Amenajările verticale ar putea fi considerate un semn distinctiv al peisajului urban contemporan și o soluție pentru urbanizarea continuă. Cu toate acestea, mai multe impacturi ale unor astfel de clădiri ar putea afecta viața socială a utilizatorilor, deoarece au o atenție considerabil mai mică decât dimensiunile economice și de mediu. Rezolvarea situației, vizând totodată și proiectarea durabilă a blocurilor de locuit în regiunile cald-aride, a făcut obiectul studiului cu titlul ”The Innovation of a Parametric Tool for the Design of Socially Sustainable Apartment Buildings in Hot-Arid Regions”, întocmit de specialiștii de la Institutul pentru Cercetări în Construcții din Mannheim. Subiectul poate fi de interes inclusiv pentru constructorii din România, în condițiile în care, din cauza schimbărilor climatice, zonele calde și aride se întind și în țara noastră. Un model computerizat Studiul și-a propus să dezvolte un model computerizat pentru abordarea aspectului social în proiectarea clădirilor de apartamente verticale, care ar putea îmbunătăți interacțiunea socială dintre vecini și care ar putea îmbunătăți calitățile de bunăstare ale rezidenților, cum ar fi intimitatea și securitatea. Modelul se bazează pe explorarea caracteristicilor spațio-formale care afectează viața socială în casele și cartierele vernaculare din regiunile calde și/sau aride, sprijină recunoașterea brief-ului de proiectare, cu posibilitatea de a modifica parametrii geometrici și spațiali. Mai mult, oferă o metodă alternativă de implementare a strategiilor de sustenabilitate socială și de maximizare a conexiunii cu contextul, cultura și oamenii. Rezultatele procesului de evaluare au arătat că interfața dezvoltată oferă designerilor un instrument pentru a investiga o clasă de alternative de proiectare satisfăcătoare care nu sunt așteptate, mai degrabă decât o singură soluție cea mai bună. Totodată, oferă utilizatorului o modalitate flexibilă de a surprinde relația dintre zonele publice și private și de a insera o serie de curți publice distribuite pe diferite niveluri ale clădirii, cu posibilitatea de a genera o curte privată în interiorul fiecărui apartament. Un astfel de proces, care este gestionat de un set de reguli sociale și spațiale predefinite, confirmând procesul de proiectare ca un echilibru între creativitate și raționalitate. Mai mult, este o tranziție de la clădirile de masă standard la proiecte contemporane-vernaculare care respectă contextul cultural, clima și oamenii. Înălțimea e soluția cea mai bună În era globalizării și urbanizării continue, clădirile înalte sunt soluția cea mai viabilă pentru multe orașe urbane. Multe beneficii, cum ar fi conservarea spațiilor naturale și verzi din centrele urbane și creșterea accesului la vederi, lumină și aer la înălțime ar putea fi obținute în aceste structuri (Hudgins 2009; Yeang 2002; Modi 2014). Cu toate acestea, nevoia de dezvoltări verticale dense și accesibile conduce la crearea de etaje standard, limitează disponibilitatea spațiilor sociale și de adunare în interiorul clădirilor și, uneori, creează structuri iconice care ignoră specificul contextului cultural și tradițiile locale (AlKodmany 2015; Wood 2013; Cuthill 2010). De aceea, arhitecții au o responsabilitate mai mare de a proiecta clădiri rezidențiale înalte, cu medii confortabile și durabile. Calculul, ca instrument pentru manipularea ideilor și rezolvarea problemelor, ar putea ajuta proiectanții să atingă astfel de obiective în mod eficient și precis. În prezent, atenția largă a dezvoltărilor durabile și a instrumentelor de calcul se preocupă în primul rând de cerințele de mediu, funcționale și formale/geometrice, mai degrabă decât de dimensiunile sociale și culturale. Cu toate acestea, soluțiile durabile și modelele de design ar trebui să creeze sinergii între aspectele culturale, istorice, sociale, economice și de mediu ale unei comunități (Al-Kodmany 2018). Codificarea unor astfel de criterii calitative și integrarea lor în procesul de calcul rămâne o provocare din cauza imposibilității și dificultății reprezentării algoritmice (Yüksel 2014). Ca urmare, cercetarea de față s-a bazat pe beneficiile abordării proiectării parametrice pentru a găsi un mecanism pentru măsurarea și codificarea aspectelor non-geometrice ale desenelor și integrarea acestor calități cu parametrii geometrici (Al-Jokhadar 2018; Al-Jokhadar și Jabi 2019). ”Umanizarea” modelelor Acest proces de ”umanizare” a modelelor computaționale permite o înțelegere holistică a problemei de proiectare, menține procesul mai flexibil și generează soluții contextuale și potențial sustenabile (Al-Jokhadar și Jabi 2016). O abordare pentru generarea de noi modele este aceea de a se inspira din tradițiile locale și din cazurile istorice, deoarece aceste precedente ar putea avea caracteristici formale, semantice, sintactice sau sistematice legate de problema în cauză (Eilouti 2009). Studiile anterioare arată că modelul vernacular al caselor din zona de studiu reprezintă un mediu sănătos și coeziv din punct de vedere social și reflectă valorile culturale ale societății (Al-Jokhadar 2018; Al-Masri 2010). Trebuie avută în vedere și o privire de ansamblu asupra modalităților de înțelegere a culturii locale și a diferiților factori care afectează sustenabilitatea social-culturală în clădirile rezidențiale. Capitole precum ”Raționamentul spațial” și ”analizele sintactice” au fost adoptate ca metode riguroase pentru măsurarea unor astfel de proprietăți calitative în cadrul unui proces de calcul. Informațiile obținute în urma procesului analitic au fost folosite pentru a identifica vocabulare, tipologii, specificații și relații topologice. Această bază de date, combinate cu cerințele clădirilor rezidențiale verticale, a permis construirea unei gramatici parametrice specifice. Validarea, reflecțiile și beneficiile modelului dezvoltat sunt discutate în ultima secțiune. Raționamentul spațial ca metodă de explorare a culturilor În domeniul arhitecturii, raționamentul spațial este un proces logic de analiză care permite designerilor înțelegerea complexității aspectului și explorarea caracteristicilor care au o semnificație socială sau experiențială (Abshirini și Koch 2013). ). Pentru a înțelege această complexitate, au fost adoptate abordări diferite. În primul rând, au fost efectuate analize tipologice și formale-geometrice pentru 48 de case și cartiere tradiționale distribuite în regiunea MENA pentru a se inspira din tradițiile locale. Zona de studiu a inclus 22 de țări, care ar putea fi împărțite în patru zone: (1) Orientul Mijlociu: Iordania, Palestina, Liban, Siria, Irak și Turcia; (2) Zona Golfului: Arabia Saudită, Bahrain, Kuweit, Oman, Emiratele Arabe Unite și Yemen; (3) Africa de Nord: Egipt, Algeria, Tunisia, Maroc și Libia și(4) Europa de Sud: Spania, Italia (Sicilia), Grecia, Bulgaria, România (Sud) Cele mai multe dintre aceste țări împărtășesc aceleași valori sociale și culturale, tradiții locale, modele de viață, stil de viață și climat cald-arid. Analiza tipologică implică clasificarea componentelor desenelor care au caracteristici comune în funcție de criterii predefinite (Eilouti 2009). Un limbaj comun Rădăcinile acestei abordări se bazează pe lucrarea lui Christopher Alexander, „A Pattern Language”, în 1977. Folosind acest tip de investigație, au fost examinate principalele vocabulare ale caselor și au fost definite relațiile topologice dintre aceste elemente. O a doua abordare, bazată pe ”teoria sintaxei spațiale” dezvoltată de Hillier și Hanson (1984), a fost adoptată pentru a explora relațiile sociale implicite în cadrul arhitectural. Rezultatele extrase din aceste teste sunt utile pentru interpretarea configurației generale și a vieții sociale din clădire (de exemplu, valorile ridicate de integrare indică faptul că spațiile sunt aglomerate, mai accesibile și mai puțin private). Două instrumente de calcul au fost utilizate pentru efectuarea analizelor sintactice: (1) Syntax2D: un instrument pentru a executa analiza izovistă care se adresează câmpurilor vizuale ale unei persoane într-o locație a mediului și de-a lungul unei căi de mișcare. (2) DepthmapX: un instrument de „analiza graficului de vizibilitate (VGA)”, care se bazează pe reflectarea luminii pentru a înțelege configurația spațială a mediului. La rândul său, verificarea VGA include cinci tipuri de teste: (a) Analiza conectivității, care creează conexiuni de vizibilitate între toate spațiile, (b) Integrarea vizuală, care specifică gradul de privilegiu al unui punct față de vecinii săi imediati, (c) Analiza prin viziune, care analizează modul în care câmpurile vizuale variază într-un mediu, (d) Analiza adâncimii, care arată schimbările de direcție care ar fi necesare pentru a ajunge de la locația selectată la orice alte locații, (e) Analiza agentului, care indică tiparele de mișcare și frecventele utilizarea spațiilor eliberate dintr-un punct.O ”gramatică” parametrică socio-spațială Informațiile obținute în urma procesului analitic sunt folosite pentru a stabili o bază de date care identifică vocabulare, tipologii, parametri și relații topologice dintre spații. Pe baza acestor înregistrări și specificații, designerii pot genera soluții de design contextuale care sunt legate de nevoile sociale și culturale. Gramaticile formelor, ca sistem bazat pe reguli de generare formală, sunt utilizate. Cu toate acestea, creativitatea, flexibilitatea și adaptabilitatea sunt, de asemenea, probleme importante care trebuie abordate în procesul de proiectare. Prin urmare, o abordare de proiectare parametrică este încorporată în construcția acestei gramatici. În comparație cu modelarea tradițională pe computer, două caracteristici principale sunt asociate cu proiectarea parametrică. În primul rând, proiectele sunt definite prin variabile, parametri, reguli și relații logice între obiecte. În al doilea rând, designerii pot revizui parametrii și regulile, în orice etapă, pentru a-și modifica designul și a genera o serie de alternative (Oxman și Gu 2015; Jabi 2013). În acest fel, designerii pot genera noi soluții care aparțin unui limbaj definit de gramatica t prin modificarea valorilor parametrilor în anumite limite. Pentru acest studiu au fost definiți următorii parametri: - Suprafața fiecărui spațiu în comparație cu suprafața totală a casei/clusterului, - Proprietățile geometrice ale fiecărui spațiu (lungime și lățime), - Amplasarea fiecărui spațiu, obținută prin definirea cartezienei. coordonatele spațiului, - Funcții care sunt adiacente spațiului, - Modele de deschideri, - Orientare. Gramatica locuințelor/cartierelor vernaculare Locuințele tradiționale din zona de studiu sunt orientate spre interior, cu spații de locuit organizate în jurul unui spațiu deschis central (o curte). Acest element dominant este utilizat pe scară largă pentru a menține o zonă umbrită vara și pentru a primi radiația solară iarna. Mai mult, acționează ca o zonă de circulație și un spațiu de locuit recreațional, care oferă securitate, intimitate și confort familiei (Moossavi 2014). Casele cu curte și grupurile se disting printr-un sistem ierarhic de mișcare care oferă intimitate familiei. Spațiile sunt clasificate în cinci zone principale: spații publice, semi-publice, semi-private, private și intime. Calculele spațiale arată că zonele deschise din cartiere, care constituie aproximativ jumătate din suprafața clusterului (39-54%), oferă un element valoros în astfel de medii dure. În plus, spațiile publice deschise constituie 21-38% din suprafața clusterului. Procentul de curți private față de suprafața totală a parterului unităților rezidențiale reprezintă 18-28%. Zonele deschise invită la adunarea rezidenților la diferite momente ale zilei și la diferite niveluri. Această problemă permite interacțiunea socială la nivel de familie în curțile private; interacțiunea socială între femei și copii în cul-de-sacs și alei semi-private dintre unitățile rezidențiale; și interacțiune mixtă în spațiile publice. Prin urmare, rezidenții aveau un sentiment de comunitate și de apartenență față de cartierul lor rezidențial (AlMasri 2010; Ramezani și Hamidi 2010; Eben Saleh 1998). Diferite spații din interiorul casei sunt considerate elemente arhitecturale active care facilitează întâlnirea socială între membrii familiei. Casele tradiționale oferă aproximativ jumătate din suprafața casei pentru interacțiunea socială între membrii familiei și mai mult de a treia zonă a casei cu o varietate de spații sezoniere semi-private și private. Aceste spatii de locuit includ spatii inchise, precum camerele de zi, care reprezinta 12% din suprafata totala a casei; spații semideschise, precum iwan-urile, care reprezintă 7%, iar spațiile deschise, cum ar fi curți, terase și balcoane, care reprezintă 16% din suprafața totală. Mai mult, cantitatea de spații de locuit, în comparație cu suprafața camerelor de oaspeți, este un aspect major care găzduiește activitățile de zi cu zi și, în același timp, încurajează interacțiunea între membrii familiei. Analiza spațială a diferitelor cazuri arată că camerele de oaspeți găzduiesc aproape 7-8% din suprafața totală a casei, ceea ce reprezintă doar un sfert din suprafața camerelor de zi. Pe baza acestei analize, au fost construite două seturi de modele. Primul set se ocupă de cartiere generatoare, iar al doilea set permite construirea de case vernaculare. Stabilirea unui instrument de calcul Regulile spațiale care au semnificații sociale specifice extrase din modelul tradițional au fost combinate cu cerințele clădirilor verticale, cum ar fi amplasarea nucleului vertical, disponibilitatea spațiilor comunale și amenajarea apartamentelor la același etaj, pentru a construi o gramatică parametrică pentru proiectarea dezvoltărilor rezidențiale verticale. Scopul este de a oferi arhitecților un instrument care să producă o dezvoltare verticală vernaculară contemporană, oferind astfel o continuitate lumii existente și conducând proiectul să fie în armonie cu contextul, clima, tradițiile, nevoile sociale și cerințele moderne și viitoare. O clădire rezidențială verticală ar putea fi definită ca grupuri de case dispuse vertical. La nivel de bază, fiecare grup, care este un segment vertical al clădirii, reprezintă un sfert orizontal care are calități specifice. O astfel de aranjare verticală a cartierelor orizontale ar putea promova foarte mult conceptul de ierarhie și grupare și ar putea crea o responsabilitate reciprocă pentru spațiile comune din fiecare segment pentru încurajarea interacțiunii dintre vecini. Conceptul de segmentare verticală O clădire rezidențială cu mai multe etaje ar putea fi împărțită în două zone principale: -În primul rând, o zonă publică, care include un sistem ierarhic de spații comune: un hol de intrare (EN), un nucleu de circulație verticală (VC), un spațiu public principal (MPS), spații semi-private între unitățile rezidențiale (PVS) și căi pietonale (COR) care conectați spațiile comune. -În al doilea rând, o zonă privată, care constă din unități rezidențiale. Pentru a menține un echilibru între izolare și interacțiune în interiorul apartamentului, se recomandă includerea unei curți private pentru fiecare unitate. Există diferite posibilități pentru amplasarea unui astfel de spațiu deschis introvertit. În clădirile de locuit înalte, amplasarea corespunzătoare a curții este determinată de doi factori: -Amplasarea unității locative în raport cu alte unități de la același etaj; și -La ce etaj se află apartamentul. De exemplu, o curte centrală (balcon) ar putea fi suficientă la etajele superioare. Cu toate acestea, o curte care este atașată la o margine a clădirii este potrivită la orice etaj al clădirii. Deoarece modelul construit este parametric, fiecare proces de derivare generează soluții diferite și face procesul dificil de gestionat. Mai mult, designerii caută să-și exprime ideile fizic și să genereze soluții cu un grad ridicat de acuratețe într-un timp scurt pentru execuție. Prin urmare, modelul a fost tradus într-o interfață de calcul și codificat folosind software-ul de modelare CAD 2D/3D Rhinoceros 3D, cu pluginul său Grasshopper. Instrumentul sugerează o listă de 10 sarcini procedurale care ghidează utilizatorul printr-o interfață interactivă, unde designerul poate modifica un total de 66 de parametri unici. Fiecare sarcină își propune să genereze un spațiu sau un grup de spații care au aceeași funcție. Mai mult, permite proiectantului abilitatea de a controla parametrii geometrici și condițiile care răspund la diferite modele de design prin casete de dialog și entități, cum ar fi casete de selectare, glisoare numerice și butoane. De exemplu, componentele care generează amenajarea unei curți private la parter sunt similare cu cele care generează o curte pe al 4-lea segment. Cu toate acestea, utilizatorul poate modifica lățimea, lungimea și locația spațiului respectiv. Modelul Grasshopper permite generarea de soluții de proiectare diferite prin manipularea parametrilor pentru forme. Aceste forme au relații topologice predefinite conform gramaticii parametrice construite.