Diseño arquitectónico asistido por ordenador

Los programas de software 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 ]} Dado que esta última 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 (optimizar la distribución de una planta de fabricación);
• Sketchpad (1963) ^{[ 5 ]} fue el precursor de los programas de diseño asistido por computadora , computarizó el dibujo y permitió establecer relaciones paramétricas entre objetos a través de una interfaz gráfica de usuario ;
• DAC-1 (1963-1964) fue un programa similar a 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 del diseño en el mapa, el 1er Congreso Internacional sobre Rendimiento (1972) discutió los primeros enfoques para informatizar las simulaciones del rendimiento de los edificios . ^{[ 7 ]}

Nuevas revistas de investigación se centraron en el tema en las décadas de 1990 y 2000: 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 orientó gradualmente hacia el diseño asistido por computadora (CAAD). ^{[ 7 ]}

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

El uso de términos en el campo del diseño informático no es consistente. 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 » (DC) para referirse a cualquier actividad que involucre herramientas CAD, convirtiéndolo así en sinónimo de diseño digital . Otros investigadores excluyen la automatización del dibujo técnico de la definición de DC. ^{[ 9 ]}
• Los términos diseño paramétrico (PD), diseño generativo (GD) y diseño algorítmico (AD) son muy populares para los usos de las herramientas CAAD que no implican dibujo técnico (3 de los 4 términos principales de definición de diseño CAAD), y se utilizan frecuentemente 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 cuentan con algún tipo de interfaz gráfica de usuario para manipular una representación visual en lugar de la base de datos; y todos se centran, en mayor o menor medida, en el ensamblaje de diseños a partir de piezas estándar y no estándar. Actualmente, la principal distinción que lleva a hablar de CAAD en lugar de CAD radica en el conocimiento del dominio (objetos, técnicas, datos y soporte de procesos específicos de la arquitectura) integrado en el sistema. Un sistema CAAD se diferencia de otros sistemas CAD en dos aspectos:

• Cuenta con una base de datos de objetos explícita que contiene información sobre piezas de construcción y conocimientos constructivos .
• Apoya explícitamente la creación de objetos arquitectónicos.

En un sentido más general, el diseño arquitectónico asistido por ordenador (CAAD) también se refiere al uso de cualquier técnica computacional en el campo del diseño arquitectónico, excepto mediante software específico para arquitectura. Por ejemplo, el software desarrollado específicamente para la industria de la animación por ordenador (como Maya y 3D Studio Max) también se utiliza en el diseño arquitectónico. Estos programas pueden producir renders y animaciones 3D fotorrealistas. Actualmente, el renderizado en tiempo real es muy popular gracias a los avances en las tarjetas gráficas. La distinción exacta de lo que pertenece propiamente al CAAD no siempre es clara. El software especializado, por ejemplo, para el cálculo de estructuras mediante el método de elementos finitos , se utiliza en el diseño arquitectónico y, en ese sentido, puede considerarse parte del CAAD. Por otro lado, este tipo de software rara vez se utiliza para crear nuevos diseños.

En 1974, Caad se convirtió en una palabra de uso común y en un tema frecuente de 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 incluye algoritmos que permiten la generación de patrones y su análisis utilizando criterios programados, así como bancos de datos que almacenan información sobre el problema en cuestión y las normas y regulaciones aplicables. El segundo sistema es la estructura profunda, lo que significa que las operaciones realizadas por el ordenador tienen limitaciones inherentes. El hardware y los lenguajes de máquina compatibles facilitan la realización de operaciones aritméticas de forma rápida y precisa. Además, se puede construir un número casi ilógico de capas de procesamiento simbólico que habilitan las funcionalidades presentes en la superficie.

Otra ventaja del CAAD es la correspondencia bidireccional entre actividades y funcionalidades. Esta correspondencia se establece entre las estructuras superficiales y las profundas. Dicha correspondencia es una abstracción introducida para analizar el proceso de diseño e implementación de sistemas CAAD. Al diseñar los sistemas, los desarrolladores suelen considerar las estructuras superficiales. La correspondencia uno a uno es la práctica habitual: desarrollar una funcionalidad informática que se corresponda lo más fielmente posible con una actividad de diseño manual, como el dibujo de escaleras, la verificación de conflictos espaciales entre sistemas constructivos y la generación de perspectivas a partir de vistas ortogonales. Los procesos de diseño arquitectónico tienden a integrar modelos que hasta ahora habían estado aislados. Es necesario combinar diversos conocimientos especializados, herramientas, técnicas de visualización y medios. El proceso de diseño abarca el ciclo de vida completo del edificio, incluyendo la construcción, las operaciones, la reorganización y la demolición. Al considerar 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 se basa principalmente en datos representados visualmente. Los problemas suelen plantearse y abordarse mediante un enfoque gráfico. Esta forma de expresión es la única que sirve de base para el trabajo y el debate. Por lo tanto, el diseñador debe tener el máximo control visual sobre los procesos que tienen lugar dentro del continuo de diseño. Surgen además cuestiones relativas a la navegación, el acceso asociativo a la información, la programación y la comunicación dentro de conjuntos de datos muy grandes.

• Geometría arquitectónica
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• Asociación para la Investigación del Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora en Asia
• Modelado de información de construcción
• Comparación de software CAD
• Diseño asistido por ordenador
  • núcleo de modelado geométrico
• Computación de diseño
• Morfogénesis digital
• Lista de software BIM

• 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., & Oxman, R. (2003). Etapas preliminares de la formación en CAAD. Automation in Construction , 12(6), 661–670.
• Maver, T. (1993). Futuro del diseño arquitectónico asistido por computadora [reseña de libro]. Information and Software Technology, 35, 700–701.
• McGraw-Hill Inc. (1989, 27 de julio). ¿Se puede informatizar la arquitectura? Engineering News Record, vol. 223, n.º 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 principal de ACADIA: Asociación para el Diseño Asistido por Computadora en Arquitectura.
• Página principal de ASCAAD: Sociedad Árabe de Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora
• Página principal de CAAD Futures: Fundación para el futuro del diseño arquitectónico asistido por ordenador.
• Página principal de CAADRIA: Asociación para la Investigación del Diseño Arquitectónico Asistido por Computadora en Asia
• Página principal de eCAADe: Asociación para la Educación e Investigación en Diseño Arquitectónico Asistido por Ordenador en Europa
• Página de inicio SIGraDi: Sociedad Iberoamericana de Gráfica Digital.
• Página principal de CumInCAD. Índice acumulativo de publicaciones sobre diseño arquitectónico asistido por ordenador.