Zobacz w portalu A&B!

Projektowanie parametryczne i przyszłość edukacji architektonicznej w Polsce

05 maja '22

rozmowa z numeru A&B 03 | 2022

Profesja architekta w swojej historii przeszła przez wiele różnych etapów, a sam architekt nieustannie redefiniował zakres swoich kompetencji i obowiązków idących za tytułem, którym mogli się pochwalić tylko nieliczni. Rola architekta przeszła z budowniczego w konsultanta, projektanta. Przenosiliśmy się z placów budowy do zamkniętych pomieszczeń, aby tam przy użyciu stołów kreślarskich kontynuować kształtowanie otaczającego nas świata. Nie tak dawno temu profesja ta zaś przeszła z trybu całkowicie prywatnego przekazywania wiedzy z ojca na syna do ogólnodostępnego zawodu, a niemal wczoraj nasz zawód zupełnie odmieniło wprowadzenie programów cadowskich i przejście od stołów kreślarskich i arkuszy przed ekran komputera. Co więc oznacza dla nas nieustanny rozwój nowych narzędzi projektowania architektonicznego i czy czeka nas kolejna rewolucja? O tym rozmawiałem z Marcinem Strzałą, wykładowcą na Wydziale Architektury Politechniki Warszawskiej i doktorantem w dziedzinie paradygmatu komputacyjnego.

Marcin Strzała

 
Marcin STRZAŁA
— Projektant eksplorujący transdyscyplinarny charakter architektury ery cyfrowej. W swojej pracy naukowej zajmuje się wzajemnymi relacjami między danymi cyfrowymi a ich fizyczną reprezentacją, szczególnie w kontekście addytywnych metod produkcji. Były wykładowca Monash Art, Design and Architecture w Melbourne oraz nauczyciel wizytujący na Xi”an University of Architecture and Technology w Chinach. Prowadzi wykłady na temat cyfrowego paradygmatu w projektowaniu na School of Form Uniwersytetu SWPS oraz na Wydziale Architektury Politechniki Warszawskiej, gdzie od początku związany jest z programem Architecture for Society of Knowledge.

 
Klaudiusz Szwajka
: Marcinie, zajmujesz się parametryką od ponad dekady, czym właściwie jest parametryka i co sprawiło, że się nią zainteresowałeś?

Marcin Strzała: Częściej używam pojęcia „projektowanie algorytmiczne” lub „komputacyjne”, ponieważ sam parametryzm kojarzy się bardzo mocno ze stylem architektonicznym utożsamianym z Zahą Hadid ergo Patrikiem Schumacherem, który jest nie tyle zmianą w sposobie myślenia, ile po prostu ewolucją stylu. Kolejnym z wielu „-izmów”. Natomiast parametryzm, o którym rozmawiamy, odnosi się bardziej do wpływu narzędzi cyfrowych na to, jak myślimy, a co z tym idzie, jak projektujemy, a nie w jakim stylu. Projekt, który jest dalece parametryczny, może być jednocześnie niczym dzieło Zahy Hadid, jak i willa palladiańska. Projektowanie parametryczne w takim ujęciu, w przeciwieństwie do standardowego wykorzystania komputera jako zaawansowanego narzędzia kreślarskiego, wykorzystuje narzędzia cyfrowe do tworzenia procesów, algorytmów doprowadzających nas do rozwiązań projektowych. Dobrze opisuje to sama etymologia słowa „cyfrowy”. W języku polskim zapożyczone jest z arabskiego sifr, czyli „pusty”, ale już angielskie digital wywodzi się od łacińskiego digitus, czyli „palec”, i algorytmy pojawiają się wszędzie tam, gdzie kończą nam się możliwości wynikające z liczenia na palcach. Projektowanie komputacyjne to takie, w którym przestajemy polegać na palcach, ufać intuicji, myśleć arbitralnie o tym, co robimy, a każda nawet najprostsza kreska staje się wynikiem wyartykułowanej logiki. Oczywiście procesy tego typu występowały od początków architektury, w szczególności wernakularnej. Jednym z najczęściej używanych w historii parametrów jest cegła. Zazwyczaj budowniczy nie myślał, że musi wymurować ścianę na 2 metry tylko na załóżmy 30 cegieł i jest to pewnego typu myślenie parametryczne. Dlatego właśnie wysoko parametryczne mogą być zarówno projekty Zahy Hadid, jak i willa palladiańska. Co się zmieniło w kontekście tego, że mamy nowe narzędzia, to to, że takich prostych algorytmicznych przekształceń-obliczeń możemy wykonywać nieskończenie więcej i łatwiej niż kiedykolwiek wcześniej, aż do stopnia wymykającego się naszym zdolnościom percepcji. Jak podkreśla Mario Carpo, współcześnie koszt przechowywania i przetwarzania danych cyfrowych jest pomijalny.

model 3D struktury złożonej z parunastu tysięcy elementów niegrubszych niż dwa milimetrymodel 3D struktury złożonej z parunastu tysięcy elementów niegrubszych niż dwa milimetrymodel 3D struktury złożonej z parunastu tysięcy elementów niegrubszych niż dwa milimetry

model 3D struktury złożonej z parunastu tysięcy elementów niegrubszych niż dwa milimetry

© archiwum Marcina Strzały

 
Klaudiusz
: Wspominasz o tym, że parametryzm wielu osobom kojarzy się z płynnymi formami, z konstrukcyjnym aspektem projektowania, a jednocześnie nawiązujesz do architektury wernakularnej. W jaki sposób łączysz komputację z czymś tak subiektywnym i delikatnym jak architektura wernakularna?

Marcin: Architektura wernakularna nawiązuje do tradycji budowlanej wynikającej z fizyczności materiału i czystej potrzeby, a nie przemyśleń natury teoretycznej, pojawia się co jakiś czas. W momencie, kiedy podczas pracy w cyfrowym paradygmacie dochodzimy do pełnej abstrakcji, przychodzi myśl: no dobra, ale po co to wszystko, i wtedy zazwyczaj zaczynamy szukać źródeł. W moim przypadku było to związane z badaniami, w których zajmowałem się metodami projektowania, symulacji i optymalizacji mikrostruktur elementów budowlanych wytworzonych przy wykorzystaniu addytywnych metod produkcji, tak zwanego druku 3D. Wyobraźmy sobie przywołaną wcześniej cegłę o świadomie zaprojektowanej strukturze wewnętrznej. Moduł taki zawierał od paru do parunastu tysięcy elementów w każdym decymetrze sześciennym. Cytując Cedrica Price”a, „technologia jest odpowiedzią, ale jakie było pytanie?”, i w kontekście tego właśnie pojawia się powrót do wernakularności. Rozwijamy coraz bardziej zaawansowane narzędzia, żeby znaleźć odpowiedzi, natomiast pytań szukać musimy w powrocie do korzeni: jak budować sprawniej, jak efektywnie korzystać z lokalnych materiałów, jak optymalizować architekturę w kontekście lokalnych warunków środowiskowych?

 
Klaudiusz
: Traktujesz projektowanie komputacyjne jako kolejne narzędzie w pracy architekta. Czy uważasz, że komputacja stanie się wymogiem w architekturze, już się tak dzieje, czy jest to nadal aspekt wyróżniający aplikantów z tłumu?

Marcin: Jedno i drugie. Głęboka znajomość narzędzi nadal wyróżnia aplikantów z tłumu. Znam wielu studentów którzy wychodząc spod naszych skrzydeł, z łatwością znaleźli pracę w znanych praktykach architektonicznych w Polsce i na świecie. Czy jest to niezbędnie wymagane? Być może jeszcze nie. Przynajmniej w polskim kontekście można projekt wykreślić w CAD-zie, a pewnie nawet na kalce, niemniej jest taki trend i coraz więcej takich wymagań jest nakładanych na branżę, w ciągu pięciu czy dziesięciu lat projektowanie komputacyjne stanie się standardem. Chociażby w kontekście analiz i symulacji środowiskowych, które w tym momencie przestają być, tak jak to miało miejsce wcześniej, dodatkowym aspektem podnoszącym wartość projektu, a stają się wymogiem. Często powtarzam moim studentom, że o ile u nas w biurach traktuje się to jeszcze jako swego rodzaju nowinkę i coś, w co się próbujemy wdrożyć, o tyle w wielu krajach europejskich model BIM-owski stał się podstawowym elementem dokumentacji. Jestem przekonany, że wkrótce stanie się to wymogiem i to, jak szybko będziemy się do tych zmian adaptować, zadecyduje o tym, jak szybko będziemy osiągali nową jakość i jak bardzo będziemy konkurencyjni. Możemy nadal upierać się przy tym, że na podstawie rysunków odręcznych czy tych w AutoCAD-zie da się wybudować dom, ale to się w pewnym momencie skończy, chociażby ze względu na regulacje prawne.

analiza ośmiościanów ściętychanaliza ośmiościanów ściętychanaliza ośmiościanów ściętych

po lewej i poniżej: standardowa sieć stworzona z ośmiościanów ściętych o zoptymalizowanych grubościach elementów, ułożona wzdłuż osi układu współrzędnych; ta sama struktura, której ułożenie jest wynikiem algorytmu ewolucyjnego, którego celem było znalezienie takiego kąta i osi obrotu, przy których zarówno suma, jak i średnie obciążenia w elementach będą minimalne (powyżej i po prawej)

© archiwum Marcina Strzały

 
Klaudiusz
: Pomijając fakt tego, że komputyzacja usprawnia naszą pracę i skraca czas jej wykonywania, co może dać nam paradygmat cyfrowy, czego nie jesteśmy w stanie osiągnąć na kartce i za pomocą tradycyjnych metod? Jakie drzwi przed nami otwiera?

Marcin: Nie pozwala nam robić niczego, czego nie byliśmy w stanie sobie wyobrazić wcześniej. Komputer nie jest niczym innym jak zaawansowanym liczydłem. Działa to tak samo, jak w przypadku wynalezienia mikroskopu i teleskopu, gdy nagle okazało się, że dotychczasowe zdobycze matematyki przestają nam wystarczać, a John Napier i Henry Briggs tworzą logarytmy. Wynalezienie logarytmu spowodowało, że w pracy astronoma rachunki, które często zajmowały mu lata, zostały sprowadzone do paru operacji. Bardzo podobnie jest w przypadku architektury komputacyjnej. Nie chodzi o to, że pozwala nam coś wykonać, tylko pozwala nam (ze względu na prędkość tych operacji) uzyskać odpowiedź na problemy, które przy wykorzystaniu standardowych narzędzi zajęłyby nam setki lat. Lubię to tłumaczyć na przykładzie klocków Lego. Ile kombinacji można ułożyć z dwóch jednakowych klocków 2 na 4 piny? Takich unikalnych kombinacji jest 24, i prawdopodobnie każdy z nas może je policzyć, używając wyobraźni. Problem zaczyna pojawiać się wtedy, gdy tych klocków jest już 6. Wydawałoby się, że to niewiele, i o ile układanie ich jeden na drugim to proste zadanie z kombinatoryki, o tyle jeżeli przyjmiemy, że kolejne klocki możemy podpiąć w dowolny sposób, to już tradycyjna matematyka nie daje odpowiedzi. Duński matematyk Søren Eilers do rozwiązania tego właśnie zadania stworzył program komputerowy, który obliczył, że takich kombinacji jest ponad 915 milionów. Komputerowi zajęło to ponad tydzień. Gdyby przyjąć, że wykonamy tę operację ręcznie i co 30 sekund będziemy układać kolejną z tych unikalnych kombinacji, zajęłoby nam to raptem 870 lat. To, co w związku z tym umożliwiają nam narzędzia komputacyjne, to przede wszystkim właśnie zadawanie pytań opartych na głębszych problemach matematycznych i uzyskiwanie odpowiedzi, które, jak już mówiliśmy, wymykają się naszej percepcji.

 
Klaudiusz
: Jeżeli jesteśmy w stanie napisać algorytm, który wykonuje pracę za nas, czy to znaczy, że rola architekta może zostać zastąpiona tymi programami? Jeśli nie, co to oznacza dla nas jako architektów?

Marcin: Na pewno nie jest tak, że zawód architekta zniknie. Niektóre aspekty zostaną zautomatyzowane, dzieje się tak we wszystkich branżach. Tam, gdzie kiedyś potrzebowaliśmy inżyniera, dzisiaj obliczenia wykonuje za nas program; coś, czego komputery nie potrafią zrobić same z siebie, to zadanie odpowiednich pytań. Jeśli mamy wiele zasad i parametrów, łatwo stworzyć odpowiedni program komputerowy. Dlatego jako pierwsze procesem automatyzacji zostaną dotknięte te aspekty architektury, które obwarowane są dużą liczbą czynników prawnych, formalnych, ale też materiałowych i technicznych. Natomiast warstwa intuicji i ekspresji jest dla nas dużo trudniejsza do zapisania, nawet jeżeli jesteśmy jej autorami.

obliczenia sił i momentówobliczenia sił i momentówobliczenia sił i momentów

obliczenia sił i momentów, które pomimo przyrostu prętów geometrycznie, odpowiednio w skali kilku, kilkudziesięciu i kilkuset tysięcy, zajmuje parę sekund

© archiwum Marcina Strzały

 
Klaudiusz
: Mówiąc o tych zmianach, które na nas czekają, logiczne byłoby stwierdzenie, że czeka nas również zmiana w systemie nauczania. Uczysz architektury od ponad dekady, jako wykładowca na Politechnice Warszawskiej, jako wizytujący nauczyciel w Xi”an University of Architecture and Technology czy w Monash University w Melbourne. Jak oceniasz edukację w Polsce w porównaniu z zagranicznymi trybami nauczania w dziedzinie architektury?

Marcin: Bardzo często powtarzam, że gdybym miał zatrudnić kogoś do pracy, to na pewno zatrudniłbym studenta z Politechniki Warszawskiej, ponieważ nasz system mimo wszystko bardzo dobrze przygotowuje do praktyki zawodu. Z kolei jeżeli miałbym rozmawiać z kimś o zagadnieniach teoretycznych, wtedy stanowczo szukałbym wśród moich studentów australijskich, gdzie dużo większą wagę przykłada się do krytycznego myślenia, kim architekt właściwie jest, co, w jakim celu i dla kogo projektuje.

 
Klaudiusz
: Nie uważasz więc, bazując na tym, o czym powiedzieliśmy wcześniej, że jest to kierunek, w którym też powinniśmy podążać? Czyli przejście od technicznego aspektu ku bardziej humanistycznemu, wrażliwemu, którego nie jesteśmy w stanie zastąpić?

Marcin: Uważam, że najlepsza jest droga środka, taka, gdzie mamy podstawy płynące z praktyki i jednocześnie jesteśmy przygotowani do tego, żeby intelektualnie rozmawiać o rzeczach mniej oczywistych. Z drugiej strony, w tym nowym paradygmacie nawet rozważania teoretyczne muszą być osadzone w rzeczywistości, bo tylko wtedy jesteśmy również w stanie zadawać odpowiednie pytania i poszukiwać prawidłowych odpowiedzi. Zderzamy tutaj dwa systemy kształcenia w obszarze architektury. Dominujący na wielu znaczących uczelniach w Polsce i Europie model będący ewolucją szkoły Bauhausu oraz wspomniany model anglosaski, który jest bardziej teoretyczny. Uważam, że szukając tej nowej drogi jest nam trochę łatwiej, jeśli mamy za sobą lata kształcenia inżynieryjnego. Musimy jedynie pozwolić sobie na to, żeby zacząć się zajmować teorią. Natomiast w systemie anglosaskim trudniej go wprowadzić, jeżeli od początku mówimy o architekturze wielkich idei, a nie wiemy, jak ona dotyka gruntu. Ten proces dążenia do nowego paradygmatu w Polsce już się powoli odbywa. Na Wydziale Architektury Politechniki Warszawskiej dzieje się to mniej więcej od momentu, w którym tutaj pracuję, odkąd wysiłkiem między innymi profesora Stefana Wrony, profesora Jana Słyka i aktualnego dziekana Krzysztofa Koszewskiego uruchomione zostały anglojęzyczne studia magisterskie Architecture for Society of Knowledge (ASK). Był to pierwszy specjalnościowy program oderwany od tego, czego i w jaki sposób standardowo nauczano na uczelniach architektonicznych w Polsce. Klasyczne curriculum zostało zastąpione studium procesu, narzędzi cyfrowych i projektowania poprzez eksperyment. Część z tych lekcji odrobionych na podstawie ASK-u została potem wykorzystana podczas wdrażania ścieżki specjalnościowej na WAPW. Od kilku lat jest już tak, że studenci w ramach studiów magisterskich mogą sobie wybrać jedną ze specjalności, co sprawia, że ich przedmioty są bardziej ukierunkowane na interesujące ich teoretyczne aspekty architektury.

wizualizacja tak zwanej parametrycznej przestrzeni rozwiązańwizualizacja tak zwanej parametrycznej przestrzeni rozwiązańwizualizacja tak zwanej parametrycznej przestrzeni rozwiązań

wizualizacja tak zwanej parametrycznej przestrzeni rozwiązań, alternatywnych wersji projektu wynikających ze zmian parametrów;
model parametryczny opisuje logikę geometrii jednego z projektów Félixa Candeli

© archiwum Marcina Strzały

 
Klaudiusz
: Gdybyś mógł zmienić jedną kwestię w obecnym systemie nauczania, co by to było?

Marcin: To jest bardzo złożony temat, ale wydaje mi się, że bardzo ważne są realia gospodarcze w naszym kraju. Nadal wielu studentów oczekuje przede wszystkim przygotowania do zawodu w wymiarze praktycznym, a niekoniecznie umiejętności kreatywnego myślenia czy udziału w dyskursie architektonicznym. Fakt, że nasi studenci bardzo często ze względów czysto finansowych muszą zacząć pracować podczas studiów, wzmacnia dążenie do jak najszybszego podjęcia pracy w zawodzie. Program studiów w wielu przypadkach staje się dla nich przeszkodą, przykrym obowiązkiem w drodze do osiągnięcia tego celu. Jednocześnie ci z nich, którzy są zainteresowani teoretycznymi aspektami zawodu, przeciążeni są objętością podstawowego programu kształcenia. Na studiach magisterskich studenci spędzają średnio pięć godzin dziennie na zajęciach, należy do tego dodać czas na przygotowanie się do nich. To sprawia, że nawet przy projektach problemowych i eksperymentalnych studenci mają stanowczo za mało czasu i miejsca, również w sensie intelektualnym, aby myśleć krytycznie i rzeczywiście skupić się na omawianych zagadnieniach. Dla porównania studenci australijscy na tym samym poziomie nauczania muszą w semestrze zrealizować jeden przedmiot projektowy, jedno towarzyszące mu seminarium teoretyczne i jeden dodatkowy przedmiot wybieralny. Bazując na doświadczeniu uczenia w tamtym środowisku, uważam, że powinniśmy jeszcze bardziej uwolnić studia magisterskie od tego ciężaru praktyki i programu podstawowego.

projektowanie przestrzeni parametrycznychprojektowanie przestrzeni parametrycznychprojektowanie przestrzeni parametrycznych

projektowanie przestrzeni parametrycznych

© archiwum Marcina Strzały

 
Klaudiusz
: Jeżeli miałbyś dać jedną radę osobom zaczynającym swoją przygodę z projektowaniem komputacyjnym, co by to było?

Marcin: Dużo pokory wobec zagadnienia oraz skupienie się na tym, co, dlaczego i wreszcie w jaki sposób chcę zaprojektować. Paradoksalnie sugeruję studentom, żeby zanim w ogóle włączą komputer, spisali na kartce wszystkie te pytania, a potem zaplanowali w detalu sposób dochodzenia do rozwiązań. Metody komputacyjne są jedynie narzędziami, które mają nam ułatwić uzyskanie odpowiedzi, ale, jak już mówiłem, kwestia właściwego pytania zawsze pozostaje po naszej stronie.

Klaudiusz: Dziękuję za rozmowę.

 
rozmawiał: Klaudiusz
SZWAJKA

Ilustracje udostępnione dzięki uprzejmości Marcina Strzały.

Głos został już oddany

Obiekt roku 2022 w systemach ALUPROF
Płyty elewacyjne [pictura] z włóknocementu - EQUITONE
BRUK-BET – Ekologiczne nawierzchnie brukowe
TRENDY [2022] - Podłogi, posadzki, wycieraczki systemowe, tarasy – trendy 2022