PROJETO ARQUITETÔNICO DE BI PARA TRIDIMENSIONAL
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- Fátima Angelim Lopes
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1 PROJETO ARQUITETÔNICO DE BI PARA TRIDIMENSIONAL Johannes Cornelis Johanna Maria Derks Universidade Federal da Paraíba CCT - Departamento de Engenharia Mecânica Av. Aprígio Veloso, Cidade Universitária - Campina Grande - PB CEP johannes@dem.ufpb.br Resumo. Quase todos os programas e aplicativos de projeto arquitetônico auxiliado por computador fazem uso de modelamento de superfícies ao invés de modelamento de sólidos. O aplicativo AutoCAD com o nome de "SOLARQ" foi desenvolvido por nós para melhorar e facilitar o ensino e a criação de um projeto arquitetônico 3D a partir de um desenho bidimensional. Linhas de todos os tipos são convertidas em paredes tridimensionais. Janelas e portas são criadas a partir dos seus blocos bidimensionais que fornecem todos os parâmetros, aberturas são definidas nas paredes e esquadrias padrões são inseridas. Posteriormente é possível substituir estas esquadrias por outros tipos através de uma biblioteca de modelos. Os telhados são criados automaticamente através do seu contorno e a sua cumeeira. Uma das grandes vantagens desta técnica é que podemos aplicar as operações Booleanas. O gerador de escadas sólidas é capaz de converter algumas linhas e ou circunferências em escadas lineares de todos os tipos com lances, patamares e escadas do tipo helicoidal. O aplicativo traz também a possibilidade de criar divisórias 3D para o estudo de mudança e adaptação de lay-out feiras e escritórios, as divisórias são geradas através de linhas e as portas através de pontos. Para as áreas, esquadrias e divisórias são geradas tabelas quantitativas que são inseridas no projeto. Através deste aplicativo é possível fazer estudos volumétricos como também geração de planilhas quantitativas. Este estudo em forma de um aplicativo não pretende ser um "Estudo de Arte" na atividade de Projeto Arquitetônico Auxiliado por Computador, mas pelo menos facilitar o trabalho das pessoas que querem criar edificações em 3D. Palavras Chave: AutoCAD, Modelamento de Edificações, Maquetes Eletrônicas, Divisórias NTM - 653
2 1. INTRODUÇÃO Não é nenhuma novidade que o uso do computador está revolucionando a maneira de trabalhar em várias áreas de tecnologia e assim também na arquitetura e no design. O computador é o objeto da mudança atual nos rumos destas áreas, Nardelli [1]. Antigamente os construtores/arquitetos tinham idéias primárias sobre a construção e executavam estas idéias diretamente no canteiro de obras, manipulando e modificando as suas criações no espaço real. Depois os arquitetos afastaram-se deste canteiro de obras para se concentrar no ato criativo na prancheta, através do desenho estruturado sobre a geometria Euclidiana. Desse modo, uma intermediação bidimensional, que se expressa sobre a folha de papel, impôs-se à hierarquização do espaço, que se manifesta na tridimensionalidade. É desta maneira que os arquitetos trabalhavam até pouco tempo atrás e as atenções se concentravam sobre a planta e a funcionalidade do projeto. Hoje não é mais a planta baixa que se impõe como diretriz absoluta do projeto, já que não é mais a função que determina a obra arquitetônica mas a composição e os arranjos estéticos. Com o avanço da computação gráfica podemos criar um modelo 3D virtual e a simulação do ambiente no qual será construído o edifício. O usuário pode, com simples toques no mouse, passear livremente por ambientes criados e renderizados com CAD, observando todos os ângulos e detalhes e, diferentemente de programas de multimídia, controlando o tempo que quer observar cada cena. E é por estas razões que iniciamos uma série de aplicativos para o programa AutoCAD que criam, manipulam, modificam e analisam a tradicional planta baixa com uma maneira simples e direta. 2. MODELAMENTO TRIDIMENSIONAL 2.1 Estudo de Volumes Antes de iniciar o modelamento tridimensional de qualquer edificação fazemos um estudo preliminar dos volumes, usando figuras bidimensionais como retângulos, círculos, polígonos etc. para o estudo das formas no espaço virtual, veja Fig. 1. Figura 1. De acordo com Nardelli [2] o uso intenso do CAD pode acelerar o processo criativo dos projetistas e otimizar o ensino de projetos arquitetônicos. Através deste estudo de volumes podemos chegar a um resultado mais criativo no desenvolvimento de projetos, não há apenas uma visualização bidimensional que força uma proposta ortogonal mas temos a nossa disposição a terceira dimensão que muda completamente a nossa visualização do espaço. Nesta fase do projeto é possível importar imagens escaneadas de desenhos tradicionais ou de fotogrametria e converter estas imagens em entidades que o programa CAD entende. Identificar e consolidar informações dos espaços pode ser uma ajuda muito útil no desenvolvimento de um projeto de arquitetura. Informações podem ser organizadas e espaços podem ser identificados. NTM - 654
3 Através destas informações podem ser gerados listas de áreas, superfícies, volumes, materiais etc. que podem ser passados para planilhas e banco de dados para um processamento final. 2.2 Convertendo Espaços em Paredes 2D Para facilitar a conversão dos espaços em linhas paralelas que representam as paredes foi desenvolvido o comando PAR2D que analisa todos os tipos de linhas selecionadas e junta ou separa automaticamente estas linhas para obter um conjunto limpo sem sobreposição ou repetição. Após desta análise são traçadas as linhas paralelas e efetuadas todas as intersecções do tipo L, T e X. 2.3 Inserindo Blocos Representando Esquadrias Bidimensionais Para a inserção das esquadrias foi desenvolvido uma rotina que facilita o posicionamento destas em relação as paredes, quando é convocado o comando INSERIR aparece o quadro de dialogo da Fig. 2. Figura 2. Inicialmente são preenchidos os dados comuns as esquadrias como: largura, espessura, altura, batente ou peitoril e é indicado ou se trata de uma porta ou janela de uma ou duas banda. Outra indicação é o ângulo de abertura destas bandas, se o ângulo está em zero (0) significa que o bloco é representado com nenhuma banda. A posição das esquadrias é indicada através de dois dados numéricos, o primeiro que chamamos de Posição Relativa é que vai de 0 (esquerda / inferior - 3 Quadrante) para 1 (direita / superior - 1 Quadrante), se este valor esta em 0.5 a esquadria fica centralizada em relação a esta parede. O segundo valor é um acréscimo ao primeiro e significa o deslocamento para esquerda (negativo) ou direita (positivo) em metros. Por exemplo, quando queremos inserir uma janela 2 metros para esquerda do centro da parede, preenchemos 0.5 para a Posição Relativa e 2 para a Posição Absoluta, depois é só clicar nas linhas que representam a parede para concluir a inserção da janela, veja Fig. 3. Figura 3. NTM - 655
4 2.4 Tabela Quantitativa das Áreas Este trabalho também traz a possibilidade de gerar tabelas das áreas e das esquadrias. São inseridos blocos com atributos para as áreas antes de gerar a tabela, o comando REFESP requer que o usuário clique dentro de cada área e o Solarq coloque esta referência dentro daquele espaço e assim se proceda para todos os espaços presentes. Uma vez tendo-se referenciado todos os espaços use-se o comando TAB-ESP para gerar a tabela, veja Fig. 4. Figura Convertendo as Linhas Paralelas em Paredes 3d Uma vez que os espaços estejam convenientemente colocados podemos passar pelos limites destes espaços qualquer representação das paredes através de linhas paralelas de qualquer tipo (MLine, PLine ou Line), veja Fig. 5. A conversão das linhas paralela em paredes 3D é imediata aplicando o comando PAR, veja Fig. 6, o aplicativo se encarrega de verificar quais das entidades são espaços vazios e quais são paredes sólidas e coloca a parede com a altura e elevação determinada pelo usuário do sistema preenchendo o quadro de dialogo. Desta mesma maneira se procedem para a criação de vigas, fundações etc. Figuras 5. e Geração de Telhados A geração dos telhados pode ser automática ou semi-automática através do seu traçado bidimensional, contorno e cumeeira com o comando TELH. Quando se trata de um telhado com uma água só, selecione-se o contorno e um dos lados do contorno que representa a cumeeira os telhados com duas e quatro águas através da seleção do contorno e cumeeira sempre informando a inclinação ou inclinações das águas e a altura do telhado. Nos telhados com três ou mais de quatro águas o método é semi-automático com o comando AGUA e deve-se clicar dentro de cada plano que representa uma água informando os seus parâmetros. No modelamento dos telhados podemos também unir e cortar os telhados para obter telhados mais complexos com alturas diferentes e com a possibilidade de cortar o telhado para a colocação de caixas d água, jardins internos etc. Na Fig. 7 temos do lado esquerdo a figura bidimensional e do lado direito o sólido resultante da nossa casa exemplo. NTM - 656
5 Figura 7. Para facilitar o traçado dos telhados foi desenvolvida uma rotina BIS que por meio da seleção de duas retas concorrentes determina a bissetriz deste ângulo, desta forma o traçado dos telhados com ângulos diferentes de 90 ficam mais simples vide Fig. 8. Figura Transformação de Símbolos em Esquadrias Tridimensionais Na planta baixa as janelas e as portas são representadas através dos seus símbolos inseridos como blocos com atributos, veja Fig. 3. Estes blocos têm como atributos: peitoril ou batente, altura e tipo de esquadria, a largura é extraída graficamente por meio da escala X deste bloco. No ato da conversão a porta ou janela que é inserida é do tipo padrão Fig. 9, que podem ser trocadas posteriormente, com o comando TROC por um outro tipo escolhido na biblioteca de esquadrias. As janelas e portas são unitárias, significa que foram projetadas na dimensão de 1x1 e desta maneira podem ser inseridas com qualquer tamanho. Figura 9. NTM - 657
6 2.8 Tabela Quantitativa das Esquadrias Como para as áreas este programa também gera tabelas quantitativas das esquadrias com o comando TAB-ESQ, isto é possível por causa dos atributos que estão interligados aos blocos que representam as esquadrias, Fig Gerador de Escadas O gerador de escadas constrói escadas do tipo linear, reta, em "L", "U" ou qualquer outra forma com ou sem patamares, e escadas em espiral do tipo prefabricado com três grandezas. Estas escadas geradas por meio do comando ESC abre automaticamente uma abertura de passagem na laje superior quando este ítem é ativado no quadro de dialogo. A escada da figura 10 é modelada através da seleção das quatro linhas e do preenchimento do quadro de dialogo com todos os seus parâmetros. A cada lance da escada o programa pede ou este lance é feito com degraus ou patamares, quando patamar é possível de nivelar com o último degrau ou subir com uma altura igual a um espelho. Figura 10. As escadas em caracol (espiral) seguem as especificações da indústria de pré-fabricados e são construídas por meio de três entidades, uma circunferência que indica o raio mais próximo, uma linha que representa o início e uma linha que representa o final da escada. Quando iniciado o comando ESP e é feita a seleção apropriada, o comando pede o pé direito e o sentido da escada (horário e anti-horário), veja Fig. 11. Figura 11 NTM - 658
7 2.10 Divisórias de Ambientes Mudamos a camada para AR-DIV que é reservada para as divisórias, e nesta camada desenhamos com linhas (Line) ou polilinhas (PLine) o lay-out do ambiente, as linhas representam as divisórias e os pontos (POINT) as portas,veja Fig. 12. Figura 12. O programa coloca as portas mais próximas dos pontos sem alterar a largura das divisórias do tipo padrão, isto significa que estes pontos não precisam ser colocados com muita precisão Divisórias em 3D O modulo do programa Solarq que cria, modifica e extrai as tabelas quantitativas pode ser acessado através do comando DIVIS e aparece o quadro de diálogo da Fig. 13 que dá acesso aos comandos. Figura 13. Acessando ou digitando o comando DIV entramos no quadro de diálogo onde definimos os tipos de painéis que queremos usar para as divisórias, inicialmente escolhemos o tipo que representa a maioria das divisórias no nosso exemplo é o tipo PAINEL/PAINEL veja a Fig. 14. Figura 14. NTM - 659
8 Clicamos em Divisório painel h = e em Complemento painel, para sair do quadro clique em OK e o programa pede para selecionar todas as linhas e pontos que fazem parte deste projeto. A seleção pode ser total (ALL) visto que o Solarq exclui automaticamente as entidades que não estão na camada AR-DIV. O comando DIV analisa as entidades gráficas e se necessária corta as linhas para efetuar uma distribuição perfeita sem intersecção de painéis deixando em cada divisão uma boneca se houver necessidade. Quando detectadas bonecas muito pequenas, pode-se alterar a medida da divisão para menor, subtraindo a boneca. O resultado do comando DIV segue-se ao lado na figura 15. Figura 15. Para trocar os painéis com vidro acessamos: Trocar em outras Divisórias e ou Portas TROCAR no menu do Solarq ou digitamos o comando TROCAR. Clicando em qualquer painel tem-se como resultado a troca automática de um painel cego em um painel com vidro ou vice-versa. O comando MUDAR possibilita a mudança de posição dos painéis, bonecas e ou portas, por exemplo no caso que queremos deslocar a boneca do final da divisão para o lado da porta usando este comando. Para unir um painel inferior com um painel superior em um painel cego único, temos no Solarq o comando JUNTAR. Todos os painéis têm dimensões pré-definidas e quando necessário estas dimensões podem ser alteradas bem como o modelo dos painéis. Os perfis em I, L, T e X são colocados automaticamente conforme o tipo e a posição dos painéis. Para fazer um levantamento de quantitativos das divisórias temos a nosso dispor a rotina TAB-DIV que através de uma seleção varre o banco de imagem e coloca a tabela no projeto, como opção pode-se escrever todos estes dados em uma planilha ou banco de dados, Fig. 16. Figura 16. NTM - 660
9 3. CONCLUSÃO O aplicativo "SOLARQ" que trabalha dentro do programa AutoCAD da Autodesk Inc. é uma ferramenta que facilita o trabalho com modelamento de sólidos em arquitetura e traz o computador mais perto dos profissionais de arquitetura. A grande vantagem deste sistema que usa o modelamento de sólidos está no fato de que todas as entidades criadas podem ser transformadas e trabalhadas facilmente com os demais comandos do AutoCAD 4. REFERÊNCIAS [1] E. S. Nardelli,. A evolução da arquitetura, Revista CADESIGN, Market PRESS, pp , Ano 4, N 39, São Paulo, 1998 [2] E. S. Nardelli,. Diversidade de materiais ajuda na concepção de projetos, Revista CADESIGN, Market PRESS, pp , Ano 5, N 5, São Paulo, 1999 [3] D. Neely et al., Softdesk Solutions - The Essential Guide to Auto-Architect, John Wiley & Sons Inc. New York, 1996 [4] E. H. Goldberg, Architectural Desktop boasts new features, Revista CADALYST, pp , Advanstar Communications Inc., Vol. 16, N 11, [5] Autodesk Inc., Visual LISP Guide, April 23, 1998 NTM - 661
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