DeepDive: Computational design är klimatsmart design

Mänsklighetens eskalerande resursförbrukning och utsläpp av växthusgaser har lett till en klimatkris som driver på utvecklingen av nya teknologier. Hela branscher tvingas byta kurs eller intensifiera redan pågående förändringsprocesser. Hur kan ett målmedvetet utforskande av dynamiska arbetssätt skapa hållbara och uttrycksfulla byggnader och städer?

En väg framåt är computational design – beräkningsstyrda designprocesser som genererar klimatsmarta byggnader och konstruktionsprocesser. Avancerade designverktyg låter specialister och projektintressenter formulera, simulera och utvärdera utfallen av gestaltningsprocessens olika beslut. Enligt arkitekten och forskaren Jonas Runberger, ansvarig för computational design på Whites digitaliseringspraktik Digital Matter, används processerna för att skapa morgondagens arkitektur redan i dag.

– Det är särskilt viktigt för oss på White, där visionen är att redan 2030 erbjuda både formstarka och klimatneutrala projekt, säger Jonas.

Kraftfulla tekniker kräver ny kompetens

Computational design samlar många begrepp med vetenskapligt klingande namn som allt snabbare är på väg att bli vardag hos samhällsbyggare i framkant. Som parametrisk modellering, generativ design och evolutionär programmering. Kraftfulla tekniker som kräver stort kunnande hos designteamet, som måste ha kompetens inom både arkitektur och programmering. Fokus flyttas från att skapa en arkitektonisk form (ofta med oklar klimatpåverkan) till att skapa processer som kan generera många former tillsammans med möjligheten att finna en bland dem som presterar bättre än de andra.

– Och om förutsättningarna i projektet förändras i ett sent skede behöver vi inte börja om från början, utan kan bara justera ingångsvärdena. Det sparar mängder av tid, säger Jonas.

Informerade landskap vitaliserar Årstafältet

Computational design har ofta resulterat i okonventionella konstruktioner eller banbrytande gestaltningar. På senare år har allt större vikt lagts vid den bredare arkitektuppgiften, och vinsterna finns även i projekt där avancerad form inte är det centrala. Ett exempel är Årstafältet i Stockholm. Genomförandet av fältets omgivande bostadsprojekt kräver att stora landmassor avlägsnas. I stället för att köra massorna till deponi övervägde arkitekterna om de kunde bli kvar på Årstafältet i annan skepnad. Det sparade kostnader och minskade transporternas negativa miljöeffekter.

– Designprocessen blev mycket mer effektiv med snabbare designbeslut, en stor enighet bland de involverade aktörerna och lägre risk i genomförandet, säger Jonas.

Inga förseningar trots sena designändringar i Uppsala

Med en linjär designmetod är det svårt att hantera komplexa förutsättningar. Arkitektens arbetsprocess kan bli ineffektiv. Ju längre projektet fortgår, desto dyrare blir det att göra ändringar i de föregående skedena.

Med computational design kan omfattande ändringar genomföras även sent i processen – vilket kan vara nödvändigt i komplexa projekt som ställer höga krav på såväl design och konstruktion som hållfasthet och produktion. Jonas nämner den 65 meter långa bänken på Forumtorget i Uppsala som ett bra exempel.

– Den är torgets huvudattraktion, inte minst när mörkret faller och färgat ljus silar genom bänkens 6 726 unika lameller i kvartskomposit och glas. De sista ändringarna gjorde vi bara dagar innan underlaget skickades till tillverkaren, säger Jonas.

Ett banbrytande designkoncept ser dagens ljus i Varberg

Många designkoncept stupar på att de är för kostsamma eller svåra att genomföra. Computational design är ett sätt att få fler hållbara och nyskapande designkoncept att faktiskt fullföljas. I det vinnande tävlingsbidraget för det nya utkikstornet vid Getterön i Varberg användes computational design för att genomföra komplexa geometriska analyser. Förslaget hade sannolikt aldrig blivit verklighet om inte teamet av arkitekter och konstruktörer skapat ett informerat designsystem för att generera formen.

– Det hade förmodligen blivit för dyrt. Designsystemet som ligger till grund för tornet är baserat på många tunna ribbor som vrids runt en punkt, likt formen av en kärve. Hur ribborna förhåller sig till varandra och hur stabiliteten i geometrin uppnås är en avancerad avvägning, säger Jonas.

Generativa arbetsflöden finns redan nu

Redan 2010 startade Jonas Dsearch, Whites strukturerade satsning på computational design, långt innan begreppet blivit vedertaget i Sverige. I dag är computational design väletablerat på White, där metoderna används för att designa allt från landskap och städer till byggnader och lokaler. Samtidigt fortsätter ämnet att utvecklas bland annat genom forskning, exempelvis genom Jonas roll som professor på Chalmers.

– Computational design är ett mycket kraftfullt sätt för alla samhällsbyggare att arbeta för en omställning till ett mer hållbart samhälle. Vi måste gestalta byggnader som lever upp till klimatmålen, och samtidigt tillför samhället omätbara värden, säger Jonas.

Vill du veta mer om computational design och informerade designsystem? Kontakta Jonas Runberger, ansvarig för computational design på White: +46 8 402 26 94.