Discrete Continuities: Generative Design Explorations of Spatial Structures in Architecture
Authors
Milošević, Jelena Ž.Nenadović, Aleksandra S.
Žujović, Maša S.
Živković, Milijana D.
Zimović, Isidora A.
Gavrilović, Marko M.
Contributors
Kruljac, VesnaJokić, Bojan
Book part (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
This paper contributes to the research in the field of generative computational design of discrete assemblies and their implementations in constructing spatial structures in architecture. Works and research on discrete architecture and architectural ontology suggest that the considerable promise for a complex, open-ended, adaptable architecture could be a digital form of assembly based on parts. In this study, the topic of compositions made of discrete elements is researched from the perspective of the creative process. Respectively, the paper explores the possibility of using generative systems based on graph grammar formalism in the creation of adaptable spatial configurations in an architectural context. We tested this approach through design research in which a computational generative system was used as an embedded system for formal explorations. Starting from the specification of discrete elements/modules and their inherent attributes, then the definition of the composition rules... and constraints, we applied the graph grammar formation procedure which, by a random selection of the modules and rules on each iteration of the additive process, generated a variety of complex spatial structures. The emergent discrete continuities exhibit new and unanticipated detail, materiality, structure, functionality, and aesthetics inherent to the design process augmented by human-machine interaction. The structural performance of these structures was evaluated using software based on the Finite Element Method (FEM), while the constructability was tested through the construction of small-scale prototypes. This theme enabled us to study specific design methodology, as well as to investigate the potential of digitally intelligent architecture.
Изазови са којима се архитектонско пројектовање суочава у дигиталној ери подразумевају повећање комплексности пројеката и захтевима за примену за ефикасних пројектантских методама и алата. Овај рад доприноси истраживањима у области генеративног рачунског пројектовања дискретних склопова и њиховој примени у изградњи просторних структура у архитектури. Дискретна архитектура је приступ који се односи на рачунарско манипулисање дискретним елементима архитектонских објекта који су репрезентовани у форми вишезначних, адаптибилних и скалабилних дигиталних података. Дискретна архитектура користи предности дигиталне економије и аутоматизације како би допринела демократизацији производње и повећању доступности, препознајући потенцијалне економске, социјалне и културне импликације. Истраживања и пројекти орјентисани на тему дискретне архитектуре и архитектонске онтологије указују на потенцијале које нуде комплексне, прилагодљиве архитектоничне структуре који настају као резултат дигиталног склапа...ња елемената. У оквиру овог рада, тема композиција од дискретних елемената истражује кроз креативни процес. С тим у вези, рад испитује могућност употребе генеративних система заснованих на формализму граматике графова у стварању прилагодљивих просторних конфигурација у архитектонском контексту. Приступ је тестиран коришћењем методе истраживања кроз пројекат у коме се рачунски генеративни систем користи као уграђени систем за истраживања форме просторних структура. Као генеративна процедура у истраживању се користи граматика графа. У овој процедури полазећи од спецификације дискретних елемената / модула и њихових атрибута, затим дефиниције правила и ограничења њихове композиције, стохастички алгоритам случајним одабиром модула и правила на свакој итерацији адитивног процеса генерише различите просторне структуре. Просторне структуре од дискретних елемената генерисане на овај начин поседују особину емергенције, континуитета, али и нови ниво материјалности, детаља, структуре, функционалности и естетике који су својствени процесу пројектовања који је заснован на интеракцији дизајнера и рачунара. Структурне перформансе композиција оцењене су помоћу софтвера заснованог на Методи коначних елемената (МКЕ), такође конструкција је у одређеној мери проверена и кроз израду прототипа у малој размери. Предметно истраживање је омогућило проверу специфичне пројектантске методологије, као и испитивање потенцијала дигитално интелигентне архитектуре.
Keywords:
generative design / architectural design / spatial structures / discrete architecture / discrete automata / генеративни дизајн / архитектонско пројектовање / просторне структуре / дискретна архитектура / дискретни аутоматSource:
Уметност и наука у примени: искуство и визија = Art and Science Applied: Experience and Vision, SmartArt, 2022, 2, 407-424Publisher:
- Beograd: Univerzitet umetnosti u Beogradu, Fakultet primenjenih umetnosti
Note:
- Поглавље објављено у тематском зборнику међународног значаја ”Уметност и наука у примени: искуство и вивзија” (”Art and Science Applied: Experinece and Vision") чији су уредници Весна Круљац и Бојан Јокић, а које чини селекција радова презентованих на скупу SmartArt 2021 одржаном септембра 2021 године у САНУ у Београду. https://smartart-conference.rs/thematic-proceedings/
Institution/Community
Arhitektonski fakultetTY - CHAP AU - Milošević, Jelena Ž. AU - Nenadović, Aleksandra S. AU - Žujović, Maša S. AU - Živković, Milijana D. AU - Zimović, Isidora A. AU - Gavrilović, Marko M. PY - 2022 UR - https://raf.arh.bg.ac.rs/handle/123456789/1386 AB - This paper contributes to the research in the field of generative computational design of discrete assemblies and their implementations in constructing spatial structures in architecture. Works and research on discrete architecture and architectural ontology suggest that the considerable promise for a complex, open-ended, adaptable architecture could be a digital form of assembly based on parts. In this study, the topic of compositions made of discrete elements is researched from the perspective of the creative process. Respectively, the paper explores the possibility of using generative systems based on graph grammar formalism in the creation of adaptable spatial configurations in an architectural context. We tested this approach through design research in which a computational generative system was used as an embedded system for formal explorations. Starting from the specification of discrete elements/modules and their inherent attributes, then the definition of the composition rules and constraints, we applied the graph grammar formation procedure which, by a random selection of the modules and rules on each iteration of the additive process, generated a variety of complex spatial structures. The emergent discrete continuities exhibit new and unanticipated detail, materiality, structure, functionality, and aesthetics inherent to the design process augmented by human-machine interaction. The structural performance of these structures was evaluated using software based on the Finite Element Method (FEM), while the constructability was tested through the construction of small-scale prototypes. This theme enabled us to study specific design methodology, as well as to investigate the potential of digitally intelligent architecture. AB - Изазови са којима се архитектонско пројектовање суочава у дигиталној ери подразумевају повећање комплексности пројеката и захтевима за примену за ефикасних пројектантских методама и алата. Овај рад доприноси истраживањима у области генеративног рачунског пројектовања дискретних склопова и њиховој примени у изградњи просторних структура у архитектури. Дискретна архитектура је приступ који се односи на рачунарско манипулисање дискретним елементима архитектонских објекта који су репрезентовани у форми вишезначних, адаптибилних и скалабилних дигиталних података. Дискретна архитектура користи предности дигиталне економије и аутоматизације како би допринела демократизацији производње и повећању доступности, препознајући потенцијалне економске, социјалне и културне импликације. Истраживања и пројекти орјентисани на тему дискретне архитектуре и архитектонске онтологије указују на потенцијале које нуде комплексне, прилагодљиве архитектоничне структуре који настају као резултат дигиталног склапања елемената. У оквиру овог рада, тема композиција од дискретних елемената истражује кроз креативни процес. С тим у вези, рад испитује могућност употребе генеративних система заснованих на формализму граматике графова у стварању прилагодљивих просторних конфигурација у архитектонском контексту. Приступ је тестиран коришћењем методе истраживања кроз пројекат у коме се рачунски генеративни систем користи као уграђени систем за истраживања форме просторних структура. Као генеративна процедура у истраживању се користи граматика графа. У овој процедури полазећи од спецификације дискретних елемената / модула и њихових атрибута, затим дефиниције правила и ограничења њихове композиције, стохастички алгоритам случајним одабиром модула и правила на свакој итерацији адитивног процеса генерише различите просторне структуре. Просторне структуре од дискретних елемената генерисане на овај начин поседују особину емергенције, континуитета, али и нови ниво материјалности, детаља, структуре, функционалности и естетике који су својствени процесу пројектовања који је заснован на интеракцији дизајнера и рачунара. Структурне перформансе композиција оцењене су помоћу софтвера заснованог на Методи коначних елемената (МКЕ), такође конструкција је у одређеној мери проверена и кроз израду прототипа у малој размери. Предметно истраживање је омогућило проверу специфичне пројектантске методологије, као и испитивање потенцијала дигитално интелигентне архитектуре. PB - Beograd: Univerzitet umetnosti u Beogradu, Fakultet primenjenih umetnosti T2 - Уметност и наука у примени: искуство и визија = Art and Science Applied: Experience and Vision, SmartArt T1 - Discrete Continuities: Generative Design Explorations of Spatial Structures in Architecture VL - 2 SP - 407 EP - 424 DO - 10.18485/smartart.2022.2.ch22 ER -
@inbook{ author = "Milošević, Jelena Ž. and Nenadović, Aleksandra S. and Žujović, Maša S. and Živković, Milijana D. and Zimović, Isidora A. and Gavrilović, Marko M.", year = "2022", abstract = "This paper contributes to the research in the field of generative computational design of discrete assemblies and their implementations in constructing spatial structures in architecture. Works and research on discrete architecture and architectural ontology suggest that the considerable promise for a complex, open-ended, adaptable architecture could be a digital form of assembly based on parts. In this study, the topic of compositions made of discrete elements is researched from the perspective of the creative process. Respectively, the paper explores the possibility of using generative systems based on graph grammar formalism in the creation of adaptable spatial configurations in an architectural context. We tested this approach through design research in which a computational generative system was used as an embedded system for formal explorations. Starting from the specification of discrete elements/modules and their inherent attributes, then the definition of the composition rules and constraints, we applied the graph grammar formation procedure which, by a random selection of the modules and rules on each iteration of the additive process, generated a variety of complex spatial structures. The emergent discrete continuities exhibit new and unanticipated detail, materiality, structure, functionality, and aesthetics inherent to the design process augmented by human-machine interaction. The structural performance of these structures was evaluated using software based on the Finite Element Method (FEM), while the constructability was tested through the construction of small-scale prototypes. This theme enabled us to study specific design methodology, as well as to investigate the potential of digitally intelligent architecture., Изазови са којима се архитектонско пројектовање суочава у дигиталној ери подразумевају повећање комплексности пројеката и захтевима за примену за ефикасних пројектантских методама и алата. Овај рад доприноси истраживањима у области генеративног рачунског пројектовања дискретних склопова и њиховој примени у изградњи просторних структура у архитектури. Дискретна архитектура је приступ који се односи на рачунарско манипулисање дискретним елементима архитектонских објекта који су репрезентовани у форми вишезначних, адаптибилних и скалабилних дигиталних података. Дискретна архитектура користи предности дигиталне економије и аутоматизације како би допринела демократизацији производње и повећању доступности, препознајући потенцијалне економске, социјалне и културне импликације. Истраживања и пројекти орјентисани на тему дискретне архитектуре и архитектонске онтологије указују на потенцијале које нуде комплексне, прилагодљиве архитектоничне структуре који настају као резултат дигиталног склапања елемената. У оквиру овог рада, тема композиција од дискретних елемената истражује кроз креативни процес. С тим у вези, рад испитује могућност употребе генеративних система заснованих на формализму граматике графова у стварању прилагодљивих просторних конфигурација у архитектонском контексту. Приступ је тестиран коришћењем методе истраживања кроз пројекат у коме се рачунски генеративни систем користи као уграђени систем за истраживања форме просторних структура. Као генеративна процедура у истраживању се користи граматика графа. У овој процедури полазећи од спецификације дискретних елемената / модула и њихових атрибута, затим дефиниције правила и ограничења њихове композиције, стохастички алгоритам случајним одабиром модула и правила на свакој итерацији адитивног процеса генерише различите просторне структуре. Просторне структуре од дискретних елемената генерисане на овај начин поседују особину емергенције, континуитета, али и нови ниво материјалности, детаља, структуре, функционалности и естетике који су својствени процесу пројектовања који је заснован на интеракцији дизајнера и рачунара. Структурне перформансе композиција оцењене су помоћу софтвера заснованог на Методи коначних елемената (МКЕ), такође конструкција је у одређеној мери проверена и кроз израду прототипа у малој размери. Предметно истраживање је омогућило проверу специфичне пројектантске методологије, као и испитивање потенцијала дигитално интелигентне архитектуре.", publisher = "Beograd: Univerzitet umetnosti u Beogradu, Fakultet primenjenih umetnosti", journal = "Уметност и наука у примени: искуство и визија = Art and Science Applied: Experience and Vision, SmartArt", booktitle = "Discrete Continuities: Generative Design Explorations of Spatial Structures in Architecture", volume = "2", pages = "407-424", doi = "10.18485/smartart.2022.2.ch22" }
Milošević, J. Ž., Nenadović, A. S., Žujović, M. S., Živković, M. D., Zimović, I. A.,& Gavrilović, M. M.. (2022). Discrete Continuities: Generative Design Explorations of Spatial Structures in Architecture. in Уметност и наука у примени: искуство и визија = Art and Science Applied: Experience and Vision, SmartArt Beograd: Univerzitet umetnosti u Beogradu, Fakultet primenjenih umetnosti., 2, 407-424. https://doi.org/10.18485/smartart.2022.2.ch22
Milošević JŽ, Nenadović AS, Žujović MS, Živković MD, Zimović IA, Gavrilović MM. Discrete Continuities: Generative Design Explorations of Spatial Structures in Architecture. in Уметност и наука у примени: искуство и визија = Art and Science Applied: Experience and Vision, SmartArt. 2022;2:407-424. doi:10.18485/smartart.2022.2.ch22 .
Milošević, Jelena Ž., Nenadović, Aleksandra S., Žujović, Maša S., Živković, Milijana D., Zimović, Isidora A., Gavrilović, Marko M., "Discrete Continuities: Generative Design Explorations of Spatial Structures in Architecture" in Уметност и наука у примени: искуство и визија = Art and Science Applied: Experience and Vision, SmartArt, 2 (2022):407-424, https://doi.org/10.18485/smartart.2022.2.ch22 . .