Performansa dayalı cephe sistemleri ve parametrik tasarımın günışığı açısından incelenmesi

Günümüzde enerji üretimi ve tüketimi artmaktadır. Endüstriyel faaliyetler, ulaşım, tarım faaliyetleri ve enerji üretimi gibi nedenlerden dolayı oldukça yüksek miktarda sera gazı emisyonu olmaktadır. Sera gazı emisyonunun atmosferde birikmesi sonucu küresel ısınma meydana gelmektedir. Bununla mücadele edebilmek için fosil yakıtlarının kullanımı azaltılabilir. Türkiye'deki toplam enerjinin %20'si ulaşım, %37'si bina ve %43'ü endüstri alanında kullanılmaktadır. Eğer küresel ısınmanın önüne geçmek isteniyorsa binalar daha az enerji tüketilecek şekilde tasarlanmalıdır. Dijital teknikler mimari tasarımla beraber kullanılmaya başlanmıştır. Böylece karmaşık formların modellemesi kolaylaşabilmiş ve enerji verimliliği için analizlerin yapılabilmesine olanak sağlamıştır. Bu çalışmanın ilk bölümünde tezin problemi, amacı, önemi ve yöntemi üzerinde durulmuştur. İkinci bölümünde performansa dayalı tasarım ve cephe sistemlerinden bahsedilmiştir. Günümüzde enerjinin üretimi ve tüketimi hayati bir yere sahiptir. Binaların daha az enerji tüketecek şekilde tasarlanması önemli bir hale gelir. Bu durum mimarları, yeni tasarım yöntemleri arayışına yöneltmiştir. Performansa dayalı tasarım, bina performansının tasarım için önemli bir faktör olduğu tasarım yöntemidir. Geleneksel CAD simülasyon süreçlerinden farklıdır. Performansa dayalı simülasyonlar kullanarak tasarım modeli doğrudan değiştirilebilir. Enerji kayıplarının büyük bir bölümü bina yüzeyinde gerçekleşir. Bundan dolayı performansa dayalı cephe tasarımlarından adaptif cephe, kinetik cephe, çift cidarlı cephe ve akıllı cephe üzerinde durulmuştur. Bu cephelerin kullanıldığı yapılar incelenmiştir. Bu tez çalışmasının üçüncü bölümünde parametrik tasarım üzerinde durulmuştur. İlk olarak matematikte kullanılan parametre kelimesi değişken anlamına gelmektedir. Daha sonradan bu kelime tasarımcılar tarafından da kullanılmaya başlanmıştır. Önceden bir model oluşturulduktan sonra mimar parametrelerden herhangi birisini değiştirmek isterse değiştirilen parametreye göre en başa dönüp modeli tekrardan oluşturması gerekir. Bu durum zaman kaybına neden olur. Zamanla teknolojinin gelişmesiyle mimarlık alanında yeni yazılımlar kullanılmaya başlanmıştır. Grasshopper, Dynamo gibi parametrik tasarıma olanak sağlayan yazılımlar piyasaya sürüldü. Geçmişte her ne kadar sketchpad gibi parametrik temelli tasarım programları kullanılsa da Dynamo, Grasshopper gibi yazılımların piyasaya sürülmesiyle parametrik modelleme mimari alanda yaygınlaşmaya başladı. Dünyanın birçok yerinde parametrik modelleme tasarımcılar tarafından kullanıldı. Dördüncü bölümünde parametrik tasarım metoduyla tasarlanan uygulanmış mimari örnekler incelenmiştir. Farklı ölçeklere ve işlevlere sahip çalışmalar seçilmiştir. Bu tez çalışmasının son bölümünde analiz çalışması yapılmıştır. Bu bölümde İstanbul Gelişim Tower olarak adlandırılan K blok kule binası ve eski Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi D blok seçilmiştir. Bu blokların modellenmesinde Rhinoceros, parametrik cephenin modellenmesinde Grasshopper, binaların günışığı analizlerinde ise Honeybee programından yararlanılmıştır. Grasshopper programının eklentisi Honeybee kullanılarak binaların mevcut cephelerinin günışığı analizleri yapılmıştır. Binaların analizler için seçilen noktaların aydınlık düzeyleri tablolaştırılmıştır. Mevcut cepheler yerine parametrik bir metot kullanılarak cephe tasarlansaydı günışığı analizi nasıl olurdu sorusuna cevap verebilmek için Grasshopper kullanarak parametrik cephe denemeleri yapılmıştır. Zengin çeşitliliğe olanak tanıyan cephe varyasyonları tezin ilgili bölümlerinde modüller kullanılarak cephe tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu cephe tasarımları yine Grasshopper yazılımı kullanılarak binaların boyutlarına göre modellendi. Bu sefer parametrik cepheye göre modellenmiş binaların günışığı analizi yapılmıştır. Seçilen noktaların aydınlık düzeylerine göre analizlerin sonuçları birbirleriyle karşılaştırılmıştır.