Parametrisch ontwerp: wat het is, hoe werkt het en wat levert het op

Parametrisch ontwerpen kan het ontwerp van duurzame en gezonde gebouwen versnellen. De voordelen op een rij:

Inzicht in gevolgen alternatieve ontwerpkeuzes

De gebouweigenaar, ontwikkelaar of belegger krijgt snel visueel inzicht in de gevolgen van alternatieve ontwerpkeuzes. Zowel in kosten, duurzaamheid, comfort, energiezuinigheid en design. Ook geeft parametrisch ontwerp eenvoudig en snel inzicht in de milieu-impact (MPG) van materiaalkeuzes, kosten en comfort. Zo kan er bijvoorbeeld bewust worden gekozen voor biobased materialen en worden de kosten voor circulair bouwen duidelijk.

Sneller rekenen met minder kans op fouten

Door het gebruik van parametrische software worden verschillende ontwerpopties real-time doorgerekend. Prestaties van deze opties, zoals daglichttoetreding, materiaalgebruik en isolatiewaarde kunnen eenvoudig vergeleken worden. Het ontwerpproces wordt hiermee transparant en inzichtelijk voor alle betrokken partijen. Met behulp van de weegfactoren kunnen onderbouwde ontwerp- en materiaalkeuzes gemaakt worden. Omdat er in het ontwerpproces met dezelfde uitgangspunten automatisch wordt gerekend, komt er geen handmatig rekenwerk bij kijken. Dit vermindert de kansen op fouten en daarmee faalkosten. Ook gebouwen met organische of complexe vormen, zijn eenvoudig door te rekenen met betrouwbare resultaten.

Impact op en vanuit de omgeving inzichtelijk

Met parametrisch ontwerp worden niet alleen de prestaties en impact op het gebouw, maar ook op de omgeving duidelijk. De gevolgen van zonlicht en schaduw worden zichtbaar, wat gevolgen kan hebben voor de benodigde verwarming en koeling in het gebouw. Door hiermee te spelen kan een beter comfort worden bereikt. Denk hierbij bijvoorbeeld aan het anders inrichten van het gebouw of het verplaatsen van balkons voor meer zonne-uren. Ook biobased materialen als groene gevels of het plaatsen van bomen, kan worden doorgerekend. Zo wordt duidelijk wat er nodig is voor bijvoorbeeld voor het verminderen van hittestress.

Smart buildings maken parametrisch ontwerpen nog realistischer

Smart buildings anticiperen op de gebruikers van het gebouw en generen data over het werkelijke gedrag, energiegebruik, etc. Met deze data kunnen gebouwen nog slimmer ontworpen worden. Hiermee kan bijvoorbeeld de belasting van het elektriciteitsnet worden verminderd, waarmee netcongestie kan worden voorkomen.

Met parametrisch ontwerpen kan het gebouwontwerp sneller worden doorgerekend en geoptimaliseerd. Met als uiteindelijke doel: een comfortabel gebouw, met een prettig binnenklimaat met een zo laag mogelijk energiegebruik en milieu-impact op de omgeving.

Een aantal voorbeelden van parameters die meegenomen kunnen worden:

• Licht: voldoende daglicht is belangrijk voor productiviteit van welzijn van de gebruikers. In het parametrisch ontwerp kan worden gevarieerd met de grootte en plek van de ramen. De impact op lichtinval en gevolgen voor koeling en verwarmingsinstallaties worden direct inzichtelijk.
• Uitzicht en privacy: zichtlijnen en inkijk kunnen zorgen voor een minder fijne beleving van het gebouw. Door het spelen met de plaatsing van ramen en indeling van het gebouw, kan dit worden geoptimiseerd.
• Installaties: omdat je uitgaat van het gebruik van het gebouw en de impact van zonlicht, kunnen installaties kleiner worden ontworpen. Dit scheelt kosten, ruimte en vermindert onderhoud en foutmeldingen in installaties. Met parametrisch ontwerp ga je uit van daadwerkelijke gegevens en niet alleen van normen en richtlijnen.
• Energiegebruik: zonwering, kunstverlichting, installaties. Alle techniek kost energie, energie die je kunt minimaliseren door met parametrisch ontwerp het gebouw zo efficient mogelijk in te richten.

Parametrisch ontwerpen vraagt om kennis van het gebruik van gebouwen, bouwfysica, installaties, constructies en diverse softwarepakketten. De volgende stappen worden doorlopen:

1. Vooraf is alles mogelijk: het doel van het gebouw, de eisen en wensen van stakeholders worden in kaart gebracht. Met elkaar bepalen de opdrachtgever, architect en adviseurs de regels of uitgangspunten om het aantal mogelijkheden in het parametrisch ontwerp te reduceren. Bijvoorbeeld de beschikbare oppervlakte, de vorm van het gebouw en duurzaamheidsambities.
2. Met elkaar bepaalt het team welke aspecten van de wensen we gaan parametriseren en hoe belangrijk deze aspecten zijn. Deze zogenoemde weegfactoren vormen de basis van de afwegingen die later vergeleken kunnen worden.
3. Het model wordt gemaakt in softwarepakketten zoals Rhino en Grasshopper en plug-ins als Ladybug en Ironbug.
4. Door daarna te variëren in parameters wordt visueel inzichtelijk welke ontwerpkeuzes wenselijk zijn. Met elkaar kan worden gespeeld met materiaal, licht, installaties en indeling. Kosten, milieu-impact en comfort worden direct inzichtelijk.
5. Op basis van de eerder bepaalde weegfactoren, bepaalt het team gezamenlijk wat het optimale integrale ontwerp is. De verdere detaillering kan in gang gezet worden. De impact van onverwachtse wijzigingen in een latere fase kunnen we eenvoudig in het parametrisch ontwerp laten zien.

Het ontwerpteam kan op basis van het parametrisch ontwerp geïnformeerde en daardoor betere keuzes maken. Naast de gebruikelijke ontwerpdata zoals de verhuurbaar vloeropppervlak, comfort, energieverbruik en investeringen kunnen alternatieven ook worden getest op bijvoorbeeld carbon footprint. Hierdoor kan het ontwerpteam bewuster bezig zijn met de impact van de ontwerpkeuzes.

Parametrisch ontwerp is gebaseerd op data en algoritmen. Het is een betrouwbare manier van ontwerpen, maar vraagt wel om specifieke kennis.

De 3 belangrijkste aandachtpunten bij parametrisch ontwerp:

1. Parametrisch ontwerpen is niet nieuw, maar staat nog wel aan de start. De mogelijkheden zijn onbeperkt en architecten, installateurs en ingenieurs ontdekken iedere dag nieuwe kansen en toepassingen. Zo test DWA bijvoorbeeld op dit moment met de integratie van BENG1-berekeningen in het parametrisch ontwerp.
2. Het vraagt om vakkennis om de uitkomsten van een parametrisch ontwerp te valideren en te controleren. DWA heeft vakspecialisten in huis die het parametrisch ontwerpen beheersen en ook beschikken over de technische kennis van gebouwontwerp om de uitkomsten te staven.
3. Garbage in is garbage out. Het is belangrijk dat er met de juiste input en data wordt gerekend. Een specialist zal hier altijd grondig op controleren.