Digitaal ontwerpen: ‘Gebouwen gaan meer op de natuur lijken’

Het is al een soort handelsmerk en signatuur van zijn bedrijf the ArchiTech Company geworden. De lamellen, kapjes en luifels die ervoor zorgen dat een gebouw zich goed weert tegen zon en warmte en toch voldoende daglicht toelaat. Bijna geen onderdeel van die praktische toepassingen is echter identiek, maar dankzij digitale technieken is er niet alleen sprake van perfect maat- en maakwerk, maar strelen de ontwerpen ook onze ogen. Toch is dat laatste eerder een uitvloeisel van onderliggende harde data en algoritmes, dan dat het een artistiek product is. Ziedaar de twee werelden die ontwerpers, stedenbouwkundigen en architecten anno 2026 proberen samen te brengen.

Na een technische opleiding aan de hts was het de esthetica die het vak ontwerpen voor Van Capelleveen pas echt interessant maakte. Parametrisch ontwerpen helpt daarbij volop, maar tijdens zijn studie aan de TU Delft merkte Van Capelleveen dat er nogal ‘vormvrij’ en willekeurig mee werd omgesprongen. “De ontwerpwereld ging er nog niet goed mee om”, werd mij ook als supervisor steeds duidelijker, “waardoor je voor het realiseren van soms totaal onzinnige ontwerpen veel extra constructie, materiaal en energieverbruik nodig had. Ook de maakindustrie kon er nog niet mee overweg. Oké, het heeft soms bijzondere gebouwen opgeleverd, en heel bekende architecten, maar het was absoluut niet duurzaam en wat ons betreft moest het anders.”

Stedenbouwkundige prestaties 

Nieuwe inspiratie deed Van Capelleveen onder meer op tijdens zijn masterstudie aan de Mississippi State University. ‘Fijn dat een gebouw er mooi uitziet, maar wat levert het op?’ En dus zoekt hij continu naar geslaagde esthetische én fysieke oplossingen. Van Capelleveen: “Goede architectuur begint bij heel goed licht, daglicht en uitzicht en daarom begint ontwerpen bij de stedenbouwkundige prestaties. Waar we voorheen altijd keken naar de menselijke maat en schaal, in relatie tot gebouwen, gaat het nu dus ook over hoe de mens iets als een gezonde plek ervaart en wat daarvoor nodig is. Op gebouwniveau neem je dan de fysica van de gebouwde omgeving mee, dus daglicht, zon, wind, maar ook luchtstroming, warmte, geluid, luchtkwaliteit en uitzicht.

Zo krijg je een heel gelaagd ontwerp en daardoor komen wij nooit met een volglazen flat iron building, want dat geeft altijd gebruikersproblemen. We willen ervoor zorgen dat gebruikers juist veel comfort ervaren en dat met zo min mogelijk installaties. Wat je dan vervolgens terugziet in onze architectuur, met bijvoorbeeld kapjes voor het raam en de juiste oriëntatie.”

• Bijlmerallure
  “Onze huidige woningbouw is gericht op snel ‘blokjes schuiven’ met relatief weinig kwaliteit. Het heeft een soort bijlmerallure, waarover we over dertig jaar zullen zeggen ‘dat was toch niet zo best’. Veel van dat soort gebouwen zijn gesloopt, maar zijn we nu toch weer aan het bouwen. Heel onverstandig.”

“Onze missie is dus dat we - aantoonbaar meetbaar - duurzaam en gezond willen ontwerpen en geen esthetiek maken om de esthetiek. We ontwerpen altijd iets dat zorgt voor kwaliteitsverbetering van de eerdergenoemde urban fysica. Vroeger deden we dat nog via trial & error, maar dat stoorde mij heel erg. Dat moest toch veel systematischer kunnen? Want je werkt uiteindelijk altijd met dezelfde onderwerpen en thema’s. Kun je die niet meetbaar laten terugkomen in je ontwerp? Daarom bouwen we onze modellen vanaf dag één geprogrammeerd op. Met een dataset die op basis van onze algoritmes en parameters volumes genereert, gevels als klimaatmachine ontwerpt en daarna uiteindelijk een gebouwtekening maakt. Hetzelfde doen we op stedenbouwkundige schaal.”

‘In echt mooie gebouwen en hun omgeving vallen harde en zachte waarden samen’

Variaties en samenhang 

“Ook al werken we nu heel systematisch en datagestuurd”, vervolgt Van Capelleveen, “het ontwerpproces is wel veel creatiever geworden. Want je kunt met alle digitale middelen je ontwerp veel verder doorontwikkelen. Je wordt nog meer uitgedaagd om goed na te denken over waarom je iets maakt. Wat is de volgordelijkheid, de meerwaarde en wat betekent het in detail?”

De actuele tools leveren duizelingwekkende variatiemogelijkheden op, waarin de ontwerper de samenhang moet zoeken tussen de meer harde objectieve en de vaak zachte subjectieve aspecten. Een verband dat Van Capelleveen uitdaagt. 
“In echt mooie gebouwen en hun omgeving vallen die waarden samen. Zachte waarden kunnen we ook in data vatten. Denk aan prettig daglicht, veel zicht op groen of dat je stimuleert dat men elkaar in gebouwen kan ontmoeten. De data daarover worden in het proces continu getoetst en ook of het ontwerp daadwerkelijk bijdraagt aan duurzaamheid. Op het niveau van stedenbouw, op het niveau van een gebouw en uiteindelijk op het niveau van de gevel. Het gebouw wordt bij ons nooit een bastion in het bos. Het zal altijd een relatie aangaan met het bos; dus een relatie met de omgeving en andersom.”

Natuur 

Als we dan belanden bij de uiterlijke verschijningsvorm van een gebouw, stelt Van Capelleveen: “Vanuit onze bouwtraditie komen vaak rechte vormen naar voren. Toch merk ik dat, naarmate je datagestuurd ontwerpen serieuzer neemt, de gebouwen meer gaan lijken op de natuur. Als je echt optimaliseert en dingen duurzaam wilt verbeteren, ontstaat vaker een natuurlijke uitstraling. Logisch, want de natuur weet als geen ander hoe je het efficiëntst dingen maakt.
Zo heeft een blaadje van een boom diagonale lijnen, want dat levert de beste constructie op. Het is verder heel licht en superefficiënt geconstrueerd en heeft geen enkele moeite om rechte en ronde vormen met elkaar te combineren.
Wij vinden dat als architecten echter vaak moeilijk. De traditionele manier van denken en bouwen staat ons regelmatig in de weg, evenals durf. Neem de modulariteit van woningbouw. We maken een bepaald blokje en dat repeteren we. Daar zit echter heel veel inefficiëntie en te veel materialen in. Als je dat parametrisch aanpasbaar programmeert en ontwerpt, en optimaliseert naar iedere bouwlocatie, bespaar je zo twintig à dertig procent aan materialen.”

Script 

Dat programmeren is door AI nog veel makkelijker geworden. “AI kan programmacodes maken en verbeteren. Door goede prompts te schrijven, krijg je bovendien scripts waarmee je volumes kunt maken of stedenbouw bedrijven. Je moet wel leren om goed creatief te blijven nadenken. Dat doe je door de goede ontwerpvragen te stellen en te weten hoe je het moet toepassen. Een script kan honderdduizend constructievarianten genereren, maar als dat allemaal niet past binnen een programma van een gebouw, heb je er niets aan.”

'Tot het laatste latje controle over het ontwerpproces'

“Het is dus soms nog worstelen. AI kan wel gebouwen genereren, maar zijn ze goed genoeg? Nee, want dat zijn ze in ons vakgebied ook nooit geweest. Je kunt altijd wel iets verbeteren of aanpassen en op een gegeven moment is het klaar. Uiteindelijk heb je altijd met vier elementen te maken: vloeren, wanden, constructie en gevel. En omdat je met het oog op je CO2-footprint ook het materiaalgebruik wilt beperken, is het best overzichtelijk. Wie dan nog een raam van vijf verdiepingen hoog en twintig meter breed ontwerpt, waardoor het binnenklimaat slecht is, is niet geschikt om datagestuurd te werken. Dat slaat namelijk nergens op, maar het gebeurt nog veel.”

• Software
  “Wij werken veel met de visuele programmeertaal grasshopper, van waaruit je met plug-ins een ontwerp opbouwt. Van daaruit genereer je modellen in Rhino. Je kunt ook genereren naar Revit of naar Archicad, maar Rhino is prettig omdat je vanuit de datasets veel meer organische vormen krijgt. En dat op basis van bijvoorbeeld stijfheid, oriëntatie en vergelijkbare aspecten.
  Je kunt met afbeeldingen ook vanuit AI een voorstel krijgen voor de architectuur. Door dat steeds beter te prompten, krijg je dan wat je graag ziet. Het kost echter ontzettend veel ontwerpwerk om te kunnen voldoen aan alle ontwerpeisen en -wensen en gebeurt bovendien nu nog in 2D. Visualisaties omzetten naar 3D is mogelijk in een point cloud model, maar nog niet bruikbaar in een BIM-omgeving (inclusief de hele onderliggende constructie, et cetera.) Dat is nog een gat in de markt.”

De tekeningen rollen tegenwoordig dus uit het programmeerproces, waar in het verleden nog een aparte tekenaar aantrad. Wie nu een ontwerp met een fraai golvende zonwering ziet, moet beseffen dat niet alleen een kunstenaar aan het werk is geweest, maar vooral een dataset. Van Capelleveen: “Onze bouwkundigen en ontwerpers denken daarbij mee over hoe je de detaillering opbouwt. Vervolgens neem je dat advies mee in de dataset en maak je het model nog beter. Zo heb je tot het laatste latje controle over het ontwerpproces en werk je veel gedetailleerder en integraler dan voorheen. Daarna gaat de digitale modellering van bouwkundige en constructieve elementen direct file to factory naar de fabrikant.”

Ander type architect 

Datagestuurd werken betekent dus niet dat de esthetische kant van het vak wordt veronachtzaamd. Van Capelleveen: “Creativiteit is echter niet iets dat je makkelijk stuurt. Het ontstaat doordat je studies aan het doen bent, schetsen maakt, modellen genereert en vanuit het algoritme dingen krijgt aangereikt. Dat is een constant en integraal proces, waarbij nog steeds eindeloos veel ontwerpen ontstaan. Echt datagestuurd ontwerpen vinden veel mensen ook nog spannend. Je moet het echt willen omarmen en dat vergt een ander type architect en een andere mindset. Daarom zijn onze mensen allemaal dubbel geschoold. Naast de architectuur en bouwtechniek moeten ze ook goed zijn in wiskunde en programmeren.”

Bij the ArchiTech Company worden nu steeds grotere projecten met steeds minder mensen gedaan. Daarbij is de samenwerking met andere partijen belangrijk om de laatste expertise binnen te halen. Van Capelleveen tot slot: “Niet alleen het werk van de architect verandert, in deze revolutie verandert voor iedereen de rol. Zo is goed sturen op de carbon footprint nog hartstikke ingewikkeld. Daarvoor zijn er te veel verschillende data en tools, zodat het vaak nog gissen is.
Verder missen we bij het ontwerpen van grote stedenbouwkundige plannen vaker goede data over het gebied, de omgeving, ondergrond en infrastructuur. Gemeenten en provincies zouden meer moeten investeren in digital twins, zodat stedenbouwkundigen de plannen in de digitale wereld beter kunnen uitwerken. Dan kun je veel grootser gaan denken en werken aan echte masterplanning.
Dat zijn we een beetje verleerd. We zijn nu zonder overzicht aan het friemelen op de vierkante millimeter en willen in iedere opgave alle problemen oplossen. Je kunt beter uitzoomen op basis van je data en dan bedenken welk programma en visie je nodig hebt voor de hele stad.”

Dit artikel verscheen onlangs in de Innovatiecatalogus 2026. Abonnees kunnen de digitale versie downloaden in de bibliotheek van Stedebouw & Architectuur. Nog geen abonnement? Ontdek hier onze aanbieding met vele extra's.

Blijf nog beter op de hoogte van al ons nieuws en abonneer je op de wekelijkse nieuwsbrief van Stedebouw & Architectuur.

Tekst: Ysbrand Visser 
Beeld: the ArchiTech Company