Algorithmic design for residential housing concept: Cologne-Mülheim : generating design plan and floor plan in four steps: transform, select, determine and extrude

Abstract

Während algorithmische Anwendungen in den unterschiedlichen Gebieten ein wichtiges Instrument geworden sind, bleibt der Workflow von Architekten von dieser Entwicklung relativ unberührt Nachdem in der Architektur eine Unmenge von Parametern die Planung eines Gebäudes erfasst, ist der Einsatz von Algorithmen in der Architektur unterschiedlicher als in anderen Gebiete. Es ist jedoch weiterhin zu erwarten, dass der architektonische Entwurf mit Hilfe von Computern effektiv geplant werden kann, wodurch mehrere Optionen und logische Lösungen gemäß den festgelegten Regeln in den Entwurfsprozessen ermittelt werden können, wobei algorithmische Methoden eine bedeutende Rolle spielen.Der Ausgangspunkt dieser Arbeit basiert auf einem Designprojekt „KORREKTOR (digital) mit Prof. Manfred Wolff-Plottegg an der Technischen Universität. Das digitale-algorithmische Ergebnis wird anhand eines Architekturwettbewerbes, „Conceptual Living 2018.19“, umgesetzt.Voraussetzung für den Wettbewerb „Conceptual Living 2018.19“ ist die Erarbeitung eines Lösungsvorschlags und eines visionären Konzepts unter Berücksichtigung aktueller Trends.1 Die Herangehensweise an dieses Projekt basiert auf dem Konzept der Flexibilität in der Wohnraumplanung: Die Gestaltung des Lebensstils und der Mobilität des Umweltdesignprojektes sollen als räumliches System zwischen Starrheit und Flexibilität betrachtet werden. Auf diese Weise können die Räume innerhalb des Grundstückes miteinander kombiniert werden, um sich an den ständigen Wunsch des Benutzers nach Veränderung und Flexibilität anzupassen. Um diese prinzipielle Variable auf verschiedene Verarbeitungsbereiche anzuwenden, wurde zunächst ein „ Layout Generator“ entwickelt. Dies ist ein algorithmisches Modell, welches serielle Schritte für die Platzzuweisung verarbeitet und darauf abzielt, die Räume in verschiedene Einheitengrößen zu unterteilen und nach verschiedenen Kategorien zu sortieren, wie z.B. öffentliche Räume, privater Raum und Pufferzone. Aufgrund der unterschiedlichen Rahmenbedingungen der jeweiligen Projekte konnte dieses Modell nur als Prototyp programmiert werden. Im Zuge dessen wurde der „Layout Generator“ weiterentwickelt, damit er für das Bearbeitungsgebiet Köln-Stammheim eingesetzt werden kann.1 https://www.kalksandstein.de/wettbewerb (Zugriff am 01.11.2018)

Since algorithms have become an essential tool in various fields today, the architectural process remains almost untouched by this development. An architecture project may involve lots of different parameters and more restrictions than the other fields, which makes the usage of algorithms complicated. Nevertheless, it is still to be expected that the architectural design can be effectively planned, with the help of computational technology. Thereby, discovering multiple options and logical solutions according to the rules in the design processes, where algorithmic methods can play a significant role, is the aim of this paper.The starting point of this work was initiated in the summer term 2018 in the course of a design project „KORREKTOR (digital) “with Prof. Manfred Wolff-Plottegg at the Vienna University of Technology. In this thesis the digital-algorithmic outcome will be applied in an architecture competition, which is called „Conceptual Living 2018.19“.The aim of this work is to combine the geometry with spatial dispositions in the digital-algorithmic model and obtain different forms for a design plan for the site area and the floor plans of the building.The requirement of the “Conceptual Living 2018.19” competitions is to develop a suggested solution and visionary concept, while considering the current trends.1 However, this approach led us back to the principles of flexibility in residential housing planning: incorporating lifestyle as well as situational needs of the users and react to a sustainable and resource-saving architecture despite the change of their working life and mobility. Therefore, the whole design project will be considered as a spatial system between rigidity and flexibility. This allows the rooms within the site area to be combined in order to adapt to the users continuous wish for change and flexibility. In order to apply this principle variable to different processing areas, first a “layout generator” was developed. This is an algorithmic model that handles serial steps for space allocation, aimed at subdividing an area into different sizes. It is also able to sort areas into different categories, such as public spaces, private space and buffer zone. Due to the different frameworks of each project, this model can only be programmed as a prototype. As a result, the „ Layout generator“was further developed and applied as an additional application in the targeted processing area Cologne-Mülheim. https://www.kalksandstein.de/wettbewerb (Access on 01.11.2018)