Mensch und Maschine: Wie Algorithmen die Architektur verändern

26. Juli 2018

Maschinen machen das Leben leichter. Vor allem nehmen sie uns allerlei lästige Arbeit ab. Seit der Erfindung des Computers sind die Aufgaben, die Maschinen für Menschen übernehmen, immer komplexer geworden. So lösen Computer etwa in Windeseile Kalkulationen, für die selbst die klügsten Köpfe unwahrscheinlich viel mehr Zeit benötigten. Die statischen Berechnungen für zunehmend komplexe Gebäudeformen wären ohne den Einsatz von Computern praktisch undenkbar. Mittlerweile geht diese „Rechenhilfe“ sogar schon so weit, dass die Computer selbst solche Formen „entwerfen“. Alles, was sie dazu brauchen, ist der richtige Algorithmus.

 

Haydar Aliyev Culture Center

© By Investigation11111 (Own work) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons; Haydar Aliyev Culture Center

 

„Form follows function.“ – Das war einmal. Wenn man Computer „machen lässt“, folgt die Form den verschiedenen Wünschen, mit denen man sie füttert. Diese Parameter können alles Mögliche sein, rein ästhetische Vorgaben zum Beispiel, die über die reine Funktion hinausgehen. Mit dem richtigen Algorithmus lassen sich verschiedenste Anforderungen an ein Gebäude zusammenbringen. Der Computer errechnet daraus mögliche Formen, die alle eingegebenen Vorgaben erfüllen. Jeder neue Parameter beeinflusst dabei den Entwurf als Ganzes.

 

Algorithmisches Entwerfen und Patrick Schumachers Parametrismus

Der Ansatz eines solchen algorithmischen oder „parametrischen“ Entwerfens ist bereits seit längerem als Aushängeschild von Zaha Hadid Architects bekannt. Hier bildet es auch die methodische Grundlage für Patrick Schumachers philosophisch-ideologische Überlegungen zu einer Architektur-Avantgarde, die er „Parametrismus“ nennt. Der Kopf von ZHA sieht in Algorithmen ein Mittel, Städte quasi auf „natürliche“ Weise wachsen zu lassen, im Gegensatz zu einer chaotischen Verdichtung, bei der einzelne Gebäude scheinbar ohne jeden Zusammenhang nebeneinander bestehen. In der Natur folgt alles Gesetzen, die aufeinander reagieren. Daher ist es Schumachers Vision von Architektur, „über Algorithmen (…) Dinge zu entwickeln, die sich visuell wie eine natürliche Umgebung aufschließen“.

 

Perfektes Design für Ästhetik und Akustik: Elbphilharmonie

ZHA sind längst nicht das einzige große Architekturbüro, das sich der „Macht der Algorithmen“ bedient. Von Herzog & De Meuron etwa findet sich in der ganzen Welt so manches architektonische Spektakulum, das ohne Algorithmen wohl nie das Licht der Welt erblickt hätte. Eines davon ist die Elbphilharmonie in Hamburg. Die Innenverkleidung des großen Saals besteht aus 10.000 unterschiedlichen Gipspaneelen, die sich ihrerseits aus insgesamt einer Million individueller Zellen zusammensetzen. Die Formen ergaben sich dabei aus zwei Parametern: Zum einen sollte sich die Wellenform des Daches im Saal fortsetzten, zum anderen galt es, für eine perfekte Raumakustik zu sorgen.

 

Elbphilharmonie Hamburg

© By Alexander Svensson [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons; Elbphilharmonie Hamburg

 

Besser bauen mit Algorithmen

Neben solch komplexen Berechnungen, die per Hand kaum durchführbar wären, birgt das algorithmische Entwerfen für das Bauen der Zukunft weitere große Potentiale in sich. Im Zuge eines höheren Grades an Digitalisierung und Automatisierung könnten die errechneten Daten etwa direkt an 3D-Drucker und andere Maschinen weitergegeben werden, welche die entsprechenden Bauteile in kürzester Zeit fertigten. Auch die Gipspaneele der Elbphilharmonie wurden bereits auf diese Weise mittels einer Roboterfräse hergestellt. Insbesondere in Verbindung mit der Transparenz eines Open BIM könnte Automation den Bauprozess extrem beschleunigen, vereinfachen und Fehler vermeiden.

 

Architekt versus Maschine?

Für Architekten stellt sich hingegen die unbequeme Frage, ob sie nicht durch kreative Computerprogramme langsam ersetzt würden. Patrick Schumacher sieht deren Einsatz gelassen als eine Form der Arbeitsteilung, wie es sie ohnehin immer in einem Architekturbüro gebe. Ob diese nun zwischen ihm und einer Person oder zwischen ihm und einem Computer bestünde, sei ihm egal. Für Frank Petzold, Inhaber des Lehrstuhls für Architekturinformatik an der TU München, bedeutet der Algorithmus ebenfalls keine Entmündigung des Architekten, sondern lediglich ein weiteres Werkzeug. Die Kreativität liege in der Bestimmung der Parameter und darin, aus den verschiedenen Entwürfen des Computers den entscheidenden auszuwählen.


 

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