CAD-Tools sind nicht mehr länger ein einfaches Werkzeug, sondern dienen vermehrt als analytische Hilfsmittel der architektonischen Formfindung. Heutige Architektur-Absolventen müssen solche Entscheidungstools den eigenen Bedürfnissen anpassen können, um eigene Varianten und Lösungen zu bilden.

Computer-Aided-Design ( CAD ) hat sich in den letzten Jahren zum zentralen Werkzeug und Arbeitsinstrument für Architektinnen und Architekten entwickelt.
Neben dem Beherrschen der klassischen 2D/3D-CAD-Werkzeuge nimmt der disziplinenübergreifende Datenaustausch eine immer wichtigere Rolle ein. Die Grenze zwischen den einzelnen Fachbereichen verschwindet und eine neue gemeinsame Sprache zwischen den einzelnen Disziplinen, abgestimmt auf die jeweilige Aufgabenstellung, entsteht.

So werden heute bereits ab der ersten Entwurfsphase Varianten simuliert und geben dabei innert kürzester Zeit einen Rückschluss für das weitere Vorgehen (zum Beispiel Kosten, Materialstudien, Nutzung). Das daraus resultierende Zwischenresultat wird daraufhin architektonisch beurteilt und gewichtet, um diese Erkenntnisse dann erneut in den Entwurfsprozess einfliessen zu lassen.

Dafür kommen heutzutage vermehrt neben den klassischen CAD-Softwares sogenannte Open-Source-Applikationen und Internet-Hubs zum Einsatz. Diese kann der Planer an seine eigenen Bedürfnisse anpassen, um individualisierte und massgeschneiderte Lösungen für die jeweilige Aufgabenstellung zu erhalten. So kann mit Openstreetmap-Daten ein Ort genau analysiert, verstanden und simuliert  werden, und dies bereits im ersten Entwurfsstadium. So fliessen zum Beispiel Umwelteinflüsse wie Sonne (Energie) und Klima (Bauphysik) bereits in der frühen Planungsphase ein.

Verändert man etwas an seinem Entwurf, erhält man in «real-time» ein Feedback zu den selbst definierten Analyseparametern. Anhand von verorteten Schemas und Diagrammen, welche aus den immensen, frei verfügbaren Datenmengen erstellt werden, lässt sich mit einem solchen parametrischen Modell der Kontext des Entwurfs eines Projektes besser verstehen.

Zudem lassen sich durch den Einsatz sogenannter «Agenten-Systeme», die ein Gebäude bewohnen und nutzen, bereits in der Planung zukünftige Nutzungsmuster aufzeigen und die Stärken und Schwächen des geplanten räumlichen Organismus veranschaulichen.

Informierte CAD-Modelle ( BIM ) sind unerlässliche Instrumente, um komplexe entwerferische Aufgaben sichtbar, anschaulich und besser verständlich zu machen. Beispielsweise werden heute mittels Renderings und Visualisierungen Baumaterialien im Vorfeld getestet, um die gewonnenen Erkenntnisse in die Konstruktion (Materialkennwerte), in die Ausschreibungsunterlagen und am Ende in die Produktion (CAD/CAM) zu übernehmen.

Diese Methoden des Fassbarmachens der Entwurfsidee helfen den entwerfenden Architektinnen und Architekten und der Bauherrschaft bei der Entscheidungsfindung. 3D-Modelle und Renderings der simulierten Varianten werden gedruckt, von Hand weiterbearbeitet – Haptik, Material, Konstruktion – um sie dann erneut zu digitalisieren und der digitalen Kette zuzuführen. Dies ist unerlässlich, da die bestmögliche simulierte Lösung nicht zwangsläufig auch die bestmögliche architektonische Lösung darstellt.

Dieser iterative Prozess (Trial & Error) verhilft der Architektur, eine optimale Lösung zu erarbeiten. Neben den technischen (was ist heute machbar), ökonomischen (Kosten) und ökologischen (Bauphysik und Materialwahl) Kriterien spielen dabei auch immer soziologische und kulturelle Aspekte eine massgebende Rolle innerhalb des Entwurfsprozesses, die sich (noch) nicht simulieren lassen.

Heutige Architekturstudierende bewegen sich genau in diesem Spannungsfeld und müssen die Brücke zwischen diesen vielfältigen Anforderungen und Applikationen schlagen. Fragen wie : «Was ist heute möglich und wird übermorgen immer noch richtig sein?» stellen die ganze Disziplin und die damit verbundene Ausbildung vor spannende Herausforderungen.

Dieser Prozess der digitalen Kette wird in der heutigen Architekturausbildung immer wieder und wieder durchgespielt : Eine durchgehend digital/analoge Kette : von analog zu digital zu analog und wieder zurück. Unsichtbares wird nun mittels der digitalen Kette unmittelbar sicht- und produzierbar!

Parametrische Modelle

Analoge Nachbearbeitung von digital hergestellten Einzelteilen ( 3D-Print und
Lasercutting ) aus dem Wahlpflichtfach «Parametrische Modelle».

Architekturstudent FHNW: Tobias Henz, Dozent Michael Walczak