LEE- Mimari Tasarımda Bilişim-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19395

Gözat

Designing and Testing a Virtual Reality Online Shopping Application

(Graduate School, 2021) Kılıç, Ekin ; Gül, Leman Figen ; 705424 ; Department of Informatics

E-commerce is the exchange of products and services over electronic platforms. Most transactions on the internet, from banking services to hotel reservations, can be considered as an e-commerce activity. Online Retail, E-Tailing or Online Shopping is a type of E-commerce in which the customers purchase finished products through websites and applications using devices such as computers, tablets or smartphones. With the improvement of the internet speed, the development of smart devices and these technologies becoming cheaper day by day; the online shopping method has been adopted by more and more customers over time. The number of online shopping sites, the number of businesses selling over the internet and the volume of online shopping are increasing every year. Also, it is predicted that these figures will continue to increase in the near future both globally and in Turkey. The COVID-19 pandemic has also been a catalyst for the growth and adoption of e-commerce and the online retail sector. In order to prevent the virus from spreading faster, governments have taken mass quarantine measures, imposed lockdowns and banned indoor public spaces temporarily but for a long time. During the lockdowns, people tended to shop online to meet their needs and online shopping methods have penetrated our daily lives more than ever. Even after the restrictions are removed, people are still hesitant to go to closed public spaces and physical stores because of contagion risk. E-commerce and online retail provide many advantages to customers. However, although the sector has been in our lives for a long time, it still has some unsolved problems. Since the sector already takes a big role in our lives and will continue to grow in the future, some steps should be taken to solve these problems. Thus, online customer satisfaction and service quality can be increased. According to customers, a very obvious problem in the sector is to buy products without seeing and experiencing them physically. While shopping online, customers examine products through photos. Photos do not allow customers to fully perceive the products or they may be misleading about a products texture, size or quality. The customers may encounter a product different from what they have expected after the delivery. Dealing with returns after such events reduces customer satisfaction and also causes a waste of logistics workforce. In order to overcome this negativity, some businesses considered using technologies that can offer a more realistic 3D experience instead of 2D interfaces such as websites and mobile applications, in the near future. Therefore, some companies and academic studies have produced prototype shopping systems using Virtual Reality and Augmented Reality technologies.
Yeni fenomen algoritmalar: çekişmeli üretken ağların mimarlıktaki potansiyelleri üzerine bir araştırma

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-07-13) Eroğlu, Ruşen ; Gül, Leman Figen ; 523171010 ; Mimari Tasarımda Bilişim ; Informatics in Architectural Design

Gün geçtikçe gelişen yapay zeka, hızla geniş bir araştırma alanına dönüşmektedir. Yapılan tez çalışması, işte tam bu noktada; son yıllarda oldukça gündemde olan yapay zeka yöntemlerini kullanarak mimari görsel üretim özelinde potansiyelleri araştıracaktır. Bununla birlikte, çalışmanın bir diğer vurgusu üretken modelleri eğitme sürecinde bilgisayarın görüntüleri nasıl anladığı ve oluşturduğunu anlamamızı sağlayacağıdır. Bilgisayarın nasıl gördüğünü anlamak, bunun potansiyellerini keşfetmek; bizi imaj üretiminin bir adım ötesine taşıyacaktır. Bu şekilde bu sistemlerin gelişmesinde rol alma olanağı verecektir. Tez, sırasıyla; veri biliminin Çekişmeli Üretken Ağlara kadar olan gelişimini açıklamakla birlikte bu gelişmelerin mimarlık disiplinindeki etkilerini anlatmaktadır. Çekişmeli Üretken Ağlar ile mimarlık alanında yapılmış çalışmaların açıklandığı literatürde kullanılan modellerden çeşitli Çekişmeli Üretken Ağların deney için seçilmesine karar verilmiştir. Farklı derecede özniteliklere sahip veri setlerinin, yapısal ve üretim döngüleri ile seçilen dört Çekişmeli Üretken Ağ, tezin ana bölümünü oluşturmaktadır. Bu ağlar ile yapılacak deneyler için kullanılan araçlar; Google Colab bulut ortamı ve Anaconda uygulamasındaki Jupyter Notebook arayüzünde Python programlama dili olarak seçilmiştir. Seçimde kullanılan modellerin bu programlama diline uygunluğu göz önüne alınmıştır. Sonuç olarak; deneyler sonucu üretilen imajların görsel potansiyelleri mimari perspektifte irdelenmiş, bulunan keşiflerden potansiyeller çıkarılmıştır. Bu bakımdan tezin yürütülmesi, denetimsiz bir derin öğrenme modelini andırmaktadır. Çalışma; açık kaynak paylaşımlı olan DCGAN, Pix2Pix, CycleGAN ve StyleGAN algoritmaları ile yine açık kaynak alınmış üç veri kümesi olan Ahameniş, Bauhaus ve Paladyan tarzı veri setleri çalıştırılarak başlamıştır. Deneylerde ortaya çıkan geri dönüşler ile yeni veri setleri oluşturulmuştur. Böylece deneylerde çeşitlilik sağlanmış, kontrollü değişkenler ile toplam 9 deney organize edilmiştir. Bu dokuz deneyde veri setleri öznitelik farklılıklarına ya da modelin ihtiyaçlarına göre değiştirilmiştir. Çıkan sonuçlar sezgisel olarak dolaylı nitel yöntemle değerlendirilmiştir. Mimarlık disiplinindeki tasarım ve üretim potansiyellerini arayan çalışma, bu gözlemler sonucu mimari görsel üretim anlamında hem stil transferi hem de form üretimi konularında keşifler ve bu keşiflerden potansiyeller açığa çıkarmaktadır. Sonuç olarak; araç olarak seçilen yapay zeka algoritmaları, mimarlık için yeni ilkeler, kurallar ve yollar oluşturma fırsatı vermektedir. Yapay zeka alanında bu algoritmalar gelişirken; buna açık olmak ve kullanım alanlarını ölçmek yeni bir düşünsel bakış açısı getirebilir.
Tarihi yapılarda yapı bilgi modeli uygulamalarının sistematik literatür tarama yöntemiyle değerlendirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021-08-25) Bastem, Sümeyye Sena ; Kanan, Çekmiş, Aslı ; 523181016 ; Mimari Tasarımda Bilişim ; Informatics in Architectural Design

Yapı bilgi modeli (YBM) mimari, mühendislik ve inşaat (MMİ) uzmanlarının bir tesisi verimli bir şekilde planlamasını, tasarlamasını, inşa etmesini ve yönetmesini sağlayan akıllı bir üç boyutlu (3B) modelleme sürecidir. YBM'nin yeni yapıların inşasında MMİ ve şantiye yönetimi alanlarına sağladığı katkılar paydaşların ilgilisini artırmış, mevcut ve tarihi binalardaki kullanımı üzerine çalışmalar yapılmaya başlamıştır. Böylece yeni binalar için kullanılan bu süreç, 2008 yılından itibaren mevcut ve miras binalarda kullanımı yaygınlaşmıştır. Tarihi yapı bilgi modeli (TYBM), miras binalarının korunması, projelendirilmesi, inşası ve yönetimi gibi aşamalarına katkıda bulunmanın yanısıra bu aşamalarda zamandan ve işçilikten tasarruf, verimliliğin ve doğruluğun artırması gibi faydalar sağlamaktadır. Miras yapılarının korunması sırasında veri eksikliği, belge ve arşivleme sorunları gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Araştırmacılar, bu sorunları çözmek için TYBM'i geliştirmeyi ve böylece karmaşık ve kültürel açıdan önemli miras binalarını akıllıca belgelemeyi, yorumlamayı ve yönetmeyi amaçlamaktadır.YBM'nin miras yapılarına uygulanmasında kullanıcıların, yeni eğitim becerileri edinmeleri ve YBM ile TYBM arasındaki farklılıktan kaynaklanan temel zorlukları çözmeleri gerekmektedir. Bu zorluklar, TYBM'in uygulanmasında yeni araştırma alanları oluşturmaktadır. TYBM kavramı ve süreci ile ilgili son 12 yılda (2009-2020) yayınlanan çalışmalara ilişkin sistematik bir literatür taraması yapılmıştır. Sistematik derlemenin sonucunda TYBM süreci ve aşamaları hakkında toplam 194 birincil çalışma belirlenmiştir. TYBM'nin kullanım alanları ve faydaları; TYBM uygulaması sırasında gerekli olabilecek araçlar, yöntemler ve yazılımlar ve ayrıca karşılaşılabilecek olası zorluklar açıklanmaktadır. Bu derleme, TYBM sürecini kullanan araştırmacı ve uygulayıcılar için bir rehber niteliği taşımayı amaçlamaktadır. Tezin birinci bölümünde problem tanımlanmış, amaç ve kapsam açıklanmıştır. Aynı zamanda tezde kullanılan yöntemden bahsedilmiştir. Tezin ikinci bölümünde TYBM sürecinin daha iyi anlaşılabilinmesi için YBM süreci, mevcut yapılarda uygulanan YBM süreçleri açıklanmıştır. YBM sürecinde kullanılan yazılımlar ve karşılaşılan kavramlarda detaylandırılmıştır. Ayrıca TYBM sürecinin tanımlanması yapılarak bu süreçte karşılaşılan kavramlardan bahsedilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde tezde kullanılan sistematik literatür tarama (SLT) yöntemi ve bu yöntemin aşamaları açıklanmıştır. Yöntemin açıklanmasından sonra TYBM için uygulanan SLT yöntemi aşamalı olarak detaylandırılmıştır. Tezin dördüncü bölümünde, yapılan SLT sonucunda elde edilen birincil çalışmalar referans alınarak TYBM süreci ve aşamaları açıklanmıştır. Bu başlık aynı zamanda süreç boyunca kullanılacak araçlar, yazılımlar, sonuç ürünün kullanım alanları, kullanım şekillerini açıklamaktadır. Tezin son bölümünde ise incelenen çalışma ve değerlendirin sonuçları tarıtışılmıştır. Sonuç olarak tezde TYBM sürecinin koruma ve restorasyon alanlarına süre, maliyet ve nitelik açılarından birçok katkı sağladığına ulaşılmıştır. TYBM sürecinin kullanımının yaygınlaştırılması, mimar, mühendis, arkeolog, tarihçi gibi bu alanda çalışanlara, mekan yönetimini sağlayıcılara, kullanıcılara birçok farklı faydalar sağlamaktadır. Uygulayıcı ve kullanıcıların yanı sıra TYBM, yapının yaşam döngüsünün uzaması ve bu süreyi verimli geçirmesi açısından önemlidir. Ayrıca bu süreçle birlikte kültürel miras yapılarının korunması üzerine bilincin artırması sağlanacaktır.
Karmaşık bir sistem olarak mimari tasarım stüdyosu

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Lekesiz, Gülbin ; Gürer, Ethem ; 741447 ; Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı

Mimari tasarım stüdyosu mimarlık eğitiminin önemli bir parçasıdır. Stüdyonun dinamik bir süreç olması, zengin etkileşim ağlarının var olması, çeşitli aktivitelerin birlikteliğinden oluşması gibi özellikleriyle bir karmaşık sistem gibi davranması çalışmanın hipotezini oluşturmaktadır. Karmaşık sistem araştırmaları pek çok disiplinde yeni bakış açıları yaratmıştır. Eğitim konusunda da yapılan çalışmalara literatürde rastlanmaktadır. Bununla birlikte mimari tasarım stüdyosunu karmaşık sistem perspektifinden incelemek çalışmanın literatüre özgün katkısıdır. Çalışmanın amacı stüdyoyu karmaşık sistem olarak ele almanın stüdyonun verimliliğine etkisini değerlendirmektir. Öğrenci ve yürütücü etkileşimlerini içeren pedagojik yaklaşımın doğası gereği bunu nicel araştırma yöntemleriyle değerlendirmek zordur. Bu yüzden, bu çalışmada etkileşimleri gözlemlemek ve değerlendirmek için en uygun yöntem nitel araştırma yaklaşımı olarak kabul edilmiştir. Tezin birinci bölümünde çalışmanın amacı, motivasyonu, yöntem ve kapsamı açıklanmaktadır. Tezin ikinci bölümünde mimari tasarım stüdyosu sistematik olarak bileşenlerine ayırılarak incelenmektedir. Bir model oluşturmak için ilgili alanı sistem olarak kabul etmek yaygın bir yaklaşımdır. Stüdyonun elemanları; aktörleri, aktiviteleri ve ilişki ağları olarak ele alınmış ve bunlar literatür araştırmasıyla derinlemesine incelenmiştir. Tezin üçüncü bölümünde karmaşık sistem tanımı yapılmaktadır. Karmaşıklık kavramı tartışılmıştır. Ayrıca karmaşık sistemlerin özellikleri, örnekleri ve bu alandan üretilen verimlilik algoritmaları konu alınmaktadır. Tezin dördüncü bölümünde ise öncelikle eğitim ve karmaşık sistem arasındaki ilişki üzerine yapılan çalışmalar incelenmiştir. Ardından sırasıyla mimarlık eğitimi ve mimari tasarım stüdyosunun karmaşık sistem perspektifinde değerlendirilmesi literatür araştırması yöntemiyle sunulmaktadır. Bu inceleme karmaşık sistemlerin dört temel özelliği üzerinden yapılmaktadır: öz-örgütlenme, stigmerji, belirme ve adaptasyon. Tezin bu bölümünde etkileşim ve örgütlenme senaryolarını tartışabilmek için özgün bir diyagram dili üretilmiştir. Bu diyagramlarda stüdyonun aktörleri, ilişkileri, ortamı, sınırları ifade edilmektedir. Tez kapsamında Özyeğin Üniversitesi, Mimarlık Bölümü'ndeki dört farklı ikinci sınıf mimari tasarım stüdyosu vaka çalışması olarak incelenmiştir. Bu stüdyolar öncelikle süreçsel olarak aktivitelere parçalanmıştır. Her bir aktivite kendi içinde karmaşıklığı açısından değerlendirilmiştir. Saptamalar, etkileşim ve örgütlenme diyagramları aracılığıyla sunulmaktadır. Ardından tümevarım yöntemiyle bütünsel değerlendirmesi sunulmuştur. Bu bölümün sonunda karmaşıklığın stüdyo üzerindeki etkileri öğrenci, yürütücü ve bir bütün olarak sistemin bakış açısından değerlendirilmektedir. Son olarak ise tüm bulgular tartışmaya açılmaktadır.
Mimari tasarım eğitiminde strüktür bilgisini sanal ortam desteği ile geliştirme amaçlı bir model

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Özçelik, Nisanur ; Şener, Sinan Mert ; 776423 ; Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı

Günümüzde bilim ve teknolojinin gelişimi ile etkin bir hale gelen sanal gerçeklik teknolojisinin potansiyelleri, birçok alanda eğitim açısından değerlendirilmektedir. Eğitim, sanal ve sayısal teknolojiler ile birlikte giderek hızlanan bir dönüşüm ve gelişim içine girmiştir. Mimarlık eğitiminde de tasarım, tarih ve teknik dersler için bu dönüşüm üzerine çalışılmaktadır. Bu çalışmada, bu dönüşümün mimarlık alanında strüktürel eğitime katkı sağlayabilecek bir yazılım desteği önerisinin geliştirilebilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın gerekçesi, öğrencinin pasif ve kuramsal olarak öğrendiği mimarlıkta strüktür bilgisini, tasarım bilgisiyle yeterince bağdaştıramamasından doğan eğitim eksikliklerinin giderilmesidir. Çalışmanın amacı ise, öğrencinin strüktürel eğitim derslerinde öğrendiği strüktürel bilgiyi tasarımsal bilgisiyle entegre edebileceği bütünsel ve kapsayıcı bir sanal ortam önerisi geliştirmektir. Yapılandırmacı eğitim ve bilişsel gelişim teorilerinden yola çıkarak, mimarlık öğrencilerin sanal bir oyun ortamında, deneyip yanılma yoluyla eğitim ortamına aktif bir şekilde katılım gösterip kuramsal bilgiyi daha iyi kavramaları ve tasarım bilgisiyle bağdaştırabilmesi beklenmektedir. Bu doğrultuda mimarlıkta strüktür eğitiminin, öğrenim açısından var olan sorunları tespit edilerek, geliştirilmesi düşünülen ortam için sanal gerçeklik ortamının potansiyellerinden yararlanma olasılıkları araştırılacaktır. Giriş bölümünde çalışmanın amacı, kapsamı ve yöntemi kısaca anlatılmıştır. İkinci bölümde, öncelikle, sanal gerçeklik teknolojisinin eğitimde kullanımının önemi belirtilmiştir. İnsanların ürettikleri bilginin deneyimlerine dayandığını savunan yapılandırmacı eğitim ve öğrenmenin en iyi yolunun öğrencinin çok duyusal bir ortamda birbirleriyle ve eğitimcileriyle iletişim kurarak olduğunu söyleyen bilişsel gelişim teorileri araştırılarak sanal gerçeklik ve faydaları ile bağdaştırılmıştır. Seçilen ulusal ve uluslararası üniversitelerdeki mimarlıkta strüktür eğitimi müfredatları, verilen dersler özelinde araştırılmıştır. Bu üniversitelerdeki mimarlıkta strüktür eğitimini içeren dersler, işleniş şekilleri açısından incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Öğrencinin mimarlıkta strüktür eğitimi ile öğrenim ilişkisi irdelenmiştir. Daha sonra sanal gerçeklik teknolojisinin eğitime katkıları araştırılmış, bütüncül olarak eğitimde ve özel olarak mimarlık eğitiminde kullanımına dair örnekler ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Bu veriler sonucunda mimarlıkta strüktür eğitiminin eksik yönleri keşfedilerek sanal gerçeklik teknolojisinin kullanımı ile fayda sağlanabileceği keşfedilmiştir. Ayrıca sanal gerçeklik teknolojisinin mimarlıkta strüktür eğitimi derslerinde etkili bir ders destek materyali olabileceği sonucuna varılmıştır. Bu bağlamda mimarlıkta strüktür eğitimi özelinde tespit edilen sorunların derlenmesiyle, geliştirilecek sanal ortam önerisi için bir altyapı oluşturulmuştur. Bu altyapının yapılandırmacı eğitim teorisi ve bilişsel gelişim teorileri ile bağdaşması öngörülmektedir. Üçüncü bölümde çalışmanın yöntemi tanımlanmıştır ve sanal gerçeklik teknolojisi incelenmeye başlanmıştır. Tarihi, sistem bileşenleri, arayüz tasarımı, yan etkileri, ve türleri şeklinde başlıklar altında sanal gerçeklik teknolojisi araştırılmıştır. Sanal gerçeklik teknolojisini ulaşılabilirliği tartışılmış ve sanal gerçeklik ortamlarında kullanılan arayüzler incelenerek önemi irdelenmiştir. Elde edilen bu bilgilerin önerilecek sanal ortamın yapılandırılma ve tasarlanması aşamasında faydalı olması beklenerek dördüncü bölüme geçilmiştir. Dördüncü bölümde çalışmanın amacı olan sanal gerçeklik ortamı önerisi geliştirilmiştir. Çalışmanın önceki bölümlerinde araştırılan ve irdelenen yapılandırmacı eğitim teorisi ve bilişsel gelişim teorileri, ulusal ve uluslararsı mimarlıkta strüktür eğitimi müfredatları ve eğitimde sanal gerçeklik uygulamaları göz önünde bulundurularak mimarlıkta strüktür eğitimi müfredatı için ders destek materyali olabilecek bir sanal ortam önerisi ve çerçevesi sunulmuştur. Burada öncelikle önerilecek olan sanal ortamın dersle ilişkisini belirlenmesi adına bir çerçeve belirlenmiştir. İkincil olarak arayüz tasarlanması başlığı altında kullanıcının sanal ortamda göreceklerinin açıklandığı fiziksel arayüz ve tasarlanan arayüzün kullanımını anlatan sayısal arayüzler açıklanmıştır. Sonrasında uygulamanın kullanılması planlanan gerçek dünyada ve dijital dünyadaki hareketleri tanımlanmıştır. Uygulamanın çalıma prensipleri açıklanmış ve etkileşimleri anlatılmıştır. Böylece önerilen sanal ortam çalışma kapsamında bitirilmiştir. Son olarak ise çalışmanın önceki bölümlerinde elde edilen veriler toplanarak bir sonuca bağlanmıştır ve çalışmanın kapsamına dahil olmayan ve ileride çalışmanın ilerletilebilmesi adına yapılabilecek gelecek uygulamaları ve çalışmaları üzerine tartışılmıştır.
Fraktal boyut ve lakunarite hesaplamaları ile parkların dönemsel analizleri ve değerlendirmeleri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Ursavaş, Nazlı Bahar ; Çağdaş, Gülen ; 523171007 ; Mimari Tasarımda Bilişim Programı

Fraktal örüntüler, sonsuz döngüye sahip, karmaşık, matematiksel denklemlerle oluşturulan ve birbirinin tekrarı olan kurgulardır. Doğada kendiliğinden var olan veya farklı bağlam ve örüntüler ile oluşan bu yapılar, günümüzde dijital olarak matematiksel yapılarla oluşturulmakta ve farklı alanlarda kullanılmaktadır. Fraktal örüntülerin varolduğu alanlardan biri de yeşil alanlardır. Açık ya da yeşil alanlar günümüzde hızla büyüyen kentlerin estetik ve fonksiyonel eksiklerini tamamlamaktadır. Bu durumda kentsel mekan ögelerinden biri olan yeşil alanların ve onların değerlendirilmesinde aynı zamanda tasarımında kullanılan modeller önem kazanmıştır. Araştırmanın konusu olarak, bir yerleşim merkezinde kamu yararına düzenlenmiş ve bu şekliyle "park" olarak tanımlanan yeşil alanlar; karmaşık geometrik şekillerden oluşmaları, parçalı yapıları ve bazen de tekrar eden desenlere sahip olmaları nedeniyle fraktal özellikler taşımaktadır. Bu benzer özellikler dolayısıyla tezde, parkların fraktal geometri çerçevesinde ele alınması ve incelenmesi üzerine çalışılmıştır. Bu bağlamda kentsel sistemlerin bir parçası olan parkların fraktal boyut ve lakunarite hesaplamaları yönünden değerlendirmeleri ve analizlerine yer verilmiştir. Tez, öncelikli olarak bir literatür taraması içerirken bu literatür araştırmaları fraktallere ait olan kavram tanımlamaları ile başlamaktadır. Bu kavram açıklamalarını fraktal geometri ve ona ait başlıkların anlatımı takip etmektedir. Daha sonrasında fraktal boyut, lakunarite kavramlarına değinilmiş olup bu başlıklara ait hesaplama yöntemleri incelenmiştir.Bu çalışmalar kullanılacak olan hesaplamalı yöntem sonucunda ortaya çıkan verilerin değerlendirmesini desteklemek amacıyla ortaya konulmuştur. Tez çalışması kapsamında, fraktal geometrik analizlerde yer alan başlıca hesaplama yöntemlerinden biri olan "kutu sayma yöntemi" kullanılmış olup, bu yöntem sayesinde yeşil alanların objektif ve matematiksel verilere dayandırılarak karşılaştırılması için bir yaklaşım önerilmiştir. Birbirlerinden farklı özelliklere sahip olması göz önünde bulundurularak seçilen çalışma alanları (bulundukları konum, kapasite, hacim, hitap ettikleri nüfusun yoğunluğu vs. parametreler göz önüne alınarak), bahsedilen kutu sayma yöntemi ile gözeneklilik(lakunarite) ve fraktal boyut hesabı yapılması uygun görülmektedir. Bu hesapların yapılabilmesi için ImageJ programına ait olan Fraclac eklentisi ile çalışılmıştır. Google Earth ve Global Human Settlement Layer'dan elde edilen uydu fotoğraflarının iki boyutlu aktarımı ile hesaplamalar yapılmıştır. Bu haritaların iki boyuta aktarılmasının temel sebebi de kullanılacak olan programa ait algoritmaların iki boyutlu imajlar ile daha doğru sonuç vermesinden kaynaklanmaktadır. Bu doğrultuda İstanbul ilinin farklı lokasyonlarında bulunan ve çeşitli parametrelere göre seçilmiş olan dört adet park kullanılmıştır. Seçilen bu parkların zaman içerisinde değişen yapıları gözlemlenerek ortaya çıkan farklılıkların, gelişim ya da dönüşümlerinin değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Yapılan incelemeler sonucunda parkların dönemsel olarak çeşitlilik gösteren yapılarının fraktal ve lakunarite hesaplama yöntemleri üzerinden analizleriyle gösterilmesi hedeflenmiştir. Yapılan analizlerin grafiksel dökümü ile de matematiksel karşılaştırmalar için veriler oluşturulmuştur. Çalışma sonucunda ortaya çıkan verilerin değerlendirilmesinde fraktal analizlerin üstlendiği rol üzerinde durulmuştur. Bu çözümlemelerde kullanılan yöntemlerin söz konusu olabilecek yeni araştırma alanlarına katkı sağlayabileceği düşünülmektedir. Bu da bir kent ögesi olan yeşil alanların parçası olan parkların kullanıcılarından elde edilebilecek geri dönüşlerle yeni park tasarımları için veri oluşturabileceği öngörülmektedir.
Modular kinetic system proposal with responsive design approach for acoustic paneling systems

(Graduate School, 2022-02-23) Esirger, Suat Batuhan ; Kabakçıoğlu Özkar, Mine ; 523171011 ; Architectural Design Computing

The regular needs of people are dynamic as they had never been before, thanks to the rapid increase in technological developments. Architectural components are also affected by this dynamism with the integration of new computer and communication technologies into daily life. As a consequence, research and development on interactive and adaptive building elements became a rising trend in the architectural community. Moreover, in today's architecture, the computational approach has become a tool for designing intelligent spaces, rather than being a tool for designing ordinary spaces. Due to this trend, using algorithms, computations, and intelligent systems in designed environments became essential, considering that it is playing an undeniable role in the interactivity of a space. The most common reflection of interactivity on architecture is the "responsive" design approach. In today's world, there is a good quantity of building elements that are intelligent enough to respond to changing heat, sound, light, and humidity levels. Among them, exterior surface components are commonly subject to heat and light control. On the other hand, interior components are more related to sound-related inputs such as noise control and acoustic comfort. Auditory input is already a key element during the daily interactions of living beings, as it warns of impending danger. Followed by survival instincts, acoustic comfort becomes essential for both physical and mental health. Studies show that there is a significant amount of association between acoustical comfort and the well-being of living beings. Prolonged and repeated exposure to poor acoustic comfort, especially an uncontrolled noise environment, can cause anxiety, headaches, and many more stress-related health conditions. Therefore, it is a must-consider topic in both natural and man-made environments. However, we encounter acoustic discomfort often, and in its most common form called "noise". It is also a fact that as much as the noise causes health issues, aimlessly and excessively quiet acoustic conditions can lead to a feeling of detachment, considering the lack of background sound might cause disassociation from the related environment, leading to mental health problems in the following term. The conventional approach to deal with this problem is to add static, non-adaptive, sound-absorbing, or scattering materials to problematic space. Since there is multidimensional dynamism in space, design requirements should consult for the noise levels of various scenarios that can occur throughout the day, especially for multifunctional places. This thesis focuses on the research and development of sound-absorbing responsive panels as indoor system solutions.
Rizobot: Collective form finding through swarm robotics

(Graduate School, 2022-12-16) Balcı, Ozan ; Alaçam, Sema ; 523201010 ; Architectural Design Computing

This study proposes a framework for performing form-finding studies using a swarm of mobile robots. During the development process of the proposed framework, 3 different case studies consisting of 5 experiments were conducted in order to observe the effect of different features on the capability of the swarm system. The term RIZOBot is proposed by the author. Two types of robots named RIZOBot-Mini and RIZOBot were used as agents in the case studies. Both of these robots are low-fidelity differential-drive mobile robots developed as part of this research. RIZOBot-Mini is a wheeled robot which is smaller and faster compared to RIZOBot, while RIZOBot is a tracked robot, consisting of a larger body and more powerful motors. The robots in question have a hardware and software infrastructure that can be equipped and operated with different actuators to conduct various research on swarm systems. In the first case study of the research, the potential of swarm robotics in experimental artwork was examined. In this context, 4 RIZOBot-Minis equipped with different coloured inks to perform drip painting were used as agents. Operating with a semi-central system, the robots took a predefined trigonometric equation as a defined route and manipulated that route by interacting with each other. Robots moving on a bordered white canvas, left their traces on the canvas by drip painting during the experiment. At the end of the experiment, the effect of the robot-robot interaction feature on the swarm was observed through these traces. In the second case study, form studies were carried out by drawing action on a swarm of zone-sensitive mobile robots. In the proposed system, 4 RIZOBot-Minis equipped with different coloured markers were used as agents. The robots sensed the light intensity at their location with the light sensor they have and exhibited different movement behaviors depending on the measurement results. In the study consisting of two experiments, the first experiment focused on the robot-environment feature, while the second experiment proceeded through robot-robot communication. In the first experiment, robots moving in an area with light and dark zones demonstrated two different movement patterns according to the area they were in. In the second experiment, the swarm aims to find the brightest spot in the area by communicating with each other. Robots constantly perform light sensing and compare their measurements with each other. The robot with the highest reading oscillates around itself in the same location, while the rest of the swarm continues to search for a brighter spot. Thus, agents which do not have any localization feature, collectively find the brightest spot in the given area. In both experiments, the robots drew their traces on a white canvas with markers. After the experiments, these traces were examined and the behavior of the swarm of RIZOBot-Minis was observed and analyzed. In the last case study of the research, form-finding studies were carried out in an outdoor environment using a swarm of 4 robots which perform adding/pouring action. In the study, 4 RIZOBots, each of them having a tank full of granulated sugar and anozzle that can be opened and closed, were used as robots. The study consists of two experiments. In the first experiment, the robots aim to find one light source placed on the sand floor in the given area and gather around it. The first RIZOBot that finds the light source terminates its movement, broadcasts infrared signals from its transmitter unit and calls the rest of the swarm. Learning that the light source is found by another robot, the rest of the swarm follow the transmitted signals with their receiver unit by using the localization feature and aim to reach the light source. Meanwhile, the RIZOBots following the signal open their nozzles and pour sugar on the ground during their movements. Each RIZOBot that reaches the light source imitates the first robot that finds the light and amplifies the emitted signal. In the experiment focusing on the robot localization feature, the experiment ends when the entire swarm reaches the light source. In the second study, two light sources are placed on the sand floor and RIZOBots seek these light sources. After the 2 robots from the swarm find these sources, they emit infrared signals as in the first experiment. The rest of the swarm randomly selects one of the two robots that find the light and follows its signals to reach it. RIZOBots, reaching one of the robots that find the light, takes the other robot as a new target, and moves towards it by pouring sugar on the sand. Changing their destination with the other robot as they arrive at each one, RIZOBots constantly move between the two light sources and leave their traces on the ground. The experiment ends when the sugar in the tank of the robots runs out. Robots, which distinguish two different signals with the robot-robot recognition feature, create a 2.5-dimensional form on the sandy ground with the movement traces they leave between two light sources. At the end of the two experiments, the forms created on the sandy ground were documented and analyzed. In the proof-of-concept study, which consists of the aforementioned 3 case studies, the form-finding potential of a swarm of mobile robots is examined through certain features with both swarm and hybrid control architectures, and a framework is proposed in line with these examinations. Preliminary results show that the proposed framework enables indirect user-swarm interaction and has the potential to act as a co-designer rather than just a tool in the early phases of architectural design.
Robot kol ile doğal taş işleme için bir çerçeve önerisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Körükcü, Berfin Aybike ; Şener, Sinan Mert ; 834149 ; Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı

Tez çalışması, robot kol ile taş işlemede endüstriyel örtük bilgiden destek alan bir çerçeve sunmayı amaçlamaktadır. Robot kol ile doğal taş işleme süreci gerçek zamanlı bir programlama ortamında simüle edilerek, malzeme, form ve operasyonların karmaşık etkileşimlerini sanal olarak prototipleyebilmek hedeflenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması, robot kol ile doğal taş malzemenin işlenme sürecini araştırarak tasarımcıların, bu alanda yetkinlik kazanmalarını desteklemeyi ve mimari tasarımda doğal taş malzeme kullanımına dair yeni fırsatları keşfetmelerini amaçlamaktadır. Tezin ilk bölümünde çalışmanın konusu, amacı, kapsamı ve yöntemi detaylı olarak açıklanmıştır. Özellikle dijital fabrikasyon araçlarının ve düşüncesinin mimari tasarım ve üretim süreçlerini kökten değiştirmiş olduğunun üzerinde durularak, 3 eksenli sac ayağı (malzeme-yazılım-donanım) kurgusuna uygun olacak şekilde, odaklanılacak malzeme olarak seçilen doğal taş malzeme ve uygulama alanı olan mimari tasarım çözümlenmesine dair sorular bu bölümde cevaplanmıştır. İkinci bölümde, dijital fabrikasyon araçlarının tarihi gelişiminden başlayan ve bu gelişimi mimari tasarım alanındaki hesaplamalı tasarım düşüncesiyle birleştiren bir anlatım yer almaktadır. Bu kurguyu destekleyen nitelikte mimari tasarım alanındaki dijital fabrikasyon örneklerinden bahsedilmiştir. Ardından anlatımın araştırmanın konusu olan robotik fabrikasyona doğru genişlemesiyle, robot kolların bu gelişim sürecindeki yeri ve mimarlık ile olan ilişkisi belirlenmiş, çalışma mekanizmaları, yetenekleri ve kapasiteleri incelenmiştir. Araştırmanın üçüncü bölümü, araştırma konusunu desteklemek amacıyla doğal taş işleme ile başlamıştır. Araştırma yöntemini oluşturan simülasyon aracından bahsedilmiştir. Ardından robotik fabrikasyona dair gelişmelerin taş işleme ile kesiştiği örnekler incelenmiş ve çalışmanın literatürdeki yerini vurgulayan bir derleme sunulmuştur. Çalışmaların genelinde, doğal taş malzeme ile robotik işleme tekniklerini sistematik olarak sınıflandıran ve yapı sökümüne uğratan hesaplamalı araştırma sayısının oldukça az olduğu keşfedilmiştir.
Integrating a scale transition system into the scan-to-HBIM process

(Graduate School, 2023) Öztürk, Berkay ; Özkar, Mine ; 810052 ; Architectural Design Computing Programme

Historic Building Information Modelling (HBIM) has emerged as an important tool for documenting, analyzing, and managing historic buildings. HBIM involves the creation of digital models that represent the physical, geometric, and semantic information of historic buildings, enabling researchers, architects, and engineers to explore and study these structures in detail. Seljuk Architecture is a significant example of historic architecture in Türkiye, and its ornamental details have been of great interest to researchers and architects alike. This thesis focuses on the development of a scale transition system in HBIM for Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri, Türkiye. The aim is to provide a comprehensive approach to capture the ornamental details of the interiors of these structures and to represent them in different levels of detail in HBIM models. The research consists of two main parts: photogrammetry modelling and scale transition system development. In the first part, photogrammetry models of the Seljuk Architecture examples with brick patterns in their interior surfaces of domes and plain walls in Konya and Kayseri were created, and a filtering method was developed to extract the interior ornaments made out of bricks. The resulting models were used to understand the ornamental details' intricacies and develop a systematic approach to represent them in HBIM. In the second part, a scale transition system was developed using Rhinoceros/Grasshopper software to represent the different levels of detail in HBIM models. The system enables the representation of Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri at different scales, from a mass model to a detailed and textured model with structural information. The script developed in Rhinoceros/Grasshopper software was integrated with the BIM software Revit to create a seamless workflow. The photogrammetry models created in the first part of the research revealed the intricacies of the ornamental details of Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri, and the filtering method developed for interior ornaments made out of bricks proved effective. The scale transition system developed in the second part of the research provides a comprehensive framework for representing Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri in different levels of detail. The system enables the representation of Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri at different scales, from a mass model to a detailed and textured model with structural information. The script developed in Rhinoceros/Grasshopper software was successfully integrated with the BIM software Revit, creating a seamless workflow. The research results demonstrate the effectiveness of photogrammetry in capturing historic structures' ornamental details and the importance of developing a systematic approach to represent them in HBIM models. The scale transition system developed in this research provides a comprehensive framework for representing Seljuk Architecture examples in Konya and Kayseri in different levels of detail. The system can represent other historic structures with intricate ornamental details, providing a model for researchers and architects interested in studying historic architecture. This thesis contributes to the field of HBIM by providing a comprehensive approach to capturing and representing the ornamental details of historic structures and by developing a scale transition system that enables the representation of different levels of detail in HBIM models. The research has demonstrated the effectiveness of photogrammetry for capturing the ornamental details of historic structures and the importance of developing a systematic approach to represent them in HBIM models. The scale transition system developed in this research provides a framework for representing Seljuk Architecture examples.
Performative analysis and design of a responsive gyroid shading system for façades

(Graduate School, 2023) Tutucu, Deniz ; Gürer, Ethem ; Architectural Design Computing Programme

The design of building envelopes, which are the structural elements that passively affect the energy performance of buildings, is important for reducing energy consumption and carbon emissions. The building skin makes up a significant portion of construction costs and can have a significant impact on operating costs. Solar control systems can be incorporated into building envelope design to make use of natural daylight source and improve the energy efficiency of buildings. This is particularly important in light and thermal energy concerns and the high energy consumption of buildings. Natural light from the sun, or daylight, can be used to reduce the need for artificial lighting in buildings. The windows in an architectural façade allow natural light to enter, which can help to lower energy consumption for heating, cooling, and lighting. The amount of daylight a building receives can depend on its location, the time of year, and the weather. The facade is the front of a building and serves as a protective barrier against natural elements like heat, cold, wind, and rain. It is a transition zone between the interior and exterior and allows natural light to enter the interior spaces. The facade is visible from the street and has aesthetic value. It also supports the weight of its own and other building components. Its main function is to protect the building from environmental factors and provide visual communication between the indoor and outdoor spaces. As a result of the relation between daylight and architectural façade, sun shading systems, a sub element of façade, have emerged. When the direct natural daylight coming from the outside of the facade is uncontrolled, it can cause overheating and glare problems of the interior. However, in cases where it is less than necessary, it also causes problems in indoor use quality. For this reason, the existing sunshade types have been examined and a sunshade form that can be used instead of the traditionally used horizontal and vertical louvers, which has features from both, has been studied. The main problem to be solved in this study is that the traditionally used horizontal louvers on the south façade and the vertical louvers positioned on the east and west façade do not provide the necessary shading when used interchangeably. Instead, a solution to this problem was found by proposing a responsive facade system by using the Gyroid surface, which contains both cross sections at the same time. Thus, by using a single form on the façade, providing protection both in the south and in the east and west has been the main goal. Therefore, in this study, this parametric sunshade produced for the facade was requested to work responsively with certain contexts. Since the main target is shading, the sun position was chosen as this attractor context in the study. The study began by reviewing examples and design criteria for shading systems used to meet the need for indoor shading. The research focused on daylighting, including the positive and negative effects of uncontrolled daylighting. The architectural façade was then defined and its main role, the importance of energy efficiency, and the design parameters of an energy efficient façade were discussed. At the end of first part, the study looked at various classifications of sun shading elements and proposed a new classification by combining elements from different systems. This classification divided shading systems into natural and artificial elements, with artificial elements further divided into fixed and adjustable. The different types of sun shading elements were then examined as individually. In the second phase of the study, the parametric modeling method was employed to design a responsive Gyroid sunshade system using the Grasshopper environment. Three different geometries obtained by repeating a basic unit at three different angles among triply periodic minimal surfaces are discussed. These geometries considered are Schwarz D, Gyroid and Schwarz P surfaces, respectively. Bonnet angle values of 0, 38.01 and 90 degrees, respectively, were used in the formation of these surfaces. In Grasshopper software, the mathematical equations of these geometries are produced as geometric surfaces. Then, the cross-section of these three surfaces was taken and the work was continued with the Gyroid surface, which gives both vertical and horizontal sections. The tessellation system, which allows for the periodic repetition of the Gyroid surface, was also introduced. Among the two dimensional and three dimensional tessellation methods introduced, the bounding box of the Gyroid surface, which is a unit cube, is taken into account and the three dimensional cube tessellation form is used. With this chosen form, a structural system has been proposed in which responsive Gyroid surfaces will be placed. The edge length of each unit cube of the structural system is defined as a parameter under the Grid Size. In this way, it is planned to construct a grid system with an appropriate repetition in the dimensions of the façade. This system will be included in the facade from the outside and will perform the deformation from the corner points of the Gyroid surface with the rings it contains. An attractor point for deformation was determined. First of all, the location of this attractor point is the back surface of the facade. From this position, a deformation is defined that pulls the front surface of the façade. This defines a deformation with a radius of 2m and reducing the facade thickness to 5cm at the center of the deformation. The goal was to define an attractor point that would adjust the thickness of the facade based on the position of the sun but it has also been studied that there may be different contexts. These other contexts can be listed as follows. By providing a point deformation, deformation can be achieved with a point centered circle. Here, the main effect can be briefly summarized as a complete deformation in the center of the circle, while it is approximately zero at the edges and zeroing at the edges. A Curve positioned on the façade can be considered as another attractor. Again, by determining an offset value from the curve center, the area to be deformed can be defined. Also in here, the deformation will be reset gradually from the center to the offset edges. While determining the context, user defined or natural data can be used. With an interactive screen to be set up indoor space, the deformation of the facade is left to the user's definition, and the interior user can decide on the point or curve position that affects the facade. Or this system can be connected to an external factor that provides a constant data. For example, the sun position used in this study can provide daily and annual data, and the movement of this deformation point on the facade may vary according to the sun position. Again, if there is a landmark outside, the point on the façade can be selected accordingly in order to direct the view of those inside to this landmark. In the third stage of the study, the responsive Gyroid sunshade system, which had been developed using the Grasshopper environment, was subjected to various constraints and analyzed for annual sun exposure and outdoor views. The system was limited to be tested on a rectangular facade surface of 360cm in height and 720cm in width, which is the common measurement for the grid dimensions of 30cm x 30cm, 60cm x 60cm, 90cm x 90cm, and 120cm x 120cm. The thickness of the three dimensional Gyroid surfaces within the grids was varied between 10cm and 30cm. Although it has any value in this range, it has been restricted in terms of operation and has been tested at the extreme and middle values as 10cm, 20cm and 30cm. The facade was tested in five different configurations: undeformed, deformed, with different room typologies, with traditional horizontal louvers, and with traditional vertical louvers. The analysis was conducted on the south and west facing facade only, resulting in a total of 120 different scenarios. The annual sun exposure analysis produced the following results. In the undeformed facade without a responsive system, increasing the thickness from 10cm to 30cm resulted in more shading to indoor space. On the other hand, increasing the size of the grid structure on the facade led to more daylight entering the interior by the gaps from the Gyroid unit and reduced shading. The deformed, responsive facade system showed an increase in direct daylight entering the interior as the facade thickness decreased. This indicates that the responsive system achieved shading within LEED standards while also allowing for more daylight to reach the interior space. The Gyroid sunshade design performed better than traditional horizontal and vertical elements at the same facade thickness, especially when compared to horizontal louvers, which are recommended for south facing facades. The gyroid sunshades provided the best shading in all dimension values and façade direction. The results of the analysis of different types of test rooms showed that changing the space geometry at constant facade thickness and grid size values resulted in varying levels of annual sun exposure. It was found that increasing the indoor height resulted in more annual sun exposure. Moreover, adding a mezzanine with a height of two floors to the interior space resulted in more direct daylight exposure. Overall, it is important to consider the impact of space geometry on annual sun exposure when designing a building, as well as the use of responsive systems and other techniques to control the amount of light and heat entering the interior. The view analysis results indicated that the responsive system using the undeformed gyroid shading geometry resulted in a lower quality view percentage when compared to traditional horizontal and vertical louvers. Specifically, the quality view percentage increased as the grid size and facade thickness increased, ranging from 1.54% to 16.67%. In contrast, traditional horizontal and vertical louvers almost always provided a quality view close to 100% in the same grid and thickness values. The responsive gyroid sun shading system had a lower quality view range instead of traditional horizontal and vertical louvers, with values ranging from 11.28% to 53.49%. These findings suggest that the responsive system using the deformed gyroid shading geometry may be a suitable choice for balancing the need for shading and preserving views, while traditional horizontal and vertical louvers may provide a higher level of view but potentially obstruct shading.
Computational charrettes: An early collaborative design method for computational design

(Graduate School, 2023) Ulusavaş, Mert ; Gürer, Ethem ; 523201009 ; Architectural Design Computing Program

Charrette is an education and collaborative design method that dates back to the 1800s, the École des Beaux-Arts. It is a quick drawing session that is centered on improvisation and bricolage. However, the definition of charrette has changed throughout the past few decades. According to Willis (2010), the new forms of charrette have been employed as a brainstorming technique in the early stages of collaborative design to forge consensus, establish the project vision, and begin the design process. This thesis proposes a new conceptualization of charrettes, "Computational Charrettes", that combines computational design with the early brainstorming characteristics of the new charrettes and the improvisational characteristics of the older ones. Thus, it can encourage experimentation, productivity, spontaneity, and innovation while acting as a collaborative computational design reasoning tool. The thesis aims to conceptualize a theoretical framework for Computational Charrettes and investigate the methods and tools that can support and arrange them. In order to establish the framework, the thesis investigates and links the two vital elements of Computational Charrettes, improvisation and brainstorming. The thesis explores tools, digital environments, and computational design methods to create a scene for improvisational performances during Computational Charrettes. The improvisations performed during Computational Charrettes quickly and intuitively express the objectives and goals of the team members, which expedites the design process and enables co-authorship. Since improvisation is all about attentiveness, real-time, and being in the moment, our hypothesis contends that it is only possible to provide an improvisational scene by discussing and presenting a post-phenomenological framework of improvisational acts, also due to the involvement of techné and technological context. With the aid of the post-phenomenological framework, the thesis investigates brainstorming stages and settings which can support improvisational reasoning and "making". The thesis examines the "integrated" and systematic formulation of the brainstorming stages and environments to respond to the holistic complexity of computational design together with conceptual design in an early design environment. Finally, the thesis aims to provide a charrette system and the protocols of this system based on the new conceptualization of the charrettes we suggested.
Modeling brick surfaces in historic buildings with design computation methods

(Graduate School, 2023-01-16) Altun, Sevgi ; Özkar K, Mine ; 52319112 ; Architectural Design Computing

Studies in computational design have increasingly turned to architectural heritage in recent years, and this interest has helped the advancement of both disciplines. This thesis aims to contribute to the field by exploring examples of brickwork from Medieval Anatolia and modeling the correlation between the material construction of brick surfaces and the design geometry. Medieval Anatolia saw a flourishing of brick-built structures with the effect of Iranian bricklaying tradition, a testament to the skill and artistry of the craftsmen who built them. However, the preservation and restoration of these historic buildings present challenges. Traditional methods and techniques for building with bricks are insufficiently documented or existing documentation is not shared in a common platform. The lack of documentation combined with the difficulty of access to information makes it challenging to restore architectural heritage elements accurately, and the know-how gets lost through time. This thesis proposes a method for bridging the knowledge from the disciplines of architectural history and building technology by developing grammars that enable the production of selected samples of brick elements in monumental architecture in Anatolia. The design reasoning behind historical brick structures is externalized and transferred to the digital environment. This approach intends to preserve and transfer the construction techniques and materials used in these historic buildings while utilizing contemporary tools and fabrication technology. We aim to use computational design tools as a medium to assist architectural heritage studies by providing a common ground for studies that understand the architectural design process as a whole with making. The first chapter of the thesis presents a discussion of the use of digital tools in heritage studies for surveying and modeling purposes, heritage building information models (HBIM), and the importance of preserving the know-how in heritage studies, relating construction techniques and materials to the design process. We use shape and making grammars as computational approaches for our formalization. Shape grammars are developed to formalize the visual thinking and reasoning of design as well as generative processes with shapes. Their extension, making grammars that formalize the design and making process, are discussed with their applications. Making grammars have the potential to contribute to heritage studies by providing a more comprehensive understanding of historical buildings and structures by documenting not just the geometry and form but also the know-how and intangible qualities of the construction process. However, there is still a need for further research and development to integrate these methods into the architectural heritage field and make them more accessible and useful to historians and conservation specialists. In the second chapter, the literature review addresses the importance of geometry in architectural design in the early Islamic period, with a particular focus on Medieval Anatolia, and provides an overview of the use of digital tools to analyze, design, and produce brick surfaces. The first step of the method of the research involves modeling, analyzing, and reconstructing selected cases of brickworks with complex geometric patterns, aesthetic appeal, and different curvatures that are also used as decorations in addition to their structural function (single-curved surfaces, domes, and corniches below minaret balconies). The cases were chosen due to their unique characteristics and the challenges they present in terms of analysis and documentation. The similarity in the period, geographical region, function, and materialization of abstract geometric patterns through the bricklaying is considered. The analysis includes the examination of historical documents and archival sources, as well as the physical analysis of brickwork samples from medieval buildings in Anatolia. Through this multi-faceted approach, we combine information from various sources to model the parts and wholes of the sample cases. The formal features of the selected cases are analyzed using digital modeling tools to uncover the underlying geometrical compositions. The second step is the synthesis of the information, which will involve the definition of parameters and the development of grammars that capture the know-how of traditional design and construction techniques, formalizing information on the tectonics of existing surfaces. A modular approach has been used that takes into account the types of bricks used, their sizes, and the sequential and spatial stages followed in the traditional construction of brick surfaces. The potential use of practical geometry is discussed and demonstrated through the method. The research focuses on the flexibility in the perceiving of parts and wholes and the analysis of patterns as a result of constructional relations between three-dimensional units rather than two-dimensional arrangements. The parts of these compositions are obtained through a specific material application and bricklaying technique. The production parameters can change the visual characteristics of the results without altering the overall order. Different surface types are associated with each other through analysis based on the geometrical layout and the units. The constructional logic and order of bricklaying behind complex patterns on different surfaces are examined, as are the three-dimensional qualities of brick muqarnas on corniches below minaret balconies. The third step involves the definition of the least number of rules required for the recreation of the analyzed surfaces. There are two types of bricklaying rules namely, the brick rules and the pattern rules. Brick rules define the three-dimensional relation between two adjacent bricks and the shapes and dimensions of the bricks through the use of parameters. Pattern rules define the geometrical order of the emerging pattern due to bricklaying. The final step is the conversion of the bricklaying generated with the grammars into robotic fabrication codes and fabrication using a 6-axis robotic arm, KUKA KRC2, to lay bricks in a specific pattern. The KUKA PRC programming language is used in Grasshopper in Rhinoceros to generate G-code commands and toolpaths for the robotic arm. The process involves picking up individual bricks with specialized gripping equipment, called an end-effector, and placing them in the desired layout. Robotic fabrication can potentially complete tasks more quickly and accurately than human workers. However, it also has several limitations, including restricted working space, the selection of stand-in materials for the bricks, the age of the software and hardware, and the differences between manual and robotic bricklaying processes. Despite these limitations, the research suggests that robotic fabrication can be part of the workflow used to document and transfer knowledge about historical bricklaying techniques and can be integrated with conservation and restoration efforts. Although the pick-and-place application of a brick with a robotic arm mimics the movements of a craftsman, the construction parameters are different from analog production methods. Through the production trials, the importance of material properties, tools, and the actions of the maker and their differences with robotic production are discussed. We suggest that the proposed method can assist in the documentation of architectural heritage and can be integrated with conservation and restoration efforts through the use of heritage building information models (HBIM). Further studies include the improvement of the grammar with more examples, the robotic fabrication process with the use of different materials, and the implementation of different brick designs.
Harran evlerinin geometrik özelliklerinin ve yapım tekniğinin hesaplamalı performans bağlamında değerlendirilmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-24) Gülmüş, Serhat ; Alaçam, Sema ; Güzelci, Orkan Zeynel ; 523181012 ; Mimari Tasarımda Bilişim

Yöresel sivil mimarlık, tarihsel süreç içerisinde profesyonel müdahale olmadan ihtiyaçlar doğrultusunda biçimlenip bulundukları çevrenin fiziksel ve kültürel özelliklerini göz önünde bulundurarak yer aldığı coğrafyada var olan malzemelerle iklime duyarlı olarak inşa edilen yapı kültürünü temsil eder. Bu tür yapıların uzun zaman boyunca tercih edilmesi talep edilen ihtiyaçlara çözüm getirdiğini göstermektedir. Günümüzde yapıların artan enerji tüketimine karşı çözüm arayışlarında yöresel mimari örneklerinin önemi dikkat çekmektedir. Bu kültüre ait yapılarda kullanılan malzeme seçimi, yapım tekniği, biçimsel özellikleri (plan tipi ve formu) sayesinde inşa sürecinden başlayarak yapının kullanımı süresince enerji tüketimi minimuma düşmektedir. Harran Kubbeli Evleri (HKE) de bu tür yapıların özelliklerini gösteren özgün yöresel sivil mimarlık örneğidir. Çalışmanın amacı HKE'nin performans değerlendirmesini termal konfor ve pasif iklimlendirme bağlamında analiz ederek elde edilecek sonuçların farklı tipolojilerdeki yansımalarını değerlendirmektir. Böylece tek bir yapı yerine tipoloji odaklı karşılaştırmalı analizle tasarım kriterleri belirlenmeye çalışılarak sistematik bir bakış açısı ile değerlendirme yapılmak istenmiştir. Bu kapsamda yapılan literatür taramalarında HKE'nin gelişim süreci, biçimsel özellikleri, strüktürel yapısı, malzeme ve yapım tekniği ile iklimsel özellikleri araştırılarak performans odaklı tasarım yaklaşımları ve performans kavramının mimarideki karşılığı üzerine yapılan çalışmalar incelenmiştir. Giriş bölümünde araştırma konusunun belirlenmesindeki etkenler, çalışmanın kapsamı ve araştırma yöntemi açıklanmaktadır. Harran Kubbeli Evleri bölümünde bu yapıların tarihsel kökeni, biçimsel özellikleri plan geometrisi ve kubbe geometrisi başlığı altında incelenerek zaman içerisindeki gelişimi açıklandıktan sonra malzeme bilgisi ve yapım tekniği hakkında detaylara yer verilmiştir. Bu bölüm saha araştırması kapsamındaki gözlemlerle desteklendikten sonra devamında birim–modül yapısından kaynaklanan tipolojik özelliklerinden bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde performans odaklı yaklaşımların gelişim süreçleri hakkında bilgi verilip performans kavramının mimarideki karşılığı açıklanarak değerlendirme ölçütleri açıklanmıştır. Çalışmanın konusunu oluşturan dördüncü bölümde benzer çalışmaların içeriğinden bahsedilip araştırmanın kapsam ve kısıtları anlatılmıştır. Termal konfor ve pasif iklimlendirme bağlamında yapılacak performans analizi sonuçları değerlendirilmektedir. Yapılacak analizlerin tasarım sürecindeki bir yapıda performans kriterlerini bütüncül bir yaklaşımla belirleyebilmesine olanak sağlaması için altı farklı tipolojinin analiz sonuçları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bunun için seçilen yapıları sayısal ortama aktarmak için Rhinoceros 6.0 programı üzerinden 3-boyutlu modellemesi yapılarak benzetime hazır hale getirilmiştir. Termal konfor analizi için Energy Plus programı üzerinden elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Pasif iklimlendirme analizi için web tabanlı CFD benzetimi olan Simscale programı kullanılmıştır. Son bölümde ise elde edilen sonuçların genel değerlendirmesi yapılıp sonuçlar tartışılmaktadır. Çalışmanın zorlayıcı yönleri ve ileriye dönük yapılabilecek çalışmalardan bahsedilmektedir.
Detecting beacons in grasshopper visual programming language

(Graduate School, 2023-02-15) Haddur, Atra ; Kanan, Aslı ; 523191001 ; Architectural Design Computing

Program comprehension (PC) is a process of understanding an unfamiliar program either written by oneself or another programmer in order to perform further maintenance tasks. PC plays an important role in both understanding the existing programs and creating them. But it consumes a huge amount of programmer's time and it is considered an intensive cognitive process that involves heavy brain activity for creating the model or abstraction of the program. Generally, programmers don't write code from scratch. Sometimes they only have to review pages where a suitable precedent can be found and make a few modifications based on existing programs. Therefore, they need to develop PC skills to read and reason about code written by other programmers and reflect on their code as they write, debug, or extend it. On the other hand, acquiring this skill is challenging. Previous studies have indicated that beacons can ease the comprehension process for programmers. Beacons are described as stereotyped segments of code which provide hints about the existence of a particular programming structure or operation. They can be any surface features that typically occur in a program and strongly point to the program's function and they are highly recognizable to the experts. Although there have been several studies within the context of TPLs, to investigate the existence of beacons and their contribution to PC, we did not encounter studies focusing on beacons in Visual Programming Languages. In addition, the studies related to comprehension and beacon had mostly focused on computer programmers and to the best of our knowledge there are no studies focusing on designers or the design domain. However, not only TPLs but also VPLs have been widely used for various purposes, particularly in the design field. Programming has been recognized as one of the inevitable skills for almost every field, especially in the 21st century. Architecture and design are no exceptions. With the emergence of visual programming languages in the field of architecture, architects can now solve complex problems and produce complex forms. As a result, this process has begun to have a significant impact on the proficiency required for architects. Leading architectural firms such as Zaha Hadid Architects (ZHA), and Bjarke Ingels Group (BIG) are already benefiting from parametric visual programming tools, such as Grasshopper, in their design process. However, learning a visual programming language in the first place can be non-trivial. Understanding how to imply design ideas and identify the relevant parts inside precedents to create a program or by extending existing programs to create desired designs can be time-consuming. The previous studies on TPLs suggest that beacons can help programmers to overcome these challenges. Do beacons help designers to cope with the above challenges and support visual programming comprehension as promised in textual programming languages? But most importantly, do beacons exist in VPLs? Answering these questions is the main goal of this study. In order to investigate the existence of beacons and their effect on visual program comprehension, similar studies investigating beacons and program comprehension were examined. Based on the examination of existing resources, three hypotheses were developed to search for beacons. In order to test these hypotheses, a controlled experiment was conducted with designers using Memorization-Recall and Eye Tracking Methods. The experiment consisted of three parts which were carried out in chronological order. The first part involved survey questions related to the participants' experience while learning and using Grasshopper. The second part involved an eye-tracking session, to identify beacons by observing participant's gazing behavior while performing program comprehension task. In the final part, recall-memorization task was performed and the designers were asked to describe the program function. In order to examine the collected data according to the correctness of the answers and experience level, the participants were divided into two categories: that were correct- incorrect group and novice - experienced group. After completing the experiment BeGaze software was used to collect eye-tracking data, particularly, Revisit and Fixation Count. SPSS software and Google Spreadsheets were used to conduct a statistical analysis of the collected data. The results showed that experienced participants and participants who could comprehend the program correctly could identify the pullPoint as a beacon. This can indicate that beacons exist in VPLs as it was indicated in TPLs. So it can be concluded that pullPoint component can have a high potential to be identified as a beacon in Grasshopper. The main contribution of this research is initiating beacon studies beyond textual programming languages by providing empirical evidence for the existence of beacons in visual programming languages. In addition to it, learning and teaching visual programming languages can also benefit from the findings of this study.
An architectural design method using rank-based interactive evolutionary algorithm

(Graduate School, 2023-04-27) Dedeler, Elif Gamze ; Bittermann, Michael Stefan ; 523191007 ; Architectural Design Computing

Evolutionary algorithms are a stochastic search methodology that has been widely researched and used in engineering design and has recently found applications in other design fields. In each context, their aim is to maximize the satisfaction of one or more goals, based on calculated satısfaction of the goals. There are tasks, such as architectural design, where calculating satisfaction is problematic, because goals involve experiential qualities, such pleasure, comfort, meaning, etc. Although this creates a bottleneck for computational treatment, a person can evaluate experiential qualities by aesthetic judgment or some reasoning. Interactive evolutionary algorithm (IEA) is a form of evolutionary computation designed to utilize information provided through human subjective assessments. Aesthetic judgment is subjective measurement of pleasure resulting from a perception. In this respect, aesthetic judgment takes place in real-time and without conceptual abstraction. Because there is no abstraction in this type of judgment, the knowledge a designer can exercise when he/she faces multiple alternative designs, is determining which design is more pleasant to perceive compared to another one. Determining the exact score of each design on some absolute scale is problematic due to the subjective nature of judgment, ı.e. the absence of a consensus about such a scale. Therefore, this study proposes a design method based on an interactive evolutionary algorithm using a non-dominated sorting method that is well-known in the context of multi-objective evolutionary algorithm. In this method, the fitness value is assigned based on people's subjective preferences, allowing to gradually approach to the best design solution based on one's aesthetic judgment. The method developed is applied to the case of a theater named Schauspielhaus designed by Jorn Utzon (1918-2008) in Zurich, Switzerland. The ceiling module, one of the conspicuous of Utzon's design, was modeled and parameterized in Grasshopper. The convergence behavior of the proposed algorithm during the design process was examined throughout 364 design generations by 25 participants. The results indicate that the proposed algorithm is able to integrate the aesthetic preferences of the designers. The study also yields hints about the richness of the resulting information produced by the interactivity, by applying non-parametric statistical tests as well as unsupervised machine learning for design knowledge elicitation.
The design space of the basic design studio: An analysis and assessment with synthetic solutions

(Graduate School, 2023-06-21) Çiçek, Selen ; Özkar, Mine ; 523201013 ; Architectural Design Computing

The basic design studio is considered as the core of the design education in terms of teaching novice designer how to reason for design. Despite its crucial role, the first-year design students often recorded to have difficulties to understand the abstract concepts and principles conveyed in the studio by the design problems. These problems present challenges for students due to implicit definitions and abstract concepts given in the assignment briefs. Because the students have neither previous experience in dealing with abstract design problems that require elaborating multiple and interrelated aspects of the problem at once, nor developed a reasoning mechanism to generate design solutions. Thus, this research aimed to search for a method to help students better understand the abstract concepts and principles conveyed the in the basic design studio and explore the impact of the design problems on the generated solutions by a text-to-image artificial intelligence (AI) model. It is hypothesized that the concept of the design space can offer a medium for the students to reconstruct the design problems to generate solutions since the concept inherits problem and solution spaces bonded with the design process. By reviewing the literature the concept reframed in the scope of the study as: assignment briefs constituting the problem space with inherent ill and well definitions; solution space contains the design process outputs. To explore the impact of the problem space on the solution space, a series of synthetic design solution spaces were generated using a text-to-image diffusion model. The selection of the AI model was critical for the study. The text-to-image diffusion models are assumed in this study as suitable for assignment-based design education that emphasized learning-by-doing type through solution assessment and development during a generative process. Hence, the synthetic design solution spaces are created as alternative assessments to elucidate the problem definitions in a sample set of assignment briefs and to consider the impact of the brief and the feedback process on design solution space generation. The methodology encompasses a retrospective perspective in terms of using two sets of problem spaces of two different design schools to generate a series of synthetic design solution spaces. In total three solution spaces were generated for each problem space analyzed in the study. These solution spaces had substantial differences in terms of including a feedback mechanism. In the first step, the analyzed two sets of assignment briefs were translated into text prompts by preserving their semantic organization. These prompts were used to generate the first and second synthetic solution spaces that correspond to the two problem spaces of different institutions. The first solution spaces were subjected to an evaluation process by design experts, alluding to a feedback/critique session in a conventional design studio, whereas the second solution spaces were kept as a control group for the further assessment process. Secondly, text-prompts were revised based on the feedback and the third synthetic solution space was generated using the diffusion model. Lastly, the performances of the generated synthetic solution spaces, including the control groups, were evaluated in semi-structured design expert interviews. The expert interviews indicated a retrospective discussion in terms of comparing the visual impacts of the explicitness of the problem spaces on the synthetic design solution instances. Overall findings indicated that the performances of the generated solutions tend to increase when the brief defines the problems explicitly. Besides, the feedback process enhances the overall performance of the design solution spaces, as they introduce the implicit agenda of the briefs defined with the ill-defined design problems. Although the assessment results indicated several limitations of the model for representing well-defined design problems, experts evaluated the performance of the model as promising to elucidate the ill-defined problems for the students. Thus, with expert guidance, synthetic solution spaces can be used to expose students to a large number of solutions as they interpret the given design problem, the principles, and key concepts, and develop critical perspectives on their process and productions. Moreover, the potential implementation strategies of the AI tool in the first-year design studio were discussed in terms of enlarging the design space of the novice designer, to enable them to develop a reasoning mechanism.
Tarihi ahşap yapıların onarımı için kural tabanlı yaklaşım: Göğceli Cami örneği

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024) Özalp, Mehmet Salih ; Özkar, Mine ; 523211013 ; Mimari Tasarımda Bilişim

Bu çalışmada, tarihi ahşap yapı elemanlarının hasarlı kısımlarının onarımında kullanılmak üzere, geleneksel ahşap birleşim detaylarının bilgisini temel alan kural tabanlı gramer yöntemi geliştirilmiştir. Tespit edilen tarihi ahşap elemanların özgün birleşim detaylarında gömülü olan biçim bilgisi bu kuralların temelini oluşturmuştur. Hesaplamalı tasarım yaklaşımıyla ahşap birleşim detaylarına göre geri beslenerek olası çıktıları oluşturan kural tabanlı yöntem uygulanmıştır. Bu bağlamda geliştirilen türetken sistemle, ahşap elemanlarda hasarlı kısımlarının onarımına yönelik olası biçimsel çıktılar dijital ortamda oluşturulmuştur. Bu sürece bağlı oluşturulan iş akış modelinde, somut ve somut olmayan mirasın belgelenmesi sağlanmıştır. Dijital ortamda elde edilen biçimsel çıktıların değerlendirilmesi, onarım süreçlerinde disiplinlerarası kolektif çalışma ortamı sunulmuştur. Bunun sonucunda alışagelmiş onarımın aksine erişilebilir, sürdürülebilir, esnek ve kontrol edilebilir çalışma ortamı sağlanmıştır. Tarihi ahşap yapıların alışılagelmiş onarım uygulamalarında, ahşap elemanlar tamamen yenileri ile değiştirilmektedir. Mimari miras bağlamında yapısal bütünlüğün korunması için elemanlara kısmi müdahaleyi mümkün kılmak önemlidir. Bu tezde vaka olarak ele alınan Göğceli Camisi'nde kullanılan ahşap birleşim detayları gelenekseldir. Yapıda kullanılan ahşap birleşim detayları kullanım yerine göre biçimsel olarak özelleşmiştir. Bu tezde farklı kullanım yerlerine göre çeşitli biçimlerdeki ahşap birleşim detayları şekillerin uzamsal hareketleri ve geometrik düzenleri üzerinden incelenerek kuralları oluşturulmuştur. Bu kuralların örnek çalışması, incelenen yapının bozulmaya uğrayan saçak bölümüne yönelik yapılmıştır. Yapının müdahale gerektiren alanlarının belirlenmesi için tahribatsız analiz yöntemleri kullanılmıştır. Bu yöntemlerden biri dijital ortamda mekansal veri üretimi için fotogrametri çalışmaları olmuştur. Diğeri hasarlı bölümün müdahale sınırlarının tespiti için topolojik optimizasyon çalışması olmuştur. Dijital ortamda hesaplamalı tasarım teknikleri ile onarım çalışmalarını destekleyecek olası çıktılar elde edilmiştir. Potansiyel çıktıların farklı disiplinlerin bakış açısıyla değerlendirilmesinin ardından seçilen bir çıktı dijital ortamda hasarlı bölüm için tamamlayıcı parça olarak üretilmiştir. Literatürde yer alan çalışmaların anahtar kelimeleri üzerinden yapılan analizlere göre, dijital ortamda gerçekleştirilen üretimler çoğunlukla belgeleme ve tahribatsız analiz çalışmaları olarak nitelendirilmiştir. Hesaplamalı tasarım bağlamında geliştirilen kural tabanlı onarım yönteminde, usta bilgisinin korunduğu türetken bir sistemin saha çalışmalarını destekleyeceği öngörülmüştür. Erişilen kaynaklardan, geleneksel ahşap birleşim detaylarına yönelik teorik bilgi edinilmiştir. Yapılan saha çalışmalarında uygulamaya yönelik geometrik bilgi tespit edilmiştir. Bu bilgiler ışığında dijital ortamda geliştirilen kural tabanlı yöntemde çeşitli biçimlerin kuralları ve tasarım süreci belirlenmiştir. Bu bağlamda dijital ortamda geliştirilen çalışmalar olmuştur; onarım sürecinde insan kaynaklı hataları azaltma, zamandan kazanç sağlama, olası çıktılar oluşturma ve disiplinler arası erişilebilir çalışma ortamı sunulabileceği göstermiştir. ICOMOS bünyesinde yayımlanan Venedik Tüzüğü (1964) ve Nara Özgünlük Belgesi (1994) dokümanlarına göre, restorasyonda mimari mirasın özgünlüğü ve yapı bütününde yer alan geleneksel bilginin korunması önem teşkil etmektedir. Özellikle ICOMOS (2013) belgesinde yer alan "koruma değerleri" bu bağlamda incelenmiştir. Koruma süreçlerinde geleneksel yapı uygulamalarının yetersiz olduğu durumlarda çağdaş teknoloji bağlamında ele almak mümkün gözükmektedir. Bu tezde somut olmayan değerler arasında sayılabilen geleneksel ahşap birleşim detayı bilgisi, dijital ortamda şekiller üzerinden incelenerek biçimsel kararların kural tabanlı grameri oluşturulmuştur.Tezde, mimari miras niteliğindeki yapı elemanlarının onarımında dijital ortamda hesaplamalı yöntemlerin kullanılması iki ana nedene dayandırılmıştır. Bunlardan ilki, geçmişte var olan usta yapım bilgisi halihazır ahşap birleşim detaylarına göre dijital ortamda biçimsel kurallara bağlı geometriler üzerinden okuyarak işlenebilir verilere dönüştürülmüştür. İkincisi, koruma değerleri bağlamında onarımın görüleceği ahşap elemanın kısmi müdahale görebilmesi için yapıda var olan teknik ve teknolojik değere hesaplamalı tasarım yaklaşımı sunulmuştur. Bu iki yaklaşımın ara yüzünde türetken sistem, iş akışı, optimizasyon ve dijital belgeleme (mekansal veri üretimi) süreçleri dahil olmuştur. Bilgisayar destekli tasarım (CAD) yaklaşımıyla çalışmanın her aşamasında dijital üretim araçlarına yer verilmiştir. Kullanılan dijital araçlardan 3DF Zephyr programı, dron görüntülerinden mekansal veri üretimi sağlamıştır. Rhinoceros programının kullanılması ile mekansal verinin işlenebilir yüzeysel modele dönüştürülmesi, Grasshopper uzantısında yer alan Millipede eklentisi kullanılarak topolojik optimizasyon işlemleri yapılmıştır. Bu işlemde, müdahale sınırları belirlenerek kısmi müdahalenin olabilmesi sağlanmıştır. Kullanılan bir diğer SortalGI eklentisi ile kuralların oluşturulması ve elde edilen kural dizininde tanımlanan yerelde yaygın kullanımı olan ahşap birleşim detaylarının grameri oluşturulmuştur. Bu yolla geliştirilen kural tabanlı gramer yaklaşımı ile onarımın görüleceği ahşap elemanın kısmen bozulmuş alanlarında hesaplamalı tasarım teknikleri kullanılmıştır. Olası çıktıların oluşmasını sağlayn bu teknikler, türetken sistemin ara yüzünü belirlemiştir. Geleneksel birleşim detaylarının özgün biçimsel kuralları dijital yöntemlerle ele alınmıştır. Tezde incelenen Samsun'un Çarşamba ilçesinde bulunan Göğceli Cami 1206 yılında ahşap yığma olarak inşa edilmiştir. Çatı örtüsünü taşıyan dikmeler ve kirişler geçme detayları ile birbirleriyle kenetlenecek şekilde ahşap birleşim detaylarına göre inşa edilmiştir. Yapıda yer alan özgün ahşap birleşim detayları farklı konum ve düzenlerine göre çeşitli biçimlerde şekillendirilmiştir. Bu detayların geometrik düzenleri incelenerek dijital ortamda hesaplamalı tasarım yöntemi ile kural tabanlı gramer yaklaşımının sunulabilmesi sağlanmıştır. Halihazırda yapının saçak bölümünde orta aşık ve mertek elemanlarında bozulmalar tespit edilmiştir. Ahşap elemanların bozulan bölümlerine kısmi müdahale ile onarılmasına yönelik dijital ortamda hesaplamalı tasarım yöntemi sunulmuştur. Bu yöntemin ara yüzünde türetken bir sistemin geliştirilmesi ile olası çıktıların değerlendirildiği disiplinlerarası çalışma ortamı sunulmuştur. Bu yol ile geliştirilen yöntem ve olası çıktılar dijital ortamda geliştirilmiştir. Geliştirilen önerilerin saha çalışmalarında da kullanabileceği öngörülmüştür.
BIM entegrasyonunda akıllı nesnelerin rolü-sistematik literatür taraması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-05-30) Şenel Yılmaz, Kübra ; Kanan, Aslı ; 523211020 ; Mimari Tasarımda Bilişim

Yapı bilgi modellemesi (BIM); mimarlık, mühendislik ve inşaat (MMİ) alanına birçok yenilik getirmektedir. Günümüzde bu teknoloji, tasarım aşamasındaki projelerin, mevcut binaların ve tarihi yapıların modellenmesi ve yönetilmesi alanlarında kullanılmaktadır. Kısaca BIM, mimari ögelerin fiziksel ve işlevsel yönlerini dijital olarak temsil ederek, yaşam döngüsü boyunca bilgi depolayan ve bu bilgileri paylaşan bir teknoloji olarak tanımlanabilir. BIM yalnızca bir yazılım değil aynı zamanda sürekli güncellenen bir iş akışı ile dijital model üzerindeki verilerin paylaşımını içeren bir süreçtir. Amaç yapı yaşam döngüsü boyunca güvenilirliği ve kaliteyi arttırmaktır. Bunu sağlamak için farklı projelerde yeniden kullanılabilir, uygulanabilir ve paylaşılabilir akıllı nesneler (smart objects) sürece dahil edilmektedir. Akıllı nesneler; akıllı BIM nesneleri, akıllı bina nesneleri, akıllı inşaat nesneleri, akıllı bina elemanları, akıllı elemanlar ve BIM nesneleri dahil olmak üzere BIM projelerinin farklı aşamalarında çeşitli isimlerle karşımıza çıkmaktadır. Farklı terminolojilerden bağımsız olarak, bu akıllı nesneler aslında aynı amaca hizmet etmektedir: mevcut veya planlanan fiziksel nesnelerin (duvar, kapı, pencere vb) dijital ikizleri olmak ve çevreleriyle etkileşime geçmek. Bu nesneler temsil ettiği objelerin nasıl oluşturulduğuna dair gerekli bilgileri içerebilir, diğer akıllı nesnelerle ve kullanıcılarla ilişki kurabilir ve nesnelere ilişkin çok disiplinli bakış açılarını kolaylaştırmak için gerekli olan çeşitli bilgi boyutlarını kapsama kapasitesine erişebilir. Bazı çalışmalarda bu nesnelerin zekasının, gerçek dünya verilerinin dijital modele aktarılması ve modelin güncel kalmasını sağlamak için sürekli senkronizasyondan kaynaklandığı belirtilmektedir. Bu tez kapsamında akıllı nesnelerin BIM entegrasyonundaki rolünü incelemek amacıyla, 2005 ila 2023 yılları arasında yayımlanan araştırmaları kapsayan sistematik bir literatür taraması yapılmıştır. En yaygın kullanılan 8 veritabanı üzerinden (Google Scholar, Science Direct, Web of Science, Springer Link, ACM Digital Library, Wiley Online Library, IEEE Xplore, and Jstor) anahtar kelimeler ile araştırma yürütülmüştür. Bu tarama sonucunda, akıllı nesnelerin BIM ile ilişkisine dair 98 çalışma belirlenmiştir. Belirlenen çalışmalar öncelikle özeti, anahtar kelimeleri dikkate alınarak konu ile alakalı olma seviyesine göre sıralanmıştır. Sistematik literatür taramasını gerçekleştirmek amacıyla 4 araştırma sorusu belirlenmiştir. Bu sorulardan ilki nesnelerin kullanıldığı proje aşamasını ve işlevini belirlemek amacıyla, ikinci soru akıllı nesne üretiminde kullanılan yazılımları belirlemek için, üçüncü soru nesnelerin ilişkilerini belirlemek için ve son soru ise nesnelerin kullanıldığı örnek çalışmaların tespit etmek için oluşturulmuştur. Tüm çalışmalar tek bir ortamda toplanarak kategorize edilmiştir. Ayrıca dökümanlara ait bilgiler isim, yazar, yayın türü, tarih, anahtar kelimeler ve araştırma sorularına verilen cevaplar bir araya getirilmiştir. Elde edilen verilerin analizi sonucunda ; akıllı nesneler proje aşamalarına göre kategorize edilmiş, uygulama alanları ve oluşturma süreçlerini belirleyen bir veri akışı tablosu geliştirilmiştir. Her bir kategori ayrı bölümlerde açıklanarak akıllı nesnelerin farklı şekilde adlandırılmaları grafik ile ifade edilmiştir. Ayrıca, BIM entegrasyonu sırasında önemli olabilecek metodolojiler, araçlar ve yazılımlar açıklanarak, akıllı nesneler yaratılırken bunların kullanım oranlarına yer verilmektedir. Uygulama çalışmaları sayesinde bu nesneler kullanılırken ortaya çıkabilecek potansiyel zorluklar da ele alınmaktadır. Bu tez çalışmasıyla akıllı nesnelere kapsamlı bir bakış açısı geliştirilerek, literatürdeki yerlerinin belirlenmesi, mevcut durum tespitinin yapılması, araçların ve sınırların belirlenmesi hedeflenmektedir. Böylece gelecekte mimari yapı elemanlarının sanal temsilcileri olan akıllı nesnelerin, AEC endüstrisinin temel bir parçası haline geleceği öngörülmektedir. Tezin birinci bölümünde problem, amaç, kapsam ve yöntem açıklanmıştır. Tezin ikinci bölümünde tezde kullanılan sistematik literatür tarama (SLT) yöntemi aşamaları açıklanmıştır. Yöntemin açıklanmasından sonra BIM entegrasyon sürecindeki akıllı nesnelerin rölünü anlamak amacıyla yapılan SLT yöntemi aşamalı olarak detaylandırılmıştır. Tezin üçüncü bölümünde akıllı nesnelerin tanımlaması yapılmıştır. Üretim aşamaları ve kullanım alanlarına değinilmiştir. Bu nesnelerle beraber karşımıza çıkan kavramlar detaylandırılmıştır. Tezin dördüncü bölümünde, yapılan SLT sonucunda elde edilen birincil çalışmalar referans alınarak akıllı nesnelerin kategorilendirilmesi yapılmıştır. Aynı zamanda süreç boyunca kullanılacak araçlar, yazılımlar, veri toplama yöntemleri ve kullanım alanları açıklanmaktadır.Tezin son bölümünde ise incelenen çalışma ve degerlendirilen sonuçları tartışılmıştır. Sonuç olarak tezde akıllı nesnelerin entegrasyon sürecinin mimarlık, mühendislik ve inşaat sektörlerinde süre, maliyet ve nitelik açılarından birçok yönden katkı sağladığı tespit edilmiştir. Akıllı nesnelerin kullanımını ile sektördeki tüm profesyoneller, akademisyenler ve öğrenciler tarafından veri yönetimi etkin bir şekilde sağlanmakta ve böylece tasarım, yapım ve yapım sonrası sürecin etkinliğini arttırmaktadır.
A methodology for assessment of spatial performance in hospital buildings through immersive virtual reality and behavioural sequence analysis

(Graduate School, 2024-06-12) Okuyucu, Elif Bahar ; Yazıcı, Sevil ; 523201020 ; Architectural Design Computing

The spatial and wayfinding performance of a building are key elements that affect how well a building functions. They play a crucial role in buildings' overall functionality, particularly in complex buildings like hospitals that contain interconnected units. Time loss and detrimental impact on user well-being arise when a building's wayfinding performance is insufficient. Understanding and incorporating wayfinding behaviour into the design process is essential for designing human-centred buildings. This study examines wayfinding behaviour in detail to comprehend the dynamics behind wayfinding thinking and its relationship with spatial characteristics. The thesis questions (1) the effects of spatial plan configuration on wayfinding behaviour, (2) the relationship between re-occurring behaviours during the wayfinding process depending on spatial characteristics, (3) the extent and level of detail in behavioural data that can be gathered about human wayfinding through virtual reality (VR). For this purpose, this study utilises Behavioural Sequence Analysis (BSA) and Space Syntax analysis to understand the relationship between wayfinding behaviours and spatial layout in hospital buildings through Immersive Virtual Reality (iVR). BSA investigates behavioural sequences and identifies behavioural transition patterns. Space syntax analysis measures spatial features quantitatively. This study links wayfinding behaviours with spatial features and each other by employing these two analyses. An experiment was designed employing iVR since it delivers environments that are remarkably close to reality and brings together conditions that cannot be brought together in real life. The experiment aimed to observe and record user behaviour during the wayfinding process. Hospital buildings with three different plan layouts based on the centrality of the spatial configuration were selected and space syntax analysis was used to create visibility maps of these buildings, which were subsequently utilised for final assessments. Virtual environments (VE) were prepared by creating partial 3D models of the buildings with the architectural information collected for the experiment. Wayfinding tasks with various target locations were given to the participants in each hospital building during the iVR experiment to gather behavioural data. The experiment was recorded and the routes of the participants were mapped on floor plans. After analysing experimental records, the relevant data was extracted and arranged for four types of analyses: (1) BSA, (2) visibility and behavioural relationship analysis, (3) behavioural frequency analysis and (4) average speed analysis. These four analyses investigated how wayfinding behaviours varied by space, how often they occurred, which trends emerged in behavioural sequence transitions, and how quickly participants moved through each building. Following an evaluation of each analysis, a holistic approach was applied to these findings questioning the reliability of each analysis. The findings showed that each type of plan layout directs the users to engage in different behavioural groups during the wayfinding process. The recurring transitions among the behaviours revealed the wayfinding thinking of participants for each hospital building. The centralised plan layout directs the users to a fast-paced decision-making process, whereas the semi-centralised leads to a slow and efficient one. On the other hand, the findings demonstrate that there is a directly proportional relationship between visibility and wayfinding performance. Integrated analysis results show that the semi-centralised plan layout with high visibility offers the most comfortable and efficient wayfinding experience comparatively and the decentralised plan layout with low visibility offers the worst. The results can be used to create human-centred buildings by employing the spatial characteristics that provide the most effective wayfinding outcomes, particularly in the early design stages. Furthermore, the spatial-behavioural connections detailed in this research can be used as a guide depending on the building typology and the desired user experience.

Gözat

Çıkarma tarihi ile LEE- Mimari Tasarımda Bilişim-Yüksek Lisans'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri