Bina Kabuğunun Biçimlenmesinde Doğal Süreçlere Dayalı Üretken Yaklaşımlar

Abstract

İnsanlık, tarih boyunca deneyimlediği sorunları çözebilmek için doğayı yol gösterici olarak görmüştür. Doğaya olan öykünme, ilk kalıcı mimari eserleri veren uygarlıklar tarafından mimariye aktarılmış ve binlerce yıl sonra bile kullanılmaya, tekrar edilmeye devam etmiştir. Geçen yüzlerce yıl içerisinde mimarların tasarım anlayışları ve teknolojik imkanlar değişse de, en büyük değişim içinde bulunduğumuz dönemde gerçekleşmektedir. Bunun nedeni bilgisayarların işlem güçlerine dayanan dijital devrimdir. Bilgisayarların etkin biçimde rol aldığı günümüz tasarım dünyasında tasarımcı, dijital tasarım yöntemlerine hakim olarak tasarımını geliştirebilmektedir. İlk olarak biyomimikri kavramı üzerinde durularak insan-doğa etkileşimi içerisindeki tasarım yaklaşımları incelenmiştir. Doğadan esinlenen tasarımların benzerlik aşamalarına ayrılarak doğadan öğrenmenin yolları irdelenmiştir. Doğanın biçimlerin geometrilerini oluşturma matematiği olan fraktaller, doğal gelişim aşamalarını ve kendine benzeme özelliğini taşımaktadır. Bu fraktal kurgular, Lindenmayer sistemleri gibi yeniden yazma sistemleri ile üretken sistemlere dönüştürülüp, tasarımda kullanılabilmektedir. Burada ortaya çıkarılan yeni tasarım, kendine-benzeme özelliğini barındırmaktadır. Böylece doğada var olan parça ile bütün ilişkisinin, insan yapılarında da uygulanabileceği düşünülmektedir. Sonraki bölümde doğal süreçleri taklit etmede başarılı olan Lindenmayer sistemleri ve gramerleri incelenmiştir. Doğal süreçlere dayalı üretken sistemlerle üretilmiş cephe tasarımlarına yer verilmiş, mimarların tasarıma yaklaşımları ve üretken algoritmaları kullanış biçimleri, gelişim ve üretim süreçleri de incelenmiştir. Sonraki bölümde oluşturulan model yaklaşımı için seçilen üretken sistem olan Lindenmayer sistemleri değişkenleri ortaya konulmuştur. Geliştirilen modellerin algoritma akış şemaları üzerinden tasarım süreci irdelenmiştir. Modeller parametrik bileşenlerden oluştuğu için, farklı parametrelerin kullanıldığı örnekler karşılaştırılmıştır. Çalışmanın son bölümünde geliştirilen model ve kullanıcı deneyimi irdelenmiş, modellerin başarılı ve geliştirilmesi gereken yönlerine ve gelecekte yapılacak çalışmalar için önerilere yer verilmiştir.

In order to solve the problems experienced throughout the history of mankind the nature has always been seen as a guide. In the past hundreds of years technological capabilities and design approaches of architects have been drastically changed, but yet the biggest change is about to be realized in the current period. In this thesis, generative approaches to building shell formation based on natural processes are explored. Aim is to create a generative system model that responds to designer needs while utilising coherent variables. Design variations created by the proposed generative system offer conceptial products thay may guide the architect for fully integrated design. Firstly the design approaches with emphasis on the concept of biomimicry have been investigated. Biomimicrys approaches to architectural design on different levels are discussed. Later Lindenmayer systems, which are very successful at imitating natural processes of plant growth are explored as a generative system. The next chapter is based on generative systems produced by mimicing natural processes that introduced to the building design, especially determining the facade/shell design. In the last section, the generative models which are based on Lindenmayer systems are introduced. The developed models are explained with the help of algorithm diagrams, which make the variables and constants easier to understand and to show how they are related. In the last part the generative models developed in the previous part of the study and the designer experiences with the generative system have been analyzed. Successful and weak points of the models are discussed.