Bioinspired mathematical model to establish complex patterns for parametric facades

Abstract

La fachada es la piel que filtra y promueve la interacción entre el interior y el exterior del edificio. Durante su proceso de concepción, se debe comprender los patrones ambientales, observar el clima incidente y proponer soluciones que consideren el uso del edificio y aprovechen las oportunidades del clima, filtrando ventajas y desventajas. Las fachadas están compuestas por elementos opacos y transparentes, cerrados y abiertos, y las aberturas son los elementos que promueven la mayor conexión entre los ambientes externos e internos. Las exploraciones de diseño recientes consideran el modelado paramétrico y la fabricación digital como estrategias para establecer y fabricar soluciones de fachada complejas. Sin embargo, estas soluciones a menudo ignoran su función de filtrado selectivo, por lo que las soluciones se establecen con frecuencia a través de requisitos estéticos. La complejidad de modelar la solución de revestimiento del edificio asociada con los requisitos de rendimiento dificulta un enfoque compatible con los requisitos bioclimatológicos, de eficiencia, y biomiméticos, ya que aumenta la complejidad del problema matemático para los procesos de optimización asociados con las características ambientales. Este artículo presenta un modelo matemático inspirado en la naturaleza y sus principios para simplificar los procesos de búsqueda de formas de soluciones complejas en fachadas receptivas. El resultado presenta un algoritmo flexible simplificado capaz de generar patrones para cualquier tipo de sombreado y/o solución de apertura, con el fin de facilitar los procesos de modelado y optimización de las soluciones de fachada. El algoritmo generado se aplica mediante el script Python, Grasshopper y Rhinoceros 3D.