orientierung zum entstehenden innen- bzw. aussenraum ausformuliert und variiert werden (aussenseite und innenseite einer gebäudehülle)?

B_ vertikal/horizontal – welche performativen kriterien gelten bei der verwendung der geometrien als boden- und deckensysteme bzw. als wandflächen , was charakterisiert den übergang vom einem zum anderen?


5. abgrenzung der raumhülle / boundary conditions: wie können die grenzen und ränder des space envelopes festgelegt und entwickelt werden? wie können diese ausformuliert werden? gibt es diesbezüglich logiken, die sich aus den verwendeten algorithmen selbst ergeben? wie trifft der space envelope auf seine bezugsebene (unabhängig davon, ob diese vertikal o. horizontal ist)?


6. systeme / subsysteme: welche primären systeme (hüllsysteme und tragsysteme; bzw. beides vereinende schalensysteme; organisationssysteme) und darauf aufbauende subsysteme (raumsysteme, perforations- und fassadensysteme, leit- und zirkulationssysteme) sind vorerst aus der vorangegangenen Verfeinerung entstanden? welche können/müssen aus den algorithmisch generierten geometrien darüber hinaus entwickelt und ausformuliert werden? in welchem zusammenhängen und abhängigkeiten stehen diese zueinander? wie wirkt sich eine änderung des systems auf seine subsysteme aus?


7. kohärenz / feldlogik: wie kann auch bei variation der system beeinflussenden variablen stets eine innere kohärenz des enstehenden space envelopes, nicht nur im formalen sinn, sondern auch im sinne eines ausgeprägten physikalischen (=statischen etc.) und/oder funktionalen (=programmatischen) zusammenhaltes der einzelnen komponenten erhalten bleiben? was sind die jeweiligen parameter, die zu einer graduellen transformation von raumhülle/einzelkomponenten führen und durch welche variablen ist die transformation charakterisiert? die lesbarkeit der einzelnen systeme und subsysteme als teile eines graduell variierten feldes, in welchem alle elemente in ständiger wechselwirkung stehen, muss letztendlich gegeben sein.


(RRN / MB 10.05.2007 / ENDE)


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