Projeto Baseado em Desempenho

A partir da década de 1980, quando os computadores tornaram-se mais acessíveis para universidades e estudantes, ampliaram-se as discussões, publicações e debate sobre a introdução da tecnologia computacional no processo de projeto. Inicialmente as ferramentas computacionais foram utilizadas simplesmente para a representação do projeto, evoluindo progressivamente para a implementação de programas que podem realmente ser integrados ao processo de projeto, possibilitando a geração e exploração de soluções (MARK; MARTENS; OXMAN, 2001), através da antecipação da avaliação do desempenho.

Ao projetar, buscou-se atender aspectos funcionais e técnicos, estabelecidos pelo meio e pelas diferentes áreas envolvidas no projeto. Na busca por soluções eficientes, dentre o campo complexo que integra a interdisciplinaridade do projeto,

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“Today's digital tools provide designers access to the collective knowledge accrued by humanity of the immaterial forces at work in our world, allowing a richer and deeper understanding of specific sites and contexts.” OMIDFAR; WEISSMAN, (2012).

os envolvidos tem o suporte dos ambientes computacionais para aferir o desempenho da forma. A modelagem computacional do desempenho, normalmente é baseada em métodos numéricos complexos que visam reproduzir um modelo real que está sendo planejado ou existente. A complexidade inerente a maioria dos processos de modelagem do desempenho deve-se a procura por modelos de aproximação, o mais fiéis possível à realidade.

O projeto baseado em desempenho fundamenta-se no argumento de que a relação entre forma e função é contextual ao invés de causal, como a noção tradicional dos paradigmas existentes em implementações CAAD. (KALAY; CARRARA, 1996). A abordagem contemporânea para o projeto baseado em desempenho diferencia-se dos processos de simulação convencional, pois as ferramentas tradicionais consistem na análise e simulação de um objeto predefinido, enquanto que os modelos atuais buscam integrar a avaliação do desempenho como um componente ativo do processo de projeto. Deste modo, o processo de modelagem do desempenho enquadra-se na busca por simulações que não se preocupam com a aproximação real de um modelo fiel de análise, mas sim, como um processo evolutivo do desempenho, acompanhando os diferentes graus de complexidade do processo projetual.

Oxman (2008) define Performance-Based Design como uma abordagem em que o desempenho do edifício é o fator que orienta o processo de projeto. Modelos baseados no desempenho consistem na exploração da performance para que a manipulação da geometria possa ser realizadas, visando a otimização das soluções projetuais. Ao considerar a necessidade de integrar o desempenho do edifício com os demais aspectos tratados pelo processo de projeto, o arquiteto visa à incorporação dos aspectos performáticos. Avaliações simulando aspectos quantitativos e qualitativos, como, fatores sociais, culturais, geográficos, tecnológicos (LEATHEARBARROW in KOLAREVIC; MALKAWI 2005) fazem parte das decisões projetuais. O diálogo simultâneo e interativo entre a simulação da forma edificada e sua manipulação é essencial para estabelecer a sistematização do processo projetual e antecipação do processo de avaliação da performance.

O computador pode auxiliar o processo de projeto nas etapas iniciais, através da simulação preliminar do desempenho, estruturando o partido arquitetônico (OXMAN, 2008) que, frequentemente, é embasado pelo conhecimento implícito. As

decisões de projeto sofrem maior influência durante as fases iniciais (PEDRINI, 2003), geralmente guiadas pelas experiências acumuladas na memória, dificultando assim, a avaliação qualitativa e estruturada da edificação. As dificuldades inerentes a avaliação da performance durante as fases iniciais de projeto decorrem das incertezas existentes durante o processo de criação e a escassa quantidade de informações técnicas, requeridas pela maioria dos modelos computacionais de desempenho. Quando o desempenho é aferido em etapas finais do processo projetual, a forma do envoltório já está comprometida com as demais funcionalidades e tecnologias que a mesma deve exercer, tornando as alterações de projeto difíceis e com maior custo.

Para Hensen e Lamberts (2011), analisar o comportamento futuro do edifício durante as fases iniciais do processo de projeto é mais eficiente e econômico do que corrigir problemas quando o edifício já está em uso. No entanto, o que ocorre na prática é a simulação tardia do desempenho (ATTIA e al., 2011), restringindo-se as fases finais do processo de projeto (Figura 5).

Figura 5 Gráfico relacionando as decisões de projeto às fases do processo projetual e simulação.

Ao integrar a análise, fabricação e montagem de edifícios às tecnologias digitais, arquitetos e engenheiros têm a possibilidade de redefinir fundamentalmente as relações entre concepção e produção. (KOLAREVIC; MALKAWI, 2005). A relevância de antecipar o processo de avaliação da performance para os EIP foi evidenciada por Pedrini (2003), Nielsen (2005), Schulueter e Thesseling (2009), Reichard e Papamichael (2005), Lin e Gerber (2013), Attia (2013), Picco (2014), Brigitte e Ruschel (2016).

A simulação computacional aperfeiçoa métodos de projeto (AKSAMIJA, 2013) e auxilia a solução de problemas aninhados. Ferramentas computacionais de modelagem – como Maya®

, Revit® , Rhinoceros, CATIA® , Solid Works® , Inventor® , Formit®

, Bentley’s Generative Components® _{– e de simulação – como EnergyPlus™,}

Vasari®

, DOE2, Radiance®

, Daylight®

, entre outros – vem contribuindo para o desenvolvimento de projetos mais eficientes, ao associar, analiticamente, a forma arquitetônica ao desempenho. Softwares, que até pouco tempo eram simples ferramentas de representação de desenho, hoje auxiliam o processo de projeto, utilizando modelos de edição para integrar a simulação à exploração da geometria do edifício, reduzindo custos de projeto (AKSAMIJA, 2013), através da avaliação do desempenho energético, lumínico, acústico, térmico, impactos ambientais, entre outros (REICHARD; PAPAMICHAEL, 2005). Tradicionalmente, os dados de entrada destas ferramentas computacionais de aferição sobrevêm de modelos com alta resolução, apoiando decisões relacionadas a etapas avançadas de projeto (PEDRINI, 2003). A exigência de um nível elevado de dados restringe o uso da simulação computacional entre arquitetos.

O uso rarefeito da avaliação computacional em fases iniciais de projeto arquitetônico também ocorre pela falta de interoperabilidade entre ambientes computacionais, exigindo retrabalho para modelar a geometria do edifício. Por outro lado, a complexidade da interface computacional utilizada na análise detalhada de diferentes tipos de desempenho exige que a operação seja realizada por profissionais especializados e não pela equipe responsável pela concepção do projeto (CELANI, 2012). As dificuldades para aplicar a avaliação de performance durante as fases iniciais de projeto decorrem do cruzamento de duas circunstâncias: as incertezas inerentes ao processo de criação e a escassa quantidade de

informações técnicas, requeridas pela maioria dos modelos computacionais de desempenho.

A simulação do desempenho ainda é restrita em EIP envolvendo o ensino e prática arquitetônica. As tentativas de antecipar a simulação da forma, em sua maioria, restringem-se ao uso de ferramentas digitais, ou quando associadas a modelos físicos requerem um processo com maior tempo de projeto e exploração do problema, direcionando-se a prototipagem rápida ou com custos elevados. Florio, Segall e Araújo (2007) exploraram a contribuição da prototipagem rápida no processo de projeto, associando modelos físicos e digitais, as quais concluem ter um papel decisivo durante as resoluções de projeto. Celani (2012) implementou o uso da ferramenta computacional Vasari, para analisar a função “túnel de vento” na requalificação de uma área urbana, com objetivo de avaliar o processo de projeto frente ao uso da ferramenta de simulação em um atelier de projeto. No estudo realizado por Celani (2012), a avaliação do desempenho é associada às decisões de projeto, utilizando apenas ferramentas digitais, enquanto que Florio, Segall e Araújo (2007) vinculam o modelo físico e digital ao processo de resolução do problema, mas não associam a avaliação da performance propriamente dita.

Estudos recentes propõem a integração da análise do desempenho às EIP, para atender diferentes parâmetros e opções de design que possam vir a ter impacto significativo sobre o desempenho final do edifício. (RITTER et al., 2014). Dentre diferentes questões tratadas neste estágio de projeto, o envoltório edificado é um dos elementos cruciais para a avaliação do desempenho da forma arquitetônica, assim como, para a qualidade final do projeto. (STAIB; DÖRRHÖFER; ROSENTHAL, 2008).