Kormányzati támogatással készül Angliában egy olyan épületszerkezeteket optimalizáló szoftveres megoldás, amely az eddiginél alacsonyabb karbonlábnyomot hagyó épületszerkezetek kialakítását teszi lehetővé.

A Peregrine egy beépülő modul a Grashopper programhoz – amely egy algoritmikus modellező környezet a Rhino tervezőprogramban. A kiegészítő egy nagy teljesítményű optimalizációs algoritmus használatával keresi meg egy adott épület optimális, statikailag stabil és könnyű szerkezeti modelljét. A programban számtalan eszköz áll a felhasználó rendelkezésére, hogy a végeredményt minél több téren lehessen a későbbiekben felhasználni.
A kiegészítőt több, az Egyesült Királyság kutatási alapjainak bevonásával együttműködő szervezet fejleszti Build-Opt név alatt. A fejlesztésben kiemelt szerepet vállalt több egyetem, a Scheffield, a Bath és az Edinburgh Egyetem, illetve olyan neves mérnökcégek, mint az Aecom, az Arup, vagy a Buro Happold. A kereskedelmi forgalomba kerülő megoldást a University of Scheffield vállalkozása, a LimitState néven elindított startup dobta piacra. A program júniusig ingyenesen használható, ez után pedig havi előfizetéssel érhető majd el.
A BIM+ portálnak nyilatkozó Matthew Gilbert professzor, a LimitState vállalkozás vezetője szerint a CO2-lábnyom méretének legnagyobb hányada a tervezés korai fázisában történő döntéseknél alakul ki. „Úgy látjuk, a Peregrine, egy kézreálló megoldási lehetőséget kínál a tervezők számára, hogy már a tervezés korai fázisában megtalálják a kedvező, és kis energiafelhasználású szerkezeteket a megszokott megoldások helyett.”
A Peregrine nagy hatékonyságú, optimális szerkezeti kialakítást tesz lehetővé a különböző terhelési, alátámasztási anyagfelhasználás szempontjából optimalizált lehetőségek együttes vizsgálatával. „A legfontosabb újdonság – mondja Gilbert professzor – a szoftver által alkalmazott szigorú matematikai modellezésben rejlik, szemben a más alkalmazások hatékony, rugalmas, bár lényegesen lassabb megoldásokkal”.

A Build-Opt által készített két – hasonló statikai tulajdonságokkal rendelkező – faszerkezetű hídmodellje. Az első (fent) hagyományos szerkezet és számítások, míg az alsó modell a Peregrine optimalizációs eljárásával készült, változó keresztmetszetű elemekkel kialakított megoldása.

„Noha referenciaprojektek még nem készültek, a Peregrine sokkal jobb eredményeket ad, mint a szokásos, ismert eszközökkel készített szerkezetek” – húzza alá Gilbert professzor.
A rendszer egy optimális megoldást kínál fel adott elvárásokhoz, a tervezőmérnök pedig ennek alapján döntheti el, hogy a szerkezet megépíthető-e, vagy egyszerűsítésre szorul a Grashopper automatikus eszközkészletének alkalmazásával. Ez utóbbiak egyébként lehetővé teszik, hogy az elemek vagy illesztések számát a tervező szabadon változtassa, miközben a szerkezet egészének konzisztenciája biztosítva marad, a szerkezet súlya pedig számottevően nem változik.
Egy teszt során a Buil-dOpt két, statikailag egyenértékű fahídszerkezetet készített el, az egyiket a Warren-féle egyenlőoldalú rácsos szerkezettel, a másikat pedig a Peregrine alkalmazásával optimalizálva, változó méretű és kialakítású rácselemek használatával. Az utóbbiról kimutatható volt, hogy terhelés szempontjából ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkezik, míg anyagfelhasználása közel a fele, a gyártás bonyolultságának növekedése pedig elenyésző volt.
„Ahogy egyre jobban halad az építési technológia az előregyártás irányába, várhatóan úgy csökken a többletterhelés a bonyolultság növekedésével, s egyre kevesebb többletköltség jelentkezik a komplexitás növekedésével”. A Peregrine további fejlesztéséről szólva Gilbert professzor elmondta: „Olyan holisztikus megoldáson dolgozunk, amely a számítások hatásterületét jelentősen kiterjeszti, és nem csak a modell külső szerkezetének, hanem a teljes épületszerkezetnek, a gerendák, oszlopok és a teljes teherhordó szerkezetnek optimalizálására is alkalmas lesz. Ez a holisztikus megközelítés jelentősen tudja csökkenteni az épületszerkezet kialakításához szükséges anyagmennyiséget”. (Forrás: BIM+)

Rövid videó a plugin működéséről: