Apreliminares tesis romulo

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA. FACULTAD DE ARQUITECTURA Y DISEÑO DIVISIÓN DE ESTUDIOS PARA GRADUADOS PROGRAMA: MAESTRIA EN INFORMÁTICA EN ARQUITECTURA

AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE DISEÑO ARQUITECTONICO A PARTIR DEL CONCEPTO DE HIPERGRAFO ESTRUCTURADO Y SU APLICACIÓN EN EL DISEÑO DE VIVIENDAS

Trabajo presentado como requisito para optar al Grado de Magíster Sc. en Informática en Arquitectura

Autor: Arq. Rómulo Croes Tutor: Arq. M. Sc. Cecilia Naranjo

Maracaibo, Diciembre de 2009

ii

Veredicto del Jurado El presente jurado aprueba este Trabajo de Grado del Programa de Informática en Arquitectura, modalidad Maestría, titulado: AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE DISEÑO ARQUITECTONICO A PARTIR DEL CONCEPTO DE HIPERGRAFO ESTRUCTURADO Y SU APLICACIÓN EN EL DISEÑO DE VIVIENDAS, que el ARQ. ROMULO CROES presenta al Consejo de la Facultad de Arquitectura y Diseño, cumpliendo con los requisitos señalados en el Reglamento de Estudios para Graduados de la Universidad del Zulia, para obtener el título de Magister Scientiarum en Informática en Arquitectura.

Maracaibo, ___/___/______

Jurado: _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________

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Dedicatoria Al Señor Jesucristo por acompañarme en todo tiempo e inspirarme para realizar mis sueños.

A mi padre James Croes a un ano de su partida, mi inspiración y ejemplo profesional para continuar estudiando.

A mi esposa Herbis Beatriz por su apoyo, amor, comprensión y estimulo para realizar este proyecto e inspiración para seguir adelante.

A mis hijos Esteban Andrés, Carlos Eduardo y María Isabel motivos para mi superación y ejemplo para ellos.

Rómulo.

iv

Agradecimientos A mi familia, mi m谩s preciado tesoro.

A la profesora Cecilia Naranjo (Tutora) a quien le doy las gracias por todo su apoyo, amistad y motivaci贸n para realizar este proyecto.

Al profesor Santiago Colmenares por su apoyo, ayuda, entusiasmo y amistad.

A la profesora Gabriela Bustos por su apoyo.

A mis colegas de estudio de la cohorte 2004.

Gracias.

Arq. R贸mulo Croes.

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Croes, Rómulo AUTOMATIZACION DEL PROCESO DE DISEÑO ARQUITECTONICO A PARTIR DEL CONCEPTO DE HIPERGRAFO ESTRUCTURADO Y SU APLICACIÓN EN EL DISENO DE VIVIENDAS. Trabajo para optar al título de Magister Scientiarum en Informática en Arquitectura, División de Estudios para Graduados de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad del Zulia. Maracaibo. Venezuela, 2009, páginas185.

Resumen La investigación tuvo como propósito desarrollar un sistema automatizado para facilitar el proceso de diseño arquitectónico de unidades básicas de viviendas aplicando el concepto de hipergrafo estructurado. Para cumplir con dicho propósito se desarrolló un marco teórico apoyado en los planteamientos de autores como Monedero (2000), Naranjo (1995), Burgos (1996) Negroponte (2000), Orihuela (2006), entre otros. Metodológicamente, la investigación se tipificó como un proyecto factible, descriptivo, de campo, transversal, con un diseño no experimental, descriptivo y transeccional. La muestra objeto de estudio estuvo formada por nueve (9) docentes de la cátedra de Composición Arquitectónica de la Facultad de Arquitectura de la Universidad del Zulia, ciento quince (115) estudiantes de la misma institución, y once (11) profesionales de arquitectura de las ciudades de Maracaibo y Cabimas. Como técnica de recolección de datos, se utilizó la observación directa mediante encuesta, y como instrumento dos (2) cuestionarios, uno dirigido a los docentes y estudiantes y otro a los profesionales.

Dichos instrumentos fueron validados por cuatro (4) expertos en metodología y arquitectura y sometidos a una prueba piloto que permitió aplicar la validez discriminante de ítems y el coeficiente de confiabilidad basado en el método de estabilidad, el cual se ubicó en 0,90 para ambos instrumentos. Los resultados indican la necesidad de afianzar los conocimientos referidos al proceso de diseño y la utilización de una metodología basada en hipergrafos estructurados que facilite la comprensión en la agrupación de los espacios que conforman una solución arquitectónica a la luz de las nuevas tecnologías. Aprovechando así, las bondades, rapidez y manejo de grandes volúmenes de información que estas tecnologías ofrecen. Estos resultados condujeron al desarrollo lógico y físico de un sistema automatizado en un ambiente CAD (Diseño Asistido por Computador) con la finalidad de atender este tipo de requerimientos. Este diseño interactivo permite la agrupación de espacios arquitectónicos desde un punto de vista funcional, como punto de partida para el desarrollo y solución de proyectos arquitectónicos.

Finalmente, se recomendó su implementación así como su evaluación continua.

Palabras clave: Hipergrafos Estructurados, Proceso de diseño Arquitectónico, Sistema Automatizado.

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Croes, Romulo. AUTOMATIZATION OF THE ARCHITECTURAL DESIGN PROCESS FROM THE HYPERGRAPH STRUCTURED CONCEPT AND ITS APPLICATION IN HOUSES DESIGN. Paper submitted to fulfill the Master on Informatics for Architecture required by the Architecture and Design Faculty Graduated Studies Division of the La Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela, 2009, pages 185.

Abstract The research was aimed to develop an automated system to facilitate the process of basic architectural design of housing units using the structured hypergraph concept. To meet this purpose a theoretical framework was structured based on the contributions of Monedero (2000), Naranjo (1995), Burgos (1996), Negroponte (2000), Orihuela (2006), among others. Methodologically, the research is typified as a feasible, descriptive and field project with a non-experimental, descriptive and transectional design. The sampling consisted of nine (9) teachers from the Architectural Composition subject of the School of Architecture at the University of Zulia, one hundred fifteen (115) students from the same institution and eleven (11) architecture professionals who works in the cities of Maracaibo and Cabimas. As a data collection technique, direct observation was carried out using two (2) questionnaires. One aimed to teachers and students and the other to professionals. These instruments were validated by four (4) experts in methodology and architecture and, pilot-tested. The latter allowed the application of discriminant validity of items and the reliability coefficient based on the method of stability, which reported a 0.90, for both instruments. The results indicate the need to enhance the knowledge concerning the design process using the structured hypergraph methodology to facilitate the understanding of group spacing as an architectural solution. This involves, taking the advantages of speed and large volumes of information handling offered by the new technologies. The results also led to the development of an automated system based on CAD (Computer Aided Design) which was logically and physically designed in order to meet such requirements through an interactive application allowing the grouping of architectural spaces from a functional point of view and as a starting point for the development and resolution of architectural projects. Finally, the implementation and continuous evaluation of the system developed is recommended.

Keywords: structured hypergraph, architectural design process, automated system.

vii

ÍNDICE GENERAL Veredicto del Jurado ……………………………………………………………......

Dedicatoria ……………………………………………………………………………

Agradecimientos ………………………………………………………………………..

Resumen ……………………………………………………………………………….

Abstract ………………………………………………………………………………… Ïndice General ………………………………………………………………………….. Ïndice deTablas ………………………………………………………………………… Ïndice de Gráficos ……………………………………………………………………..

Introducción

Pág. ii iii iv v vi vii x xi 12

CAPÍTULOS EL PROBLEMA………………………………………………………………

Planteamiento del problema… …………………………………………………..

Formulación del Problema...........................................................

Objetivos de la Investigación............................................................................

Objetivo General..............................................................................................

Objetivos Específicos.................................................................................

Justificación de la Investigación.....................................................................

Delimitación de la Investigación....................................... ...........

15 15 19 20 20 20 21 22

II. MARCO TEÓRICO 2.1.

Antecedentes de la Investigación………………………………………….

2.2.

Bases Teóricas………………………………………………………………

2.2.1. Recuento histórico sobre la automatización de la distribución espacial 2.2.2. Enseñanza del proceso de diseño…………………………………………

2.2.3. El Hipergrafo…………………………………………………………………

2.2.3.1. Hipergrafo estructurado..........................................................................

2.2.3.2. El Hipergrafo y el Modelo Grafico Tridimensional………………………..

2.2.3.3. Unidades Básicas……………………………………………………...........

2.2.4. Sistemas automatizados en el proceso de diseño arquitectónico……..

2.2.4.1. Creatividad……………………………………………………………………

2.2.4.2. Teoría de Conjuntos…………………………………………………………

2.2.4.3. Constructividad y Navegabilidad...........................................................

2.2.4.4. Interactividad..............................................................................

2.2.4.5. Interfaz...................................................................................................

2.2.4.6. Imágenes.................................................................................................

2.3.

Definición de términos básicos................................................................

2.4.

Sistema de Variables...............................................................................

2.4.1. Definición Nominal de la variable............................................................

2.4.2. Operacionalización de la variable............................................................

23 23 28 28 31 36 38 42 44 44 47 48 49 49 50 50 51 53 54 54

III. MARCO METODOLÓGICO 3.1.

Tipo de Investigación…………………………………………………………

57 57

I. 1.1.

1.2.

1.3.

1.3.1.

1.3.2.

1.4.

1.5.

viii

Diseño de Investigación……………………………………………………

Población...................................................................................

Muestra.....................................................................................

Muestreo..................................................................................

Técnicas e instrumentos de recolección de datos...................................

Validez y confiabilidad de los instrumentos...........................................

Técnicas de Análisis de los datos................................................

58 58 61 61 62 63 65

IV. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS 4.1.

Resultados del cuestionario aplicado a profesores y estudiantes 4.1.1. Dimensión: Estado actual del conocimiento del método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas…………………………………………………………….. a) Indicador: Conocimiento del proceso de diseño por parte de profesores y alumnos…………………………………………………… b) Indicador: Conocimiento del método de hipergrafos por parte de los profesores y alumnos...................................................................... c) Indicador: Utilización del método de hipergrafos en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas……………………………………… d) Indicador: Utilización del proceso de diseño arquitectónico de viviendas................................................................... e) Indicador: Necesidad de uso del método de hipergrafos estructurados, en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas....

4.1.2.

Dimensión: Sistemas automatizados para el análisis de información en el proceso de diseño arquitectónico utilizando el método de hipergrafos estructurados......................................................................

66 66

3.2.

3.3.

3.3.1.

3.3.2.

3.4.

3.5.

3.6.

4.2.

4.2.1.

4.2.2.

a) Indicador: Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el proceso de diseño arquitectónico................................................. b) Indicador: Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico.................. … … … … … … … … … … … … … … … … … … .

Resultados del cuestionario dirigido a profesionales en ejercicio……

Dimensión: Estado actual del conocimiento del método de hipergrafos estructurados, en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas..... a) Indicador: Conocimiento del proceso de diseño por parte de los profesionales………………………………………………………………… b) Indicador: Conocimiento del método de hipergrafos por parte de los profesionales……………………………………………………………. c) Indicador: Utilización del proceso de diseño arquitectónico de viviendas……………………………………………………………… d) Indicador: Utilización del método de hipergrafos en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas…………………..

Dimensión: Sistemas automatizados para el análisis de información en el proceso de diseño arquitectónico utilizando el método de hipergrafos estructurados...................................................................... a) Indicador: Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el

66 67 68 70 72 74 75 76 78 79 80 80 82 84 85 87

ix

4.3.

4.3.1.

4.3.2.

4.3.3.

4.3.4.

V.

proceso de diseño arquitectónico………………………………………… b) Indicador: Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico................................................................

Análisis y discusión de los resultados....................................

Describir el estado actual de la enseñanza del método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas en la cátedra de composición arquitectónica en la Facultad de Arquitectura de Universidad Zulia.........................................................................................

Definir el estado actual de la utilización del método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas......

Identificar los sistemas automatizados utilizados en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas.............................................................

Identificar los requerimientos básicos del diseño de un sistema automatizado para el análisis de información en el proceso de diseño arquitectónico utilizando el método de hipergrafos estructurados...........

PROPUESTA PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO DE DISEÑO ARQUITECTONICO A PARTIR DEL CONCEPTO DE HIPERGRAFO ESTRUCTURADO

5.1.

Objetivos del sistema automatizado ………………………………………

5.2.

Metodología para el desarrollo del sistema ………………………………

5.3.

Flujograma general… ……………………………………… ………………

5.4.

Ejemplo de funcionamiento de la aplicación ……………………………..

Conclusiones y recomendaciones………………………………………………..

Referencias Bibliográficas…………………………………………………………….

Anexos I. Cuestionario dirigido a docentes y estudiantes......................................

II. Cuestionario dirigido a profesionales de arquitectura en ejercicio.............

III. Tabla de construcción y validación del cuestionario para docentes y estudiantes……………………………………………………………………

IV. Flujogramas: General y de Procesos. ………………………………………

V. Interfaz Gráfica……………………………………………………....................

VI. Algoritmo…………………………………………………………………….

87 90 91

92 92 93 93

95 95 96 104 105 121 125 128 129 133 137 148 159 170

x

Índice de Tablas Tabla No.

Descripción

1

Simbología de la teoría de conjuntos...............................

2

Operacionalización de la variable (Cuestionario dirigido a Profesores y estudiantes de LUZ)..............................................

Operacionalización de la variable (Cuestionario dirigido a profesionales en ejercicio).................................. .............

Delimitación de la Población Universitaria..................................

3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13

14 15 16 17 18 19

Delimitación de la Población Profesional……………………….

Resultados de la Validación……………………………………….

Conocimiento del proceso de diseño por parte de profesores y alumnos………………………………………….

Conocimiento del método de hipergrafos por parte de los profesores y alumnos………………………………………………

Utilización del método de hipergrafos en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas………………………………………..

Utilización del proceso de diseño arquitectónico de viviendas……………………………………………………………

Necesidad de uso del método de hipergrafos estructurados, en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas…………………………………………………………

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el proceso de diseño arquitectónico…………………………………

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico………………………………………………………

Conocimiento de proceso de diseño por parte de los profesionales…………………………………………………

Conocimiento del método de hipergrafos por parte de los profesionales…………………………………………………………

Utilización del proceso de diseño arquitectónico de viviendas…………………………………………………………

Utilización del método de hipergrafos en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas………………………

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el proceso de diseño arquitectónico………………………………

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico……………………………………………………

Pág.

49 55 56 59 60 64 67 69 71 73 74 77 78 81 83 84 86 89 90

xi

Índice de Gráficos Gráfico No.

Descripción

Pág.

No.

1

Etapas del proceso de diseño y uso del hipergrafo…………

35

2

Modelo Tridimensional...................................................

43

3

Resultados del Indicador conocimiento del proceso de diseño por parte de profesores y alumnos.................... .

Conocimiento del método de hipergrafos por parte de los profesores y alumnos.............................................

Utilización del método de hipergrafos en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas................................

Utilización del proceso de diseño arquitectónico de viviendas.......................................................................

Necesidad de uso del método de hipergrafos estructurados, en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas.............................................................

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el proceso de diseño arquitectónico.......................... ........

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico....................................................

Conocimiento de proceso de diseño por parte de los profesionales.................................................................

Conocimiento del método de hipergrafos por parte de los profesionales...........................................................

Utilización del proceso de diseño arquitectónico de viviendas.......................................................................

Utilización del método de hipergrafos en el proceso de diseño arquitectónico de viviendas.................................

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el proceso de diseño arquitectónico..................................

Conocimiento y uso de los sistemas automatizados en el método de hipergrafos estructurados en el proceso de diseño arquitectónico....................................................

4 5 6 7

8 9

10 11 12 13 14 15

68 69 71 73 75 77 79 81 83 85 86 89

91