데이터 기반 설계를 통한 시립 미술관시설의 최적형태 계획 및 적용 설계안

Abstract

(연구배경 및 목적) 최근 정보기술 중심의 놀라운 발전은 사회 전반에 큰 변화를 이끌고 있다. 건축설계 분야에서도 프로젝트의 복잡성은 나날이 증가하여 건축가 개인의 재능과 직관이 뛰어나도 그 복잡한 관계들을 정확하게 이해하고 다루는 것은 거의 불가능에 가깝다. 이런 환경 속에서는 최신 기술에 대한 이해를 바탕으로 과거에 머무르지 않는 새로운 작업 방식이 필요하다. 본 디자인에서는 시립미술관 건립 현상 공모를 대상 프로젝트로 설정하고, 지역 대표 장소와 형태적 유사성을 갖는 대안 기준 설정 및 생성, 유전자 알고리즘 최적화, 파사드의 가시성 분석, 외부 마당의 일조량 평가, 데이터 시각화 등의 최신 기술을 활용하여 설계자가 대안을 생성하고 평가하여 계획안을 발전시켜 나가는 새로운 설계 방법론을 제안한다. 이는 기존 설계자의 경험적 판단과 재능에 의존했던 과거의 정성적 설계 방식을 보완할 수 있는 새로운 설계 방법론으로 발전될 수 있다. (연구방법) 도심 속 주요 가로변에 건립 예정된 시립미술관은 다중이 이용하는 시설로서 도시풍경과 지역 커뮤니티에 큰 영향을 준다. 따라서 해당 지역이 가진 기억의 촉매제가 될 수 있는 물리적 요소를 기준으로 대안을 생성하고, 주요 가로변으로부터 건축물이 가시되는 정도를 평가하여 건물의 가시성을 높이고, 일사 확보가 충분히 가능한 외부 마당을 제안하여 다중의 공간 사용성을 극대화 한다. 이러한 과정을 통해 생성된 대안을 기반으로 해당 대지에 미술관을 계획한다. 이를 달성하기 위해 3차원 모델링 툴 3D 라이노(Rhino), 비주얼 프로그래밍 언어인 그래스호퍼(Grasshopper), 유전자 알고리즘 다중함수 최적화 툴 디스커버(Discover)를 활용한다. 현상공모 제출을 위한 통합 설계안으로 최종 제안한다. (결과) 최종 설계안은 지역 장소와의 유사성을 토대로 도시 공간의 정체성을 부여할 수 있는 대안이며 시뮬레이션 기반의 평가에 따라 결정된 합리적인 결과이다. 지역 커뮤니티를 위한 사회교육공간, 전시공간, 편의시설 등이 제공되며 쾌적한 외부 마당을 조성하고 기존 산책로와 연계하여 계획 대지 일원이 점진적으로 기존 공원과 연계된 복합문화공간으로 성장될 수 있도록 계획안을 구체화한다. (결론) 본 디자인은 페러메트릭 모델링을 활용한 대안의 생성, 시뮬레이션 기반의 성능 평가, 유전자 알고리즘 바탕의 대안 최적화 및 형태의 시각화 과정과 함께 정량적, 정성적 접근이 연계 적용된 새로운 제안이다. 이를 통해 건축설계 과정의 객관성을 높이고 기존 설계 방법과의 시너지를 기대할 수 있는 새로운 설계 방법론의 가능성을 탐색해본다.

(Background and Purpose) The recent significant development of information technology is causing great changes in our society. In the field of architectural design, the complexity of projects increases day by day, and it is almost impossible to accurately understand and deal with complex relationships even if an individual architect has excellent talent and intuition. In this context, there is a need for a new way of working that does not stay in the past based on an understanding of the latest digital technology. So, in this paper, the integrated design proposal for the art museum is set as the target project and explores the establishment of metrics similarity with the street representing the place, the optimal building design based on the evaluation data by optimizing genetic algorithm optimization, analyzing the facade visibility of the building, evaluating daylight in external yards, and data visualization. This can be developed into a new design methodology that can complement the past qualitative design methods that relied on the empirical judgment and talents of the existing architectural designers. (Method) The art museum scheduled on the main roadside in the city has a great influence on the urban landscape. The museum design can be aimed to generate alternatives based on physical factors that can be a catalyst for memory in the region, maximizes visibility of the facade of the building from the main access point, and daylighting access to the external activity space. Based on this design, an art museum can be proposed on the site. To achieve this, the 3D modeling program Rhino, the visual programming language program Grasshopper and the genetic algorithm-oriented multi-objective optimization program Discover are utilized. (Results) The final design is an alternative that can provide the identity of space based on similarity to the local place and is a reasonable result determined according to simulation-based evaluation. The design is concretized so that the planned site can grow gradually into a complex cultural space of providing social education spaces, exhibition spaces, and convenience facilities for the local community, and forming a pleasant outdoor space linked with the existing park in connection with the exsiting promenade. (Conclusions) This design is a new proposal that applies both quantitative and qualitative approaches in combination along with the creation of design alternatives using parametric modeling, simulation-based performance evaluation, alternative optimization based on genetic algorithms, and form visualization processes. This is used to explore the possibility of new design methodology that can elevate the objectivity of architectural design processes and expect synergy with existing design methods.