AF S T UDE E RVE RS L AG
3Dont wer p S t udent : F r ankvanL eer s um Opl ei di ng: AvansHoges c hool t e‘ sHer t ogenbos c h Wer k gev er : KdVAr c hi t ec t uurt eEi ndhov en Af s t udeer begel ei der : Dhr . Sc hui j l Begel ei derbi j wer k gev er : Pi et erEgel meer s Da t um: j uni 2009
Inhoudsopgave
Inhoudsopgave
Voorwoord
1
Proces en aanbevelingen
2
Voordelen 3D ontwerp
4
Gebruik ontwerpsoftware in Nederland
6
3D visualisatie
8
Arkey of Autocad
10
Investering 3D software
13
Advies gebruik 3D mogelijkheden
16
Advies Kdv Architectuur
18
Conclusie
20
Verklarende woordenlijst
21
Bronvermelding
Bijlage 1: gemaakt werk
Bijlage 2: Het plan van Aanpak
Voorwoord
Het afstudeeronderzoek begon met het idee ‘3D detaillering’. Dit is geëvolueerd naar een onderzoek over 3D ontwerp, waarbij vooral gewerkt is in de VO en DO fase. 3D bouwtechnisch tekenen, en dus detailleren blijkt simpelweg geen onderwerp wat bij het architectenbureau speelt. Architecten willen weten hoe ze een gebouw goed inzichtelijk kunnen maken. Communiceren en visualiseren is de taak van een 3D afbeelding. Ook de aannemer zit niet te wachten op 3D tekeningen. Dit afstudeerverslag is opgebouwd uit een zevental artikelen en een conclusie. Ik heb voor deze opbouw gekozen omdat het werken met losse artikelen makkelijk werkt bij publicatie in andere media. Zo is bijna alle informatie die u hier leest voor iedereen digitaal beschikbaar op de architectuur weblog Aureon.nl. De artikelen staan op volgorde van grof naar fijn, waarbij geëindigd wordt met mijn advies aan KdV Architectuur. Een conclusie met mijn bevindingen maakt het verslag compleet. In de bijlage vind u het resultaat van het werk wat ik in het halfjaar heb gedaan. Op chronologische volgorde kunt u het proces volgen. U ziet het goed, er is geen samenvatting toegevoegd aan dit afstudeerverslag. Ik heb hiervoor gekozen omdat deze samenvatting in feite hetzelfde zou zijn als het artikel ‘Advies gebruik 3D mogelijkheden’ op pagina 13. Als u dit artikel leest heeft u een goed inzicht op wat ik het afgelopen half jaar heb onderzocht. In de andere artikelen worden deze bevindingen nader uitgewerkt. Tot slot gaat mijn dank uit naar mijn werkgever, KdV Architectuur, alwaar ik een half jaar van de mogelijkheden en kennis die dit architectenbureau biedt gebruik heb kunnen maken. Eindhoven, 8 juni 2009 Frank van Leersum
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Proces en aanbevelingen
Het afstuderen begon voor mij in februari 2009. Even daarvoor was ik met KdV Architectuur overeen gekomen dat ik een onderzoek zou gaan doen naar 3D ontwerp, omdat het bureau het idee had dat het op dit vlak nog wel eens kansen liet liggen. Aan mij de taak om te onderzoeken hoe er in welke bouwfase gebruik gemaakt kan worden die 3D beelden en modellen bieden. Hierbij is vooral gekeken naar de softwarematige kant van de zaak. Dit heb ik gedaan omdat dit mij interesseert, en er over maquettes en schetsen weinig nieuws valt te onderzoeken. •
•
•
•
Aanbevelingen
1
Het afstudeerproces verliep voor mij redelijk vlekkeloos. Ik had goed contact met de afstudeerbegeleider en de bedrijfsbegeleider. Toch zijn er enkele punten die voor verbetering vatbaar zijn: Het plan van aanpak is nooit officieel goedgekeurd, terwijl van te voren duidelijk naar de studenten gecommuniceerd is dat dit wel de bedoeling is. Hierdoor ga je iets onderzoeken en hoop je maar dat het ergens op uitloopt. In mijn geval ging dat gelukkig goed, maar het had ook anders kunnen lopen. De opleiding heeft nooit les gegeven in het onderzoeken, terwijl verwacht wordt dat de student een afstudeeronderzoek doet. Er wordt gezegd dat het geen veredelde stage mag zijn, maar de opleiding doet er niets aan om de studenten de competentie ‘onderzoeken’ aan te leren. Men kan tenminste aangeven waar de informatie om dit te leren te vinden is, zodat de student zichzelf kan voorbereiden. In het begin van het traject komt het nog wel eens voor dat de ‘inspiratie’ op is. Het plan van aanpak is hier een goed vangnet voor. Ook helpt het om met collega’s te praten over je onderzoek, er komen dan weer nieuwe ideeën bovendrijven.
Zoals ik in mijn conclusie aangeef is een half jaar veel te kort om alle facetten van het 3D ontwerp te onderzoeken. Ik heb een hoop punten laten liggen, deze zouden onderzocht kunnen worden door studenten die na mij afstuderen. Enkele onderzoeken op 3D gebied die zij zouden kunnen doen zijn: • • •
Het lesgeven van BIM en 3D tekenpakketten op de bouwkunde opleidingen in Nederland. Tot hoe gedetailleerd is er te tekenen met Revit? Arkey, VertorWorks of Autocad, welke softwarepakket kan een architectenbureau het beste aanschaffen?
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Voordelen 3D ontwerp
2
3D ontwerp lijkt de toekomst te zijn in de bouw. Voor architectonische visualisatie wordt er al veelvuldig gebruik van gemaakt. Tijdens de ontwerpfase komen de mogelijkheden die 3D digitaal ontwerp biedt goed van te pas; in drie dimensies zijn de vooren nadelen van een ontwerp veel sneller duidelijk. Als voordelen van 3D over 2D zou u kunnen denken aan de volgende punten: 1. Door ruimtelijk inzicht is een 3D gebouwmodel vele malen sneller duidelijk als een 2D tekening. Klanten en opdrachtgevers zullen een gebouw sneller ‘snappen’ en de architect kan zijn plan beter verkopen. 2. De onderlinge communicatie over een gebouwmodel wordt verbeterd. Een 3D model is op één manier te interpreteren. 2D tekeningen kunnen verkeerd ‘gelezen’ worden. 3. Ontwerpbeslissingen kunnen met een 3D model sneller worden gemaakt dan met een 2D model. De ruimtelijke werking van een gebouw is veel sneller duidelijk. 4. Faalkosten. Met 3D worden fouten voorkomen die met 2D wel gemaakt zouden kunnen zijn, bijvoorbeeld bij aansluitingen van verschillende elementen. Hierdoor worden in de uitvoering kosten bespaard. 5. Leveranciers. Als producenten van bouwmateriaal met 3D gegevens werken zorgt het aanleveren van 3D gegevens ervoor dat zij het product exact zo zullen maken zoals de architect het bedoeld heeft. Ook worden conversie kosten van 2D tekening naar 3D model bij de producent geminimaliseerd, waardoor het eindproduct goedkoper kan worden. 6. 3D printen. Als in de nabije toekomst 3D printen betaalbaar wordt kan het 3D model geprint worden. Het tijdrovende maquette maken is dan bijna niet meer nodig. 7. Elke wijziging die wordt gemaakt in het 3D model wordt direct verwerkt in alle 2D tekeningen. Dit levert een enorme tijdsbesparing op. Elementen hoeven niet op elke tekening opnieuw te worden getekend. Ondanks de vele voordelen die 3D biedt zullen er nog steeds 2D tekeningen moeten worden geproduceerd die de aannemer kan gebruiken; van 3D tekeningen kan niet gemeten worden. 3D ontwerp zal dan ook nooit zo’n hoge vlucht nemen als CAD dat deed ten opzichte van traditioneel tekenen met de tekentafel. Wel is er in verscheidene fases in het bouwproces een belangrijke rol
Afstudeerverslag 3D ontwerp
3
weggelegd voor 3D tekeningen. In dit afstudeeronderzoek leest u welke.
Ontwerp en visualisatie
Voor de visualisatie sector is er al voldoende software beschikbaar die fotorealistische afbeeldingen kan produceren. Denk hierbij aan software als Sketchup, Maya en 3Ds Max. Omdat deze software al volledig doorontwikkeld is en alle mogelijke vormen ermee te modelleren zijn levert het gebruik van 3D software voor visualisatie geen problemen op. Wat er nog kan verbeterd kan worden aan deze visualisatie software: 1. Het gebruiksgemak kan verhoogd worden. Sketchup is een grote stap in de richting van toegankelijke software die door iedereen gebruikt kan worden. 2. De modelleermogelijkheden worden verder uitgebreid waardoor ingewikkelde vormen sneller gemaakt kunnen worden. 3. De berekening van het licht kan nog natuurgetrouwer worden nagebootst waardoor afbeeldingen van een gebouw (nog meer) fotorealistisch worden.
Definitief ontwerp en detaillering
Naarmate architecten verder vorderen in het ontwerp van een gebouw wordt er minder gebruik gemaakt van 3D software. Het gebouw wordt naar het einde van het ontwerpproces gedetailleerder. Op een gegeven moment wordt een gebouw zo ingewikkeld door de vele functies die erin verenigd zijn dat het niet meer met een 3D model weer te geven is; de ontwerper verliest het overzicht. Ook kunnen de huidige computers zulke gedetailleerde (lees: zware) 3D modellen nog niet aan. In de definitief ontwerp en detailleringsfase wordt er weinig gebruik gemaakt van 3D software. Wat er moet verbeteren voordat dit wel zal gebeuren: 1. Een slimme manier van weergeven (bijvoorbeeld met lagen) zodat de ontwerper het overzicht in een 3D model niet verliest. 2. Een goede manier om 2D tekeningen uit een 3D ontwerp te halen. Huidige software slaagt hier nog niet in. 3. Een (Nederlandse) 3D bibliotheek met duizenden architectonische elementen, net zoals dit bestaat voor de 2D software. Dit versnelt het tekenproces aanzienlijk.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Gebruik ontwerpsoftware in Nederland
4
Van de Bond Nederlandse Architecten (BNA) ontving ik een onderzoek naar het gebruik van software op de Nederlandse architectenbureaus. Het onderzoek is eind 2008 gehouden onder 435 architectenbureaus. In dit onderzoek komen enkele opmerkelijke feiten naar voren die waarde hebben voor mijn onderzoek naar 3D ontwerp, wat tegenwoordig veelal met de computer gedaan wordt. Het meest gebruikte 2D tekenprogramma in Nederland is Autocad. Minstens 55% van de architectenbureaus gebruiken dit. Arkey is met ¼ van de markt een goede tweede, gevolgd door Vectorworks (17%), wat vooral door mensen met een Mac gebruikt wordt. 90% van de architectenbureaus maakt gebruik van een 3D programma in de ontwerpfase. Daarvoor worden een aantal verschillende programma’s gebruikt, hieronder ziet u de belangrijkste en hoeveel mensen het gebruiken:
Opvallen aan deze grafiek is dat alle verschillende programma’s ongeveer een gelijk marktaandeel hebben. De markt is op 3D software gebied duidelijk anders verdeeld als de 2D software markt. Sketchup wordt door velen gebruikt omdat het gratis is. Ook is gevraagd waar deze programma’s het meest voor worden gebruikt. Communicatie met de opdrachtgever en visualisatie voor eigen gebruik blijken de belangrijkste redenen:
Afstudeerverslag 3D ontwerp
5
Uit dit rapport kunnen we concluderen dat de Nederlandse architectenbureaus wel degelijk de mogelijkheden gebruiken die het 3D ontwerpen met de computer biedt. Ik denk dan ook dat het zaak is dat de bouwkundige opleidingen hierop inspelen en hun studenten kennis laten maken met een 3D pakket. Alleen lesgeven in Sketchup is daarbij niet genoeg, iedereen kan zichzelf Sketchup aanleren. Als een student kan tekenen in Revit, ArchiCAD, 3Ds Max of Maya dan is dat een groot pluspunt. Een werknemer die op het bureau zelf moet worden opgeleid kost dat bureau al snel duizenden euro’s.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
3D visualisatie
6
In de architectuursector is 3D sterk in opkomst. Architectenbureaus hebben vacatures openstaan voor 3D tekenaars. Bijna elk architectenbureau presenteert de nieuwe ontwerpen met een 3D model. Dit is niet verwonderlijk. 3D is de democratisering van de architectuur. Het gewone volk, de opdrachtgevers en andere gegadigden snappen een 3D tekening vele malen sneller dan zijn 2D variant. Een 2D tekening ‘leeft’ veel minder. De meeste huis- tuin en keuken renderingen die je tegenkomt maken architectuur tot een cliché plaatje. Blauwe lucht, groene bomen. Vertrouwd voor de opdrachtgever. Er zijn renderingen die eruit springen. Bijvoorbeeld NL architects met hun inzending voor het Tapei Performing Arts Centre en het werk van het Franse bureau Luxigon.
Het Tapei Performing Arts Centre een ontwerpvoorstel van NL Architects
De vraag is: wat is een goede weergave van een gebouw wat nog gemaakt moet worden? Fotorealistisch kunnen we inmiddels, dus dat is geen uitdaging meer. Daarnaast zijn sommige renderingen zó realistisch dat je ze niet meer van de achtergrond kunt onderscheiden. Dan is het niet meer in één oogopslag duidelijk om welk gebouw het gaat. Renderingen schieten met hun fotorealisme dan hun doel voorbij. Technische 3D tekeningen zien we nog maar weinig. Producenten gebruiken het om hun producten aan te prijzen, maar technische 3D modellen die een compleet gebouw bevatten ben ik nog niet tegen gekomen. Met programma’s als Revit, All plan en ArchiCad wordt geprobeerd om deze markt aan te spreken. Architecten die het al gebruiken, doen dit om hun ontwerpen technisch naar een iets hoger niveau te tillen. Het zal nog jaren duren voordat alle partijen die betrokken zijn bij het bouwproces in één 3D model zullen tekenen.
Een fotorealistische rendering. Welk gebouw staat er nog niet?
Met mooie verkoopplaatjes wordt een gebouw verkocht aan de klant. 3D beelden leveren op die manier geld op. Bij technische 3D beelden is er niet direct een commercieel belang aanwezig. Daar is het belangrijker om een bouwkundig element uit te leggen aan de bouwkundige partijen die deelnemen aan het bouwproces. Meestal gaat het om een ingewikkelde aansluiting die met een 2D tekening niet duidelijk weer te geven is.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
De toekomst
7
Hoe zullen de 3D architectuur tekeningen zich in de toekomst ontwikkelen? Ik denk dat er een vijftal ontwikkelingen zullen zijn: 1. De fotorealistische technieken zullen verder geperfectioneerd worden. 2. Fotorealisme is geen uitdaging meer. Dé manier om je te onderscheiden zal een meer stilistische manier zijn. De uitdaging is om een gebouw zo duidelijk mogelijk weer te geven in 3D. Hoe kan de visie van de architect het best worden overgedragen op de opdrachtgever? 3. Videogame en filmtechnieken beïnvloeden de huidige generatie architecten. Technieken uit deze sectoren van de creatieve industrie zullen geïntegreerd worden in de visualisatie van de architectuur. 4. Gebouwen worden getekend met behulp van een 3D model. Uit dit model worden de blijvend onmisbare 2D tekeningen gedestilleerd. 5. Alle partijen die betrokken zijn bij het bouwproces tekenen in één 3D model. Dit heet een BIM (Bouw Informatie Model). Hierdoor kunnen faalkosten worden voorkomen. Fouten worden voorkomen doordat men deze in een vroeg stadium al aan kan zien komen en voorkomen.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Arkey of Autocad
8
In de Nederlandse architectuurscene zijn er twee tekenprogramma’s die de dienst uit maken: Arkey en Autocad. Welke van de twee kun je als architectenbureau nu het beste aanschaffen? Arkey en Autocad zijn beiden bouwkundig beter te gebruiken met een bouwkundige bibliotheek. In zo’n bibliotheek staan duizenden bouwkundige elementen die je rechtstreeks in de tekening kunt plakken. Dit wordt ook wel een ‘applicatie’ genoemd. Voor Arkey is er de bouwkundige applicatie ASD, ontwikkeld door de Twee Snoeken uit Den Bosch. Autocad kent Alfa, Delta Pi en Architectural Desktop (van maker Autodesk zelf ) als applicaties. Beide programma’s zijn prima geschikt voor bouwkundig tekenwerk.
De verschillen
Elk zichzelf respecterend architectenbureau tekent met Autocad. De meeste kleine bureaus tekenen met Arkey. Dit is niet verwonderlijk, Arkey is ongeveer tweemaal zo goedkoop als Autocad. Een Arkey licentie voor één persoon inclusief de ASD bibliotheek kost ongeveer 3000 euro. Autocad met bibliotheek kost ongeveer 6000 euro. Dat is een behoorlijke smak geld voor een startend architectenbureau. Arkey in combinatie met ASD bezit een uitgebreide bouwkundige bibliotheek die specifiek op de Nederlandse situatie is afgestemd. Het grote voordeel van Arkey tegenover Autocad vind ik de verwerking van de lagen, lijndikten en andere randvoorwaarden waar je je als bouwkundig tekenaar eigenlijk niet mee bezig wilt houden. Ik zou willen stellen dat Arkey het best geschikt is voor kleine architectenbureaus die geen spectaculaire architectuur maken. Wil je met ingewikkelde vormen gaan werken, dan kom je toch snel uit bij Autocad. Autocad is namelijk beter geschikt om mee 3D te werken. In die zin dat het beter aansluit bij de bestaande BIM 3D programma’s als Revit en ArchiCAD doordat Autocad gebruikmaakt van het DWG bestandsformaat.
De beste keus voor de toekomst
Ik denk dat iedereen het wel over eens is dat 3D de toekomst heeft. 2D tekeningen werken prima, maar het kan sneller en foutlozer met een 3D model waar je de 2D tekeningen uit haalt. Het voordeel wat Autocad heeft is dat die standaard met het DWG bestandsformaat werkt. DWG bestanden zijn binnen de bouwwereld als standaard geaccepteerd waarmee je tekeningen
Afstudeerverslag 3D ontwerp
9
uitwisselt. Dit is een nadeel voor Arkey, want elke keer dat je een tekening opstuurt moet je deze exporteren naar het juiste bestandsformaat. Alle 3D programma’s kunnen uitstekend overweg met DWG bestanden. Autocad is als tekenprogramma met een goede 3D koppeling dus klaar voor de toekomst. Ik ben benieuwd hoe het conservatieve Arkey Systems denkt deze voorsprong van de concurrent weer in te gaan halen.
Conclusie
Als ik later een eigen architectenbureau begin kies ik voor Autocad. De investering is ongeveer twee maal zo hoog als Arkey, maar dat verdient zich terug. Met Autocad ontloop je alle bestandsformaat uitwisselingsproblemen. Met de tijd die je daarmee bespaart is de investering zo terugverdiend. Bovendien scheelt het een hoop kopzorgen. Toch hoop ik dat Arkey niet verdwijnt, want het is een prima tekenprogramma. Daarnaast zal Autocad bijna een monopolie op de markt hebben als Arkey verdwijnt. En dat is niet de bedoeling.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
10
Investering 3D software
Wanneer is het voor een architectenbureau verstandig om over te stappen op een 3D pakket? 3D mag dan wel ‘hot’ zijn, voor een architectenbureau is de aanschaf van een nieuw computerprogramma een dure aangelegenheid. Het programma moet aangeschaft worden, het personeel getraind, en omdat 3D software een stuk meer rekenvermogen vraagt van de computer zal in sommige gevallen de hardware vernieuwd moeten worden. Als het personeel eenmaal opgeleid is, zal in het begin niet zo snel met het programma gewerkt kunnen worden. De eerste paar weken zal er dus geen optimaal rendement uit de investering worden behaald. Als de overstap eenmaal gemaakt is biedt het werken in 3D grote voordelen, vooral voor de ontwerpers. Een muur in drie dimensies is zoveel meer als een paar lijnen die een muur voorstellen op een 2D tekening. Architectuur is het creëren van ruimtes, middels 3D kunnen wij in de ontwerpfase al goed vaststellen wat de ruimte zal worden. Wordt het ontwerp verder uitgewerkt, dan zal de bouwkundige tekenaar dat in 2D doen. 3D bouwtechnische tekeningen zijn immers niet praktisch omdat daarvan door de uitvoerende partij geen maten opgemeten kunnen worden. De in dit artikel besproken 3D software is dan ook bedoeld voor ontwerpers, niet voor de bouwtechnische uitwerking.
Wanneer niet overstappen?
Niet alle architectenbureaus zouden nu al de overstap naar 3D moeten maken. Daar zijn een drietal redenen voor te noemen: 1. De medewerkers zijn er niet klaar voor. Als er overgestapt wordt op 3D moet iedereen die daar mee gaat werken het ermee eens zijn. Een licentie kopen voor iemand die het programma toch niet gaat gebruiken is geld weggooien. 2. Veel architectenbureaus ontwerpen al jaren in 2D, en dat gaat prima. Als je eenmaal een bepaalde werkmethodiek in 2D hebt kun je daarmee snel werken. Overstappen naar 3D zou geen verbetering brengen. 3. Ontwerpen in 3D is niet nodig omdat de architectuur daar niet om vraagt. Hoe ingewikkelder het bouwwerk, hoe belangrijker en makkelijker het is om in 3D te werken. Als de gebouwen die je ontwerpt weinig ingewikkelde vormen kent is 3D tekenen van minder grote waarde. Het blijft staan dat ruimtes zich beter laten kennen middels een 3D tekening.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
11
Wanneer wel overstappen?
Veel architecten hebben wel het idee dat ze de boot missen als ze niet in 3D gaan werken. Een aantal argumenten om de overstap naar 3D te rechtvaardigen zouden kunnen zijn: 1. Maquettes bouwen om een goed 3D inzicht te krijgen is erg arbeidsintensief. In de nabije toekomst is het mogelijk om met de computer een 3D model te maken en deze vervolgens uit te printen met een 3D printer. 2. Om goed samen te kunnen werken met de constructeur en installateur is het aan te raden om in één 3D model te tekenen. De techniek is inmiddels beschikbaar. 3. De faalkosten van uw ontwerpen zijn hoog. U wilt deze omlaag brengen door de problemen in een vroeg staduim te ondervangen middels een BIM 3D model.
Wat kost het?
Aan de implementatie van 3D software zijn een aantal kosten verbonden. Hieronder een overzicht op basis van een afname van 10 stuks. • Aanschaf tekenpakket. Op het moment van schrijven zijn er twee tekenpakketten op de 3D markt, Revit en ArchiCAD. Beide zijn ongeveer gelijkwaardig qua mogelijkheden. Revit kost 5500 euro en ArchiCAD 3500 euro per licentie. In het geval van Revit is het programma in combinatie met Autocad per onderdeel aanzienlijk goedkoper. • Training personeel. Ongeveer 1200 euro per werknemer. • Tijdverlies doordat er met een nieuw programma gewerkt moet gaan worden. Dit is erg afhankelijk van de manier van werken van het architectenbureau zelf. • Computer upgrades. Omdat 3D software meer van een computer vergt zal in sommige gevallen nieuwe hardware aangeschaft moeten worden. Kosten: ongeveer 200 euro per werkplek. De overstap naar 3D ontwerpen middels de computer zal dus, afhankelijk van de gemaakte keuzes, uitkomen op een bedrag tussen de 5000 en 8000 euro per werknemer. Het tijdverlies komt hier nog bovenop, maar omdat die factor erg variabel is, is deze niet opgenomen in dit bedrag. Overigens is er iets voor te zeggen dat het personeel zich het programma zelf aanleert. In deze tijd van economische crisis is het voor de werknemers belangrijk dat ze onmisbaar zijn voor het bedrijf. Zelf een nieuw computerprogramma aanleren kan hierbij een factor van verschil zijn.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Conclusie
12
Als u zich kunt vinden in de eerder genoemde punten ‘wanneer wel overstappen?’ dan biedt de huidige economische crisis een uitstekende kans om aan de slag te gaan met de vooruitgang van uw bureau. De orderportefeuille droogt op, u heeft minder werk en dus meer tijd om op uw gemak een nieuw softwarepakket aan te leren. Tot slot een aantal punten waar u uw keuze van zou laten kunnen afhangen: 1. Is de huidige manier van werken prima of heb ik behoefte aan een 3D tekenpakket? 2. Heb ik het geld ervoor over? 3. Is mijn personeel enthousiast over de mogelijkheden van 3D modelleren? 4. Wat zijn de uitwisselingsmethoden met de andere partijen in het bouwproces? Werken zij met een zelfde soort programma? 5. Hoe werkt de nieuwe software samen met het huidige tekenpakket? Zijn er conversie problemen? 6. Gaat de kwaliteit van mijn architectuur ontwerpen omhoog als ik overstap?
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Advies gebruik 3D mogelijkheden
Visualisatie
13
Hoe kan ik de mogelijkheden die 3D biedt het best inzetten op mijn architectenbureau? De visualisatie tak van de boom die ‘architectuur ontwerpen’ heet is het meest ver doorontwikkeld. De software is al een aantal jaar beschikbaar en wordt door veel mensen gebruikt. De kans dat je het ontwerp niet kunt visualiseren met het geschikte pakket is vrijwel nihil. Omdat er massaal 3D renderingen van te maken gebouwen worden gemaakt is het tegenwoordig de kunst om je te onderscheiden van de massa. Probeer de visualisaties eruit te laten springen door helderheid en duidelijkheid. Als een ander iets fotorealistisch kan visualiseren betekent dat niet dat u dat ook moet. Een gebouw is ook heel goed te verkopen met renderingen die het gebouw op een abstracte manier weergeven. Daarnaast is het goed om van tevoren na te denken hoeveel tijd (en geld) er in een afbeelding gestoken mag worden. Niet elke fase vraagt om een geperfectioneerde afbeelding. Als u zelf wel eens een ontwerp visualiseert is het belangrijk om na te denken over uw manier van werken. Uiteraard willen we bereiken dat we in zo min mogelijk tijd een zo mooi mogelijke afbeelding kunnen maken. Er zijn twee wegen die naar Rome leiden. Ten eerste kunt u een heel mooi 3D model opzetten waarbij de belichting erg goed ingezet wordt. U besteed dan veel tijd aan het 3D model en minder tijd aan het bijwerken in bijvoorbeeld Photoshop. De tweede optie maakt een simpeler 3D model welke vervolgens intensief met Photoshop bewerkt wordt. Zelf ben ik een voorstander van de tweede optie omdat met Photoshop betrouwbare resultaten te bereiken zijn. Met een 3D programma is het altijd maar afwachten of het model er na de rendering goed uit komt te zien. Er zijn ook mensen die de eerste optie handiger vinden. U mag voor uzelf uitmaken wat u het beste bevalt. Mijn advies is: ontwikkel een eigen stijl van visualiseren. Het verbetert uw uitstraling als professional. Iemand ziet een afbeelding van u en weet meteen wie deze gemaakt heeft.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Ontwerp
14
Ontwerpen wordt al eeuwenlang middels 3D tekeningen gedaan. Betreft het een eenvoudig gebouw dan volstaat één 3D weergave en kan de rest weergegeven worden in 2D plattegronden, doorsnedes en aanzichten. Naarmate het gebouw ingewikkelder wordt zullen er meer 3D tekeningen gemaakt moeten worden om duidelijk te zien waar de knelpunten zich bevinden. Ontwerpen doen we het liefst met de hand. Het feit dat we een computer gebruiken doet daar niets aan af. De computer is slechts de vervanging van het potlood en papier. Architecten van de oudere generatie snappen niet dat jongere mensen direct op de computer kunnen ontwerpen. Ik denk dat het gewenning aan het digitale medium is. Ouderen staan daar eerder huiverig tegenover dan jongeren. Het is slechts een andere manier om het ontwerp uit het hoofd op papier te krijgen, waarbij het primaire verschil ligt in de motorieke verhouding van muis versus potlood. Veel digitale ontwerpers komen in het scheppingsproces al snel uit bij Sketchup. Dat is een simpel, gratis programma waarmee direct in drie dimensies getekend wordt. Nadeel van Sketchup is dat je meteen ziet dat een tekening met dit programma gemaakt is. De manier van weergeven is beperkt. Hoewel de stijl van het programma zelf prima is, komt het wat knullig over omdat iedereen zijn tekeningen op deze manier maakt. Dit is te voorkomen door meer tijd in een model te steken en het op een fatsoenlijke manier te renderen, maar dan is het al snel verstandig om over te stappen op een geavanceerder 3D tekenpakket als 3Ds Max, Maya, Rhino, Cinema 4D of Blender. Bij eenvoudige 3D vormen biedt een geavanceerd 3D programma weinig meerwaarde ten opzichte van Sketchup. Die meerwaarde wordt pas zichtbaar als u met ingewikkelde vormen wilt gaan werken of een groot gebouwmodel op wilt zetten en het overzicht niet wilt verliezen. Mijn advies: gebruik Sketchup om snel wat hoofdvormen op te zetten. Het is heel handig om hier een print van te maken en daar vervolgens overheen te tekenen. Wilt u met serieuzere vormen gaan werken is het slim om een model in 3Ds Max te tekenen.
Definitief ontwerp
Tot voor kort was er geen mogelijkheid om een goed definitief ontwerp in een 3D programma uit te tekenen. De ontwikkeling is doorgegaan; men kan rustig stellen dat met de huidige bouw-
Afstudeerverslag 3D ontwerp
15
kundige 3D tekensoftware het detailniveau kan bereiken wat voor de DO fase benodigd is. Er zijn twee grote spelers op de markt: Revit en ArchiCAD. Beide programma’s zijn gelijkwaardig qua mogelijkheden, het hangt van de voorkeur van de gebruiker af welke gekozen wordt. Een andere optie is All plan, wat door een aantal architectenbureaus in Nederland gebruikt wordt. Mijn advies: Probeer eens een plan met Revit of ArchiCAD uit te werken. Als het u bevalt kunt u ermee doorgaan en zoniet kunt u zonder problemen verder met het huidige 2D tekenpakket. Schaf niet teveel licenties in één keer aan, maar begin met een aantal proeflicenties. Als blijkt dat uw personeel er niet mee overweg kan heeft u geen geld verspild.
Werktekeningen en uitvoeringsfase
Hoe verder we in het bouwproces komen, hoe minder noodzakelijk 3D is. Omdat de aannemer uiteindelijk toch 2D tekeningen wil, heeft het 3D uitwerken hier dan ook minder zin. Veel architectenbureaus zullen ervoor kiezen om het bouwtechnische tekenwerk in 2D te blijven doen. Als de architectuur niet ingewikkeld is en de ontwikkelde werkmethodiek naar behoren werkt is er geen reden om over te stappen op een 3D pakket. Zoals ik in een ander artikel uiteen heb gezet is het voor de minder conservatieve architectenbureaus wel een goede keuze om 3D te gaan werken. Mijn advies: stap nog niet meteen in de 3D boot, maar wacht tot er een goede, uitgebreide Nederlandse bibliotheek beschikbaar is. Gebruik tot die tijd alleen 3D voor de (definitief ) ontwerpfase. De implementering van 3D in de Nederlandse bouwsector gaat langzaam, dus u mist niets als u een paar jaar wacht.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Advies Kdv Architectuur
16
KdV is een middelgroot architectenbureau met ongeveer 20 medewerkers. Het bouwkundige tekenwerk wordt uitgevoerd met Arkey/ASD. Het advies van Frank van Leersum op 3D gebied. Zoals ik elders in dit afstudeerverslag uiteen zet heeft het voor mij de voorkeur om met Autocad te werken in plaats van Arkey. Hiermee worden bestands uitwisseling problemen voorkomen en kan goed worden samengewerkt met de huidige 3D software. Mijn ideale bouwkundige tekenomgeving zou er dan ook als volgt uitzien: Gebruik Revit vanaf de ontwerpfase tot en met de DO fase. Exporteer de 2D tekeningen uit Revit naar Autocad om daarin de tekeningen bouwkundig correct te maken voor de uitvoeringsfase. Het visualiseren kan met Revit of 3Ds Max gebeuren. Omdat op dit architectenbureau niet met Autocad gewerkt wordt zal er een andere 3D ontwerpmogelijkheid moeten worden gevonden.
Advies
Mijn advies is tweezijdig: Geven we geld uit aan een nieuw 3D pakket of niet. Ik denk dat het sowieso handig is om de Arkey 3D cursussen af te wachten om te weten of daarmee te ontwerpen is. 1. Koop Revit en leer de ontwerpers daarmee ontwerpen. Teken alle gebouwen daarmee tot de VO fase uit, exporteer het naar Arkey en teken daarmee de DO en gedetailleerde fases. Laat de ontwerpers eerst met het programma kennismaken, en bekijk per persoon of het zinnig is om voortaan met Revit te tekenen. Het is ook goed mogelijk om niet iedere ontwerper met Revit te laten tekenen, maar alleen de mensen die dat willen. Ik denk dat er een behoorlijke tijdwinst mee te behalen is. Deze tijdwinst kan behaald worden om de volgende redenen: Makkelijker en sneller renderen van een afbeelding van het gebouw (één druk op de knop, en geen instellingen hoeven wijzigen), niet alle tekeningen aan hoeven te passen als er één ding wijzigt. Ik denk dat het heel handig is als iedereen die Revit gebruikt voortaan een rendering kan maken, en niet alleen de mensen die Max onder de knie hebben. Kosten per persoon: 6000-8000 euro. Dit geld kan terug verdiend worden doordat men sneller kan werken. Ik denk dat de ontwerpers als ze eenmaal met het programma kennis hebben gemaakt het best kunnen aangeven in hoeveel maanden dit
Afstudeerverslag 3D ontwerp
17
bedrag terugverdiend kan worden. 2. Als de architecten/ontwerpers ook goed met Arkey 3D en/of Sketchup kunnen werken en het ontwerpproces bij de medewerkers bevalt dan is het niet nodig om te veranderen van ontwerpomgeving. Met de hand kan ook nog heel goed 3D worden getekend. Concluderend kan ik zeggen dat een omschakeling afhangt van drie factoren: 1. De bereidheid om geld te investeren door het architectenbureau. 2. Of er 3D te ontwerpen is met Arkey. 3. Of de architecten effectief met Revit kunnen tekenen.
Wat in welke fase?
De hoofdvraag van dit afstudeeronderzoek was, zoals gesteld in het plan van aanpak: Hoe maak ik gebruik van 3D in de verscheidene fases en met welke programma’s doe ik dat? Deze vraag heb ik voor het architectenbureau beantwoord middels het volgende schema:
In plaats van Revit zou er ook gebruik gemaakt kunnen worden van een ander pakket als All Plan of ArchiCAD. Ik heb het meeste ervaring met Revit, weet dat dit pakket goed werkt, en raad dit dus aan. Voor meer informatie over wat te gebruiken in welke fase kunt u het artikel ‘Advies gebruik 3D mogelijkheden’ lezen op pagina 13.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
18
Conclusie
Een half jaar is te kort om alle facetten van bouwkundig gebruik van 3D te onderzoeken. Wel heb ik zelf na dit onderzoek een goed inzicht gekregen in de mogelijkheden op dit gebied. Ik hoop dat u dat ook heeft na het lezen van dit verslag. Heeft u nog vragen, schroom dan niet om contact met mij op te nemen. Al 20 jaar wordt er geroepen dat 3D de toekomst heeft en we allemaal in één 3D model gaan tekenen. Inmiddels leven we in die toekomst en wordt er nog steeds op de oude vertrouwde manier getekend. Ik denk dat dit zo zal blijven, alleen de zeer ingewikkelde projecten zullen op een BIM manier worden opgezet. Iedereen zal pas met BIM gaan werken als de medewerkers op school al worden voorbereid en er een goed BIM pakket beschikbaar is.
Werkmethode 3D tekenen
Bij mijn werkgever KdV Architectuur heb ik aangeraden om 3D te gaan werken met Revit. Het is de bedoeling om daar bouwkundig 3D te mee ontwerpen, in de VO en DO fase. Na deze fases worden de 2D tekeningen geëxporteerd naar Arkey om deze daarin verder bouwtechnisch uit te tekenen. Omdat BIM nog niet echt leeft in Nederland en het nog maar op kleine schaal voor complexe projecten wordt toegepast raad ik niet aan om nu al met BIM te beginnen. Het voordeel van werken met Revit is dat het programma daar wel uitstekend voor geschikt is en er dus op een later moment makkelijk op een BIM manier gewerkt kan gaan worden. Carl-Peter Goossen, een adviseur bij Bouwquest heeft de voordelen van het werken met BIM in Revit mooi verwoord: De voordelen op rij: • Door toepassing van een speciaal voor de bouw ontwikkeld 3D model wordt de kans op ontwerpfouten veel kleiner. • Wanneer ook het ontwerp van installaties en constructies met Revit wordt gedaan, zullen ook deze kosten verder worden gereduceerd . • Het gehele project is in iedere bouwfase 3-dimensionaal te bekijken en te presenteren. • Flexibiliteit: wijzigingen in het ontwerp kunnen relatief snel aangepast worden • Een goede communicatie met AutoCAD-tekeningen is verzekerd. Zodoende kan ook de afstemming met andere adviseurs of (onder)aannemers op een goede manier plaatsvinden. • Ruimtetabellen en hoeveelheden bouwmaterialen zijn vanuit dit programma op te stellen en te berekenen.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Het onderzoek
19
Zoals u kunt zien als u het plan van aanpak leest, is dit afstudeer onderzoek begonnen met het idee 3D detaillering en is dit vervolgens verworden tot een onderzoek over 3D ontwerp. 3D detaillering is alleen bruikbaar om een bepaalde ingewikkelde aansluiting te verduidelijken. Op de bouw wordt er toch gewerkt met 2D tekeningen. Bij het architectenbureau heb ik het advies gegeven wat u in dit verslag kunt lezen. Dit heb ik gedaan middels een presentatie aan het bureau van mijn onderzoek tot nu toe en de manier van tekenen in de verschillende pakketten. Aan de hand daarvan gaf ik mijn advies om goed gebruik te maken van 3D. Het komt erop neer dat ik aanraad om voortaan met Revit te gaan ontwerpen. Omdat dit geen goedkope oplossing is (ongeveer 6000 euro per werknemer) is het aan de directeuren om te beslissen of mijn advies ook daadwerkelijk opgevolgd wordt. Overigens is het een kwestie van tijd en inzet om het geïnvesteerde geld terug te verdienen met tijdwinst.
Leerproces
Ik heb erg veel geleerd in deze afstudeerperiode. Ik denk dat het erg zinnig is om een half jaar met één onderwerp bezig te zijn. Mits op de juiste manier aangepakt is een onderzoek wat dieper gaat dan wat oppervlakkige algemene kennis heel leerzaam. Bij KdV Architectuur hield men rekening met mijn afstudeerproces en kreeg ik alle tijd om nieuwe dingen te leren en het geleerde op te schrijven. Dingen die ik dankzij dit afstudeeronderzoek kan zijn onder andere: Tekenen en renderen met 3ds Max, een verbeterde kennis van Photoshop, meer inzicht in de werking van een architectenbureau, de kennis om een gebouw uit te werken met Revit, en veel algemene kennis op het gebied van 3D en BIM.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Verklarende woordenlijst
20
Arkey: 2D technisch tekenprogramma Autocad: 2D technisch tekenprogramma Revit: 3D bouwkundig tekenprogramma. Er wordt één gebouwmodel getekend en daaruit haalt men de aanzichten, doorsneden en plattegronden. All Plan: Gelijk aan Revit ArchiCAD: Gelijk aan Revit 3ds Max: 3D tekenprogramma waarmee men kan tekenen en renderen. Maya: Gelijk aan 3ds Max. Photoshop: Programma om afbeeldingen mee te bewerken. Sketchup: Eenvoudige 3D modeller waarmee snel een ont- werp te schetsen is. VO: Voorlopig ontwerp DO: Definitief ontwerp BIM: Bouw Informatie Model. Alle partijen in het bouwproces tekenen in één 3D model. Alle informatie die beschikbaar is over het gebouw wordt in dit model verwerkt. Hierdoor zijn bouwfouten en verwante faalkosten te voorkomen.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Bronvermelding
• •
21
Het BNA branche onderzoek uit november 2008 naar het ICT gebruik in het ontwerpproces. Een Slide-share presentatie van Carl-Peter Goossen over de implementatie van BIM op het architectenbureau.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Bijlage 1: gemaakt werk
1
Op chronologische volgorde vind u hier het werk wat ik verricht heb om tot mijn uiteindelijke afstudeerconclusie te komen, en het advies wat ik aan het architectenbureau kon geven.
Algemeen 3D onderzoek
Om het programma 3ds Max aan te leren heb ik een aantal presentatie afbeeldingen gemaakt.
Starterswoningen Valkenswaard, gemodelleerd en gerenderd met 3ds Max
Afstudeerverslag 3D ontwerp
2
Starterswoningen in Nuenen, gemodelleerd en gerenderd met 3ds Max
Twee-onder-één-kapwoningen in Nuenen, gemodelleerd en gerenderd met 3ds Max
Afstudeerverslag 3D ontwerp
3
Twee-onder-één-kapwoningen in Nuenen, gemodelleerd en gerenderd met 3ds Max
Patiowoningen in Nuenen, gemodelleerd en gerenderd met 3ds Max
Afstudeerverslag 3D ontwerp
4
Een ontwerp analyse heb ik gemaakt voor een basisschool in Weert.
Een doorzichtig 3D model waarop de binnenwanden zijn te zien
Een rendering voor de toekomstige bewoners en de welstandscommissie
Afstudeerverslag 3D ontwerp
5
De ruimtelijke werking van de gang tussen de twee gebouwen gevisualiseerd
Ontwerpvarianten gevisualiseerd voor een tweetal scholen in Weert en Stramproy
Afstudeerverslag 3D ontwerp
6
Koppeling Arkey – Max onderzocht met een 3D model. De 3D conversie blijkt niet bijster handig tussen deze programma’s.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
7
Bouwbord afbeelding gemaakt aan de hand van een Revit model met 3ds Max.
Een aantal ontwerpvarianten gevisualiseerd met Sketchup. Een uitbreiding voor een school. In dit geval koos ik voor Sketchup omdat het snel moest.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Bouwbord afbeelding gemaakt van een school.
Blob gemodelleerd om de typologie van een te ontwerpen school weer te geven. Het idee is gebaseerd op een vallende waterdruppel.
8
Afstudeerverslag 3D ontwerp
9
Appartementen complex met Revit uitgetekend tot VO/DO fase om te bekijken hoe goed dat mogelijk is.
Afstudeerverslag 3D ontwerp
Isometrische weergave
Aanzicht
Aanzicht
10
Afstudeerverslag 3D ontwerp
11
Afstudeerverslag 3D ontwerp
12
