Rhinoceros+Grasshopperで実現するパラメトリックなシミュレーションによる建物形状の最適化アプローチ
建築設計において、設計時にシミュレーションを積極先に活用した環境設計の取り組みが増加しています。一方で、設計のフェーズに応じて適切にシミュレーションを実行しないと、解析によって得られる効果が減少する懸念があります。この記事では、環境設計においてモデリングと連携したパラメトリックなシミュレーションで活用できるRhinoceros＋Grasshopperを用いた手法について紹介します。
Rhinocerosについて
Rhinoceros（ライノセラス）は、建築や機器などのプロダクトデザインなどで用いられる３次元モデリングツールです。滑らかなNURBSカーブやサーフェスを利用したモデリングによって、コンセプトの即した製品のアイデア・イメージの造形を損なうことなく、直感的で表現力豊かな3次元モデルを具現化して表現可能です。
また、Rhinocerosは豊富なデータフォーマットに対応していることも大きな特徴です。DWGはもちろん、STLフォーマットもサポートしており、 Rhinocerosを通して他のCADソフトや3Dプリンタとの連携が可能です。
Grasshopperについて
Grasshopper（グラスホッパー）は、Rhinoceros上で動作するビジュアルプログラミング言語（VPL）です。ビジュアルプログラミング言語とは、コーディングスキルを必要とせず、直感的なプログラムの実装を目的とした言語です。
GrasshopperとRhinocerosを連携させることで、膨大な量のシミュレーションが実行可能となり、従来の手作業での試行では限界があったアイデアの模索パターンの拡大や効率化や意思決定をサポートします。建築分野においては、構造や環境のシミュレーションと併用して建物や空間の形状を最適化することが可能です。
特徴１：手作業では不可能な膨大なパターンの検討が可能
特徴２：自由曲面を含む3次元形状をアルゴリズムに従って生成が可能
環境シミュレーション
日本や世界の地域の気候に根差したサステイナブルなデザインを実現するためには、様々なシミュレーションツールの活用による環境の解析が必要です。例えば、年間を通した暖冷房の熱負荷や室温・エネルギー消費量の計算や、ある一瞬の空気や熱・気流の分布を詳細に計算するCFD解析があります。これらのシミュレーションを活用して、風や光や熱などの環境を解析することで、昼光利用や自然換気を積極的に活用したサステナブルなパッシブ建築の設計に役立てられます。
Rhinoceros＋Grasshopperを用いることで、建築形態を動的に変化させながら環境シミュレーションの実行が可能なため、設計の初期段階において環境性能の評価をデザインに反映することが可能となります。多くのプラグインがあり、設計事務所やゼネコンなどの環境設計において活用されます。
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