Computational Design

Computational Design für wiederkehrende Aufgaben

Für Planungsbüros und Hersteller schreiben wir Regeln, die Varianten, Zuschnitte und Pläne für wiederkehrende Aufgaben rechnen.

Illustration eines Bürogebäudes an einer Straßenecke in der Abenddämmerung, dessen helle Fassadenpaneele einer sanften Welle folgen, davor kahle Bäume und eine orange Lichtlinie am Sockel.KI-GENERIERT
Illustration, KI-erzeugt: eine Fassade aus vielen leicht verschiedenen Paneelen. Keine Aufnahme aus einem Projekt.

Kommt Ihnen das bekannt vor?

Ein Beispiel: Ein Planungsbüro zeichnet für eine Ladenkette die Regalwand jeder neuen Filiale, und jede fällt ein wenig anders aus. Wählen Sie die Lage, die Ihrer am nächsten kommt, dann passt die Seite Weg und Rechnung daran an.

Was wir dafür bauen
Eine parametrische Definition mit automatischen Plänen und Stücklisten.
Eine Rationalisierung in Paneeltypen, mit Nesting und DXF für die Fertigung.
Eine Variantenstudie mit allen zulässigen Kombinationen.
Wo der Weg beginnt
In der Stufe Klären: Dort rechnen wir mit Ihnen den Break-even.
Meist direkt beim Prototyp, weil die Geometrie meist schon vorliegt.
Meist direkt beim Prototyp: Dort entsteht die Variantenstudie selbst.
Selbst prüfen
Der Rechner unter Wert zeigt, ab welcher Stückzahl sich eine Regel lohnt.
Der Fassaden-Rationalisierer zeigt, wie viele Paneeltypen Ihre Fläche ergibt.
Der Variantenraum weiter unten zeigt, wie eine Studie mit allen Kombinationen aussieht.
Weg ansehen

Welche Lösungen zu diesen Ausgangslagen passen

Am Anfang steht eine Regel, die Geometrie aus Parametern rechnet, also aus einstellbaren Eingangsgrößen. Daraus entstehen je nach Aufgabe Varianten, Zuschnitte, Pläne oder ein Konfigurator im Browser.

Ab welcher Stückzahl lohnt sich eine Regel?

Im Beispiel kostet jede Regalwand beim Zeichnen wieder dieselben Stunden, eine Regel kostet zuerst mehr und danach wenig je Filiale. Tragen Sie Ihre Zahlen ein: Wo sich die Linien kreuzen, hat die Regel insgesamt weniger Zeit gekostet.

Für Serienelemente wie die Regalwand zählen Sie am besten die Varianten eines Jahres und die Stunden einer typischen Zeichnung.

Bei Fassaden setzen Sie als Variante einen Paneeltyp an, der sonst einzeln gezeichnet und abgewickelt wird.

Bei Variantenstudien entspricht eine Variante einer gezeichneten Studie, und die Regel spart vor allem die Runden nach jeder Änderung.

Rechnung auf dieser Seite · Stunden und Euro Break-even nach 4 Varianten, also noch im ersten Jahr

Destatis 2025, Erbringung von freiberuflichen, wissenschaftlichen und technischen Dienstleistungen: 60,40 € je geleistete Stunde.1

Nur wenn Sie einen Betrag eintragen, rechnet die Seite eine Amortisation.

Kumulierter Aufwand über 24 Varianten, gezeichnet gegen gerechnet Zwei Geraden über der Anzahl der Varianten. Die graue Gerade beginnt im Ursprung und steigt steil, sie steht für den gezeichneten Weg. Die orange Gerade beginnt beim Aufwand für die Regel und steigt flach, sie steht für den gerechneten Weg. Der markierte Schnittpunkt ist der Umschlagpunkt. Die Kennzahlen unter der Zeichnung nennen dieselben Werte als Text. 0 50 101 151 202 04812162024 Umschlagpunkt Anzahl der Varianten Aufwand kumuliert in Stunden
Gezeichneter Weg Gerechneter Weg mit Regel
Break-even nach
4Varianten
Stunden mit Regel im ersten Jahr
41,1h
Ersparnis im ersten Jahr
59,7h
Stunden je Änderungsrunde
0,9h statt 6,0 h
Wert der Ersparnis im ersten Jahr
3.605
Amortisation
-ohne Budget

Die Ersparnis entspricht etwa 7 Regalwänden, die samt Änderungsrunde nicht noch einmal gezeichnet werden.

Tragen Sie ein eigenes Budget ein, dann zeigt die Rechnung hier, nach wie vielen Monaten sich der Betrag durch gewonnene Stunden ausgleicht.

Gezeichnet je Variante = Aufwand × (1 + Änderungsanteil) · Gerechnet je Variante = 0,15 × Gezeichnet · Break-even = Aufwand für die Regel ÷ (Gezeichnet − Gerechnet), aufgerundet · Wert = Ersparnis im ersten Jahr × Arbeitskosten je Stunde · Amortisation in Monaten = Budget ÷ (Varianten pro Jahr × (Gezeichnet − Gerechnet) × Arbeitskosten ÷ 12)

Voreingestellt sind Beispielwerte für das Planungsbüro aus dem Beispiel. Angenommen ist, dass eine Änderungsrunde so viel kostet wie ein zweites Zeichnen. Eine gerechnete Variante kostet 15 Prozent einer gezeichneten, weil nur noch Werte gesetzt, das Ergebnis geprüft und die Datei ausgegeben werden.

Für die Amortisation zählt die Ersparnis eines vollen Jahres ohne die Stunden für die Regel, weil Ihr Budget diese Arbeit bereits abdeckt.

Rechenbeispiel mit Ihren Angaben, keine Prognose. Bei Einzelentwürfen, unklaren Randbedingungen oder einem Entwurf, der vom Bruch mit der Regel lebt, hilft auch ein früher Umschlagpunkt wenig.

Wege von A nach B

In vier Stufen von der Zeichnung zur Regel

So läuft ein Vorhaben üblicherweise ab. Nach jeder Stufe entscheiden Sie, ob und wie es weitergeht, und die markierte Stufe zeigt, wo die meisten mit Ihrer Ausgangslage beginnen.

Vier Stationen auf hellem Papier, verbunden durch eine orange Linie: skizzierte Rechtecke auf losen Blättern, ein Steckbrett mit Fäden, fünf weiße Hausmodelle mit verschiedenen Dächern und ein präzises Hausmodell neben einem Stapel zugeschnittener Platten.KI-GENERIERT
Illustration, KI-erzeugt: von der Skizze über die Regel zu gerechneten Varianten und Zuschnitt.

Vorab selbst prüfen, wie viele Paneeltypen eine gekrümmte Fläche ergibt: Fassaden-Rationalisierer

  1. Klären

    Hier beginnen die meisten mit dieser Ausgangslage

    Wir schreiben mit Ihnen die Regeln auf, rechnen den Break-even mit Ihren Zahlen und wählen ein Referenzelement.

    Bei Serienelementen zeigt der Break-even zuerst, ab welcher Stückzahl sich die Regel trägt.

    Die Geometrie liegt meist schon vor, und einen ersten Überblick liefert der Fassaden-Rationalisierer, deshalb bleibt Klären kurz.

    Typische DauerTage bis Wochen, je nach Umfang

    EntscheidungLohnt sich eine Regel, und an welchem Element wird sie zuerst gebaut?

  2. Prototyp

    Hier beginnen die meisten mit dieser Ausgangslage

    Eine parametrische Definition rechnet das Referenzelement, und wir vergleichen das Ergebnis mit dem gezeichneten Stand.

    Für eine Variantenstudie ist der Prototyp die Studie selbst, mit allen zulässigen Kombinationen.

    Typische Dauereinige Wochen, je nach Umfang

    EntscheidungAuf weitere Elemente ausweiten, nachschärfen oder beim Zeichnen bleiben.

  3. Einführung

    Hier beginnen die meisten mit dieser Ausgangslage

    Die Regel liefert Ausgaben für Werkplanung und Fertigung und läuft dort, wo Ihr Team arbeitet, in Rhino und Grasshopper oder im Browser.

    Eine Variantenstudie ist oft mit dem Prototyp abgeschlossen, eine Einführung lohnt erst, wenn die Regel in weiteren Projekten gebraucht wird.

    Typische DauerWochen bis Monate, je nach Umfang

    EntscheidungFreigabe für laufende Projekte und Benennung der Person, die das Modell verantwortet.

  4. Betrieb und Ausbau

    Hier beginnen die meisten mit dieser Ausgangslage

    Die zuständige Person arbeitet mit der dokumentierten Definition, und weitere Elemente kommen hinzu, wenn Sie es wünschen.

    Rahmennach Bedarf

    EntscheidungWelches Element als Nächstes eine Regel bekommt.

Typische Ergebnisse je Stufe

So sieht ein Vorhaben üblicherweise in Dateien und Terminen aus. Welche Ergebnisse es bei Ihnen werden, legen wir in der Stufe Klären gemeinsam fest.

Klären

Grundlage für die Entscheidung, womit Sie beginnen.

  • Dokument

    Aufnahme der Regeln

    Hält Parameter, Abhängigkeiten und Randbedingungen fest, damit die Regel prüfbar ist, bevor sie programmiert wird.

  • Dokument

    Break-even-Rechnung mit Ihren Zahlen

    Zeigt, ab welcher Stückzahl die Regel weniger Stunden kostet als das Zeichnen.

  • Dokument

    Auswahl eines Referenzelements

    Legt das Element fest, an dem die Regel zuerst gebaut und gemessen wird.

Prototyp

Ein messbarer Stand an einem abgeschlossenen Projekt.

  • Code

    Parametrische Definition für das Referenzelement

    Rechnet das Element aus benannten Eingaben, sodass neue Maße neue Geometrie ergeben.

  • Dokument

    Vergleich mit dem gezeichneten Stand

    Zeigt an einem abgeschlossenen Projekt, wo Regel und Zeichnung übereinstimmen und wo sie abweichen.

  • Datei

    Exportprobe

    Prüft mit DXF, CSV oder IFC, ob Werkplanung und Fertigung mit den Dateien arbeiten können.

Einführung

Die Regel im Alltag von Werkplanung und Fertigung.

  • Datei

    Ausgaben für Werkplanung und Fertigung

    Liefern Pläne, Stücklisten und Zuschnitte aus derselben Rechnung.

  • Code

    Einbindung in Rhino und Grasshopper oder in eine Web-Oberfläche

    Setzt die Regel dorthin, wo Ihr Team oder Ihre Kunden damit arbeiten.

  • Einweisung

    Einweisung der zuständigen Person

    Zeigt der Person, die das Modell verantwortet, wie sie Eingaben und Grenzen selbst ändert.

  • Studioaufnahme auf dunklem Beton: Stapel zugeschnittener Fassadenplatten in Weiß und Hellgrau, flach, gewölbt und trapezförmig, dahinter das weiße Modell einer Gebäudeecke mit gerundeter Fassade und eine orange Lichtlinie an der Tischkante.KI-GENERIERT
    Illustration, KI-erzeugt: Zuschnitte, sortiert nach Typ, und das Modell dazu.

Betrieb und Ausbau

Grundlage, um die Regel weiterzuführen.

  • Dokument

    Dokumentierte Definition

    Benennt Ein- und Ausgänge und Bedingungen, damit auch andere als der Autor weiterrechnen können.

  • Datei

    Beispieldateien und Exportprofile

    Enthalten Läufe mit bekanntem Ergebnis, an denen sich spätere Änderungen prüfen lassen.

  • Code

    Weitere Elemente auf Wunsch

    Übertragen dieselbe Arbeitsweise auf das nächste wiederkehrende Bauteil.

Wie ein Variantenraum aussieht

Die Demonstration rechnet einen einfachen Bürobau aus vier Grenzen: Baulänge, Bautiefe, Geschosshöhe und zulässigen Rastermaßen. Jede Kombination wird nach Nutzfläche und Hüllfläche eingetragen, und ein Klick auf einen orangen Punkt zeigt ihren Grundriss.

Demonstration · jede Kombination gerechnet 4.011 Kombinationen gerechnet
Zulässige Rastermaße in mm

Angenommen sind ein 1,80 m tiefes Erschließungsband für Flure und eine Hülle aus Umfang mal Geschosshöhe.

Streudiagramm aller gerechneten Varianten Waagerecht die Hüllfläche in Quadratmetern, senkrecht die Nutzfläche in Quadratmetern. Jeder Punkt ist eine Kombination aus Rastermaß, Modulanzahl und Bautiefe. Die orange markierten Punkte bilden die Pareto-Front. Die Werte der ausgewählten Variante stehen als Text in den Kennzahlen unter der Zeichnung. Hüllfläche in m² Nutzfläche in m² Hüllfläche in m² Nutzfläche in m²
Grundriss der ausgewählten Variante Rechteckiger Grundriss mit senkrechten Rasterlinien und einem Erschließungsband an der Unterkante, bemaßt mit Länge und Tiefe.

36,00 m lang · 16,00 m tief · 60 Module à 600 mm

Rastermaß / Module
600mm / 60
Bautiefe
16,0m
Nutzfläche
511
Nutzfläche je m² Hülle
1,23

Auf der orangen Linie liegen die Varianten, zu denen es keine mit mehr Nutzfläche und zugleich weniger Hülle gibt, und dort beginnt die Besprechung.

Die Zahlen sind Rechenergebnisse dieser Seite und keine Projektkennzahlen.

Projekte

Projekte, Werkzeuge und Studien

Die Regalwand ist ein ausgedachtes Beispiel. Die folgenden Arbeiten gibt es wirklich: zwei Projekte für Auftraggeber, zwei öffentliche Werkzeuge und eine eigene Studie aus dem R&D Lab.

Projekt, entstanden für RGS Group Holdings.
Projekt, entstanden für RGS Group Holdings

Inside the Line

Ausgangslage
Ein Zementwerk sollte in zwölf Stationen begehbar werden, mit Beschriftungen, Schnitten und Angaben, die zur Geometrie passen.
Umsetzung
Der Standort ist gerechnet: Ofenlänge, Turmhöhe, Silodurchmesser und Bandwege stehen genau einmal in Metern in einer Datei, und Geometrie, Kameras, Beschriftungen und Schnittebenen lesen daraus.
Was es zeigt
Ein Prüflauf rechnet jede gedruckte Angabe aus der Geometrie nach und bricht ab, wenn Text und Modell voneinander abweichen.
  • 12Stationen, Abbauwand bis Lkw
  • 3Sprachen, Oberfläche und Erzählstimme
  • 1Datei, offline per Doppelklick
Projekt ansehen

So läuft die Zusammenarbeit üblicherweise

Die Regel schreiben wir, das Wissen über Ihre Aufgabe liegt in Ihrem Haus. An diesen Stellen kommt es zusammen.

Ablauf eines Vorhabens mit den Beiträgen beider Seiten
SchrittWas passiertIhr Beitrag
Erstes GesprächWir sprechen über die Aufgabe, die immer wiederkehrt, und über die Stückzahlen eines Jahres.Zwei bis drei abgeschlossene Beispielprojekte mit Zeichnungen und Stücklisten.
KlärenWir schreiben Parameter, Abhängigkeiten und Randbedingungen auf und rechnen den Break-even.Die Regeln und Normen, die für das Element gelten, auch wenn sie bisher nur als Erfahrung vorliegen.
PrototypWir bauen die Definition für das Referenzelement und vergleichen sie mit dem gezeichneten Stand.Rückmeldung zu den Zwischenständen aus Planung oder Fertigung.
EinführungWir richten die Ausgaben für Werkplanung und Fertigung ein und weisen Ihr Team ein.Eine Person, die das Modell später verantwortet und an der Einweisung teilnimmt.

Passt eine Regel zu Ihrer Aufgabe?

Nicht jede wiederkehrende Aufgabe braucht eine Regel. Die beiden Listen helfen bei einer ersten Einschätzung.

Passt gut, wenn

  • Die Aufgabe kehrt mit wechselnden Zahlen immer wieder.
  • Die Regeln lassen sich formulieren, auch wenn sie bisher niemand aufgeschrieben hat.
  • Das Ergebnis wird gebaut oder gefertigt, und jemand arbeitet mit den Dateien weiter.

Eher nicht, wenn

  • Es handelt sich um ein Einzelstück, das genau einmal gebaut wird.
  • Die Randbedingungen ändern sich laufend grundlegend, sodass jede Regel schnell überholt wäre.
  • Niemand im Haus soll das Modell nach der Einführung weiterführen.

Häufige Fragen zu Computational Design

Ab wie vielen Varianten lohnt sich eine Regel?

Das hängt vor allem von der Wiederholung und den Änderungsrunden ab. Als grobe Orientierung aus umgesetzten Projekten gilt: etwa fünf Ausführungen, wenn sich nichts mehr ändert, und zwei bis drei, sobald eine echte Änderungsrunde zu erwarten ist. Der Rechner oben macht daraus Stunden und Euro mit Ihren Zahlen.

Was müssen wir liefern, damit die Arbeit beginnen kann?

Am Anfang stehen zwei bis drei abgeschlossene Beispielprojekte und die Regeln, die dafür gelten. Daraus legen wir fest, welche Größen Eingaben sind, in welchen Grenzen, mit welcher Einheit und Toleranz und welche Formate die nächste Station braucht. Liegen Pläne nur als Scan vor, ist das Strukturieren ein eigener Schritt.

Brauchen wir Rhino im Haus?

Nur, wenn Ihr Team die Definition selbst weiterentwickeln soll. Ist das Ergebnis ein Konfigurator im Browser oder ein Datenexport für die Fertigung, braucht bei Ihnen niemand Rhino.

Welche Dateien liefert ein parametrisches Modell?

Das richtet sich danach, wer weiterarbeitet: IFC für die Planung, DXF und STEP für die Fertigung, CSV oder XLSX für Mengen und Kalkulation, glTF für die Ansicht im Browser. Die beiden Rechner unter Werkzeuge geben DXF und CSV aus, der Nesting-Rechner zusätzlich SVG.

Wir haben ein Grasshopper-Modell, das niemand mehr versteht. Lässt sich damit weiterarbeiten?

Meistens ja. Eine Bestandsaufnahme zeigt zuerst, welche Eingänge es wirklich gibt, welche Zweige tot sind und wo feste Zahlen stehen, die Parameter sein müssten. Danach fällt die Wahl zwischen Aufräumen und Neubau.

Worin unterscheiden sich parametrisches und generatives Design?

Beim parametrischen Design setzen Sie die Werte, und das Modell rechnet eine Lösung. Beim generativen Design setzen Sie Bedingungen und Ziele, und die Rechnung durchsucht den Raum der zulässigen Werte, wie im Variantenraum oben. Generatives Design setzt deshalb eine parametrische Regel voraus.

Wo hilft KI, und wo nicht?

KI hilft beim Lesen von Anforderungen, beim Vorsortieren vieler Varianten und bei Fragen an Normen und interne Regelwerke, beantwortet mit Fundstelle. Bei der Geometrie selbst hilft sie wenig, denn hinter einer Fläche, die ein Sprachmodell erfunden hat, steht keine prüfbare Bedingung. Geometrie kommt deshalb aus der Regel, die die Bedingungen einhält.

Quellen

  1. Statistisches Bundesamt (Destatis), Pressemitteilung Nr. 148 vom 29. April 2026, „Eine Arbeitsstunde kostete im Jahr 2025 durchschnittlich 45,00 Euro“ (Tabelle: Erbringung von freiberuflichen, wissenschaftlichen und technischen Dienstleistungen, 60,40 Euro). https://www.destatis.de/DE/Presse/Pressemitteilungen/2026/04/PD26_148_624.html

Die Orientierungswerte in der Kennzahl-Kachel und in der ersten Frage stammen aus dem eigenen Beitrag Wann sich ein Modell rechnet und sind dort als eigene Angabe verlinkt, nicht als externe Quelle.

Welches Element zeichnen Sie immer wieder neu?

Wie viele verschiedene Paneele hat Ihre Fassade?

Welche Varianten wollen Sie früh vergleichen?

Bringen Sie zwei abgeschlossene Beispiele mit, dann rechnen wir im Gespräch den Break-even wie für die Regalwand aus dem Beispiel.

Probieren Sie Ihre Fläche im Fassaden-Rationalisierer aus und sprechen Sie danach mit uns über Toleranzen, Typen und Zuschnitt.

Schildern Sie Grundstück oder Bauteil und die geltenden Grenzen, dann klären wir im Gespräch, ob sich eine Variantenstudie lohnt oder eine gezeichnete Studie schneller ist.

Vorab selbst prüfen: Fassaden-Rationalisierer ausprobieren.

Clayton Christensen

“Störe dich selbst, bevor es jemand anderes tut.”