Mjukvaran leder till framtiden

Inställningen till teknik blir avgörande för framtidens design, skriver Jonas Runberger om arkitektkåren och industriellt byggande. Genom 3D-projektering och mjukvara kan arkitekterna vara steget före övriga konsulter.

Byggbranschen är idag i ett skede av stora förändringar, och på många håll förs diskussioner om hur ett industriellt byggande kan möta krav från marknad och samhälle. Idag innebär industriellt byggande inte bara en hög grad av prefabricering, utan även en förändring av hela projektprocessen, där arkitektens roll kommer att påverkas.

Tillsammans med Ylva Gunterberg Ädelqvist har jag med stöd av Boverkets Byggkostnadsforum gått igenom volymelementbyggande i Sverige, som en del av utvecklingsarbetet inom Scheiwiller Svensson Arkitektkontor.

Just volymelement belyser med särskild tydlighet ett antal frågeställningar som industriellt byggande nu står inför, och som även påverkar arkitektens framtida yrkesroll. Projekten drivs ofta med producenten som totalentreprenör och byggsystemen tenderar att bli slutna. Producenterna anser det vanligtvis viktigt att ett projekt anpassas för volymelementsproduktion i mycket tidigt skede, och det kan vara svårt att anpassa system till projektspecifika förutsättningar.

Marknaden för volymelement är naturligtvis även påverkad av allmänhetens negativa syn på prefabricerat byggande, därför gör producenterna en stor sak av att volymelementstekniken är osynlig i den färdiga byggnaden. Detta medför att det, utöver ekonomiska och tidsmässiga vinster, är svårt att definiera produktens kvaliteter. Och det hindrar marknaden från att växa.

Till detta kan tillföras att volymelement i flera fall kommer in som ett sent alternativ för att minska kostnaderna för projekt som inte gått att räkna hem med traditionell byggteknik. Volymelementbyggandet riskerar därför att identifieras enbart som lågprisbyggande, trots att de väl kontrollerade momenten i fabrik borde kunna höja kvaliteten på den slutliga produkten. Den korta tiden på byggplatsen borde dessutom göra systemen lämpliga för byggande i befintliga och känsliga miljöer med minimerad påverkan för boende.

Bilindustrins Lean Production ses i många fall som en förebild för industriellt byggande. Tankesättet syftar till att minska slöserier inom processer, genom att göra mer med mindre medel. En viktig aspekt är standardiseringen av arbetsmetod, snarare än standardisering av produkter.

Lean Production initierades i Japan av Toyotas Taichi Ohno, som en möjlighet att i efterkrigstidens sargade industri hinna ifatt utvecklingen i framförallt USA. Då man tekniskt låg långt efter den väletablerade serieproduktionen i andra länder, gjordes en avvägning mellan hantverk och industriell tillverkning. Maskiner kunde snabbt ställas om för annan tillverkning, senare definierat som mass customization.

I vidareutvecklingen av begreppet Lean formuleras även ett antal kriterier för en organisations långsiktiga utveckling. Det är exempelvis av högsta vikt att ett kontinuerligt förbättringsarbete genomförs och att inga resurser slösas bort, så att all kompetens ständigt utnyttjas. Alla medverkande ska vara en del av verksamhetens utvecklingsprocess, och bidra till vidareutbildning och kunskapsspridning.

Inom verkstadsindustrin kan detta exemplifieras av att enskilda moment i produktionen kan förbättras genom erfarenhetsåterföring från dem som verkligen genomför dem. Det är även viktigare att göra saker på ett mer intelligent sätt, snarare än snabbare. Om metoder för ständig verksamhetsförbättring införs enligt denna modell etableras en lärandeorganisation.

I dagsläget diskuteras överföringen av begreppet Lean Production huvudsakligen till produktionsdelen av byggprocessen. De beskrivna teserna inom Lean-tänkandet kan även vara tillämpbara på arbetet inom ett arkitektkontor.

Arkitekten kan jämföras med produktutvecklaren eller industridesignern i den fasta industrin. Inom till exempel fordonsindustrin finns produktutvecklaren i nära relation till produktionen, men är inte nödvändigtvis en del av företaget. Produktutvecklingen sker genom prototyper, inklusive produktionslinjer där kommande modeller provbyggs. Kundinflytande kommer framförallt genom marknadsundersökningar och feedback från tidigare modeller.

Inom byggbranschen arbetar man däremot i bästa fall i samspel med den framtida ägaren. Produkten blir en prototyp utvecklad av den för projektet aktuella arbetsgruppen i samspel med beställaren. Till skillnad från den fasta industrin, där merparten av processkedjan ofta ägs av en enda part, är roller, ansvar och ägande komplext och tillfälligt.

För många arkitekter tycks det varit viktigt att söka bevis för att ett industriellt produktionssätt inte påverkar rådande estetiska ideal negativt, och att arkitektens arbetssätt inte ska behöva förändras i stort. När branschen i övrigt talar om nya typer av processer, om partnering, om informationssystem för ökad effektivisering och standardiserade arbetssätt, inskränker sig stora delar av arkitektkåren till att fokusera på industriellt byggandes påverkan på arkitekturens yta, att ta hand om skarvarna i betongen eller klä in en prefabricerad stål­stomme i trä. Detta bygger naturligtvis till en del på erfarenheter från tidigare generationer av industrialiserat byggande.

Ett mer intressant angreppssätt är att gå in i den industrialiserade processen, progressivt medverka i utvecklingen och söka nya arkitektoniska möjligheter. I artikeln Industriellt byggande är mer än prefabricering! menar Jerker Lessing, Anders Roberson och Anders Ekholm att det är viktigt att förstå att ett industriellt byggande är mycket mer än prefabricering av byggelement. Det är ett paradigmskifte där nya principer för planering, projektering och produktion måste formas.

Utvecklingen på beställar- och entreprenörsidan kommer att leda till att arkitekturens element blir alltmer produktspecifika. I hög grad påverkar det såväl själva rumsskapandet som projektering och produktion. Framför allt kommer hårda krav att ställas på ett minskat antal variabler inom varje projekt.

En långsiktigt framgångsrik utveckling av arkitekturen kräver att även externa parter, utöver eventuella egna arkitekter och specialister hos producenten, tillåts påverka byggandets systemutveckling. Detta skulle kunna medge en utveckling som inte enbart dikteras av rationellt och kortsiktigt ekonomiskt tänkande. Producenterna skulle också få värdefull respons från arkitektkåren.

Det är viktigare än någonsin för arkitekter att bygga upp verksamheter som kontinuerligt kan verka under skiftande förutsättningar. Om arkitekter har ett defensivt förhållningssätt, samtidigt som ett Lean-tänkande införs inom produktionen, riskerar man att hamna utanför det sammanhang där utvecklingen sker, utan möjlighet att påverka och få respons på sitt professionella arbete. I ett alltmer industriellt byggande är det viktigt att arkitektens kompetens utnyttjas även inom strategisk systemutveckling, och att denna kan påverkas av erfarenheter från det enskilda projektet.

Teknik spelar en viktig roll, inte bara som en del av produktionsprocessen, utan även som verktyg inom system och projektutveckling. Synsättet på teknik kommer att vara avgörande för arkitektens framtida roll.

Virtuella modeller har fått en alltmer accepterad roll bland alla aktörer, kanske framförallt inom marknadsföring, men också för att studera tekniska lösningar, och exempelvis förhindra att tekniska system krockar. 3D-projektering skulle kunna hjälpa till att minska byggfel och effektivisera byggandet, inte minst genom all den information som kan knytas till geometriska komponenter i digitala 3D-modeller och logistiska simuleringar av produktion och montage på byggplatsen.

Långt från alla aktörer använder idag 3D-projektering fullt ut, från tidiga skeden till förvaltning, trots att mycket arbete lagts ned på att ta fram standarder för detta. Vanligtvis anses de nya verktygen för 3D-projektering alltför tidskrävande, och motverkar ett mer effektivt arbete inom arkitektkontoren.

Till viss del beror det nog på att de inte blivit naturliga moment i den dagliga verksamheten. Även inom arkitektkontoren, där specialister med få undantag står för visualisering och 3D-projektering, kan de virtuella modellerna hindra givande utbyten. Äldre arkitekter med stor erfarenhet av byggprocesser får svårt att kommunicera med yngre arkitekter som tagit till sig den nya tekniken. En naturlig erfarenhetsåterföring bromsas.

Alltmer industrialiserade processer gör en integration av teknik och design högaktuell. I praktiken innebär det en medvetenhet om verktygen för designarbetet, hur de påverkar och blir en del av slutprodukten. Ett tydligt exempel är datorns mjukvara. En produkt designad och producerad med stöd av ny teknologi är också påverkad av de använda programmens möjligheter och begränsningar.

De senaste 15 åren har många enskilda verksamheter förutsättningslöst sökt efter potentialen i ny teknologi gällande analyser, rumsliga formationer, digitala fabrikationstekniker (såsom CNC-fräsning och laserskärning) och nya artificiella material. Projekt som belyser detta har framförallt visats genom utställningar, föreläsningar och publikationer. Endast i undantagsfall har de gått vidare till slutlig produktion. Dessa pilotprojekt har ofta krävt stora utvecklingskostnader och har ibland inte kunnat genomföras enligt planerna, men de visar på nya sätt att producera arkitektur.

I och med byggbranschens förnyade intresse för frågor kring industrialisering, kan dessa experimentella verksamheter bidra till en utveckling inom branschen då de ofta intresserat sig just för mass customization och en ny syn på variationsmöjligheter och rationalitet hos arkitektoniska komponenter.

I utställningen Latent Utopias i Graz 2002, inbjöds 26 nytänkande arkitektkonstellationer att visa nya rumsuppfattningar kopplade till digital media- och fabrikationsteknologi. Utställningen Architecture Non Standard på Centre Pompidou, Paris 2003-2004 lyfte framförallt fram nya möjligheter för digital fabrikation av fysisk form, dels komplext modellerade modeller, dels producerade komponenter i full skala. Dessa utställningar och flera andra följer en experimentell tradition, där projekten för in samtida teknologi och kulturella fenomen. Charles Eames, Buckminster Fuller, Archigram, Cedric Price, Alison och Peter Smithson och många andra har bidragit till denna. Bland samtida arkitekter kan nämnas Foreign Office Architects, Servo, Mark Bury och SHoP.

Det New York-baserade arkitektkontoret Sharples Holden Pasquarelli (SHoP) har genom begreppet Versioning försökt möta industrins villkor, och skapat nya förutsättningar, inte bara för gestaltningsarbete och framtagandet av prototyper, utan även för överföring av information mellan arkitekter, övriga konsulter, entreprenörer och producenter.

Versioning innebär ett annat sätt att se på projektering, där en digital modell tas fram tidigt i processen. Alla tekniska lösningarna är integrerade i denna, och den är basen i ett kontinuerligt samarbete mellan konstruktörer och arkitekter. Tekniska och rumsliga lösningar förändras gradvis då modellen genomgår ett antal versioner, där alla parter ger feedback. Modellen är parametrisk, vilket innebär att definierade mått kan förändras successivt och helheten uppdateras automatiskt. På detta sätt är varje version en möjlig lösning, där specifika kvaliteter kan identifieras och jämföras. Detta har bland annat medfört att precisa kalkyler kan göras redan tidigt i processen, vilket minimerat risktagande för entreprenören.

Det går sedan att använda kontorets underlag direkt i fabrik, i datorstyrda fräsar och laserskärare. Detta möjliggör produktionen av unika delar enligt mass customization-princip. Materialåtgången kan dessutom optimeras baserat på formen och storleken av komponenterna. De slutliga ritningarna beskriver hur något ska tillverkas och monteras, snarare än hur det ska se ut.

SHoP ser sin verksamhet som driven av program och teknik, snarare än en viss typ eller stil av arkitektur. Det enskilda byggnadsprojektet i sig har ofta vissa delar med en mer experimentell produktionsteknik, och andra enligt konventionell modell. I vissa fall har ett snabbt genomförande och ett stort antal parter haft en överordnad betydelse för processen, såsom i fallet Rector Street Pedestrian Bridge. En ny gångbro krävdes i närheten av Ground Zero i New York, och produktionen inte fick störa trafiken på West Street, samtidigt som flera representanter för staden skulle påverka processen. Konstruktionen använde prefabricerade stålfackverk, med sidor täckta av täckplåtar i två olika dimensioner. Placeringen av dessa varierades, och instruktionerna för uppförandet angav tydligt logistiken. Bron utformades och producerades på mycket kort tid.

För Mitchell Park, NYC, har SHoP uppfört en paviljong i form av en Camera Obscura. I den är alla delar unika enheter, utvecklade inom den parametriska modellen. Kompletta tillverknings- och monteringsunderlag definierade laserskärning av aluminium och stål, fräsning av träkomponenter, samt montage av samtliga delar producerade på fabrik.

Delägarna Greg Pasquarelli och Kimberly Holden beskriver de anställdas roller inom projekten som skiftande, med färdighet i de använda hård- och mjukvarorna som grundförutsättning. Även om varje projekt kräver olika ansvarsområden, kan en anställds uppgifter variera mellan olika projekt; på detta sätt stimuleras en kontinuerlig vidareutveckling på individuell likväl som på organisationsnivå.

Grundarna har utöver Masterstudier på Columbia University en bakgrund i arkitekturteori, ekonomi och marknadsföring, vilket troligen bidragit till kontorets positiva utveckling och professionella framtoning. Företaget har idag 50 ordinarie anställda, och inga gratisarbetande praktikanter (vilket fortfarande är vanligt bland progressiva kontor i USA).

Arkitekturteoretikern Michael Speaks talar om arkitektverksamheter med hög designintelligens, där en praktik ständigt inkluderar en utforskande aspekt i det dagliga arbetet. Han belyser skillnaden mellan problemlösning och innovation, där problemlösning accepterar en problemdefinition och designprocessen resulterar i ett givet förslag. Innovation däremot omdefinierar problemställningar kontinuerligt, låter analysen vara en del av designprocessen med mer oväntade lösningar som resultat.

Innovationsdrivna verksamheter måste kunna anpassa sig till nya förhållanden kontinuerligt, och ha en organisation som är beredd på detta. Genom projekt vidareutvecklas och förfinas arbetsmetoder kontinuerligt, och erfarenheter sprids i organisationen.

Dessa påstående ligger väl i linje med de principer som ligger till grunden för Lean Production, det vill säga en organisation där de som genomför ett arbete, som en del av den dagliga verksamheten även bidrar till vidareutveckling av den grundläggande metodiken. En annan definition av innovation, ofta använd som produkt- eller processinnovation, är hur lyckad en produkt eller tjänst blir på marknaden.

Det vore intressant att se dessa två förhållningssätt kombinerade i en organisation (som ett arkitektföretag) som kontinuerligt kan omdefiniera problemställningar och samtidigt är förmögen att genomföra dessa i reella projekt. Med ett offensivt och utforskande arbetssätt där modern teknik utnyttjas till fullo, och en organisation präglad av Lean-tänkandets filosofi kring arbetsmetodik och erfarenhetsåterföring, kan arkitekter ge nya mervärden på byggbranschen. Kanske kan det nyvaknade intresset för industriellt byggande och dagens informationsteknologi innebära ett ömsesidigt utbyte för experimentella och praktiska verksamheter som historiskt sett löpt parallellt men avskilt från varandra? På dessa sätt kan arkitektens breda kompetens vara till nytta för kunderna, inte trots utan med stöd av nya förutsättningar inom byggsektorn och samhällsbyggandet i stort.

Jonas Runberger, arkitekt SAR/MSA

Jonas Runberger är ansvarig för ssark medialab, en digital utvecklingsmiljö inom Scheiwiller Svensson Arkitektkontor AB. Han bedriver även designbaserad forskning inom forskningsgruppen Krets och är doktorand på Arkitekturskolan KTH .