Theses supervised by Prof. Dr. Gülen Çağdaş
11 theses · İstanbul Technical University
Toplu konut yerleşimlerindeki açık alanlarda rüzgarın kullanıcı konforuna etkisinin analizi ve değerlendirilmesi
Günümüzde düzensiz yapılaşma, kamusal alanlardaki yaya konforunu büyük oranda etkilemektedir. Bina yapım aşamasında bölgedeki iklimsel veriler dikkate alınmamaktadır. Özellikle yüksek yapı tasarımlarında iklimsel verilerin analiz edilmemiş olması, yapım aşaması bittikten sonra çeşitli sorunlar ortaya çıkarmaktadır. Belirli bölgelerde yoğunlaşan yüksek yapılar olumsuz rüzgâr hareketleri oluşturmakta, bu durum bina çevresinde bulunan kamusal alanlardaki yaya konforunu etkilemektedir. Bu nedenle yüksek yapı tasarımlarında rüzgâr, yaya konforu açısından en önemli etkenlerden biridir. Rüzgâr etkeninin bina çevresinde oluşturduğu hareketleri tespit edebilmek için deneysel ortamlarda gerçekleştirilen rüzgâr tüneli testleri, deneysel ortamların maliyeti ve deney süresinin uzun olması açısından mimari tasarım sürecinde sürekli olarak kullanılamamaktadır. Bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle, rüzgar analizlerinin yapıldığı hesaplamalı akışkanlar dinamiği (Computational Fluid Dynamics - CFD) yöntemini kullanan simülasyon modelleri hızla gelişmiş, önceden yüksek maliyet gerektiren deney ortamlarında yapılan testler, bilgisayar ortamlarına aktarılmış ve deney süreci hız kazanmıştır. Bu simülasyon modelleri mimari tasarım sürecinde de sıklıkla kullanılmaya başlanmıştır. Fakat bu analizlerin mühendisler tarafından projenin son aşamasında yapılıyor olması, rüzgâr hareketlerinin oluşturduğu olumsuz alanların iyileştirilebilmesi için yapılacak müdahalelerin boyutunu kısıtlamaktadır. Müdahaleler, kütlesel olarak projenin tamamlanmış olması nedeniyle; projeye ekleme ve çıkarmalar yaparak gerçekleştirilmekte ve bu durum da açık alanlardaki rüzgâr hareketlerini kontrol edebilmek için yeterli olamamaktadır. Ayrıca uygulamada bu simülasyon modellerinin etkin olarak kullanılmadığı izlenmektedir. İstanbul'da özellikle 2000'li yıllardan sonra inşaat faaliyetleri hız kazanmış, yüksek ve yoğun toplu konut projelerinin sayısında artış olmuştur. Farklı kütle formları ve yerleşim planları kullanılarak yapılan bu toplu konut projelerinde ortak açık alanlarda oluşan düzensiz rüzgâr hareketleri, yaya konforunu olumsuz etkilemektedir. Bu alanda yurt dışında yapılan çok sayıda araştırma ve uygulamaya karşın, Türkiye'de bu konuyla ilgili belirli sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı, mimari tasarım sürecinin ilk aşamasında kütle yerleşim alternatifleri oluşturulurken rüzgâr hareketlerinin etkisinin tespit edilerek, yerleşim planlarının bu veriler doğrultusunda geliştirilmesinin yöntemlerini ortaya koymaktır. Bilgisayarda simülasyon modeli ortamına tanımlanan toplu konut yerleşimleri üzerinden rüzgar hareketleri görsel olarak üretilebilmekte ve açık alanlardaki kullanıcı konforu konusunda görüş oluşturulabilmektedir. Bu tür modellerin kullanımından önce, mimari tasarımın ilk aşamasında yapılan rüzgar analizlerinin zaman ve maliyet açısından uygun olmaması nedeniyle yaşanan sorunlar artık ortadan kalkmış olup mimari tasarımın ilk aşamasında bu programların kullanılmasıyla rüzgar açısından konforlu alanlar yaratılabilecektir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) yöntemini kullanan simülasyon modelleriyle mimarlar, uzun zaman kaybetmeden tasarımın ilk aşamasında rüzgar etkisini görsel olarak izleyerek yerleşim seçeneklerini değerlendirebilir ve sonuçlara göre tasarımlarını optimize edebilirler. Tezin ilk bölümünde tezin amacı, kapsamı ve yöntemi açıklanmıştır. İkinci bölümünde tasarımda rüzgar etkisinin önemi, rüzgarın binalar üzerinde etkileri ve rüzgardan korunma yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde rüzgar etkisinin değerlendirilmesinde kullanılan yöntemler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanım alanları ve uygulamalarından bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde ise İstanbul'da seçilen 6 adet toplu konut projesi üzerinde hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi ile yapılan rüzgar analizleri ve analiz sonuçlarına yer verilmiştir. Çalışmada rüzgar analizlerini yapmak için Autodesk CFD programı kullanılmıştır. Bu programın tercih edilmesinin nedeni programın ulaşılabilir olması , Autodesk'in üç boyutlu programlarıyla entegrasyonunun olması ve anlaşılabilir olmasıdır. Türkiye'de bu kapsamda yapılan çalışmalar az sayıdadır. Mevcut bir çalışmada plan düzleminde bina formunun rüzgarın hareketi üzerindeki etkisi diyagramlarla açıklanmıştır; iklim verilerine bağlı bir analiz çalışması değildir ve genel kabullere dayanmaktadır. Oysa bu tez kapsamında yapılan simülasyon modelleri, sonuçları görsel olarak vermekte ve farklı kotlardaki rüzgar hareketlerini de yansıtmaktadır. Böylece, mimar toplu konut tasarımlarının daha ilk aşamalarında, açık alanlardaki rüzgarın etkisini kullanıcı konforu açısından değerlendirerek kütlelerin yerleşimlerine ve birbirlerine göre konumlarına ilişkin kararlarını objektif olarak verebilecektir. Çalışmanın bundan sonra yapılacak toplu konut yerleşim tasarımlarında rüzgâr faktörünün göz önüne alınmasında öncü bir rol üsteleneceği düşünülmektedir.
Mimari tasarım eğitiminde sarmal sanal gerçeklik ortamının mekansal ilişkilerin algısına etkisi
Bilgi ve iletişim teknolojileri gün geçtikçe gelişmekte ve yenilenmektedir. Bu gelişmeler ile birlikte teknoloji, eğitim alanında kendine önemli bir yer bulmuştur. Mimari tasarım, mekânsal düşünme, imgelem ve modelleme sürecinde bilişim teknolojileri giderek eğitime dâhil olmaya başlamıştır. Mimarlık eğitiminde fikirlerin ve olguların aktarımında geleneksel olarak kalem, kâğıt ve buna ek olarak teknolojik gelişmeler ile birlikte 3B modelleme programları gibi çeşitli dijital araçlar kullanılmaya başlanmıştır. Tüm bu araçların ortak özelliği, 3B modelleri 2B düzlem üzerinde temsil etmeleridir. Çalışmanın konusu, mimarlık öğrencilerinin görsel-mekânsal ilişkileri algılayarak mekânsal akıl yürütmeye dayalı bir ortamda, mekân kurgusu, mekânların topolojik ilişkileri, formun bütünü ve mekânsal detaylar üzerine olan algılarının incelenmesi ve değerlendirilmesidir. Çalışma kapsamında, mimarlık eğitiminde mekân ve mekân algısı, Sarmal Sanal Gerçeklik (SSG) ortamı ve 3B modelleme ortamları üzerinden incelenmiştir. Bu ortamlar, topolojik ilişkilerin algılanması, yeni ilişkilerin kurgulanması ve alternatif kurgularının geliştirilmesi bağlamında değerlendirilmiştir. Ayrıca, mekân kurgusu oluşturulurken renk kullanımının topolojik kurgunun algılanmasındaki yeri de diğer bir etken olarak araştırılmıştır. SSG ve 3B modelleme ortamlarının mimarlık öğrencilerinin tasarım süreçlerine etkileri bir dizi tasarım deneyleri ile incelenmiştir. İki ortamın öğrencilerin tasarım sürecine etkileri, oluşturdukları mekânsal kurgular, topolojik ilişkileri algılamalarındaki farklılıklar ve ortamların esnekliği üzerinden değerlendirilmiştir. Bu deneylerin katılımcıları, İstanbul Teknik Üniversitesi, Mimari Tasarımda Bilişim yüksek lisans programına kayıtlı gönüllü on bir öğrencidir. Deneyler tamamlandıktan sonra öğrenciler ile bir anket yapılmıştır. Anket sonuçları, deney çıktıları ile birlikte incelenerek değerlendirilmiştir. İlk deney için rengin, topolojik ilişkilerin algılanmasına olan etkisi araştırılmıştır. Bunun için 3B modelleme ortamında farklı geometrik formlara ve topolojik ilişkilere sahip küp biçimli parçalardan oluşan iki benzer model oluşturulmuştur. Bu iki benzer modelden biri renkli parçalardan oluşmaktadır. Diğer modelin parçaları tek renk olup, parçaların ayrıtları koyu ve kalın çizgilerle ifade edilmiştir. Deneye katılan öğrencilerden bu iki modeli ayrı zamanlarda SSG ortamında inceleyip 3B modelleme ortamında yeniden üretmeleri istenmiştir. Çalışma sonucunda, öğrencilerin renkli parçalardan oluşan modelin bütününü ve renkli parçaların birbirleri arasında kurulan ilişkileri daha iyi algıladıkları tespit edilmiştir. Rengin topolojik ilişkilerin algılanmasında ve parça-bütün ilişkilerinin ayırt edilmesinde önemli bir yeri olduğu söylenebilir. İkinci deneyde, öğrencilerin SSG ve 3B modelleme ortamları kıyaslanarak hangi ortamda daha üretken oldukları ve ilişkileri daha iyi algıladıkları araştırılmıştır. Bunun yanında farklı ölçekleri bir arada kullanmalarının tasarıma etkisi değerlendirilmiştir. Araştırma için öğrencilerden, verilen ihtiyaç programı doğrultusunda bir sergi alanı tasarlamaları istenmiştir. Sergi alanı çeşitli işlevleri simgeleyen küp biçimli birimler ile tasarlanmıştır. Tasarımlar önce SSG, sonra 3B modelleme ortamında ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. Verilen süre boyunca öğrencilerin üretebildikleri kadar çok alternatif kurgulamaları istenmiştir. Deney sonucunda öğrencilerin iki ortamda da ürettiği tasarımlar kendi içlerinde ve anket sorularına verdikleri yanıtlar ile karşılaştırılarak incelenmiştir. Deney sonunda 3B modelleme ortamında, SSG ortamına kıyasla daha fazla alternatif üretildiği görülmüştür. Ancak SSG ortamında üretilen alternatiflerin, kurgulanan topolojik ilişkiler ve bu ilişkiler ile oluşturulan formlar bakımından daha çeşitli olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç, SSG ortamında öğrencilerin yeni alternatifler geliştirmeleri konusunda daha üretken olduklarını gösterebilir. Ek olarak öğrencilerin anket sorularına verdikleri yanıtlar, SSG ortamına kıyasla 3B modelleme ortamında topolojik ilişkileri daha iyi algıladıklarını göstermektedir. Bu durum için 3B modelleme ortamında formun ve ilişkiler bütününün SSG ortamına göre daha iyi algılandığı söylenebilir. Üçüncü deneyde, SSG ve 3B modelleme ortamlarındaki tasarım yöntemi farklılıklarının öğrencilerin tasarım çıktılarına olan etkisi araştırılmıştır. SSG ortamı, 3B modelleme ortamından farklı olarak esnek bir şekilde çizim yapma ve üretimleri farklı bakış açılarından görüntüleme imkânı vermektedir. Bu deneyde, ikinci deneyde üretilen sergi alanı kurgularının iç mekânları, ayrı ayrı iki ortamda da tasarlanmıştır. Tasarımlar arasındaki ifade farklılıkları ve tasarım ortamının esnekliği incelenmiştir. SSG ortamında yapılan üretimlerde, bu ortamda bulunan dinamik ve hareketli fırçalardan yararlanılarak sezgisel mekânlar oluşturulduğu görülmüştür. 3B modelleme ortamında ise çoğunlukla bitmiş bir proje niteliğinde tasarımlar üretilmiştir. Deney sonuçları doğrultusunda, SSG ortamının öğrencilerin tasarım sürecindeki üretkenliğini arttırdığı söylenebilir. Bunların yanı sıra, öğrencilerin anket sorularına verdikleri yanıtlar, iç mekândaki tasarımlarında mekânsal ilişkileri 3B modelleme ortamına kıyasla SSG ortamında daha iyi algıladıklarını göstermektedir. Bu durum, öğrencilerin SSG ortamında var olma duygusu hissederek ortama dâhil olduklarını gösterebilir. SSG ortamının, insan ölçeğinde, detaylı çalışmalar yapılacağı tasarım süreçlerinde 3B modelleme ortamına kıyasla daha avantajlı olduğu söylenebilir. Ayrıca, SSG ortamında hissedilen var olma duygusu sayesinde öğrencilerin daha yaratıcı ve esnek biçimde tasarım yaptıkları düşünülmektedir. Deney sonuçlarına ek olarak deneylerde kullanılan HTC Vive Sanal Gerçeklik Gözlüğü (SGG) ve Oculus Rift SGG arasındaki farklılıklar anket soruları aracılığıyla değerlendirilmiştir. HTC Vive kumandalarına göre Oculus Rift kumandalarının sezgisel kullanıma daha uygun olduğu ve öğrencilerin kumandalara daha kolay adapte oldukları görülmüştür. Bunun sebebi Oculus Rift'in üzerindeki tuş ve tetiklerin konumları sayesine gerçek jestleri taklit eden bir kullanım sağlaması olarak gösterilebilir. Buna karşı, HTC Vive'ın kullanıcıyı her açıdan takip edebilmesi sayesinde daha güçlü bir sarmal deneyim sunduğu söylenebilir. Sanal gerçeklik teknolojisinin, öğrencilere farklı bakış açıları kazandırma, 3B düşünceyi geliştirme ve var olma duygusunu tasarım sürecine yansıtma yönleri ile eğitim ortamlarına, özellikle mimari tasarım stüdyolarına dâhil edilmesinin olumlu olacağı söylenebilir. Tasarım, sürekli değişen ve kendini yenileyen bir alan olduğundan, eğitimde güncel medyalardan ve yeni teknolojilerden faydalanılmasının tasarım disiplinini geleceğe taşımak konusunda oldukça önemli olduğu düşünülmektedir.
Üç yönlü periyodik minimal yüzeyler ile oluşturulan bir tasarım önerisi
İnsanlar birlikte veya başkası için yaptıkları işleri karşı tarafa anlatabilmek için çeşitli iletişim yöntemleri geliştirmişlerdir. Başlarda birbirleriyle anlaşabilmek için resim yapan, konuşmayı ve yazmayı geliştiren insanlar, ilerleyen çağlarda profesyonel disiplinleri için de matematik, fizik, kimya gibi bilimleri ortaya çıkarmışlardır. Doğada var olan objeleri ve bu objelerin ilişkilerini algılayabilmek adına geliştirdikleri geometri bu disiplinler arasında mimarlar adına belki de en önemli olanı olmuştur. Çünkü mimarlar yaptıkları çalışmaları aktarabilmek için hem temsil hem üretim boyutunda geometriyi kullanmışlardır. Geometri mimarlığın düşünce yapısını oluşturan temel ögelerden biri haline gelmiştir. Geometrinin en önemli bilim adamlarından olan Euclid'in oluşturduğu düzlemsel geometri kuralları yüzyıllar boyunca insanların ve mimarların bir çok şeyi temsil etmesinde ve üretmesinde kullanılmıştır. Günümüzde ise hem Öklid dışı anlayış ile ortaya çıkan yeni geometriler hem de gelişen hesaplamalı tasarım yöntemleri mimarlığı farklı bir boyuta sürüklemektedir. Topolojik geometri, cebirsel geometri, fraktal geometri, diferansiyel geometri gibi uzmanlık gerektiren geometri çalışmaları hesaplamalı tasarım araçları sayesinde mimarların tasarım yaparken kullanabilecekleri yöntemler olmuştur. Mimarlar hem bu yöntemleri kullanmakta, hem de bu geometri yöntemlerinin gelişmesi için yeni problemler tanımlamaktadır. Diferansiyel geometrinin uğraş alanlarından biri olan minimal yüzeyler barındırdıkları fiziksel bir çok avantajın yanında oluşturdukları kompleks şekilleri ile mimarların ilgisini çeken bir konu olmuştur. İlk önceleri minimal yüzeyleri çalışan bilim adamları ve mimarlar sabun yüzeyleri gibi fiziksel girdilerle yaptıkları deneyler sonucu bu yüzeylerin şekillerini ve geometrik açıklamalarını oluşturmuşlardır. Minimal yüzeylerin en temel prensibi yüzeyin bütün noktalarındaki ana eğriliklerin ortalamasının hesaplanması ve bu ortalamalarının toplamının sıfır olmasıdır. Gelişen hesaplamalı teknolojiler ile bu basit mantığa dayanan hesaplamaların çözümleri kompleks yeni minimal yüzeyler elde edilmeye başlanmıştır. Minimal yüzeylerin süreklilik prensibini kullanan periyodik minimal yüzeyler ise geometri haricinde bir çok alanda araştırmaları ve uygulamaları yapılan bir konu olmuştur. Mimaride de özellikle Üç Yönlü Periyodik Minimal Yüzeyler ile yapılan tasarımlar ve çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışma kapsamında Üç Yönlü Periyodik Minimal Yüzeyler geometrik tanımlarında oldukları gibi sabit bir sınır şeklin içinde değil, bu sınır şeklin deformasyonu ve türetimleri ile bir mekan tasarımında kullanılacaktır. Bu doğrultuda yapılacak Rhino-Grasshopper modeli ile sınırları belirli çokgen alanda, kullanım verilerine göre belirlenen kenar bölümlenme parametrelerine bağlı olarak oluşturulacak sınır şekiller içerisinde Üç Yönlü Periyodik Minimal Yüzeyler türetilerek bu tarz geometrilere mimari bir yorum katılarak bir tasarım önerisi sunulacaktır.
Karmaşık kentsel oluşumların değerlendirilmesi için hesaplamalı bir yaklaşım
Bu araştırma genel anlamda, kendiliğinden gelişmiş yerleşimlerin karmaşık uyumlu sistem özelliği sergilediği fikri üzerine temellenerek; bu tip kentsel oluşumların anlamını hesaplamalı düşünme bağlamında düşünmek üzerinedir. Bu anlamda kendiliğinden gelişmiş yerleşimleri çekici kılan ve karmaşık uyumlu oluşumlar olduğunu düşündüren etkenler; birçok günümüz kentinin yoksun olduğu düşünülen, yerde vücut bulan bilinçli bir kendiliğindenlik ifadesinden ve bu ifadenin hesaplamalı düşünmenin dolayısıyla hesaplamalı süreçlerin yaratımı olduğu fikrinden kaynaklanmaktadır. Bu bağlamda değişimin ve durağanlığın sürekliliğini içinde barındıran, bu tip karmaşık kentsel oluşumları anlamaya çalışmak, yeni kentsel mekânların oluşum süreçlerinin biçimlendirilmesi ve aynı zamanda yapılı çevrenin sürdürebilirliği açısından önemli görülmektedir. Bu oluşumların dinamik yapısı kenti keşfedilmeyi bekleyen çekici bir yapı haline getirirken, anlaşılmasını da aynı derecede karmaşıklaştırmakta ve zorlaştırmaktadır. Karmaşık bir oluşum olarak kendiliğinden oluşmuş yerleşimleri anlamaya çalışırken, bütünü oluşturan öğelerin kendilerinden öte oluşumun ortaya çıkmasını sağlayan ve dönüştüren karmaşık ilişkiler ağına odaklanmak, görünenin ardındaki örtük bilgiye ulaşmada stratejik bir öneme sahiptir. Bu nedenle çalışma kapsamında, kentsel oluşumların görünür ve sayılabilir niteliklerinden öte özniteliklerinin, bunlar arasındaki örüntülerin ve ilişkilerin anlaşılması; ardındaki bilgiye ulaşılma sürecinde bu oluşumların hem nesnel fiziksel ürünlerden kurulu bir ürün olarak, hem de öznede çağrışımlar, imgeler, kavramlarla bütünlenen bir durum olarak ele alınması önemli görülmektedir. Dolayısıyla çalışma karmaşık kentsel oluşumların hesaplamalı düşünme ve karmaşık hesaplamalı modeller aracılığıyla nesnel olarak değerlendirilmesinin yanı sıra, izleyici ya da okur olarak karşımıza çıkan öznenin etkin olduğu bir anlama sürecini destekleyen hesaplamalı bir yaklaşım ortaya koymayı amaçlar. Bu anlamda karmaşık kentsel oluşumlara ilişkisel ağ fikri ile yaklaşarak; anlama sürecinde karmaşıklık teorisi içerisinde son dönemde dikkat çekici bir yere sahip olan ağ bilimi ve ağ tabanlı modeller aracılığıyla nasıl bir yaklaşım ortaya konulacağı araştırılmış ve öneri bir model ortaya konmuştur.
Hesaplamalı tasarım ve yapı bilgi model entegrasyonu dynamo ile yeni olanakların araştırılması
Bilgisayarın kişisel olarak edinilebilmesinin kolaylaşmasıyla beraber, her sektörde olduğu gibi mimariye yönelik uygulamalar da geliştirilmeye ve kullanılmaya başlandı. Bu süreç kaçınılmaz olarak mimarın edinmesi gereken yetkinlikleri de etkilemeye başladı. The Journal of The American Institute of Architects'in The 21st-Century Skill Set for Architects" adlı makalesinde edinilmesi gereken bir dizi yetkinlikten bahsedilmektedir. Otomasyon, programlama, veri madenciliği, yapısal bilgi gibi özelliklerin, hali hazırda değerli olan tasarım, planlama, görselleştirme ve YBM gibi yetkinliklere eklemlenmesiyle, mimarın kariyeri için üstünlük kazanacağından bahsedilmektedir (ALICE LIAO, 2015). Mimarlık pratiğinde bilgisayar kullanımı yukarıda işaret edilen perspektife gelene kadar farklı paradigma kırılmaları yaşamıştır. Bu kırılmalar da günümüze kadar birbirleri ile paralel olarak gelişmeye devam etmiştir ve her ne kadar farklı platformlara ait olsalar da proje sürecinde olabildiğince birlikte kullanılmaya çalışılmıştır. Revit ve Dynamo ile birlikte ise aynı platform üzerinde farklı tipte araçlar kullanılabilmeye başlanmıştır. Bu durum sadece bir paralel kullanım olmanın da dışına çıkmış ve yeni bir paradigma kaymasına da neden olabilecek bir kapı açmıştır. Tezde Yapı Bilgi Modelleme ortamı üzerine eklemlenen bilgisayım araçlarıyla, hem hesaplamalı tasarımın YBM ile bütünleşme olanakları hem de bazı yetkinliklerin nasıl aynı ortamda birleştirilebildiği incelenecektir. Açık kaynak olarak geliştirilen "Dynamo" aracı uygulama ortamı olarak seçilmiştir. Dynamo aracının Autodesk Revit ile birlikte oluşturduğu sistem yakın zamanda "bilgisayımlı YBM" olarak anılmaya başlanmıştır. Tezde Dynamo'nun uygulama aracı olarak seçilmesinin nedeni hali hazırda aynı örneklendirmelerin yapılabileceği bir başka uygulama ortamının olmamasıdır. Bilgisayarın mimaride kullanımı geçmişten günümüze incelenecektir. Paradigma kaymaları olan "Hesaplamalı Tasarım" ve "Yapı Bilgisi Modelleme" irdelenecek, ardından da Dynamo aracının kullanım şekilleri ve sağladığı yeni olanaklar ortaya koyulmaya çalışılacaktır. Günümüzde kullanılan iş akışları arasından YBM'nin merkezde olmadığı ve YBM'nin merkezde olduğu modellere bakılacak ve neden bilgisayımlı YBM'ye gerek olduğu ortaya koyulacaktır. Değerlendirmenin devamında ise örnek tasarım modeli üzerinden "Dynamo" aracı kullanılarak Bilgisayımlı YBM çalışma şekli anlatılacaktır ve neden bilgisayımı denildiği de ortaya koyulmaya çalışılacaktır. Yapılan örneklendirmelerle süreç içerisinde Dynamo ve Revit birlikteliğinin neleri kapsadığı araştırılacaktır. Tasarım modelinin bize gösterdiği, ön tasarımdan detaylandırmaya kadar geniş bir alanda bilgisayımlı araçlar üretilebilen bu ortamın, aynı zamanda farklı süreçlerdeki veri kaybı ya da enformasyon paylaşımı gibi uyumsuzlukları en aza indirdiğidir. Bu araştırmanın sonucunda Dynamo ortamının, mevcut görsel programlama ortamlarına göre, eklentiler anlamında eksiklikleri olsa da kullanım alanıyla yeni bir paradigma kaymasına yol açacak kadar da geniş bir yapısı olduğu ortaya çıkmıştır. Tez içerisinde "hesaplamalı tasarım" kavramı kısaca bilgisayar ortamındaki hesaplamalı tasarım yöntemlerini nitelemek için kullanılmaktadır. İngilizce "computation" kelimesinin karşılığı olarak da konunun ilerleyişi içerisinde, bilgi tabanlı sistemlere kaymadan dolayı, "hesaplamalı" yerine "bilgisayımlı" kavramı kullanılmıştır. Geçmişten günümüze ortamlar bakış başlığı altında anlatılan araçlardan bahsederken "hesaplamalı" kavramının kullanılmasının sebebi de bilgi tabanlı sistemlere olan kaymanın öncesine referans vermektir. Konunun genelinde bu ayrıma dikkat edilerek iki farklı kavram kullanılmıştır.
Yapı enformasyonuna dayalı barınak üretimi için model önerisi
Mimarlık pratiğinin yaşayan bütün canlılar üzerinde etkileri büyüktür. İnsanoğlunun, doğa koşulları ile baş edebildiği, kendisinin ve ailesinin mahremiyetini koruyabileceği, aynı zamanda sağlıklı, rahat, mutlu hissedebildiği, yaşanabilir güzel ve temiz bir çevrede barınma ihtiyacı her zaman var olmuştur. Ancak olağanüstü haller ile karşılaştığında bu ihtiyaçların karşılanmasında güçlükler ortaya çıkmaktadır. Güç şartlar altında barınma ihtiyacında ise birçok gereksinime ve yardıma ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyaçlar çoğu zaman devlet imkanlarının da yetmeyeceği bir noktaya gelmektedir. Bu güçlüğün ortadan kaldırılması motivasyonu ile yola çıkılan tez çalışması, olağanüstü durumun belirmesinden itibaren ortaya çıkan barınma sorununun kolektif bir çalışma yöntemi benimsenerek, kullanıcı gereksinimleri göz ardı edilmeden, eldeki imkanların en etkili biçimde kullanılmasını amaçlayan bir yaklaşım öngörmektedir. Tez bağlamında önerilen model, afet sonrası geçici barınak imalatını bilgisayar ortamında tasarım araçlarının etkin kullanılmasıyla amatör bir yardımlaşma ile üretebilmeyi hedefler. Tasarımda ele alınan konuların geliştirilmesi aşaması nesnelerin soyutlanarak basite indirgenmesi sonucunda ortaya çıkan temsiller aracılığıyla yapılmaktadır. Bu soyutlamalar, mesleğinde uzmanlaşmış kişiler tarafından iletişim aracı olarak kullanılır. Tasarımın gerçeklenmesi ise bu iletişimler sırasında olmaktadır. Çalışma yöntemi, iletişimde ortaya çıkan bilgi kayıplarının ortadan kalkması ile daha verimli yapıların oluşturulacağı ön kabulü ile belirlenmiştir. Tez dört bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde ele alınan konu geniş kapsamda incelenip sorunun tanımı yapılmıştır. Afetlerin ortaya çıkış biçimleri, sonrasındaki barınma biçimlerinin neler olduğu araştırılmıştır. İkinci bölümde geçici barınma aşamasında dünyada ve ülkemizde kullanılan barınak modellerinin incelemesi yapılmıştır. Ülkemizde gerçekleşen afetler sonrasında kullanıcıların ne gibi zorluklarla karşılaştığı, bu sorunlar karşısında ne gibi davranışlar sergiledikleri ortaya konmuştur. Bu araştırmalar, çalışma sonunda ortaya çıkacak olan modelin kullanılabilirliğinin kıyaslanabilmesi açısından önemlidir. Üçüncü bölümde kullanıcıların kendileri için ürettikleri barınma birimleri incelenmiştir. Bu incelemeler yardım amaçlı olan ve olmayan barınak tipleri üzerinden yürütülmüştür. Kendin yap temasının nasıl ortaya çıktığı, ne gibi çalışmaları içerdiği ve günümüzde algılanma biçimlerine değinilmiştir. Dördüncü bölüm ise tez çalışmasının kendin yap temasının bilgisayar ortamında tasarım yöntemleri kullanılarak nasıl deneyimleneceği aşamasıdır. Bu bölümde öncelikle çalışmanın yapılacağı ortam tanımlanmıştır. Tasarımda kullanılacak yapısal elemanların alfasayısal verilerinin neler olacağı anlatılmıştır. Barınakların yapım aşamasında kullanılabilme ihtimali bulunan malzemelere karar verilmiştir. Bu bilgilerin hangi aşamalar izlenerek programa aktarılacağı anlatılmış ve programa kullanılacak bilgiler girilmiş; veri tabanı oluşturulmuştur. Veri tabanından çağırılan malzemeler ile barınak kabuğu oluşturulma sistematiği ortaya konulmuş ve kullanılacak yapı bileşenleri oluşturulmuştur. Bu bileşenler duvar, döşeme, çatı ve temel kapsamında ele alınmıştır. Oluşturulan yapı bileşenlerinin kullanılması ile üç tip barınak modeli önerilmiştir. Ortaya konulan barınak modellerinin enerji kayıp kazançları ve gün ışığı kullanımları bağlamında performans analizleri yapılıp sonuçları çalışma kapsamında ortaya konmuştur. Ortaya konulan modeller ve performans analizleri üzerinden okumaları yapılan barınakların ve çalışma modelinin gelecek beklentileri, başka araştırmacılara hangi konularda ışık tutacağı belirtilmiştir.
Dans hareketi verilerinin sayısal ortamda forma dönüştürülmesi
Doğadaki her şey her an devinim halindedir. Devinim yanında durağanlık da hareketin bir türüdür; bu durumda hareket hayatın vazgeçilmez bir olgusudur. Günlük hayatta gerçekleştirilen bütün eylemler hareketlerden oluşmaktadır. Yaşamın her anında gözlemlenmekte olan hareket, birim zamanda konumda meydana gelen değişiklik, yer değiştirme olarak ifade edilebilmektedir. Canlılarda yer değiştiren beden parçaları ya da bedenin tamamı olduğu göz önüne alındığında, hareket bedenden ayrı düşülememektedir. Beden hareketlerin incelenmesi ve analizi çok uzun yıllar öncesine dayanmaktadır. Hareket analizi, hareketin meydana gelme sürecinin ele alınması, bedenin ve bedenle ilgili bir çok eylemin açıklanmasında önemli veriler sağlamaktadır. Bilgisayarın tasarım sürecine dahil olması ile beraber gerçek ortamdaki hareketlerin analiz ve deneyimleme süreçleri son yıllarda dijital ortamda da değerlendirilmeye başlanmıştır. Bir olayın, performansın, daha küçük ölçekte ise hareketin analizi, değiştirilmesi, deformasyonu ve tekrar türetilmesi gerçek ortamda deneyimlenemeyecek bir durum iken zamanın ve mekanın daha esnek, değişebilir olduğu sayısal ortamda mümkün olabilmektedir. Hareketlerin sayısal ortamda analizi ile hareket verilerinin elde edilmesi mümkündür. Bu veriler, sayısal ortamda gerçekleştirilen bir tasarımın ilk girdisi olarak ele alınabilir. Böylelikle gerçek ortamda sadece yer değiştirme olarak ifade edilen hareket, sayısal ortamda analiz sonrası bir çok farklı disiplin için tasarım öğesi olarak ele alınmaktadır. Gerçek ortamda bir eylem, onu oluşturan hareket parçalarının gerçekleştiği zamana ve mekana bağlı olarak tanımlanır. Sayısal ortamda ise hareketler mekandan ve zamandan ayrı olarak ele alınabilmektedir. Bu sebeple, sayısal ortamda hareketin doğrudan form olarak karşılığı yerine, sayısal ortamın sunmuş olduğu faydalar sayesinde, zamandan ve mekandan bağımsız elde edilen hareket parçaları ve hareket formları üretmek mümkün olmaktadır. Hareketin en yoğun olarak gözlemlendiği süreçlerden biri kuşkusuz ki dans performansıdır. Dans performansı, birbirleri ile anlamlı bir bütün oluşturacak şekilde ilişkide olan hareket parçalarından meydana gelir. Her hareket parçasının kendine özgü dinamiklerinin olduğu düşünüldüğünde dans performansında bu dinamiklerin art arda gelmesi hareket kompozisyonundaki çeşitliliğin oluşmasını sağlamaktadır. Bunun yanında hareket ve beden birlikteliği bütün eylemlerde olduğu gibi dansın da temelini oluşturmaktadır. Dans, bedenin üst düzeyde hareket ettiği alanlardan biridir. Dansçı kendini, bedeni ve bedeninde oluşan hareketler ile ortaya koyar. Dans süreci boyunca dansçı beden hareketleri ile boşlukta geometrik şekiller ve formlar meydana getirir. Beden hareketlerinin bıraktığı izleri araştırmak bir çok koreograf ve sanatçının ilgi alanına girmiştir. Beden ve beden hareketleri, mimarlık disiplini için de önemli araştırma konularıdır. Dans disiplininde olduğu gibi mimarlıkta da beden ve hareket yoğun olarak ele alınmaktadır. Mimar, tasarım sürecinde mekan kullanımı için kullanıcı gereksinimleri ve kullanıcı hareketlerini girdi olarak alır. Aynı şekilde bir mekan beden hareketleri ile deneyimlenir. Bu durumda mimarın beden ve beden hareketlerini iyi tanıması, analiz edebilmesi tasarlayacağı mimari öğenin başarılı sonuçlanmasına olanak sağlayacaktır. Mimarlık ve dans iki farklı disiplin olarak görülmesine rağmen, zaman ve mekanla ilgili tamamlayıcı bir ilişki sunar. Hem dans, hem de mimarlık görsel sanatların form bulmuş halidir. Mimarlık ve dans şekil ve form açısından aynı dili paylaşırlar. Her iki disiplin de kendilerini tanımlamak için katı cisimleri ve mekanı dönüştürür. Dans, hareket eden mimarlık, mekan ve zamandaki ritmik hareketler olarak tanımlanır. Bu kapsamda beden hareketleri ile etkileşimde olan dinamik mekanlar ve mimari formlar üretilmesinde dans verileri ele alınabilir. Tez kapsamında dans yoluyla hareketlerin meydana gelmesi, analizi, elde edilen verilerin mekan ve forma dönüşüm süreci üzerinde durulmuştur. Bunun için öncelikle beden, hareket ve dans üzerine araştırmalar incelenmiştir. Bu kapsamda özellikle modern dans üzerine yapılmış çalışmalara odaklanılmıştır. Mimarlık ve dans arası ilişkiler araştırılmış, mimarlıkta ve dansta mekan kullanımları üzerine çalışmalar incelenmiştir. Sonraki aşamada dans performansından hareket verilerinin elde edilmesi üzerinde çalışılmıştır. Bu kapsamda, hareketin sayısal ortamda ele alınması için öncelikle dansçı denek grubu ile çalışılmış, bu dansçıların hareketlerinin sayısal ortama alınması sağlanmıştır. Bunun için Kinect, Grasshopper ve Quokka ara yüzleri kullanılmış, hareket verileri eş zamanlı olarak sayısal ortamda elde edilmiştir. Bu noktada, dansçıların hareketleri dans performansı boyunca taranmış, her bir eklemde meydana gelen hareket verisi analiz süreci için depolanmıştır. Elde edilen verilere bağlı hareket modelleri üretilmiştir. Tez kapsamında ele alınan parametrelere göre hareket analizleri yapılmış, dansçılar arasında farklılaşan analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Dans hareketlerinin forma dönüşümüne, hareketin boşlukta bıraktığı soyut izler araştırılarak başlanmıştır. Bu kapsamda öncelikli olarak hareket taramaları ve bu taramalardaki hareket yoğunluğu ele alınmış, mekandaki hareket izi modellenmiştir. Her bir dansçı için oluşturulan hareket modelinin, dansçının sonraki hareketleri ile etkileşimde olması üzerinde çalışma yoğunlaşmıştır. Çalışmada ortaya çıkan formun dansçı ile birebir etkileşimde olması, beden hareketi dinamikliğinin üretilen forma da yansıması üzerinde durulmuştur. Bunun yanı sıra form üretiminde kullanılacak olan hareket verisi parametrelerinde değişiklikler yapılarak istenilen hareket deformasyonu ve hareket çeşitliliklerinin sağlanabildiği gösterilmiştir. Böylece dansın birebir forma dönüşümünün yanında aynı danstan farklı formlar elde etmek mümkün olmaktadır. Tez çalışması ile danstaki yoğun hareket kullanımlarının form olarak ifadesi, çizgi yerine bedenini kullanan dansçının hareketleri ile ortaya çıkartılmıştır. Dans hareketlerinin sayısal ortamda ele alınıp analiz edilmesi, form bulma arayışlarına cevap vermesi, tasarlanan formların beden hareketleri ile etkileşimli olması üzerinde durulmuştur.
Yüksek binalarda asansör sistemi tasarımı için karar destek modeli
Especially in the last few decades, by the construction of mega tall towers, elevator systems have become a major constraint of a tall building design since it is the most important part of a vertical transportation system in buildings. Vertical transportation systems can be described as a system that contains the design of all passenger and goods circulation facilities and devices in a building, such as elevators, escalators and stairs. The vertical transportation strategy has a fundamental impact on the design of any building. In design process, number of vertical transportation elements and their locations are the preliminary decisions to specify the circulation pattern of a building that needs to provide users a comfortable means of transportation. The most important systems for vertical transportation in buildings are elevators. The goal in elevator system design is to move a specific number of passengers from the entrance floor to their destination floors with the minimum amount of waiting and travelling time, with minimum number of elevators by providing minimum core space, cost and using the smallest amount of energy. In other words, designers need to consider several factors affect the vertical circulation design to achieve an optimal elevator system solution. Yet, making decisions to achieve an optimal vertical transportation indicates an expert knowledge or research on existing buildings. Principally, the design of an elevator system is based on traffic analysis, which identifies the traffic requirements, elevator traffic calculations and the efficiency of an elevator system as well as the traffic control method. Traffic analysis are generally used to analyze the traffic flow of an existing or designed elevator system. Various methods and different commercial software have been developed for analyzing the elevator traffic of a building. Fundamentally, each method are using standard traffic calculations. While conventional methods are using analytical equations, advanced methods combines the analytical equations with complex computer models of simulations. With few exceptions, most of them are developed to analyze initially designed elevator systems to check the efficiency according to traffic requirements. In addition, traffic calculations are using for determining the required number of elevators in a building, based on a principle that designer picks a relevant speed and car capacity of elevators. Without any experience or expert knowledge, the decision of picking a rated speed for elevators becomes arbitrary The aim of this research is to establish a decision support model for elevator system design in tall buildings. The model named as a decision support model as it is conceptualized for giving support to architects in the planning and conceptual design stage of a tall building that helps designer to find optimum number of elevators, their speed and capacity without having any expert knowledge or experience. The proposed model is considered as part of a comprehensive system, which determines the optimum vertical transportation system for tall buildings including elevators, escalators and stairs. In this research, the elevator system, which is the major element of a vertical transportation, is examined. In the first chapter, the purpose and scope of the thesis is explained. In the second chapter, through the literature survey, elevator system design considerations are identified from the point of different profession's objectives, since it is assumed as a multi-objective procedure. In the third chapter, traffic analysis and design methods are introduced to identify the relation between analysis methods and elevator system design process. In the last chapter, the decisions support model for elevator system design in tall buildings, is introduced. The model implemented for office buildings under 40 stories and results are tested with an existing elevator simulator called Elevate. In conclusion part, all results are evaluated and suggestions for future works are considered for future development of the model. The model only comprise passenger elevators so; goods elevators and fire-fighter lifts are out of scope. Analytical traffic analysis method is used in the model through the conventional up-peak traffic calculations. The parameters affect the elevator system design are provided from previous field studies through literature survey and elevator kinematics are provided by lift companies. The model is implemented for tall office buildings as the traffic analysis calculations are coded for up-peak traffic conditions which is the determinant traffic pattern of an office building's elevator system. If complex analytical equations were added in the model for other types of traffic patterns, the model could also be implemented for different building uses. The model has a height limit of 40-storeys, because tall building more than 40-storeys need special solutions like sky lobby system. The model is developed using Rhinoceros 4, Grasshopper add-on. The reason of using the Grasshopper for the implementation of the model is to supply a medium for geometric relations and queries for further developments. For instance, the distance from main entry to the elevator lobby, efficiency of elevator configuration, fire regulations could be added to the model. The results of the model are transferred directly to the spreadsheet using an add-on, which connects Grasshopper to MS Office Excel file. In addition, results are tested with an existing elevator traffic simulation software called Elevate.
Performansa dayalı adaptif bina kabuğu tasarımı
"Adaptif mimarlık" çevresel etkenlerin mimariyi etkili bir şekilde biçimlendirerek, bina içerisinde bulunan kullanıcının da konforlu ve ideal şartlar altında yaşam sürdürmesini sağlamaktadır. Bunların yanısıra "adaptif mimarlık" çevrenin korunması ve sürdürlebilirlik açısından da önemlidir. Yaşadığımız mekanların sürekli olarak değiştiği dünyamızda, çevresel etkenler söz edilen değişimde büyük rol oynamaktadır. İklimsel farklılaşmanın sürekli olarak yaşandığı bölgelerde çevreye adapte olabilen binaların tasarlanması gerekmektedir. Değişen iklimsel tasarım parametrelerinin gözlendiği günümüzde Performansa Dayalı Adaptif Binalar giderek önemli hale gelmektedir. Çevresel etkenlere göre değişebilen performansa dayalı adaptif bina kabukları binadaki yaşam konforunu artırmakta, binanın sürdürülebilir olmasını sağlamakta, işletim maliyetlerini azaltmakta ve bina ömrünün uzatılmasında önemli bir çözüm önerisi olarak görülmektedir. Mimarlık disiplini günümüzde çok farklı disiplinlerle işbirliği yapmakta, tasarım sürecinde çok farklı yöntemler kullanılmaktadır. Performansa dayalı adaptif mimarlık bu yöntemlerin günümüzde en sık kullanılanlarından biridir. Mimarlık konularının pek çok değişkene bağlı olması bu konuların başta bilim, mühendislik ve sosyal alanlar ile birlikte irdelenmesi yaklaşımını ortaya çıkarmıştır. Tez kapsamında Performansa Dayalı Adaptif Binalar ile ilgili çeşitli tespitlerde bulunulmuş ve bu tespitler örnek analizleri üzerinde gösterilmiştir. Performansa Dayalı Tasarımdaki girdiler incelenmiş ve değerlendirilerek Adaptif Bina Kabuğu tasarlanması üzerindeki etkileri anlatılmıştır. Tezin önemli bir kısmını performatif mimarlık, adaptif mimarlık, pnömatik mimarlık gibi günümüz teknolojilerinin ve mimari yaklaşımlarının değişimine paralel olarak gelişen konular oluşturmaktadır. Tez kapsamında, hesaplamalı parametrik tasarım araçlarının, adaptif sistemlerin tasarım süreçleri üzerindeki etkileri yazar tarafından geliştirilen örnek proje çalışması ile açıklanmıştır. Önerilen projenin tasarım sürecinde parametrik tabanlı tasarım araçlarının, performansa dayalı adaptif ve pnömatik sistem ilişkisi üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Farklı sistem, morfoloji ve geometrilerin oluşturulmasına yönelik yazılımlar ve yöntemler ile performansa dayalı adaptif ve pnömatik morfolojilerin kontrolünü sağlayan algoritmalara dair araştırmalar örnek proje kapsamında aktarılmıştır. Tez çalışması kapsamında kuramsal çalışmalar ve uygulama örnekleri değerlendirilmiştir. Kuramsal kısımda incelenen performatif mimarlık, adaptif mimarlık, pnömatik mimarlık, tarihte ve günümüzde, mimarlıkta nasıl yer buldukları, tasarım stratejileri ve örnek projeler gibi başlıklar altında incelenmiştir. Bu incelemelerin sonucunda çeşitli çıkarımlarda bulunulmuştur. Önerilen model ile üretilen adaptif kabuk tasarımının farklı mevsimlerde, gün içerisindeki farklı zaman dilimlerinde ve farklı yüzey şekilleri üzerinde uygulanması sonucu oluşan görseller ve bu görsellerin paralelinde oluşturulan çeşitli analizler kullanılarak sistemin nasıl çalıştığı açıklanmıştır. Sonuç ürünün verimli olup olmadığı izlenerek performatif bina kabuğunun ne tür parametrelere göre değişebileceği araştırılmıştır. Tez kapmında geliştirilen bilgisayar modelinde açık kaynak kodlu yazılımlardan da yararlanılmştır. Model önerisinde doğadan esinli yaklaşımlar kullanılmıştır. Bitki gözenekleri olan stomaların hareketleri incelenmiştir. Stomalardaki sistematik basınç değişimleri modelin geliştirilmesinde farklı bir benzetim tekniğinin uygulanmasına esin kaynağı olmuştur. Bu yaklaşım sayesinde bina kabuğunun ısıl konfor açısından optimizasyonu sağlanmış ve bu yöntem kullanılarak bina kabuğunun morfolojisini değiştiren çeşitli algoritmalar tasarlanmıştır. Modelin oluşturulmasında ve tasarlanan bina kabuğunun hareketinin sağlanmasında izlenen aşamalar bölüm içerisinde bulunan akış diyagramları ile anlatılmıştır. Tezin sonuç ve tartışma bölümünde ise adaptif mimarlık, performatif mimarlık ve pnömatik mimarlığın gelecek potansiyelleri ile değişen kullanım alanları ve geliştirilen modelin gelecek potansiyelleri anlatılmıştır. Bu bölümde ayrıca, gelecekteki mimari yaklaşımlar ve mimarlık anlayışı konusunda öngörülerde bulunulmuştur.
Doğadan esinli interaktif bina kabuğu tasarımı için örüntüye dayalı bir model
Mimarlıkta örüntü kullanımı, geçmişten bugüne tartışmalı olarak süregelmişse de, bilgisayar bilimi, yapay zeka ve biyoloji alanlarında, seriler ve tekrar eden biçimlerden oluşan diziler olarak örüntülerin kullanımı, bunların mimarlık alanında tekrar gözden geçirilmesine ve yeni bir bakış açısıyla ele alınmasına neden olmuştur. Alexander'ın 1977'de binanın üretimini, örüntülerin kurgulanması olarak açıklaması ile birlikte örüntünün mimariden dışlanması durumu, yerini örüntüyü mimarinin derinleşmesine katkı sağlayan bir öğe konumuna getirmesini sağladı. Bu yeni bakış açısıyla beraber örüntüler, örüntü kitaplarından kopyalanarak çoğaltılan biçimlerden ibaret olmaktan çıkarak nesnelerin ya da olayların özüyle doğrudan doğruya ilişkili algoritmalar olarak görülmeye başlanmıştır. Örüntülerle ilgili bu tartışma, yalnızca örüntü üretimi fikrinin terk edilerek örüntü tanıma (pattern recognition) fikrinin ön plana çıkarılmasıyla da yön değiştirmiştir (Castle, 2009). Bu sayede, doğada bulunan karmaşık sistemler incelenerek oluşumlarında etken olan kural dizileri ortaya çıkarılmıştır. Bu tez kapsamında, performansa ve iletişime dayalı bina kabuğu tasarımında kullanılabilecek, model kapsamında incelenen canlıların uyaranlara bağlı gösterdikleri değişimlerle analojik olarak ilişkilendirilmiş, örüntü tabanlı parametrik bir modelin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu sayede, örüntü tanımının iki boyutlu ve statik bir tanımı aşarak, üçüncü boyutu da kapsayan kinetik ve farklı yüzeylere uygulanabilecek parametrik bir zeminde tartışılması ön görülmüştür. Bu tez, teori ve uygulama olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Teorik bölüm kapsamında ve tezin tarihsel arka planını oluşturan 2. bölümünde, örüntülere dair iki zıt koldan süregelen tartışma, Modern öncesi, Modern ve dijital dönem olmak üzere, birbirini takip eden süreçler kapsamında mimari örneklerle desteklenerek incelenmiştir. Bu tezin 3. bölümünde ise, örüntü tanımının düzen ve kaos tanımlarına bağlı olarak gösterdiği değişim açıklanmıştır. Sonrasında, örüntüler, doğal ve yapay örüntüler başlıkları altında incelenerek bahsi geçen kural dizileri biyoloji, kimya, matematik ve bilgisayar bilimlerinden faydalanılarak detaylı olarak açıklanmış ve bu diziler kullanılarak üretilebilecek bazı biyomimetik modellere ait algoritmalar ortaya konulmuştur. Doğadaki örüntülerin incelenmesi ve tanımlanmasıyla beraber biçimsel olanın arkasındaki fonksiyonellik ve malzeme bilgisi ön plana çıkmaya başlamıştır. Bu durum, makro ölçekten mikro ölçeğe kadar örüntülerin mimaride kullanımını etkilemiştir. Bu etkilenme, yani örüntülerin mimaride kullanımı, tezin 4. bölümünde;kentsel, strüktürel ve yüzey kaplama bölümleri altında, örüntünün kullanıldığı kısım ve ilgili örüntü sınıflandırmaları gözetilerek açıklanmıştır. Doğal örüntülerin bir bölümü olan, canlı organizmaların dış yüzeylerinde bulunan örüntüler; canlıların bulundukları ortama adapte olmalarını, çiftleşmelerini yani iletişim kurmalarını ve / ve ya avcılardan korunmalarını sağlarken mimaride bina cephesi ya da kabuğuyla ilişkilenmiştir. Canlıların dış yüzeylerindeki bu adaptasyonların anlaşılması, bina kabuğunun salt olarak iç ve dış ortamı ayırmaktan öteye geçerek dışavurum, uzlaşma ve performans aracı olarak görülmeye başlanmasını sağlamıştır. Bu sayede, bina kabuğu bitmiş bir nesne olarak görülmeyip uyaranlara bağlı olarak dönüşebilen bir sistem olarak algılanmıştır. Günümüzün dinamik dünyasında, değişim ve dönüşüm yani adapte olabilme yeteneği oldukça önemli hale gelmiştir. Analog olarak gerçekleştirilen örüntü üretme yöntemlerinin sayısal teknolojiler yardımıyla geliştirilerek duyarlı ve interaktif bir mimari öğe olarak kullanımı bu tezin ana omurgasını oluşturmaktadır. İncelenen çeşitli doğal ve yapay örüntü sistemlerinden, bu tez kapsamında, canlıların dış yüzeylerinde yer alan örüntü oluşumları ile dokuma örüntüleri kaynaştırılarak tezin 5. bölümünde detaylı olarak açıklanan bir model geliştirilmiştir. Model kapsamında incelenen canlılardan biri, değişen duygusal durumuna bağlı olarak deri rengini değiştiren bukalemundur. Eğer, bukalemun heyecanlı ise deri rengi daha sıcak renklere, aksi durumda ise daha soğuk renklere dönmektedir. Çok katmanlı derisi sayesinde, hem renk hem biçim anlamında deri değişimi sergileyen bir diğer canlı ise mürekkep balığıdır. Deri katmanlarında yer alan farklı yapıdaki hücrelerden olan kromatoforlar sayesinde mürekkep balıkları, gelen ışığın rengini değiştirerek yansıtmaktadır. Yani, eğer belirli bir renkteki kromatofor şişkin ise canlının derisine gelen ışık bu renge dönüştürülerek yansıtılır. Eğer bu hücreler sönük durumda ise, gelen ışık beyaz renkli hücrelere ulaşacağından beyaz renkte yansıtılır. Bu pigment benzeri yapıdaki hücreler, birer kas gibi çalışarak canlının bulunduğu ortama adapte olmasını sağlar. Bu tez kapsamında tasarlanan model, bahsi geçen canlılara benzer şekilde, iki katmanlı bir yapıya sahiptir ve altıgen bir ızgaranın başlangıç biçimi olarak seçilmesiyle geliştirilmiştir. Bu iki katmanlı yapı, dokuma örüntülerinde olduğu gibi örülü bir yapıya sahiptir ve mürekkep balığının dış yüzeyindeki katmanlar gibi kas sistemine benzer renksel değişimler göstermektedir. Model, çeşitli parametrik tasarım araçları kullanılarak güneş, insan hareketleri ve çevresel değişimler gibi belirli uyaranlara bağlı olarak değişim gösteren ve bina kabuğu, cephe elemanı ya da enstalasyon tasarımı ölçeğinde üretilebilecek örüntü tabanlı bir modeldir. Güneşin konumu, insan hareketleri ile değişen çevrenin örüntü karakterine bağlı olarak birçok sonuç ürün elde edilebilmesi bakımından üretken olan model, mimari anlamda "duyarlı interaktif mimarlık" olarak tanımlanmaktadır. Tasarlanan kinetik örüntü uyaranlara tepki verirken, bazen kamufle olma yani çevresiyle uyumlu olma, bazense belirginleşme ve çevresiyle iletişim kurma eğilimindedir. Tüm bu karakteristik değişimler, bahsedilen etkenlerin farklı kombinasyonları ile zenginleşmektedir. Tezin sonuç bölümünde, modelin potansiyelleri mimarlık ve sürdürülebilirlik anlamında tartışılmıştır. Modelin bina kabuğu, cephe ve enstalasyon tasarımı gibi farklı ölçeklerde ve biçimlerde uygulanabilirliği modelin mimari potansiyelleri arasındadır. Aynı zamanda; güneşin geliş açısının, insan hareketlerinin ve değişen çevre görüntülerinin bina kabuğu üzerindeki etkileri sonucu bina kabuğu, hem performatif hem de iletişimsel bir ara yüz tariflemektedir. Güneşe bağlı gerçekleşen adaptasyon, ısıl kazanç ve ışık kontrolü sağlarken insan hareketlerinin ve değişen çevresel görüntülerin veri olarak alınması ise, bina kabuğunun hem kullanıcılarla hem bulunduğu çevreyle dinamik bir ilişki kurmasına neden olmaktadır. Bina kabuğunun bulunduğu yere ve zamana bağlı, birçok biçim ve renge bürünerek farklı kimlikte dış yüzeyler tanımlaması da modelin parametrik yapısının bir sonucudur. Modelin uygulaması bağlamında ise, PVC esaslı malzemeler ile pnömatik modüllere entegre edilmiş LED sisteminin birleştirilmesi önerilmiştir. Bu sayede, geleceğe yönelik araştırmalarda, malzemenin mekanik ve elektrik sistemlerle birleştirilmesi ile yapının sürdürülebilirliği açısından sağladığı katkılar gözlemlenebilecektir.
Anizotropi kavramından sayısala dönüşümler üzerinden mimari form üretimi
Tasarım süreci insanoğlunun varlığından itibaren başlayan bir süreçtir. Doğa kendi kendini tasarlayan, kusursuz işleyen bir mimari üretirken, insanoğlu bu kusursuzluk içinde kendine oyun alanları üretir. Yaratmak Tanrıya, bir üst bilince ya da doğaya özgü bir şeydir. İnsan somut nesneleri elbette ki yoktan var edemez ancak zihninde oluşan soyut yaratımları engelleyen bir yasa yoktur. Zihninde oluşan her şeye sahiptir ve tasarlayıp yaratabilir. Asıl mesele bunu nasıl üreteceğidir. Burada disiplinler arası çalışma ve doğadan esinlenme önemli bir rol oynar. Tasarımcının zihninde oluşan hayalin gerçekleşebilmesi için gereken gereçler, malzemeler ve sistemler de önemlidir. Tez kapsamında tasarımcının hayal gücünün sınırlarını genişletebileceğine inanılan disiplinler arası kavramların tasarım sürecine etkisi tartışılır. Bunun yanında işleyen geometri ve malzeme ilişkisinin de yaratım sürecine etkisine bakılmaktadır. Bu tezin ilk bölümünde, Bilgisayar Destekli Tasarım araçlarının kavramsal düşünce sisteminde çatışması ve disiplinler arası etkileşimli çalışma üzerinden okumalar yapılmıştır. Bu okumalar üzerinden tasarımın kısıtlamalarla ilerlediği düşünüldüğünde Bilgisayar Destekli Tasarımın dahil olduğu mimarlık pratiğinde kısıtlamaların etkisi kendini geometrik formda nasıl gösterir sorusu tezin genel akışına yön vermiştir. Dijital tasarım araçları form üretiminde bir vasıta görevi görmüştür. Bu durumda dijital tasarım araçları tasarımcıyı tasarımın çıkış noktasından kısıtlamalarıyla birlikte sonuca götüren bir iletken olarak düşünülmüştür. İkinci bölümünde ise tasarımın dili olan geometri kurma, genel geometri evrimi ve dönüşümler teorisi ana başlıkları altında genel olarak geometrinin doğanın oluşumunu çözme çabası incelenmiştir. Bu süreçte geometrinin evrimi ve parametrik tasarım sürecinin temellerine doğru akışkanlık aranmıştır. Bu bölümde geometrik süreç farklı teorilerle incelenmiştir. Süreç Öklit geometrisinden başlayarak karmaşık ve organik geometrilerin evrimini inceler. Form üretim sürecinde geometri kurma, malzemeden bağımsız olarak düşünülemez. Bu anlamda formun dönüşümü ve buna bağlı malzemenin evrimleşmesi nasıl bir etki yaratarak tasarımı etkiler sorusu üzerinden araştırmalar yapılmıştır. Malzeme konusu kapsamlı ve temel bir araştırma konusudur ancak bu bölümde malzemenin form üretiminde yaratacağı olasılıklar tartışılmıştır. Bu anlamda malzeme, geometri kurma ve bu iki kavram arasındaki dönüşüm incelenmiştir. Üçüncü ve dördüncü bölümde Dönüşümler Teorisi kapsamında ve malzeme de karşımıza çıkan Anizotropi kavramı üzerinden araştırmalar yapılmıştır. Bu iki kavramın mimari tasarım pratiğine etkisi ve sürecin getirdiği form üretme çalışmalarına katkıları araştırılmıştır. Malzeme biliminde karşılaşılan Anizotropi kavramı geometri kurmayı nasıl etkiler sorusu sorulmuştur. Tez kapsamında geliştirilen modeller, kavramın yaratıcı tasarım sürecine plastik geometri ve fikir olarak nasıl dönüştüğünü ortaya koyan bir çalışma olarak değerlendirilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise disiplinler arası kavramlar olarak ele alınan Dönüşümler teorisi ve Anizotropi kavramları üzerinden modeller üretilir. Bu modeller dijital tasarım araçlarından faydalanılarak üretilir ancak sistemden kesin cevaplar vermesi beklenilmemiştir. Sistemin açık uçlu olması yaratıcı oluşumları desteklemesi bu araçların kullanılmasında etkili olmuştur. Bu modelleri oluştururken kavramın form bularak kendini ifade etme meselesi ve kavramın formla dönüşümü önemli bulunmuştur. Tezin temel amacı yaratıcı tasarım sürecini tetikleyen disiplinler arası etkileşimin yaratıcı sistemlere ve geometriye etkisini araştırmaktır. Bu etkileşim kavramsal ve teknik olarak kendini gösterebilir. Disiplinler arası kavram geçişleri, yeni yaklaşımlar üretmede ve form oluşumlarında yaratıcı süreci tetiklemiştir. Çalışmanın genel ekseninde disiplinler arası kavramın mimari tasarım kurgusu içinde yeniden ele alınması ve bu durumun yenilikçi yaratımlar üretmesi hedeflenmiştir. Çalışma yenilikçi tasarım yaklaşımları kapsamında yeni bir model önermez, bunun yerine alternatif yorumlanabilir modeller çeşitliliği sunar. Bu durum başka bir disiplinden alınan kavramın tasarım disiplininde form bulması, kavramı somutlaştırmıştır. Farklı bir disiplindeki kavramı anlamak için kavramı biçimleştirmek ve geometriye bağlamak, kavramı anlamada yaratıcı bir teknik olarak görülmüştür ve yanında ürettiği farklı form oluşumlarıyla yaratıcı modellemeyi tetiklemiştir.