コンピュータ支援建築設計

コンピュータ支援建築設計（CAAD） ソフトウェアプログラムは、建物の正確で包括的な記録のリポジトリであり、建築家や建築会社が建築設計や建築エンジニアリングに使用します。^{[1]後者には}フロアプラン設計が含まれることが多いため、CAADソフトウェアはこのタスクを大幅に簡素化します。^[2]

建築設計をコンピュータ化する最初の試みは1960年代に遡ります。^[3]

• CRAFT（1963）^[4]は、建築設計タスク（製造工場のレイアウトの最適化）を自動化した最初のシステムの1つでした。
• スケッチパッド（1963）^[5]はコンピュータ支援設計プログラムの先駆けであり、描画をコンピュータ化し、グラフィカルユーザーインターフェイスを介してオブジェクト間のパラメトリックな関係を設定することを可能にした。
• DAC-1 （1963-1964）は、ゼネラルモーターズが開発したCADのようなプログラムでした。

CAAD を汎用 CAD から切り離す最初の試みは 1970 年代に行われました。^[6] 建築設計とビルディング インフォメーション モデリングのための実用的な商用ツールは、10 年後の 1980 年代に登場しました。^[7]ツールが利用可能になったため、建築におけるコンピュータ化された設計は、建築の中で独自の分野になりました。^[6]その後の数年間は、研究が急速に成長したのが特徴でした。設計方法会議 (1962 年) によって設計研究が注目され、第 1 回国際性能会議 (1972 年) では、建物の性能シミュレーションをコンピュータ化する初期のアプローチが議論されました。^[7]

1990年代と2000年代には、Automation in Construction（1992年）、International Journal of Architectural Computing（2003年）、Journal of Building Performance Simulation（2008年）など、このテーマに焦点を当てた新しい研究ジャーナルが設立されました。1979年に設立されたArchitectural Design and Design Studiesは、徐々にCAADに移行しました。^[7]

CADとしても知られるコンピュータ支援設計は、もともと建築家が使用していたタイプのプログラムでしたが、CADでは建築家がプロジェクトを完了するために必要なすべてのツールを提供できなかったため、CAADは独自のクラスのソフトウェアとして開発されました。^[8]

コンピュータ設計の分野では用語の使用に一貫性がありません。Caetanoら^[3]は建築研究出版物の言語を分析し、次のような傾向を指摘しました。

• 一部の著者は、CADツールに関わるあらゆる活動として「コンピュテーショナルデザイン」（CD）という用語を使用し、デジタルデザインと同義語にしています。他の研究者は、製図の自動化をCDの定義から除外しています。^[9]
• パラメトリックデザイン（PD）、ジェネレーティブデザイン（GD）、アルゴリズミックデザイン（AD）という用語は、CAADツールの製図以外の用途で非常によく使われており（CAAD設計定義用語の上位4つのうち3つ）、頻繁に一緒に使用され、混同されています。^[10]
• パフォーマンスベースデザインはPD、GD、ADとは独立して3番目に人気のある用語です。^[11]

すべての CAD および CAAD システムは、オブジェクトの幾何学的特性やその他の特性を持つデータベースを採用しています。また、データベースではなく視覚的表現を操作するための何らかのグラフィック ユーザー インターフェイスを備えています。また、多かれ少なかれ、標準および非標準の部品から設計を組み立てることに関係しています。現在、CAD ではなく CAAD と呼ばれる主な違いは、システムに組み込まれているドメイン知識 (アーキテクチャ固有のオブジェクト、テクニック、データ、およびプロセス サポート) にあります。CAAD システムは、他の CAD システムと次の 2 つの点で異なります。

• 建物の部品と建設知識の明示的なオブジェクト データベースを備えています。
• 建築オブジェクトの作成を明示的にサポートします。

より一般的な意味では、CAAD は、建築設計の分野において、建築固有のソフトウェア以外の計算技術を使用することも指します。たとえば、コンピュータ アニメーション業界向けに特別に開発されたソフトウェア (Maya や 3DStudio Max など) も、建築設計で使用されます。これらのプログラムは、写真のようにリアルな 3D レンダリングやアニメーションを作成できます。今日では、グラフィック カードの発達により、リアルタイム レンダリングが普及しています。CAAD に適切に属するものの正確な区別は必ずしも明確ではありません。たとえば、有限要素法によって構造を計算するための専用ソフトウェアは、建築設計で使用され、その意味では CAAD に該当する可能性があります。一方、このようなソフトウェアは、新しいデザインを作成するために使用されることはほとんどありません。

1974 年に Caad は一般的な言葉となり、商業近代化の一般的な話題となりました。

CAAD のプログラムには 2 種類の構造があります。最初のシステムは表面構造で、2 次元表現を使用して 3 次元オブジェクトを表すグラフィック メディアを提供します。また、パターンの生成とプログラムされた基準を使用したパターンの分析を可能にするアルゴリズム、および手元の問題とそれに適用される標準と規制に関する情報を保存するデータ バンクもあります。2 番目のシステムは深層構造で、コンピューターによって実行される操作には自然な制限があります。これらによってサポートされているコンピューター ハードウェアとマシン言語により、算術演算を迅速かつ正確に実行することが容易になります。また、表面にある機能を有効にするために、ほぼ非論理的な数の記号処理レイヤーを構築できます。

CAAD のもう 1 つの利点は、アクティビティと機能の双方向マッピングです。マッピングの 2 つのインスタンスは、表面構造と深層構造の間にあることが示されています。これらのマッピングは、CAAD システムの設計と展開のプロセスについて説明するために導入される抽象化です。システムを設計する際、システム開発者は通常、表面構造を考慮します。1 対 1 のマッピングは、階段の製図、建物システム間の空間的衝突の確認、直交ビューからのパースの生成など、対応する手動設計アクティビティに可能な限り密接にマッピングするコンピューター ベースの機能を開発するという典型的なステートメントです。建築設計プロセスは、これまで分離されていたモデルを統合する傾向があります。さまざまな種類の専門知識、ツール、視覚化手法、およびメディアを組み合わせる必要があります。設計プロセスは、建物のライフサイクル全体をカバーします。カバーされる領域は、建設、運用、再編成、および破壊です。デジタル設計ツールの共有使用、および設計者間およびさまざまなプロジェクト間での情報と知識の交換を考慮すると、設計の連続性について話すことになります。

建築家の仕事は、主に視覚的に表現されたデータを扱うことです。問題は多くの場合、グラフィカルなアプローチで概説され、対処されます。この表現形式のみが、作業と議論の基盤として機能します。したがって、デザイナーは、設計の連続体内で行われるプロセスに対して、最大限の視覚的制御を行う必要があります。さらに、非常に大規模なデータ セット内でのナビゲーション、関連情報へのアクセス、プログラミング、および通信に関する疑問が生じます。

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• デジタル形態形成
• BIMソフトウェアの一覧

• カエターノ、イネス。サントス、ルイス。レイトン、アントニオ (2020)。 「建築におけるコンピュテーショナル デザイン: パラメトリック デザイン、ジェネレーティブ デザイン、アルゴリズム デザインの定義」。建築研究の最前線。9 (2): 287–300。土井: 10.1016/j.foar.2019.12.008。
• Kalay, Y. (2005). 「建築の新しいメディア」 MIT Press、マサチューセッツ州ケンブリッジ。
• Mark, E., Martens, B., & Oxman, R. (2003). CAAD教育の準備段階。Automation in Construction、12(6)、661–670。
• Maver, T. (1993). コンピュータ支援建築設計の未来 [書評]. 情報およびソフトウェア技術、35、700-701。
• McGraw-Hill Inc. (1989 年 7 月 27 日)。建築はコンピュータ化できるか?エンジニアリング ニュース レコード、第 223 巻、第 4 号、23 ページ。
• Ryan, RL(1983)。コンピュータ支援建築グラフィックス。Marcel Dekker, Inc.
• Szalapaj, P. (2001). 建築設計のための CAD 原則. Architectural Press, Oxford.

ウィキメディア・コモンズにはCAADに関連するメディアがあります。

CAAD では、いくつかの組織が教育と研究に積極的に取り組んでいます。

• ホームページ ACADIA: 建築におけるコンピュータ支援設計協会。
• ホームページ ASCAAD: アラブコンピュータ支援建築設計協会
• ホームページ CAAD Futures: コンピュータ支援建築設計の未来財団。
• ホームページ CAADRIA: アジアにおけるコンピュータ支援建築設計研究協会
• ホームページ eCAADe: ヨーロッパのコンピュータ支援建築設計の教育研究協会
• ホームページ SIGraDi: Sociedad Iberoamericana de Gráfica Digital。
• ホームページ CumInCAD コンピュータ支援建築設計に関する出版物の累積インデックス。