Parametrisk design – vad är det egentligen?

För några veckor sedan så hade två arkitektkollegor en presentation om parametrisk design för oss som arbetar med IT för samhällsutveckling på Stockholmskontoret. Parametrisk design var något som jag till största del hade hört talas om i mer specifikt designrelaterade sammanhang. Datorer som designar möbler med normbrytande former, där tekniken används i ett estetiskt syfte. Ungefär så långt sträckte sig min referensram angående ämnet.

Det vi fick lära oss var naturligtvis att det kan användas till otroligt mycket mer. Precis som det låter så handlar ju parametrisk design om att välja ut vissa parametrar som förutsättningar för designen. Därför finns det lika många möjligheter för tillämpning som antal kombinationer av parametrar. Jag tyckte detta var superspännande och kände att detta måste fler lära sig om!

Eftersom jag själv är långt ifrån expert på området så har jag istället intervjuat dessa två kollegor för att få höra vad de har att säga om ämnet.

Intervjudeltagare: Robert Granstam & Alexander Stark (klicka för länk till LinkedIn)

Kortfattat – vad är parametrisk design?

I vår samtida arkitektur är vi väldigt beroende av användandet av datorer med sofistikerade och avancerade programvaror. Utvecklingen av den parametriska designen har varit direkt avgörande för att kunna säkerställa genomförbarheten på projekt med komplexa former och konstruktioner. Parametrisk design kan beskrivas som ett sätt att finna och lösa problem med hjälp av mätbara faktorer och variabler där värdet på en specifik faktor eller variabel kan justeras för att generera olika unika lösningar.

Hur kom det sig att ni började arbeta med parametrisk design? Vad var det som framför allt gjorde er intresserade att börja utforska området?

Vi drivs av att hitta ett mer hållbart och effektivt sätt att skapa platsanpassad arkitektur. Enligt vår mening ska ett verktyg aldrig vara en begränsning för skapandet. Vårt intresse för parametrisk design startade när vi gjorde vårt examensarbete. Då ville vi skapa en dubbelkrökfasad som optimalt nyttjade sol.

Vem kan sätta igång? Kunskapskrav? Hur börjar man?

Alla som är nyfikna och tycker det är roligt att skapa. Det finns en explosion av tutorials och forum på internet. Plattformen är open source, vilket innebär att alla kan dela och utveckla plattformen. Om man vill börja med visuell programmering är det lättast att söka på Youtube ’Grasshopper eller Dynamo’. Av egna erfarenheter så lär man sig bäst av att implementera metodiken i egna projekt och hitta lösningar, kör man fast på något så är forumen till stor hjälp.

Vilka program använder ni? Vad för teknisk kompetens krävs för att arbeta med detta?

När det handlar om parametrisk design så använder vi huvudsakligen Grasshopper som är ett visuellt programmeringsverktyg till Rhino 3D. Detta använder vi när vi jobbar med geometrier och analyser. Dynamo är ett annat visuellt programmeringsverktyg som är kopplat till Revit. Detta använder vi för dokumentation, datahantering och ibland som överbryggningsprogram. Enligt vår erfarenhet så hanterar Grasshopper geometrier bättre än vad Dynamo. Detta på grund av huvudplattformarnas (Rhino 3D & Revit) struktur. För att arbeta med visuell programmering krävs förståelse för geometrier, matematik och det är fördelaktigt med kunskap inom programmering. Det är viktigt att förstå hur datahanteringen fungerar i visuellprogrammering.

Vi studerade Rhino 3D i Singapore, vilket underlättade förståelsen för hur Grasshopper fungerade.

Vad är den största nyttan i ert arbete?

Mer fokus kommer ske tidigare i processen för att säkerställa slutresultat och få en smidigare byggtid. Parametriska verktyg är en stor del av denna utveckling.

Varför?

Parametrisk design möjliggör att utförliga analyser snabbt och noggrant kan utföras för att kartlägga en plats möjligheter och förutsättningar. Det går även att snabbt och effektivt framställa analyser på hur olika lösningar svarar på de designparametrar som är viktiga för ett specifikt projekt. Allt som är mätbart kan analyseras vilket ger obegränsade möjligheter.

Genom att effektivt analysera en plats och dra maximal nytta av dess förutsättningar underlättas ett hållbart byggande. Till exempel kan parametriska analyser visa hur förnyelsebara energikällor som sol och vind kan integreras i utformningen och hur effekten av dessa kan optimeras. Hållbarhet kan även uppnås genom optimeringar av strukturer så att mängden material kan minimeras.

Parametrisk design möjliggör även förändringar i senare skede utan att något behöver modelleras om. Detta bidrar till ett mer kostnadseffektivt flöde. Genom att automatisera repetitiva och monotona uppgifter kan mer fokus läggas på att lösa frågor kring hållbarhet och utformning. På så sätt kan mer tid ägnas åt att skapa arkitektoniska kvalitéer. Parametrisk design kan med fördel användas i projekt i alla skeden och skalor. Det kan handla om allt ifrån att effektivisera en liten detalj till att optimera och utforma stadsplaner.

Den största nyttan i vårt arbete är att verktyget inte begränsar vårt skapande. Det är en bonus att processen blir mer effektiv. Möjligheten att återanvända scripts gör att vi aldrig behöver göra om samma arbete utan endast kan ändra och anpassa förutsättningarna. Dessutom är sena förändringar enkla att åtgärda och felkällan minimeras.

Utredningsstudie för glastaket för framtida Marmorhallarna i Sturekvarteret: Sweco Architects. Visualisering av Tomorrow

Vilka är de största utmaningarna?

Tekniska utmaningar:

Överbryggningen mellan olika programvaror och samarbetet mellan olika discipliner.
I alla programmeringsspråk finns det olika sätt att skriva en kod. Det samma gäller i visuell programmering det leder till att det kan vara svårt att hitta standardiserade lösningar.

Övriga utmaningar:

Att ändra byggbranschens tankesätt och förståelse för möjligheterna med parametriska verktyg samt övergången från timarvode till ett värdebaserat fast pris. Få kunder och beställare att förstå och inse möjligheterna med parametrisk design. Tekniken kan kräva en lite större tidsåtgång i ett tidigt skede men som man sedan sparar in senare i processen i och med flexibiliteten.

Vad ser ni för potential i samhället i stort? Finns det andra områden som kan dra nytta av parametrisk design?

Skapa ett mer hållbart samhälle där byggnader och städers utformning är optimerade för platsens förutsättningar. Parametriska verktyg effektiviserar även byggnadsprocessen vilket sparar på miljön och processkostnader. Det finns stora fördelar och möjligheter med parametrisk design för alla discipliner in byggnadssektorn och tankesättet är applicerbart även i andra branscher. De många fördelarna som påpekas tidigare visar hur lönsamheten kan ökas med hjälp av parametriska verktyg. Genom att snabbt kunna framställa många olika lösningar på ett designproblem kan många olika aspekter snabbt utvärderas. Detta sparar tid jämfört med att modellera varje lösning individuellt och sedan utvärdera dessa, vilket man får göra med traditionella CAD-verktyg. Parametriska verktyg gör det möjligt att ha fler parametrar som har inverkan på designen än som annars är möjligt. Med hjälp av parametriska verktyg kan man hitta den bästa möjliga utformningen av en byggnad utifrån styrande parametrar och på så sätt hitta lösningar som ej annars skulle kunnat gå att beakta. Parametrisk design ger tydliga indikationer på hur en specifik utformning beter sig under olika omständigheter. Detta gör att olika lösningar kan värderas utifrån hur väl de presterar utifrån valda designparametrar. Denna metodik ger oss möjligheten att redan tidigt i designprocessen upptäcka om vi valt rätt riktning. Detta är gynnsamt eftersom att tidiga förändringar är enklare att åtgärda och således blir mer kostnadseffektiva.

Glaciären med dubbelkrökt fasad som optimalt nyttjar sol.

Vad brukar ni få för reaktioner när ni berättar om ert arbete?

När vi åker runt och föreläser om ämnet brukar vi få en positiv respons, vilket är superkul. De flesta förstår möjligheterna med parametrisk design. Detta har lett till att vi har ett gemensamt nätverk inom avancerad modellering på Sweco. Vilket bidrar att vi kan ha en naturlig överbryggning och samarbete mellan olika discipliner.

Finns det någon kritik i form av att ni effektiviserar bort ert eget yrke?

Det är en bra och aktuell fråga. Vi ser det som att vi skapar ett mervärde för kunden, därför fungerar inte det traditionella timarvodet utan här måste vi som konsulter/arkitekter titta på en värdebaserad fast kostnad (paket). Att skapa mer effektiva processer ersätter många monotona uppgifter som utförs, vilket leder till att vi kan fokusera mer på att skapa bra arkitektur.

Vi kommer inte att effektivisera bort vårt eget arbete, utan det är vi som styr den parametriska modellens input och output. Visuell programmering används i tidiga skeden som en indikation av hur det kan se ut (designparametrar), men även som ett verktyg när man vet hur resultatet ska se ut. Arkitektens roll kommer med tiden att förändras och fokuset kommer som nämnts ovan vara i de tidiga skedena. Pratar man för egen del så hoppas vi att arkitektens roll kommer vridas tillbaka i tiden för att ha ett mer holistiskt synsätt i förhållande till gestaltning och det byggnadstekniska. På så sätt erhålls en bättre förståelse för både strukturella och arkitektoniska kvalitéer. Detta ger en djupare förståelse för hur parametriska modeller ska vara uppbyggda.

Vi vill avsluta med att säga tack samt understryka att kompetens inom parametrisk design behövs i byggbranschen idag!

Vidare läsning

Om man är sugen på att förkovra sig ytterligare inom området läs blogginlägget Effektivare BIM med plugins och parametrisk modellering.

Exempel på projekt

Generativ design i tidigt skede. Optimering med flera designparametrar: Utsikt, önskad BTA och solceller på tak.