Les logiciels de conception architecturale assistée par ordinateur (CAAD) sont le référentiel d’enregistrements précis et complets des bâtiments et sont utilisés par les architectes et les sociétés d’architecture.
Le premier programme a été installé dans les années 1960, pour aider les architectes à gagner du temps au lieu de dessiner leurs plans. La conception assistée par ordinateur, également connue sous le nom de CAO, était à l’origine le type de programme utilisé par les architectes, mais comme la CAO ne pouvait offrir tous les outils nécessaires aux architectes pour réaliser un projet, CAAD était une classe de logiciels distincte.
Aperçu
Tous les systèmes CAD et CAAD utilisent une base de données avec des propriétés géométriques et autres des objets; ils ont tous une sorte d’interface utilisateur graphique pour manipuler une représentation visuelle plutôt que la base de données; et ils sont tous plus ou moins concernés par l’assemblage de modèles de pièces standard et non standard. Actuellement, la distinction principale qui fait que l’on parle de CAAD plutôt que de CAD réside dans la connaissance du domaine (objets, techniques, données et support de processus spécifiques à une architecture) intégrée dans le système. Un système CAAD diffère des autres systèmes de CAO à deux égards:
Il dispose d’une base de données d’objets explicite des pièces de construction et des connaissances en construction.
Il supporte explicitement la création d’objets architecturaux.
Dans un sens plus général, le CAAD fait également référence à l’utilisation de toute technique de calcul dans le domaine de la conception architecturale autrement qu’à l’aide de logiciels spécifiques à l’architecture. Par exemple, un logiciel spécialement développé pour l’industrie de l’animation par ordinateur (par exemple Maya et 3DStudio Max) est également utilisé dans la conception architecturale. Ces programmes peuvent produire des rendus 3d et des animations photo réalistes. De nos jours, le rendu en temps réel est populaire grâce aux développements des cartes graphiques. La distinction exacte de ce qui appartient à CAAD n’est pas toujours claire. Des logiciels spécialisés, par exemple pour le calcul de structures au moyen de la méthode des éléments finis, sont utilisés dans la conception architecturale et, en ce sens, peuvent relever du CAAD. D’un autre côté, un tel logiciel est rarement utilisé pour créer de nouveaux designs.
En 1974, Caad est devenu un mot courant et était un sujet commun de modernisation commerciale.
Caractéristiques
Le logiciel CAAD comporte une base de données de formes géométriques associées à certaines propriétés. Contrairement au logiciel de CAO standard, l’architecte peut recourir à des objets et à des données spécifiques au bâtiment. Le logiciel connaît tous les composants ainsi que leurs fonctionnalités et prend en charge l’utilisation créative pendant la phase de conception.
Les limites entre les logiciels CAAD et les autres logiciels de signature assistée par ordinateur ne sont pas toujours claires. Par exemple, des programmes d’animation classiques, tels que 3ds Max, sont utilisés pour afficher et présenter ou animer des conceptions d’architectes. L’application de la méthode des éléments finis peut également faire partie d’un logiciel CAAD, elle est très rarement utilisée dans le processus de conception et n’est utilisée que pour la preuve mathématique des structures du bâtiment.
Construction
La structure du logiciel CAAD typique comprend généralement au moins deux niveaux. Le premier niveau est utilisé pour calculer et afficher la définition géométrique du dessin. Cette représentation interne peut être constituée de modèles 2D ou 3D, selon le logiciel. À ce niveau, les graphiques sont liés à d’autres données telles que les étiquettes, les dimensions et les propriétés des matériaux. Les résultats de ce processus peuvent être générés sous forme de plans, de plans d’étage, de sections, de vues et de modèles 3D dans des représentations spatiales.
Sur un deuxième niveau, ces corps géométriques agrégés, c’est-à-dire complétés, sont analysés avec des opérations de base de données. Cela peut être utilisé pour créer des méta-informations sous forme de liste, telles que des listes d’experts et des listes pour la détermination de masse, des nomenclatures, dans des calendriers de construction en partie. Puisque l’ordinateur peut effectuer une puissance de calcul élevée et peut ainsi calculer et afficher des constructions et des agencements techniquement impraticables, ce niveau limite et surveille la sélection et la portée et prête attention à la fonctionnalité (faisabilité technique) de la conception.
Une autre désignation de logiciel de conception est AEC (architecture, ingénierie, construction). Ici, des modules plus ou mieux développés pour la conception, le calcul statique et l’appel d’offres sont souvent inclus. Cependant, les limites de la CAAD sont fluides.
Objets tridimensionnels
CAAD a deux types de structures dans son programme. Le premier système est une structure de surface qui fournit un support graphique pour représenter des objets tridimensionnels en utilisant des représentations bidimensionnelles. Aussi des algorithmes qui permettent la génération de modèles et leur analyse en utilisant des critères programmés, et des banques de données qui stockent des informations sur le problème en question et les normes et réglementations qui s’y appliquent. Le deuxième système est une structure profonde, ce qui signifie que les opérations effectuées par l’ordinateur ont des limites naturelles. Le matériel informatique et les langages machine supportés par ceux-ci facilitent l’exécution rapide et précise des opérations arithmétiques. On peut également construire un nombre presque illogique de couches de traitement symbolique permettant d’accéder aux fonctionnalités qui se trouvent à la surface.
Représentation graphique
Tous les systèmes CAD et CAAD utilisent une base de données avec la géométrie et les autres propriétés des objets, ils ont tous un type d’interface utilisateur graphique pour manipuler une représentation visuelle à la place de la base de données et sont plus ou moins liés à la conception des pièces standard et non standard. La distinction principale faite en se référant à CAAD au lieu de CAD se trouve dans le domaine de la connaissance (objets spécifiques de l’architecture, des techniques, des données et des processus de soutien) inclus dans le système. Un système CAAD se distingue des autres systèmes de CAO par deux aspects:
Il dispose d’une base de données d’objets spécifiques aux éléments constructifs et aux connaissances de construction.
Supporte explicitement la création d’objets architecturaux.
Dans un sens plus général, le CAAD fait également référence à l’utilisation de toute technique de calcul dans le domaine de la conception architecturale, à l’exception de l’utilisation de logiciels d’architecture spécifiques. Par exemple, un logiciel développé spécifiquement pour l’industrie de l’animation (comme Maya ou 3ds Max) est également utilisé dans la conception architecturale. La distinction qui appartient correctement au CAAD n’est pas toujours claire à faire. Un logiciel spécialisé, par exemple, pour le calcul de structures utilisant la méthode des éléments finis, est utilisé dans la conception architecturale, donc dans ce sens, il correspondrait au CAAD. D’un autre côté, un tel logiciel est rarement utilisé pour créer de nouveaux designs. En CAAD, on pourrait également trouver l’application de techniques telles que la grammaire formelle, le calcul évolutif et les systèmes experts. Pour la prise en charge du processus de communication, tous les types de système de travail collaboratif pris en charge par ordinateur (CSCW) sont mis en œuvre.
Avantages
Un autre avantage de CAAD est la cartographie bidirectionnelle des activités et des fonctionnalités. Les deux instances de cartographie sont indiquées comme étant entre les structures de surface (TM1) et les structures profondes (TM2). Ces cartographies sont des abstractions qui sont introduites afin de discuter du processus de conception et de déploiement des systèmes CAAD. Lors de la conception des systèmes, les développeurs de systèmes considèrent habituellement TM1. Ici, un mappage un-à-un est l’affirmation typique, qui consiste à développer une fonctionnalité basée sur l’ordinateur qui se rapproche le plus possible d’une activité de conception manuelle correspondante, par exemple, rédaction d’escaliers, vérification du conflit spatial entre les systèmes de construction perspectives à partir de vues orthogonales. Les processus de conception architecturale tendent à intégrer des modèles isolés jusqu’à présent. De nombreux types de connaissances spécialisées, d’outils, de techniques de visualisation et de médias doivent être combinés. Le processus de conception couvre le cycle de vie complet du bâtiment. Les zones couvertes sont la construction, l’exploitation, la réorganisation et la destruction. Compte tenu de l’utilisation partagée des outils de conception numérique et de l’échange d’informations et de connaissances entre les concepteurs et entre différents projets, nous parlons d’un continuum de conception.
Le travail d’un architecte implique principalement des données visuellement représentées. Les problèmes sont souvent décrits et traités dans une approche graphique. Seule cette forme d’expression sert de base au travail et à la discussion. Par conséquent, le concepteur devrait avoir un contrôle visuel maximal sur les processus qui se déroulent dans le continuum de conception. D’autres questions se posent au sujet de la navigation, de l’accès à l’information associative, de la programmation et de la communication dans de très grands ensembles de données.