Parametriselle suunnittelulle löytyy jo pitkä lista sovelluskohteita
Tiedätkö, missä kaikissa tilanteissa parametrinen suunnittelu säästää aikaa? Sovelluskohteita löytyy niin talo- ja infrarakentamisesta kuin teollisuudesta.
Parametrinen eli algoritmiavusteinen suunnittelu ei ole tulevaisuuden mahdollisuus, vaan osa tämän päivän suunnittelutyötä. Olemme automatisoineet suunnitteluprosessejamme algoritmeilla jo vuosia, ja sen ansiosta rakennushanke saadaan läpi samalla rahalla, mutta nopeammin ja laadukkaammin.
Algoritmeilla tehostetaan myös asiakkaidemme toimintaa ja prosesseja. Laadimme valmiita ohjelmia, joita on helppo hyödyntää nettiselaimella ilman ohjelmistoasennuksia. Algoritmit automatisoivat monia rutiinitehtäviä ja auttavat löytämään optimaaliset toteutustavat nopeasti.
Milloin parametrisesta suunnittelusta on eniten hyötyä?
Parhaimmillaan parametrinen suunnittelu on erilaisten rutiinitehtävien automatisoinnissa. Kilpailukyky ja tuottavuus paranevat, kun esimerkiksi teräshallin tai alikulkutunnelin vaatimat materiaalit saadaan laskettua nopeasti pelkkien mittojen perusteella.
Tyypillisiä sovelluskohteita ovatkin kaikki säännönmukaisesti toistuvat tilanteet tai rakenteet. Algoritmeilla voidaan määritellä esimerkiksi biotuotetehtaan kuljetinsiltojen ristikkorakenteet. Hihnakuljettimet voivat olla satojen metrien pituisia, ja yhdellä tehdasalueella kuljettimia voi olla useita kilometrejä. Yksittäisten siltojen pituudet, muodot, tukijalkojen välit ja monet muut ominaisuudet vaihtelevat, jolloin lähes jokainen silta on uniikki. Siltojen ristikkorakenne on kuitenkin säännönmukainen ja matemaattisesti määrättävissä. Parametrisella suunnittelulla ajansäästö on huomattava niin geometrian luomisessa kuin liitosten mallintamisessa.
Yhtä lailla algoritmeilla tehostetaan kertaluontoisia suunnittelutehtäviä. Erityisen hyödyllistä parametrinen suunnittelu on kohteissa, jotka sisältävät vaativia geometrisiä muotoja, kuten kaarevia seinä- ja kattopintoja. Tavanomaiseen suorakaiteen muotoiseen rakennukseen verrattuna geometristen muotojen toteuttaminen vaatii valtavan määrän uniikkeja osia. Niiden mallinnus on perinteisillä menetelmillä hidasta ja kallista, mutta algoritmien avulla tehokasta. Malli voidaan jopa mallintaa nopeasti uudestaan, jos muotoa joudutaan muuttamaan. Suunnittelu voidaan siis aloittaa tarvittaessa suuntaa antavilla lähtötiedoilla jo ennen kuin rakennuksen lopullinen muoto lukitaan!
Ohjelmoinnin keinoin algoritmeilla luodaan yhteyksiä mallinnettavan muodon ja sitä seuraavien rakenteiden välille. Hyvä esimerkkihaastavan geometrian mallintamisesta ovat Olympiastadioniin suunnittelemamme teräsrakenteet. Hanke voitti vuonna 2019 Teräsrakenneyhdistyksen Teräsrakennepalkinnon ja oli monella tapaa läpimurtoprojekti parametriselle suunnittelulle. Kaarevia muotoja esiintyy tyypillisesti myös silloissa, joista valtaosa suunnitellaankin jo algoritmien avulla. Esimerkiksi Norjaan suunnittelemamme Randselvan sillan tietomallista peräti 80 prosenttia tuotettiin algoritmeilla. Silta valittiin maailman parhaaksi BIM-projektiksi vuonna 2020.
Parametrinen suunnittelu näyttää kyntensä myös lähtötietodatan käsittelyssä. Vaikka Excelissä olisi tuhansia rivejä erilaisia voima- ja kuormapisteitä, datan prosessointi sujuu algoritmeilla nopeasti. Kuormia voidaan suodattaa eri tavoin ja kohdistaa niitä automaattisesti kantaviin rakenneosiin. Automatiikalla käsitelty lähtötieto siirtyy mutkattomasti tarvittaviin laskenta- ja suunnitteluohjelmiin.
Kestävän rakentamisen näkökulmasta on kiinnostavaa, että parametrisella suunnittelulla tuetaan myös erilaisia vastuullisuustavoitteita. Algoritmit helpottavat vaihtoehtovertailuja ja materiaalitehokkuuden optimointia. Voimme vertailla nopeasti esimerkiksi eri toteutustapojen, kuten puu-, teräs- ja betonirakentamisen, materiaalikustannuksia ja hiilijalanjälkeä jo hankekehitysvaiheessa.
Vastuu rakenteen toimivuudesta säilyy ihmisellä
Vaikka parametrinen suunnittelu perustuu algoritmeihin, minun ja muiden Computational Designerien tehtävänä ei ole ymmärtää vain matematiikkaa ja ohjelmointia. Tärkeintä on edelleen vankka insinööriosaaminen ja sen kautta koko suunnitteluprosessin hallinta. Muuten emme osaa kertoa tietokoneelle, mitä sen pitää tehdä.
Kun rakennesuunnittelijan ammattitaito yhdistetään loogiseen ajatteluun ja ongelmanratkaisuun, algoritmeja ei ainoastaan käytetä hyödyksi, vaan kehitetään asiakkaan tarpeiden mukaan. Grasshopperin kaltaisten visuaalisten ohjelmointikielien ansiosta parametrinen suunnittelu onnistuu jo melkein keneltä tahansa rakennesuunnittelijalta eikä tehtävään tarvita enää softakehitystiimiä tai erillistä koodaria.
Suunnittelija pitääkin ohjakset lujasti omissa käsissään koko suunnitteluprosessin ajan, vaikka työ hoituu algoritmien avulla aikaisempaa nopeammin ja tehokkaammin. Ihminen on edelleen vastuussa jokaisesta parametrisesti suunnitellusta rakenteesta.
Tutustu tarkemmin Swecon digitaalisiin ratkaisuihin ja parametrisen suunnittelun palveluihimme!
Ilari Pirhonen, Swecon parametrisen suunnittelun teknologiapäällikkö