Tránh các lỗi thiết kế bằng công nghệ kỹ thuật số

Một câu chuyện được đăng tải trên CNN gần đây đã mô tả một sự cố không may với một tòa nhà đang được xây dựng tại số 20 phố Fenchurch ở London. Tòa nhà có mặt ngoài bằng kính và vào một vài thời gian nhất định trong ngày, mặt ngoài của tòa nhà dường như phản ánh sáng và tập trung ánh sáng làm nóng chảy một phần của một chiếc xe hơi hiệu Jaguar XJ đậu gần đó.

Ảnh minh họa - nguồn Internet.Ảnh minh họa - nguồn Internet.

Một số ý kiến ​​sau khi cậu chuyện được đăng tải cho rằng các kiến trúc sư tòa nhà, ông Rafael Viñoly, cần phải  tính toán trước được vấn đề này và có giải pháp ngăn chặn. Thêm nhiều ý kiến ​​cho rằng vấn đề này sẽ có thể tránh được nếu Viñoly đã chỉ thuê một kỹ sư. Tuy nhiên, cả hai quan điểm trên phản ánh một sự hiểu lầm sâu sắc về quá trình thiết kế.

Hãy tìm cách giải quyết cả hai vấn đề: Thứ nhất, các kiến trúc sư đã  cần phải thấy trước vấn đề. Thiết kế là cả một công việc nghệ thuật và khoa học. Nó được dựa trên kinh nghiệm và phân tích sự chính xác. Kiến trúc sư cũng cần phải học hỏi kinh nghiệm, như trong nhiều ngành nghề khác. Ngoài việc sử dụng mô hình phân tích dựa trên cơ sở khoa học, họ áp dụng các công nghệ tự động và các quy tắc dựa trên kinh nghiệm trong nghề của bản thân và của người khác. Nhiều kiến ​​trúc sư không thể đạt đến độ thượng hạng  trước tuổi 50. Điều này là bởi vì cần phải có rất nhiều thời gian để tích lũy kinh nghiệm cần thiết trong nhiều trường hợp xây dựng.

Tất nhiên, kinh nghiệm được dựa trên quá khứ và, nếu chúng ta chỉ sử dụng kinh nghiệm quá khứ, chúng ta sẽ không bao giờ thử được bất cứ điều gì mới. Những thách thức nằm trong việc cố gắng thử một cái gì đó mới nhưng nhìn thấy những hậu quả ngoài ý muốn, chẳng hạn như vấn đề tập trung và hội tụ ánh sáng. Trong vấn đề này, các kiến ​​trúc sư và các nhà thiết kế ở lĩnh vực khác có thể có một bài học từ hoạt động của các hang hàng không thương mại. Việc di chuyển bằng đường hàng không quốc tế được cho là an toàn hơn bao giờ hết. Có một số lý do cho việc này, trong đó lý do nổi bật là các phi công mô phỏng chuyến bay của họ. Họ bay tất cả các loại nhiệm vụ trong chuyến bay giả lập, do đó họ trải nghiệm chuyến bay của họ trước khi nó là sự thật. Trình giả lập cung cấp cả một mô phỏng dựa trên vật lý thực tế và cơ hội để áp dụng kinh nghiệm và khả năng đánh giá sự việc.

Điều này có nghĩa là các kiến ​​trúc sư nên mô hình hóa các tòa nhà trong một máy tính và mô phỏng nó, giúp họ nhìn thấy và hiểu cách thức hoạt động của nó sẽ được thực hiện như thế nào. Nó cũng sẽ cung cấp cho họ cơ hội để nhìn thấy hậu quả ngoài ý muốn và ngăn chặn chúng trước khi bắt tay vào xây dựng tòa nhà.

Thứ hai, là một kỹ sư đã có thể ngăn chặn vấn đề. Một tòa nhà quy mô như vậy sẽ có rất nhiều kỹ sư tham gia. Thách thức ở đây là các kỹ sư thường xuyên làm việc trong sự cô lập từ sự cụ thể về chuyên môn của họ - từ cấu trúc, cơ khí, âm thanh, ánh sáng, phòng cháy chữa cháy, vv. Rất ít các kỹ sư thực sự nhìn thấy toàn bộ hoạt động của tòa nhà. Các kỹ sư, cũng giống như các kiến trúc sư, có xu hướng làm việc dựa trên mô hình phân tích cũng như các quy tắc và dự đoán theo kinh nghiệm. Các mô hình phân tích mà họ sử dụng để xác định hiệu suất của tòa nhà dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ và ,giống như tất cả các mô hình, làm  đơn giản hóa vấn đề để đến khi chỉ còn các yếu tố quan trọng. Một kỹ sư có thể thấy và hiểu được hệ thống mà họ phải chịu trách nhiệm, nhưng trong một vỏ bọc được xác định bởi các kiến trúc sư.

Một lần nữa, các công cụ kỹ thuật số trong trường hợp này có thể giúp bằng cách tạo ra những đại diện có thể được chia sẻ giữa tất cả các thành viên của đội ngũ thiết kế, giúp họ tích hợp công việc của họ và nhìn thấy toàn bộ công việc. Điều này có thể cho phép các kỹ sư và kiến ​​trúc sư để nhận biết các vấn đề mà hậu quả là việc ánh sáng tập trung, và một lần nữa, ngăn chặn những hậu quả ngoài ý muốn.

Khi câu chuyện đưa ra, một luồng thông tin mới nổi lên cho rằng các nhà phát triển đã thay đổi thiết kế để tiết kiệm chi phí. Cụ thể, họ làm giảm kích thước của tấm che chắn ánh mặt trời, mà chủ yếu nhìn vào chi phí và tác động của năng lượng mặt trời trên các tòa nhà, chứ không phải việc gây chói - mặc dù việc gây chói đã được ghi nhận như một khả năng. Đây là một trường hợp nhìn vào một khía cạnh của thiết kế trong sự cô lập hơn là nhìn vào toàn bộ. Các nhà phát triển đang cố gắng để giải quyết một vấn đề đó là chi phí, nhưng đã tạo ra một hậu quả không lường - là ánh sáng chói - bởi vì họ đã nhìn nhận vấn đề đó trong sự cô lập với phần còn lại của tòa nhà.

Bài học ở đây là thiết kế của một tòa nhà là một nỗ lực phức tạp. Rất khó khăn để hiểu được toàn bộ thiết kế và thấy trước được tòa nhà sẽ trông như thế nào, chức năng  và hoạt động ra sao. Những hậu quả ngoài ý muốn rất dễ xảy ra, đặc biệt là khi tiến hành một việc gì đó mới và sáng tạo.

Các công cụ kỹ thuật số có thể giúp giải quyết vấn đề này bằng cách mô hình hóa và mô phỏng các tòa nhà trước khi nó được xây dựng. Một lợi ích khác của những công cụ này nằm ở việc kết hợp tất cả các chuyên gia làm việc trong dự án tòa nhà nên họ hiểu được toàn bộ dự án thay vì chỉ phần mà họ chịu trách nhiệm. Thiết kế vừa là một nghệ thuật dựa trên phán đoán và kinh nghiệm và khoa học dựa trên mô hình phân tích nghiêm ngặt. Các công cụ kỹ thuật số giúp dung hòa nghệ thuật và khoa học bằng cách tạo ra các nguyên mẫu có thể được quan sát và thảo luận, cũng như phân tích.

Công cụ thiết kế kỹ thuật số có thể tăng cường trí tuệ của con người và mang tới cho chuyên gia thiết kế một cơ hội để sáng tạo trong khi giảm thiểu những rủi ro của việc cố gắng một cái gì đó mới và không thể đoán trước.

(KT)