L'abc del Generative Design

Con la progettazione architettonica, non c’è un solo obiettivo che si cerca di perseguire, non c’è una risposta. Ad esempio, nel caso di un intervento residenziale, avere una buona quantità di spazio aperto e una buona vista potrebbe essere determinante, ma anche il ritorno sull’investimento e il valore generato attraverso più aree affittabili potrebbero essere un valore aggiunto.

Grazie al cosiddetto generative design è possibile ottimizzare la gestione e la strutturazione della complessità generata sia dai parametri relativi alla qualità del progetto sia dal confronto di molti soggetti che spesso impongono priorità e interessi contrastanti, attraverso una precisa definizione degli obiettivi.

Cos’è il Generative Design

Un processo di generazione semi-automatizzata di soluzioni progettuali sulla base di un set predefinito di regole e la contestuale valutazione dei parametri relativi alla qualità del progetto, che consente di avere a disposizione strumenti per simulare gli scenari migliori e ottimizzare le scelte. 

Il generative design può teoricamente essere applicato a qualsiasi processo di ideazione, la sua produttività nella progettazione architettonica è però maggiore nella fase di fattibilità tecnico-economica. Un esempio tipico potrebbe essere la scelta della volumetria rispetto al miglior rapporto tra superficie costruita e superficie utile.

Come funziona il Generative Design

Al progettista, per prima cosa, spetta il compito di impostare gli obiettivi e i vincoli relativi al progetto, attraverso software specifici e inserendovi una serie di dati a partire dai vincoli urbanistici amministrativi, le prestazioni, i costi, le tecnologie. 

A questo punto, il computer analizza il tutto attraverso gli algoritmi e genera migliaia di scenari sui quali vengono evidenziate le diverse prestazioni. 

Il progettista in questo processo non è passivo, perché ha il compito di valutare le svariate alternative e, se necessario, modificare gli obiettivi e i vincoli originari, per focalizzare al massimo il risultato finale. 

Da lì in poi, il computer valuta le nuove informazioni e si rimette al lavoro.

In sostanza, esiste una forte sinergia fra cliente, progettista e la “macchina”: insieme, attraverso una serie di passaggi che puntano a definire in maniera sempre più specifica quello che dovrà essere il prodotto finale, istinto umano e algoritmi riescono a portare alla luce la migliore soluzione fra tutte quelle generate.

Ecco che la creatività di chi progetta viene incentivata grazie all’ideazione di un numero incredibile di possibilità che consente a cliente e progettisti di esplorare e sperimentare opzioni inattese e inconsuete.

Il generative design offre anche altri vantaggi. A titolo esemplificativo, sotto il profilo economico, perché le simulazioni vengono effettuate nella primissima fase di progettazione, evitando così modifiche onerose durante le fasi successive.

Quello che è fondamentale nella progettazione è il giusto equilibrio fra creatività e controllo. L’approccio generativo utilizza sofisticati strumenti interattivi per accelerare e amplificare la fase di ideazione, servendosi della tecnologia digitale per esplorare i processi creativi ed imprenditoriali. 

Il risultato si ottiene proprio da una forte sinergia fra l’idea del progettista che acquista un incredibile potere di evoluzione, attraverso lo strumento digitale, e i limiti imposti dal contesto mediante precisi vincoli e parametri, entro i quali questo flusso creativo che sembrerebbe del tutto incontrollato e libero, è invece costretto a stare.

Il generative design non ha quindi a che fare con la progettazione di un edificio, ma con l’ideazione di un sistema per progettare un edificio o un sistema di edifici. In sostanza nel generative design l’obiettivo è il processo e non solo il risultato. 

Questo significa che l’attenzione del progettista è focalizzata innanzitutto sull’iter, prima ancora che sul prodotto finale: la nuova sfida allora è controllare il processo così da ottenere il miglior risultato, selezionare quindi da una gamma immensa di possibilità quella che più corrisponde al concept originario.

La domanda da porsi è: qual è la migliore realizzazione possibile in relazione alle condizioni del contesto generale?

La capacità e la creatività del progettista riguardano la lettura e l’interpretazione dei risultati generati. 

In pratica, l’algoritmo va guidato con cognizione di causa. Il progettista deve avere la sensibilità di comprendere come è meglio orientarlo. Questa è la collaborazione auspicabile fra uomo e macchina, intelligente e proficua.

Workflow applicazione Generative Design.

Intervento a Milano per un’architettura di quartiere

Nell’ambito di una commessa per un intervento residenziale a Milano, che riguarda la realizzazione di un isolato urbano di completamento, composto da diversi corpi di fabbrica, su incarico di una società di sviluppo immobiliare, DVA ha deciso di utilizzare il generative design come supporto per la gestione degli innumerevoli vincoli derivanti sia dalle esigenze della committenza che dalle peculiarità dell’area.

Alimentando il software con obiettivi prestabiliti, ad esempio, il potenziale di energia solare, i profitti del programma, i costi, le dimensioni del verde, i tagli degli appartamenti e relativi mix tipologici, è stato possibile generare innumerevoli opzioni di layout di edifici e lotto.

Innanzitutto, si sono analizzati i vincoli normativi per verificarne la compatibilità con ogni scenario di progettazione.

Questo ha incluso anche l’orientamento dei fabbricati, le altezze massime degli edifici e la posizione di accesso su strada, così come le esigenze e gli obiettivi di progetto degli sviluppatori, compreso un insieme di regole per impostare il giusto mix tipologico nei tagli degli appartamenti e la loro distribuzione nei diversi piani ed edifici.

Sono stati poi definiti vincoli e parametri quali il limite dei costi, l’ottimizzazione degli spazi interni ed esterni, i requisiti di sostenibilità ambientale (ad esempio, il calcolo dell’orientamento delle facciate e della migliore esposizione solare). 

Si sono aperti così scenari innovativi che hanno riguardato l’indagine della forma, delle performance, dell’efficienza, della sostenibilità, del comfort e di ogni altro aspetto ritenuto rilevante per l’intervento.

Oltre ad una restituzione 3D degli scenari, è stato possibile visualizzare tutta una serie di dati significativi per la scrematura e l’ottimizzazione delle centinaia di scenari valutati, come per la Slp di progetto, i parametri di efficienza, il numero totale degli alloggi e le percentuali di ogni tipologia.

L’obiettivo è stato proprio quello di poter valutare, a valle del processo di ottimizzazione, quale scenario soddisfacesse maggiormente le esigenze del cliente, consapevoli del fatto che la convergenza di un parametro può inficiare il raggiungimento di un altro e così via.

Fra i vantaggi dell’approccio generativo al design, la possibilità di vedere la complessità non come un ostacolo all’atto ideativo e creativo del progettista, bensì come un’opportunità da sfruttare a suo favore con l’obiettivo di ricercare architetture più rispondenti alle sempre mutevoli condizioni del nostro tempo.

Il sistema costruttivo modulare per l’edilizia residenziale

Nell’ambito delle innovazioni tecnologiche è possibile evidenziare due principali macro-aree di indagine in grado di impattare significativamente nella progettazione e costruzione di architetture residenziali. Nelle fasi iniziali, l’uso massiccio del processo generativo permette di esplorare codici formali innovativi risultanti dal rapporto tra generazione formale e ottimizzazione delle prestazioni; nella fase costruttiva il focus viene posto sull’idea di un sistema costruttivo modulare, con la produzione off site, che potrà evolvere e modificarsi nel tempo. Non solo. Una soluzione per un prodotto immobiliare replicabile in altri luoghi e in un altro tempo, e adattabile a nuove e diverse esigenze compositive, dimensionali, funzionali.

Questa seconda opportunità è stata indagata nell’ambito di una commessa per la progettazione di un sistema costruttivo modulare per la realizzazione di edifici residenziali, sviluppato in collaborazione con la società committente che produce e installa componenti prefabbricati in acciaio per l’edilizia.

Al centro della ricerca di DVA vi è stata l’integrazione di strumenti di progettazione generativa e la loro assimilazione con metodi di produzione, finalizzata al raggiungimento della qualità degli edifici e il rispetto degli input ambientali, economici e sociali. Il calcolo integrato attraverso gli strumenti di progettazione, combinato con le migliori strategie per la prefabbricazione, può garantire la sinergia per migliorare la qualità degli spazi in cui si vive, oltre all’ottimizzazione delle tempistiche e dei costi di realizzazione, per il raggiungimento della sostenibilità sociale ed economica del progetto.

Il presente testo è un estratto dalla pubblicazione “Abitare la città. Il valore del progetto nel dialogo con la committenza” © 2021 DVA DVision Architecture Srl

Puoi scaricare il booklet integrale di DVA a questo LINK