ainb

“Algoritmes verkennen vormen in projecten die tot nu toe onmogelijk te bouwen waren.”

artikel uit magazine nook - nr.3/2021 • 8 november 2021

Parametrische Architectuur is aan een opmars bezig binnen de architectuur. Patrik Schumacher, Principal bij Zaha Hadid Architects en bedenker van de term parametricism, en Marc Martinez van NCBHAM zijn twee experts op het gebied van Parametrische Architectuur. Wij spraken hen over de schoonheid van een interieur dat is ontworpen met behulp van algoritmes en waarom Parametrische Architectuur een duurzamere toekomst voor de architectuurindustrie biedt.

Dit artikel komt uit ons magazine Nook. AiNB leden krijgen dit vakblad gratis. Niet-leden kunnen hier een abonnement op Nook bestellen.

De methodologie en technieken van Parametrische Architectuur, ook wel Computational Design, geven architecten veel meer vrijheid om vormen te creëren voor gebouwen die voorheen niet mogelijk waren. Prominente voorbeelden zijn de futuristische gebouwen ontworpen door Zaha Hadid Architects, met spectaculaire vloeiende, gebogen vormen die er enigszins buitenaards uitzien. “Het ontwerpen met geavanceerde parametrische ontwerpsystemen en scripting technieken biedt ons zo veel meer,” zegt Patrik Schumacher. “Ze openen een heel nieuw universum van creatieve ontwerpmogelijkheden. Ze koppelen ingewikkelde complexiteit aan mathematische precisie en dat levert een heel nieuw esthetisch domein op, waar je met traditionele ontwerptechnieken niet in de buurt komt.”

Een algoritme zal de hoeveelheid tijd voor taken verminderen en helpen om economisch met materialen om te gaan.

Zaha Hadid Architects, Changsha Grand Theatre, China - Photo: Virgile Simon Bertrand

Vormvrijheid


Bij Zaha Hadid Architects maken ze in hun ontwerpen volop gebruik van de vormvrijheid. “De technieken stellen ons in staat om complexe oppervlakken met een voortdurend variërende kromming te creëren en te beheersen, zowel synclastische (bolvormige, red.) als anticlastische (zadelvormige, red.) oppervlakken,” zegt Schumacher. “Hierdoor zijn onze vormen en ruimtes vloeiend en passen ze zich daardoor makkelijk aan aan onregelmatige ondergronden en aan uiteenlopende interne eisen, terwijl ze toch altijd gemakkelijk te begrijpen en te navigeren blijven.”

 

Marc Martinez is Associate Architect en Head of Computational Design & Technologie bij NCBHAM. Een van zijn eerste projecten was een co-working space, Trakk in Namen. Met behulp van computational design technieken werd een inventieve oplossing gevonden voor een amfitheatertrap.

 

Martinez is altijd gefascineerd geweest door de vormen in het werk van de architecten Frei Otto, Antonio Gaudí, Oscar Niemeyer en Sergio Musmeci. “Zij ontwierpen verbazing wekkende fysieke modellen voor hun projecten door bijvoorbeeld te experimenteren met luchtbellen om structuren te bouwen die nog nooit eerder waren gebouwd. Sinds ik computational design en digitale fabricage heb ontdekt, voel ik mij in staat om, net als deze pionier architecten in hun tijd, grenzen en limieten in onze eigen ontwerpen te verleggen tot niveaus die de huidige knowhow van de industrie behoorlijk op de proef stellen.”

NCBHAM, Trakk amphitheater, Namen - Photo: Olivier Anbergen

Duurzaamheid


Op het gebied van duurzaamheid denkt Martinez dat Parametrische Architectuur ons ook veel kan bieden. “We leven in een snelle wereld met veel
nieuwe uitdagingen. Duurzaamheid is een belangrijk vraagstuk in de architectuur en in de wereld in het algemeen. Door de toepassing van deze methodologie
en technologie stellen architecten zich een duurzamere toekomst voor de architectuurindustrie voor, met zo min mogelijk verspilling van tijd, arbeid en materialen. Een algoritme zal de hoeveelheid tijd voor taken verminderen, minder mensen bij taken betrekken, en helpen om economisch met materialen om te gaan.”

 

Al vroeg in zijn loopbaan was Martinez geïnteresseerd in duurzaam bouwen. Een van zijn eerste toepassingen van computational design was het ontwerpen van gevels van gebouwen in 2014. Hij gebruikte algoritmes in het ontwerpproces en ook gegevens over het weer van luchthavendatabases. “Deze input leverde zeer nuttige data op voor een zonne-analyse in het model en hielp bij het ontwerpen van openingen en zonwering die de verwarming of koeling in het gebouw kunnen beïnvloeden,” legt hij uit. “Bij het ontwerpen van de gevel keken we niet alleen naar de schoonheid van de uiteindelijke compositie, maar hielden we ook rekening met de weersomstandigheden. Het gebouw verbeteren én het leven van de gebruikers, dat was het streven. Het algoritme hielp ons om rationele beslissingen te nemen over de duurzaamheid van het gebouw.”

 

Grensverleggend

 

De interieurs die Schumacher en Martinez hebben ontworpen met behulp van parametrische software hebben de grenzen van de architectuur verlegd. Interieurarchitecten zullen hier ook veel baat bij hebben, stellen ze. “De voordelen zijn groot, en hoe groter en complexer het project, hoe duidelijker de voordelen,” zegt Schumacher. “Een goed voorbeeld is de inrichting van hoofdkantoren, waar ruimtes voor allerlei sociale interacties een logische plek naast elkaar moeten krijgen. Maar parametrisch ontwerpen is ook zinvol in kleine, intieme ruimtes, waar de omgeving en het meubilair ergonomisch moeten worden ontworpen.”

 

Volgens Martinez zal het gebruik van computationele ontwerpprocessen interieurarchitecten meer vrijheid geven om te ontwerpen wat zij zich kunnen voorstellen. “Het zou hen kunnen helpen hun creativiteitsproces uit te breiden, zoals ik het zelf heb ervaren op de universiteit in Valencia. Toen ik Autocad gebruikte, kon ik mezelf niet volledig uitdrukken in mijn ontwerpen. Dat bleek de verkeerde software voor mij; nieuwe programma’s en software boden mij meer vrijheid. Ik geloof dat je met computational design elke vorm waarin je geïnteresseerd bent, kunt verkennen en fabriceren.”

 

Martinez noemt nog een waslijst aan andere voordelen. “Door het gebruik van computational design kunnen we gegevens visualiseren, in korte tijd meerdere ontwerpopties verkennen, repetitieve maar anders tijdrovende taken automatiseren, in real-time testen of het ontwerp zal presteren zoals je denkt dat het zal presteren, algoritmisch en logisch denken op een stapsgewijze manier, waardoor ‘schone’ processen ontstaan.”

 

Als laatste voordeel van het gebruik van algoritmes noemt hij de tijdsfactor “We kunnen veel aanpassingen maken tot we het resultaat krijgen dat we het beste achten voor het project. Zonder deze hulp zouden de deadlines waar we mee te maken hebben ons niet toelaten om zoveel interessante ideeën te kunnen testen.”

NCBHAM, Makisu Ma Campagne - Photo: Jelle Vans

Schoonheid


Wat vinden de architecten nou de schoonheid van een interieur dat is ontworpen met behulp van algoritmes? Schumacher: “Interieurs vormen het hart van alle architectonische ontwerpen. Daarom beschouwen wij interieurdesign als een uiterst belangrijke tak van de architectuur. Architecturale ruimte is belangrijker dan architecturale objecten. Algoritmes bieden op heel veel terreinen binnen de architectuur nieuwe oplossingen, met een ongekend niveau van verfijning. Zo kunnen ze
helpen de functionele organisatie van de ruimte vorm te geven. En daarmee bijdragen aan comfort en woongenot.”

 

Martinez zegt dat het ontwerpen uiteindelijk wel een menselijk proces zal blijven. “Algoritmes kunnen een lijst van de twintig beste oplossingen opstellen om iets optimaal te maken, maar ze kunnen niet begrijpen welke mooier is of welke de beste oplossing zal zijn voor een project en de specifieke kenmerken ervan. Dat blijft een beslissing die de architect moet nemen.”

 

 

Zaha Hadid Architects, Heydar Aliyev Center, Baku, Azerbaijan - Photo: Helene Binet

Blijven verrassen


Een punt van kritiek op algoritmes, bijvoorbeeld dat van Spotify, is dat de streamingdienst te veel vertrouwt op algoritmes om playlists samen te stellen. Op basis van wat de gebruiker invoert, krijgt hij vergelijkbare muziek aangeboden waardoor het verrassingselement van het ontdekken van nieuwe muziek enigszins verdwijnt. Stellen de algoritmes die in de parametrische architectuur worden gebruikt oplossingen voor die Schumacher en Martinez als architect volledig verrassen? “Ja, er zijn nog steeds verrassingen, vooral met evolutionaire algoritmes,” zegt Schumacher. “Bijvoorbeeld topologieoptimalisatietools die structurele skeletten creëren zonder ingebouwde vooroordelen. Ze leveren oplossingen tussen gegeven belastingpunten en steunpunten. Bij zeer eenvoudige constructies liggen de resultaten vaak voor de hand. Maar de oplossingen voor asymmetrische, complexe constructies zijn echt origineel en vaak verrassend.” Martinez raakt ook nog steeds verheugd door de oplossingen van de algoritmes. “Soms begin je het creatieve proces met een duidelijke visie waarvan je denkt dat die geweldig zal zijn, maar het algoritme bied je soms een totaal onverwacht en ander resultaat aan. Je komt op een interessantere plek uit dan wat je aanvankelijk gedacht had. Je weet soms niet waar je zult eindigen.” [TS]