Hoppa till huvudinnehåll

"Nu kan vi skapa fantasifulla hus som var omöjliga förut" - arkitekter tar hjälp av algoritmer

Markus Wikar
Markus Wikar har specialiserat sig på att planera byggnader med hjälp av programmering. Markus Wikar Bild: Yle/Niklas Fagerström porträtt,arkitekt

På sistone har också arkitekter fått allt mer hjälp av datorn. Delar av byggnader och andra konstruktioner kan planeras med hjälp av algoritmer.

– Det har nog väldigt stor betydelse. Nu kan vi skapa sådan arkitektur som inte skulle vara möjlig annars. Det ändrar sättet att jobba helt och hållet, och kommer att leda till en ny typ av arkitektur - till byggnader som ser annorlunda ut än vad vi är vana vid, berättar arkitekten Markus Wikar.

Datorn kan komma med lösningar som arkitekten inte hade kommit att tänka på själv.

Med hjälp av algoritmassisterad planering, eller generativ design som det också kallas kan arkitekten till exempel relativt lätt ta fram fantasifulla paneler och fasader.

Fantasifull paviljong.
Träkonstruktion designad av arkitektstuderande i Uleåborg. Fantasifull paviljong. arkitektur
Dataprogram som används för att planera.
Träbyggnaden planerades med hjälp av det här dataprogrammet och ett grafiskt programmeringsspråk. Dataprogram som används för att planera. programmering,arkitekter

Systemet kan också skapa bärande konstruktioner med ovanliga former. Centrumbiblioteket som håller på att byggas i Helsingfors är ett exempel.

– Där har vi en böljande väggyta. Man har delvis använt sådana här metoder där, kommenterar Wikar.

centrumbiblioteket
Centrumbiblioteket Ode kommer att se ut ungefär så här. centrumbiblioteket Bild: ALA ARCHITECTS centrumbiblioteket

Det moderna arbetssättet går ut på att arkitekten sätter gränsvärden, alltså ställer vissa krav, och sen låter datorn söka fram olika designalternativ.

Det kan handla om var fönster kunde vara placerade för att maximera ljuset eller vilka bitar en vägg kunde bestå av.

Arktitekten behöver alltså fortfarande tänka till och oftast också ha en ganska klar idé om vad han eller hon vill uppnå, men datorn kan hjälpa till allt mer i planeringsarbetet.

Underlättar vardagsjobbet

Också enklare delar av designprocessen, vilka oftast kan vara ganska manuella eller tråkiga, kan överlåtas till algoritmer. Det har stor betydelse i det dagliga arbetet.

– Det snabbar upp processen mycket. Och i byggprojekt tvingas man ofta ändra på designen. Det kan handla om budgeten, alla möjliga olika saker spelar in, säger Wikar.

– Det här är en flexibel metod, redan i ett tidigt skede har man en uppfattning om vad man vill skapa. Samtidigt möjliggör det här sättet att planera en ganska stor flexibilitet.

Utvecklingen ställer krav på att fler och fler arkitekter behöver lära sig programmera, för att själva kunna skapa de algoritmer som behövs.

– Byggbranschen är kanske en av de sista som har digitaliserats. Vi har redan länge ritat på dator, men det har varit för att ersätta papper och penna. Först nu börjar vi ha nya planeringsmetoder via datorprogrammering, säger Wikar.

Programmering för att planera ny arkitektur.
Programmeringskod som används för att planera ny arkitektur. Koden körs i CAD-programmet Rhinoceros 3D. Programmering för att planera ny arkitektur. arkitektur,programmering

Tekniken används också för att ta fram annat än byggnader. Till exempel broar kan planeras betydligt snabbare, påpekar Mauri Laasonen som är utvecklingsdirektör på konsultföretaget Sweco.

– Det snabbar upp modelleringen otroligt mycket, säger Laasonen.

– Att ta fram många olika alternativ manuellt är arbetsdrygt. Nu kan man ändra på en enskild faktor, till exempel brons lutning eller hur tjock en viss del ska vara. Sedan ändrar systemet automatiskt en massa andra faktorer, säger han.

Kan avgöra hur ett kontor borde se ut

Algoritmer kan också användas för att optimera ett kontorsutrymme, och planera hur mötesrum, allmänna utrymmen och arbetsbord borde placeras för att det ska fungera bäst, utgående från många olika kriterier.

Autodesks kontor i Toronto
Autodesks kontor i Toronto. Du kan klicka på bilden för att förstora den. Autodesks kontor i Toronto Bild: Autodesk arkitektur,inomhusutrymmen

Företaget Autodesk som utvecklar mjukvara för arkitekter har testat det här när de byggde sitt kontor i Toronto i Kanada. Det fungerade utmärkt, påpekar försäljningsansvarige Richard Kullenberg.

– Det är ett väldigt effektivt kontor, där också medarbetarna har varit med i processen. Alla olika åsikter har beaktats och det finns ett väldigt stort ägandeskap bland de anställda gällande den egna arbetsplatsen.

Maskininlärning ökar nyttan

Algoritmbaserad planering kan dessutom kombineras med artificiell intelligens för att försöka sålla fram de allra bästa designalternativen, bland de många alternativ datorn kan komma fram till.

Det har blivit enklare att få tillgång till AI i och med att flera av de stora teknikföretagen erbjuder enkla molntjänster med mycket beräkningskapacitet.

Bland annat konsultföretaget Sweco har testat den här tekniken för att jämföra ny design med det man har gjort tidigare. Tanken är bland annat att systemet ska lära sig vad som är bra design.

Arkitekten Markus Wikar har alltså specialiserat sig på algoritmassisterad planering. Han använde det här arbetssättet till exempel när han skapade en äggformad träglob till naturcentret Haltia i Noux nationalpark.

Markus Wikar designade den här träkonstruktionen.
Markus Wikar designade den här träkonstruktionen som kallas Sotkanmuna. Här är den under uppbyggnad. Den består av 1200 olika delar. Markus Wikar designade den här träkonstruktionen. arkitektur

– Det här ser lite ut som ett nät, byggt i trä. Man har parametrar för de individuella bitarnas dimensioner. Hur långa eller korta de får vara, tvärsnittsmåtten och hur tätt nätet är, och sen kan algoritmen generera geometrin för alla delar.

Wikar tillägger att man med algoritmassisterad planering kan skapa mer expressiv arkitektur på ett sätt som ändå är rationellt och kostnadseffektivt - till exempel i metall, betong eller trä.

Han påpekar att det är ganska tacksamt att jobba i trä i Finland för det finns mycket trä här och maskiner som kan bearbeta träet.

Maskiner kan bygga det som planeras

En stor maskin inom träbyggindustrin som förses med data från 3D-modeller kan ganska så automatiskt såga ut sådana individuella delar som behövs för att skapa en ovanlig arkitektur.

– Den matar in stockar, limträbarkar eller träskivor i ena ändan och i andra ändan spottar den ut delar som är färdigt numrerade och som har blivit frästa och borrade och sågade. Då får man färdiga pusselbitar för det man vill åstadkomma, säger Wikar.

Maskin inom träindustrin.
En prefabriceringsmaskin. Den är utrustad med såg, universalfräs och borraggregat. Maskinen tar in balkar och matar ut färdiga numrerade byggkomponenter, enligt 3D-modeller. Maskin inom träindustrin. maskin,träindustri

I utlandet har man också experimenterat med att låta flygande drönare bygga 3D-strukturer.

– För tillfället har vi mest tillverkat färdiga komponenter med robotar. Men ett steg vidare är att låta robotar bygga ihop hela strukturer. Det finns exempel på att drönare har byggt experimentella strukturer, säger han och tillägger:

– Då börjar det mer se ut som i naturen där insekter och fåglar bygger bon. Det kommer nog att ändra rätt så mycket.

Wikar samarbetar till exempel med andra arkitekter och hjälper dem att rationalisera former och göra dem billigare och lättare att tillverka. Det åstadkommer han med hjälp av datoralgoritmerna.

Delar till en byggnad.
Delar för utställningspaviljongen Sotkanmuna i Haltia naturcentrum. Delar till en byggnad. arkitektur

"Konservativ bransch"

Tills vidare är det relativt få finländska arkitekter som använder sig av algoritmer i sitt jobb.

Att det inte har slagit igenom mer än det gjort hittills har flera orsaker tror Wikar.

Det kan ha att göra med att arkitekter inte har vågat satsa på programmering, och på att branschen länge har varit ganska så konservativ och inte så öppen för nya idéer.

Men fler och fler lär sig de nya metoderna. Wikar och hans kollega Toni Österlund brukar undervisa studerande i algoritmassisterad planering - bland annat vid Aalto-universitetet i Esbo.

– Byggnaderna kan förstås vara mer fantasifulla, och kanske också mer ändamålsenliga, säger Markus Wikar.

– Med hjälp av den här tekniken kan man skapa en sådan arkitektur som man borde göra i dag, som berättar om den tid vi lever i och som utnyttjar de processer och tillverkningsmetoder vi har nu.

Han preciserar ändå att det alltså inte bara handlar om att göra fantasifulla strukturer.

– När vi till exempel har kollat på en skalstruktur i trä hoppas vi ju att vi till exempel kan bygga en idrottshall på det här sättet. Det skulle vara bra för finländskt träbyggande att komma med nya metoder.

Läs också

Nyligen publicerat - Inrikes