Parametrik Tasarımın Performatif Cephe Tasarımı Üzerine Etkisi

Abstract

En yalın tanımıyla, mimarlık insanı dış çevreden gelen etkenlerden korumaktır. Yüzyıllar boyunca, mimarlık teknolojı, malzeme yenilikleri, stil, mekan organizasyonu ve diğer konularda gelişerek başarılı bir yol kat etmiştır. İlk dijıtal modelleme programları mimarların yeni formları algılamalarına yardımcı oluyordu. Bugün yeni nesil dijital teknikleri mimarlara yaratıkları formları algılama ve kontrol etme imkanını da sağlamaktadır. Bugün yapı sektörü, dünyanın en yüksek enerji tuketimi olan sektörlerden bırıdır. Dolayısıyla enerji korunumu bugün kaçınılmaz olarak en önemli konuların başında gelmelidir. Dijital teknikler gelişmiş ve standard dışı formların tasarımı ve üretimi konusunda oldukça önemli katkılar sağlamaktadır. Bu nedenle performansa dayalı tasarım için yeni yollar ortaya çıkmaktadır. Parametrik tasarım, mimarlığın yeni bir metodu olarak, bılgısayar ortamında, algoritmalara dayalı tasarımda oldukça önemli bir noktaya gelmiştir. Parametrik tasarım dolayısıyla performansa dayalı tasarım alanında da etkin olarak kullanılabilir. Bina performansı, akustik ve enerji verimliğini kapsamaktadır. Parametrik modeller, performansa dayalı tasarım karar ve kısıtlama programlama faktörlerine oldulça etkin bir şekilde yanıt verebilmektedir. Matematiksel tasarım ve simülasyon uygulamalarınin gelişimi, ceryanda olan tasarımın gelistirir. Bina simülasyon uygulamalarının, tasarım seçenekleri ve bina genel performansının incelenmesine yardımcı olmaktadır. Simülasyon uygulamaları, enerji odaklı binaların tasrımı için ayrılmaz bir parçadır. Cepheler bir yapının enerji tüketimi ve konfor parametreleri konusunda çok önemli bir bileşeni olduğundan cephe tasarımı, kuşkuz tüm mimariden ayrılmayacak şekilde, çok önemli bir yere sahiptir. Özellikle bu çalışma bağlamında, dinamik cephe tasarımlarının çeşitli koşullara yanıt verme konusunda sahip olduklari esneklik nedeniyle yapının enerji performansını yükseltme ve enerji tasarrufu konularında çok daha etkin oldukları savunulmaktadır. Bu çalışmada mevcut bilgi ve daha önce yapılmış çalışmalar dikkate alınarak parametrik tasarım metodu ile esnek-adaptif bir cephe tasarlama deneyimi gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımda araştırmaları ele alarak, parametrik tasrım ile bir esnek-adaptıf cephe sistemi tasarlanıp, aydınlatma analizi yapılacaktır. Bu tasarımda gün ışığına karşı bina performansı incelenmiştir. Tezin ilk bölümünde, dijital tasarım ve bilgisayarın mimarlıkta olan önem ve etkisi ve bunun sonüçlarından biri olarak özelleştirilmiş tasarımı anlatılmıştır. Sonra ise, tasarım ve üretimin mimarlık tasarlama ve üretim aşamalarındaki önemi ve etkisi üzerinde durulmuş, devamında performansa dayalı tasarım ve bu alanda parametrik tasarlama metodunu olasılı etlileri tartışılmıştır. İkinci bölümde parametrik tasarlama yönetmeleri kullanilarak tasarlanmış performansa dayalı cephe tasarım örnekleri analitik bir bakış açısıyla anlatılmıştır. Son bölümde ise varolan ve halihazırda kullanılmakta olan İTÜ Maslak yerleşkesinde yeralan Teknokent binasının cephesi için gün ışığı performansına dayalı bir cephe tasarım denemesi gerçekleştirilmiştir.

In a simple definition, architecture was aimed to inhabit human inside a space that covers him from wild extreme environmental conditions. During the centuries, it developed and achieved higher levels of complexity and advancements in technology, space organization, style, material assembly and so on. If the first generation of digital modeling programs allowed designers to conceive new forms, a new breed of digital techniques is today discussed for their ability to allow these forms to be controlled and realized. Building is considered as one of the largest energy consuming sectors in most countries and nowadays energy consumption is an important issue in architecture. With the advent of digital technologies and the ability to conceptualize, express and produce complex forms and non-standard buildings the novel direction for supporting performance-based design are beginning to emerge. Parametric design as a new method in architecture for intelligently designing architectural objects based on relationships and rules using the computer, can help for achieving performance-based design. It allows designing complex forms but, it is not just to make buildings more visually compelling but to precisely tune nearly every aspect of their performance, from acoustics to energy efficiency, so the system can be used as a performance-driven process. The parametric models can combine and respond simultaneously to design and its programmatic factors, such as performance design-decisions, and constraints. Development in computational design and simulation applications are providing methods to improve current design practices, since the uncertainties about various design elements can be simulated and studied from the design inception. Building performance simulations aid in investigating design options and the overall building performance and are an integral part of the design process for energy efficient and high-performance buildings. Since the façade is one of the most significant contributions to the energy budget as well as the comfort parameters, it is important to focus more on it. By making the facades more dynamically responsive to the environmental conditions they can fit better to the various conditions and therefore supply better comfort for the occupants. Digital design and fabrication tools now allow us to create highly flexible-adaptive building façade systems that can be customized for different con-texts. Having stated current knowledge and previous researches in mind in this thesis, a prototype of an adaptive façade system using parametric modeling tools is going to be designed and analyzed it, so as to evaluate the performance of that façade response to the day-lighting. The first part of the thesis looks at the importance of digital design and computer in architecture and issue of mass customization as one of its results. Afterwards, the importance of performance-based design is mentioned and the significant role of parametric design as one of the methods to achieve this kind of design is analyzed. The second part of the thesis focuses on the façade systems and analyzes some examples of performance-driven designs using parametric modeling. The last section explained the process of development of adaptive building façade, using parametric design, for the chosen building with considering the day-lighting performance and then analyze the illuminance level of building before and after the implementing the designed facade to compare whether if with implementing the facade can we achieve the optimal illuminance level and to prevent the direct sun exposures or not.