Parametrisch Ontwerpen: de computer gaat door waar onze menselijke capaciteiten stoppen

Parametrisch ontwerpen is een ontwerpproces waarbij we de rekenkracht van de computer gebruiken. We schrijven een script waarbij we parameters invoeren, de computer rekent vervolgens uit wat in het ontwerp met die parameters mogelijk is. Dit klinkt misschien nog wat vaag, dus ik kan dit wellicht het beste uitleggen aan de hand van een voorbeeld.

Een blokvorm, maar wel open en warm

We bouwen in Utrecht op dit moment het nieuwe hoofdkantoor van makelaarsvereniging NVM. Voor het maken van dit ontwerp verdiepten we ons natuurlijk in de identiteit en cultuur van NVM en bespraken we uitgebreid met NVM hoe zij dit nieuwe kantoor wil gaan gebruiken. (eerder schreef ik een blog over dit proces, dat kunt u hier lezen)

Waar we daarnaast rekening mee moesten houden: het stedenbouwkundig plan. Dat stedenbouwkundig plan schreef voor dat gebouwen herkenbare blokken in het landschap moeten zijn. Ook voor het nieuwe kantoor voor NVM ontstond dus een blokvorm. Die blokvorm moest echter niet te streng en rigide worden. NVM wilde een benaderbaar gebouw: open en warm. Daarom verwerkten we in het ontwerp veel variatie. Dat is bijvoorbeeld terug te zien in de variatie van de raamopeningen in de gevel: ze verschillen in breedte en ze verspringen. 

Willekeurig gebruik van kleuren

Ook voor de gevelbekleding zochten we naar zachtheid en warmte. Samen met NVM onderzochten we wat daarin meer aansprak: één kleur tegels tegen de gevel of een kleurenpalet voor variatie? De keuze van NVM viel op het laatste, waarbij we drie kleuren tegels selecteerden die willekeurig tegen de gevel geplaatst worden voor het mooiste, warmste effect. 

Een patroon maken?

Een prachtig idee, maar wel een ontwerpuitdaging, want als mens ben je nooit helemaal willekeurig. Bovendien is het een zeer tijdrovende klus om dit tegeltje voor tegeltje in het ontwerp te verwerken. Tegelijkertijd is het wel een essentieel onderdeel van de algehele uitstraling van het gebouw. 

We maakten dit eerder mee in ontwerpen en in overleg met onze collega’s van de uitvoering en de leveranciers kozen we er dan meestal voor om een aantal patronen te maken, die we dan in willekeurige volgorde gingen herhalen. Belangrijke reden voor deze keus: de maakbaarheid van het ontwerp. Want ook voor de gevelleverancier is tegeltje voor tegeltje uitzoeken welke tegel waar moet komen natuurlijk een mega-klus.

De rekenkracht van de computer gebruiken

Bij het ontwerp voor NVM deden we het anders: we besloten de rekenkracht van de computer te gebruiken. We schreven een script zodat de computer de gevelbekleding parametrisch kon ontwerpen. Heel simpel gezegd zeiden we tegen de computer: haal alle tegels die in het model zitten op en verdeel de drie kleuren tegels random over de gevel, waarbij alle kleuren evenveel terugkomen. Waar wij zelf weken over zouden doen, deed de computer uiteindelijk met één druk op de knop (maar wel nadat wij veel tijd investeerden in het schrijven van het script natuurlijk). 

Nog mooier werd het toen bleek dat de gevelleverancier hier ook heel blij van werd. Sterker nog, we maakten afspraken over hoe wij de informatie over de tegels aanleveren bij de gevelleverancier. Hij kan nu al in de fabriek pakketjes maken van welke tegels in welke volgorde straks naar welk deel van de steiger moeten, zodat hij de gevel precies zo maakt zoals wij het hebben ontworpen. 

Een prachtig, kloppend ontwerp voor de wandbekleding

We konden het script dat we maakten in aangepaste vorm ook gebruiken voor delen van het ontwerp binnen in het gebouw. Het nieuwe gebouw van NVM heeft een groot atrium, met tegen twee wanden een houten bekleding. Ook hier wilden we variatie en kozen we voor 3 typen akoestische houten bekleding. We gaven de computer mee dat we van het ene type 20% willen gebruiken, van het tweede type 30% en dat we voor de rest het andere type willen toepassen. Eén druk op de knop en we beschikten over een prachtig, kloppend ontwerp voor de bekleding in het atrium. 

Het wordt gemaakt zoals het is ontworpen

Belangrijk om hierbij te benadrukken: mijn collega’s van de planvorming en uitvoering én de leverancier waren bij deze keuzes nauw betrokken. We weten daardoor zeker dat het zo ook gebouwd kan worden, zowel in technische zin als qua kosten. En zij snappen nu waarom dit detail zo belangrijk is. Zij zullen in de uitvoering dus ook bewaken dat het precies zo wordt gemaakt zoals ontworpen. 

Dat is essentieel voor de uitstraling van het gebouw, maar in dit geval ook voor de akoestiek, die exact is doorgerekend en tijdens de uitvoering dus niet moet worden aangepast. Dat is een belangrijke kracht die wij als ontwerpende bouwer hebben. Dat ik als architect continu contact heb met mijn collega’s van de planvorming en uitvoering en daardoor ook al in een vroeg stadium in contact kom met de leveranciers en het erover kan hebben: hoe gaan we dit maken en welke informatie heb je nodig om dit zo te maken? 

Parametrisch ontwerpen doorontwikkelen

We zetten bij Heembouw nu flink in op de doorontwikkeling van parametrisch ontwerpen. Wat we nu doen is nog maar het begin. Er kan nog veel en veel meer. Denk bijvoorbeeld aan het maken van vormen van een gebouw voor optimaal zonlicht op zonnepanelen. Of vormen met een glazen pui waar maar een bepaald deel van de dag zonlicht op valt. Op basis van de parameters die voor u belangrijk zijn, kunnen we allerlei varianten met elkaar vergelijken en u in een vroeg stadium nog sneller en completer adviseren. En dat wat we dan samen ontwerpen, kan dus ook precies zo worden gebouwd.

“Als jij het kan modelleren, kan ik het bouwen”

Nog een leuke anekdote: bij het ontwerp van New Logic III liep ik op een bepaald moment vast in onze standaard ontwerpprogramma’s. Het gebouw heeft een ellips-vorm waar een soort hap uit is (als u de foto’s ziet begrijpt u wat ik bedoel). In die zaagsnede wilde ik een dakgoot maken die de ronding volgt van het dak. Onze standaard ontwerpprogramma’s kunnen alleen niet omgaan met dubbele krommingen. Een dilemma dat ik ook voorlegde aan mijn collega’s, waarbij de werkvoorbereider tegen mij zei: 

“Als jij het kan modelleren, kan ik het bouwen.” 

Een uitdaging die ik graag aanging! Het lukte uiteindelijk door het parametrisch te ontwerpen en dat geeft ook weer een kracht aan van deze manier van ontwerpen: waar onze menselijke capaciteiten stoppen, gaat de computer verder om het beste gebouw te maken voor onze opdrachtgever. Ik ben er elke keer heel trots op als dit weer is gelukt!