El diseño computacional ayuda a entregar la torre sustentable más grande de Australia

Como parte de la iniciativa de renovación urbana de Western Sydney, la remodelación de Parramatta Square revitalizará el segundo centro de la ciudad más antiguo de Australia para crear un recinto vibrante y cosmopolita. El área abarcará tres hectáreas y ofrecerá 290.000 metros cuadrados de espacio de oficinas premium e instalaciones residenciales, comerciales y cívicas.

En el corazón de este esfuerzo de urbanización se encuentran 6 y 8 Parramatta Square, con 8 Parramatta Square configurada para ser la torre comercial más grande de Australia con 55 pisos y 243 m de altura.

El icónico proyecto de A $ 600 millones ampliará el horizonte de la ciudad e incorporará un diseño de vanguardia, sostenible y de clase mundial, que refleja los más altos estándares de la arquitectura global. El galardonado estudio de arquitectura Johnson Pilton Walker (JPW) es el principal estudio de diseño que colabora con múltiples disciplinas de ingeniería y consultores.

Ubicado directamente junto a una importante estación de tren con acceso limitado por carretera, así como en una zona de inundación cerca del río Parramatta, el proyecto requirió una cuidadosa planificación y diseño de infraestructura para garantizar que el edificio y el dominio público estuvieran integrados a la perfección.

Además, las autoridades locales impusieron pautas estrictas para abordar el contexto del patrimonio, el acceso solar, la eficiencia energética, la sostenibilidad, el espacio de trabajo flexible y la permeabilidad peatonal. La forma del edificio a gran escala, combinada con un cronograma acelerado, presentó una variedad de desafíos de diseño y entrega. Para superar estos desafíos y cumplir con todos los objetivos del proyecto, JPW implementó soluciones BIM digitales para agilizar los flujos de trabajo y optimizar el diseño.

Avanzando en BIM a través del diseño computacional

Desde la etapa de diseño conceptual, JPW confió en OpenBuildings Designer para modelar el sótano, el podio y el núcleo de acuerdo con los principios tradicionales de BIM.

“Normalmente, el diseño computacional se integra en el proyecto desde la etapa de concepto. Sin embargo, aún se pueden obtener grandes eficiencias al introducir componentes generativos más adelante en el proceso de documentación ”, explicó Sarah Yap, experta en diseño computacional de JPW.

Diseño computacional, Parramatta SquarePara resolver las diferencias entre los flujos de trabajo de ingeniería y arquitectura, JPW se basó en la interoperabilidad de la función GenerativeComponents incorporada de OpenBuildings Designer de Bentley .

Al desarrollar el diseño de la estructura de la torre, la interoperabilidad de GenerativeComponents con Excel permitió la interacción con los datos tabulares de ingeniería estructural para los pisos, vigas y columnas. Luego, el equipo podría usar las funciones de formato condicional en Excel para cargar, verificar y generar modelos de diseño computacional para la estructura de la torre. El modelo de diseño computacional de Bentley podría ser impulsado por Excel para personalizar un flujo de trabajo acelerado y automatizado con fines generativos y de coordinación.

Todos los datos de Excel para la altura de la columna y las vigas se extrajeron e importaron en OpenBuildings Designer para generar modelos visuales en 3D. Para las losas del piso, JPW desarrolló un script recursivo en OpenBuildings Designer para modelarlas individualmente, nivel por nivel, identificando correctamente la ubicación de los servicios como sólidos y codificándolos por colores según su respectiva disciplina. El resultado fue una salida automatizada de un modelo estructural para cada piso compuesto por columnas, vigas y losas con todas las penetraciones de servicio correctas.

“La fachada era otra área ideal para incorporar la función GenerativeComponents en OpenBuildings Designer”, dijo Yap.

Para determinar el mejor equilibrio entre la nueva arquitectura, la herencia y el medio ambiente circundantes, JPW requirió flexibilidad iterativa. El equipo generó múltiples variaciones de los paneles y aletas únicos, acomodando el radio cambiante del panel y las diferentes profundidades de las aletas. El equipo usó OpenBuildings Designer para generar un script único que estableció una cuadrícula poligonal como un sobre. La cuadrícula abarcaba el edificio donde cada polígono se modeló paramétricamente para simplificar la modificación, además de representar un tipo de panel en el sistema de fachada. Al crear una hoja de cálculo de Excel que se vinculó al script de OpenBuildings Designer, JPW repitió más de 8,000 paneles en la fachada. El equipo tomó cada uno de los paneles y los aplicó a la envolvente poligonal en base al color, automatizando y acelerando la generación de un modelo de fachada completo.

Esta perfecta compatibilidad hizo que JPW modelara los techos según LOD 300, incluidos los accesorios de iluminación y los accesorios de iluminación.

“Por lo general, modelar los techos con este nivel de detalle en un proyecto de esta escala sería casi imposible y ciertamente inusual. GenerativeComponents [en OpenBuildings Designer] hizo que fuera realista para nosotros cumplir con este requisito de documentación ”, dijo Yap.

El equipo usó datos existentes para el límite de la fachada, las columnas y el núcleo, restándolos de la región del techo para generar un guión para los techos. Luego, los miembros del equipo cortaron el modelo del techo en mosaicos que correspondían a una hoja de cálculo de Excel que contenía los datos de iluminación. JPW utilizó el método de codificación de colores para hacer referencia al diseño de iluminación del techo para los múltiples pisos. Se utilizó un proceso similar para diseñar los difusores HVAC, proporcionado por el ingeniero mecánico a través de un modelo IFC.

El aprovechamiento de las funciones impulsadas por algoritmos de OpenBuildings Designer permitió a JPW maximizar el potencial de los datos, desarrollar scripts y realizar modelos paramétricos para automatizar procesos previamente manuales. La solución optimizó los flujos de trabajo para la estructura de la torre, la fachada y los techos, lo que permitió a dos personas diseñar y generar datos para más de 1.400 columnas de torre, 8.000 paneles de fachada y 179.000 placas de techo.

La revisión y actualización de las columnas de la torre le llevó a una persona una semana; con OpenBuildings Designer, se completó en una hora. JPW modeló todos los paneles de fachada en menos de una hora, en comparación con dos semanas utilizando métodos tradicionales; y una persona actualizó e integró cambios en el modelo de fachada en un día, en comparación con dos personas que tomaron una semana entera.

El modelado de los objetos familiarizó a JPW con las implicaciones espaciales que son importantes para el diseño arquitectónico. Al integrar la codificación de colores para la diferenciación visual y los mecanismos de falla de secuencias de comandos en el flujo de datos, JPW automatizó la verificación del diseño, reemplazando los métodos manuales de verificación de errores y eliminando el riesgo de error humano. Durante todo el período del proyecto, JPW logró importantes ahorros de tiempo y costos, así como resultados de diseño optimizados para cumplir con todos los objetivos de planificación y sostenibilidad. El edificio será eficiente en términos de energía, residuos, materiales, ambiente interior y agua. El edificio tendrá espacios cívicos utilizables y acogedores, mostrando la próxima generación de edificios ecológicos de este tamaño y escala.

El gemelo digital facilita la coordinación del diseño
JPW utilizó OpenBuildings Designer para establecer un entorno de datos conectados para facilitar el diseño integrado mediante la implementación de un gemelo digital. La creación de un gemelo digital fue fundamental para comprender el diseño y desarrollo del proyecto. JPW se basó en gran medida en los datos digitales proporcionados por todos los servicios y consultores de ingeniería estructural. Por lo tanto, necesitaba asegurarse de que estos modelos y su metodología de documentación estuvieran alineados con la arquitectura. Utilizando el gemelo digital como modelo de control arquitectónico para hacer referencia a datos multidisciplinarios, JPW probó alternativas de diseño para determinar el impacto arquitectónico que permitió la resolución de choques y parámetros espaciales complejos. Trabajar con el modelo 3D integrado permitió a los arquitectos identificar y resolver oportunamente las inconsistencias, mitigando cualquier impacto financiero y arquitectónico negativo.

El gemelo digital ayudó a JPW a intercambiar datos y modelos de manera transparente y oportuna en formatos accesibles para todos los participantes del proyecto. La aplicación digital 3D de Bentley facilitó la generación de dibujos y documentación 2D directamente desde el modelo, agilizando tanto los flujos de trabajo de oficina como los procesos de coordinación entre arquitectos, contratistas y consultores. El uso del gemelo digital desde el diseño conceptual hasta la construcción definió la metodología colaborativa, lo que ayudó a llegar a una solución de diseño que celebra la visión arquitectónica al tiempo que cumple con los requisitos del cliente y los objetivos ecológicamente sostenibles del proyecto.

“Sin el gemelo digital , el proyecto no se podría entregar”, dijo Victor Au, arquitecto de JPW.

Cambio de perspectiva sobre el diseño arquitectónico
Los arquitectos suelen dedicar una cantidad de tiempo desproporcionada a tratar de representar soluciones en lugar de diseñarlas. El diseño computacional permitió a JPW enfocarse en resolver problemas y encontrar mejores soluciones de diseño para entregar 6 y 8 Parramatta Square. Si bien la creación de scripts en OpenBuildings Designer fue una inversión de tiempo, en solo ocho meses JPW se dio cuenta de las recompensas, ahorrando innumerables horas y costos significativos. En el pasado, hubiera sido inconcebible diseñar a partir de una hoja de cálculo de Excel. Sin embargo, el éxito de este proyecto ha cambiado la perspectiva del diseño, animando a JPW a adaptar esta solución en proyectos futuros, cosechando los beneficios y optimizando la entrega.

"El diseño computacional nos permite repensar nuestro enfoque y, en última instancia, la forma en que diseñamos nuestra arquitectura, cambiando la forma en que nuestro estudio piensa sobre nuestra práctica en el futuro", dijo Yap.