Массинг

В поисках решений отдельных бизнес-задач, мы разработали множество нестандартных приёмов для генерации градостроительной застройки. Один из них — инсоляционный массинг, созданный в рамках градостроительного модуля платформы R2. Метод универсален и оставляет пространство для творчества, несмотря на строгую алгоритмичность.

Основной принцип моделирования и расчета

Наша команда использует подход «поэтапной адаптации объектов» на основе ограничений. Этот процесс напоминает выращивание растения:

· объект (например, здание) "развивается" в цифровой среде

· параметры (этажность, габариты, положение) постепенно изменяются

· на каждом шаге проверяется соответствие нормам и влияние на окружение

· процесс останавливается при достижении целевых показателей или при невозможности дальнейшей адаптации

Ключевое отличие: вместо мгновенного размещения готового объекта мы динамически оптимизируем его характеристики.

Метод инсоляционного массинга

Инсоляция (согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01) – облучение поверхностей солнечным светом. Это критичное ограничение при проектировании жилых зон.

В контексте жилой застройки продолжительность инсоляции жилых помещений квартиры измеряется через остекление: оконные проёмы, остекление балконов, лоджий и т.д. О том, как проверяется инсоляция, можно написать отдельную статью. Главное, что нужно знать: инсоляция — это очень важный тип ограничения, который напрямую влияет на то, где и куда можно посадить жилой объект.

Для визуализации инсоляции будем использовать следующую цветовую диаграмму. В качестве примера рассмотрим среднюю широту и её нормы.

Рис 1. Цветовая диаграмма визуализации результата расчёта инсоляции для центральной зоны.

Подходы к оценке результатов на основе типов объектов:

1.Объекты с известной планировкой (типовые секции, школы):

· точная оценка через моделирование оконных проёмов (рис. 2-3)

· несоответствующие нормативам элементы выделяются красным

Рис.2. Оценка расчёта инсоляции объектов с планировочным решением.

Рис.3. Оценка расчёта инсоляции объектов с планировочным решением.

2.Объекты с неизвестной планировкой (существующая застройка):

· используется «инсоляционный фронт» – условные "окна" по контуру здания (рис. 4-5)

· оценка основана на изменении текущих показателей: если новый объект ухудшает инсоляцию существующих фронтов, его положение корректируется (рис. 7-10)

Рис 4. Инсоляционный фронт.

Рис 5. Визуализация расчёта инсоляции объектов без наличия планировочного решения.

Рис 6. Исходный контекст со зданиями, первичная оценка инсоляции с помощью фронтов.

Рис 7. Размещаем объект в положение, где он не меняет категории оценки инсоляционных фронтов.

Рис 8. Размещаем объект в положение, где он меняет категории оценки инсоляционных фронтов одного из объектов.

Рис 9. Размещаем объект в положение, где он меняет категории оценки инсоляционных фронтов одного из объектов.

Алгоритм формирования застройки

1.Подготовка участка:

· территория делится на ячейки произвольной формы (квадраты, диаграмма Вороного и др.) (рис. 10-11)

Рис 10. Участок, который мы будем наполнять объёмом.

Рис 11. Деление участка на ячейки.

2.Фаза роста:

· в каждой ячейке создаётся условное здание (начальная высота – 1 этаж)

· этажность последовательно увеличивается ("рост"), пока не возникнет одно из условий:

-нарушение инсоляции соседних объектов (рис. 11)

-при нарушении высота снижается до предыдущего значения, ячейка "замораживается" (рис. 12)

-достижение лимита (22 этажа) (рис. 13)

Рис 11. Первое нарушение инсоляции окружения.

Рис 12. Возврат к предыдущей этажности и заморозка роста ячейки.

Рис 13. Результат выращивания участка. Синим обозначена ячейка, которая не нарушила инсоляции окружения и достигла максимальной этажности.

3.Результат:

· формируется 3D-массив ("массинг"), учитывающий инсоляционные ограничения (рис. 13-18).

· примеры вариаций: при разном порядке "роста" ячеек или способе разбивки участка (рис. 14-18)

Рис 14. Результат выращивания участка. Метод разбиения на основе диаграммы Вороного.

Рис 15. Инсоляционный массинг.

Рис 16. Инсоляционный массинг.

Рис 17. Инсоляционный массинг в виде зданий с проверкой собственной инсоляции.

Рис 18. Инсоляционный массинг в виде зданий с проверкой собственной инсоляции.

Особенности и возможности метода:

1.Гибкость:

· разбивка участка адаптируется под контекст (кварталы, сложные формы)

· учет дополнительных ограничений (шум, ветер, инфраструктура)

2.Ограничения:

· не оценивает инсоляцию *внутри* формируемого массива (рис. 17-18 – доп. опция)

· результат зависит от очередности обработки ячеек

3.Преимущество:

· баланс между алгоритмичностью и творчеством: генерирует валидные решения, оставляя пространство для архитектурной интерпретации

Заключение

Инсоляционный массинг – пример адаптивного подхода к проектированию. Он позволяет:

1.Автоматизировать учёт ключевых норм (инсоляция)

2.Генерировать разнообразные варианты застройки

3.Сохранять возможность ручной корректировки и творческого развития проектов

Узнать больше об инструментах продукта R2 можно в нашем канале.