Architektur: Wie Algorithmen Gebäude entwerfen

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Architektur: Besser bauen mit schlauen Algorithmen

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Ästhetik trifft Akustik: Am Bau der Elbphilharmonie waren Algorithmen beteiligt.

von Varinia Bernau

Die Elbphilharmonie war nur der Anfang: Konzerthäuser, Stadien und Museen kommen immer öfter aus dem Rechner. Architekten setzen auf Algorithmen – mit erstaunlichem Ergebnis.

Möbel aus Pappe sollten die Studenten entwerfen. Nicht per Bleistift, sondern mit einem Algorithmus. Der Sitz sollte nicht zu breit sein, die Lehne nicht zu schräg, das Material sparsam verwendet werden. Die Studenten schrieben die Vorgaben ins Computerprogramm. Das Ergebnis: Einer der Hocker sah aus wie ein Akkordeon, ein anderer wie ein in sich verdrehtes X. Nicht ein Möbelstück glich dem anderen – obwohl sie alle die gleichen Anforderungen erfüllten.

Ein Algorithmus basiert auf Logik, Architektur auf Kreativität. Schematisches Denken gehört zum Selbstverständnis eines Informatikers so wie es zum Denken eines Architekten gehört, ein Schema zu hinterfragen. Zwei unvereinbare Welten, könnte man meinen. Doch an der Technischen Universität München, wo die Architekturstudenten über den Bau von Pappmöbeln mit Algorithmen vertraut gemacht werden, nähern sich die beiden Welten immer weiter an.

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„Architekten gehen an die Grenzen des Möglichen“, sagt Frank Petzold, der den Lehrstuhl für Architekturinformatik an der TU München hält – und Software sei dazu ein wertvolles Werkzeug. Computerprogramme verdrängen die Reißbretter seit den Achtzigerjahren aus den Architekturbüros. Bislang dienten sie nur dazu, einzelne Elemente des Entwurfs, wie etwa eine Linie, darzustellen. Nun spielen die Algorithmen durch, wie diese Linie oder auch damit verbundene Elemente verlaufen könnten, damit das gesamte Objekt bestimmte Wünsche erfüllt. So schafft die Maschine eine Vielfalt von Varianten – auch solche, die der Mensch womöglich gar nicht gesehen hätte.

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Ein solcher Wunsch, den Algorithmen gerade erst erfüllten: ein Konzerthaus, das im Inneren die Wellen fortführt, die sein Äußeres prägen – und dessen Plätze allesamt ein brillantes Klangerlebnis bieten. Ein Konzerthaus wie die Elbphilharmonie.

In der Elbphilharmonie bringt der Computer Akustik und Ästhetik zusammen

Akustik und Ästhetik in einem Konzertsaal zu vereinen ist eine komplexe Aufgabe: Jede Kante, jede Ecke, jeder Winkel stellt eine Stelle dar, an der Schallwellen gebrochen oder geschluckt werden. So musste Benjamin Koren, der Mann, der den großen Saal der Elbphilharmonie verkleidete, naturgemäß mehr berücksichtigen als die Studenten beim Entwurf der Pappmöbel. Aber die Methode ist ähnlich.

Das Architekturbüro Herzog & De Meuron hatte bei der Elbphilharmonie den ästhetischen Anspruch, die Wellenform des Daches im Saal fortzuführen. Yasuhisa Toyota hingegen hatte einen akustischen Anspruch. Der Japaner hat in mehr als 50 Konzerthäusern weltweit dafür gesorgt, dass die Bauten Töne weder verschlucken noch verformen; für die Elbphilharmonie erstellte er eine topografische Karte für den optimalen Klang. Benjamin Koren hat nach den Anforderungen der Akustiker und Architekten ein Computerprogramm geschrieben. Wie die Münchner Studenten.

Der Auftrag für die Elbphilharmonie war einer der ersten für sein Büro One to One. Auch für Skulpturen von Jeff Koons oder die Kantine der Europäischen Zentralbank hat das Unternehmen schon die Pläne in Form von Algorithmen gemacht. „Wir übersetzen all die verschiedenen Vorgaben in eine mathematische Sprache“, beschreibt Koren seine Arbeit. „Anders als bei klassischen Entwürfen sieht man während der Entwicklung des Algorithmus lange nichts. Sobald er fertig ist, drückt man einen Knopf – und hat alles augenblicklich im Rechner.“

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