Ses verileri etkileşimli dinamik adaptif bir cephe önerisi: Sound shield

Abstract

Günümüzde, teknolojik gelişmelerin hızla artması ile birlikte, binaların önemli bir yapı elemanı olan cepheler için farklı tasarım yöntemleri üzerine araştırma ve geliştirme çalışmaları artmıştır. Bu bağlamda gerek kullanıcı hareketi odaklı, gerekse çevresel etkenlere dayalı, değişebilen, dönüşebilen, çevre ile etkileşime geçebilen birçok farklı cephe uygulaması yaygınlaşmaya başlamıştır. Güneş ışığına uyarlı şekilde cevap veren adaptif cephelerin bina performanslarına büyük katkıları sebebiyle, birçok projede ağırlıklı olarak doğal ışık etkileşimli cepheler uygulanmaktadır. Bu tez çalışmasında ise, çevresel gürültülere karşı tepki verebilen, hareket edebilen ve görsel etkileşimi güçlendiren bir cephe önerisi üzerinde çalışılmıştır. Çevresel sesler üzerinden adaptif bir cephe önerisi hazırlanmasının en önemli sebebi, ses verileri etkileşimli cepheler için yapılan araştırma ve çalışma alanlarında daha az yer bulabilmiş olması ve gürültünün büyüyen kentlerin en önemli sorunlarından biri haline gelmesidir. Kentlerde, gürültü düzeyinin giderek artması, bina iç mekan akustik performansının yükseltilmesini de önemli kılmaktadır. Bu sebeple, kent ile bina iç mekanın ara kesitinde yer alan bina cephelerine, çevre seslerine duyarlı bir yapı kazandırılması ve ses seviyelerine göre değişen etkileşimli bir cephe örüntüsü ile gürültüye çözüm önerisi sunulması amaçlanmıştır. Giriş bölümünde tezin amaç ve kapsamı ele alınmıştır. İkinci bölümde öncelikle adaptif mimarlık ve kinetik mimarlık kavramları ile mimarideki gelişim süreçleri irdelenmiştir. Daha sonra tez kapsamında, binanın çevreye adapte olma sistemine göre, adaptif cepheler, statik ve dinamik olmak üzere ikiye ayrılarak gruplandırma yapılmıştır. Üçüncü bölümde ise literatür araştırmalarında, adaptif cephelerin hem uygulanmış örnekleri, hem de üniversite tasarım stüdyolarında, laboratuar çalışmalarında ve tez çalışmalarındaki öneri cephe alternatifleri incelenmiştir. Cephe örnek uygulama ve araştırmaları dört alt gruba ayrılarak incelenmiştir. Buradaki amaç, çevre etkileşimlerine göre uygulama örneklerini birbirinden ayırarak, statik ve dinamik olarak ikiye ayrılan adaptif cephelerin bina performanslarını daha net değerlendirebilmektir. İncelenen örnekler üzerinden, gelişen teknoloji, yazılımlar, malzemeler ile birlikte çevre ile görsel etkileşimleri de incelenmiştir. Giriş verileri, etkileşim unsurları, bina performansına etkileri üzerine piktogramlar oluşturularak, çevreye uyum sağlama sistemleri incelenmiştir. Adaptif cephelerdeki veri dönüşümleri üzerinden karşılaştırma tabloları hazırlanarak, cephelerde kullanılan etkileşim unsurları üzerine analizler yapılmıştır. Dördüncü bölümde ise, ses kirliliğini önlemeye yönelik hazırlanan, çevre ses verileri etkileşimli Sound Shield cephe önerisine geçilmiştir. Bina cephesinde oluşturulan ses etkileşimli yüzeyin, yüksek ses basıncına karşı bir ses bariyeri niteliği taşıması amaçlanmıştır. Ayrıca, kentteki insanların bina cephesi ile görsel etkileşimi arasındaki bağın güçlendirilmesi yaklaşımı üzerine çalışılmıştır. Bu bağlamda, çevresel ses basıncı seviyelerinin harekete dönüştürülmesi sağlanarak, bina ses performansını dengeleyen, görsel etkileşimi ile de kent arasındaki bağını güçlendiren interaktif modüler bir cephe örüntüsüne odaklanılmıştır. Bu amaçla, mevcut bir bina seçilerek, bilgisayar ortamında ikincil bir katman olarak, önerilen cephe yerleştirilmiş ve cephe sisteminin ses seviyelerine göre değişimi ve dinamik yapısı simülasyonlar yapılarak değerlendirilmiştir. Dinamik adaptif cephe önerisi, İstanbul Fikirtepe bölgesindeki mimari tasarımı ve proje müellifliği yazarın kendisine ait olan Alya Life Residence konut yapısı üzerinde hazırlanan ses simülasyonları üzerinden irdelenmiştir. Yapı, çevre seslerinin ve araç sirkülasyonlarının yoğun olduğu bir alanda konumlanması sebebiyle tercih edilmiştir. Aynı zamanda projenin yazar tarafından yapılmış olması ve tüm teknik dökümanlara sahip olunması, önerilen cephenin detaylı olarak irdelenebilmesini mümkün kılmıştır. Bu bölümde, Alya Life Residence'ın, mevcut cephe ölçüleri baz alınarak tasarlanan, ses etkileşimli cephe modülünün oluşum geometrisi, modüllerin cepheye yerleştirilme yöntemi, cephe örüntüsünün oluşturulması aktarılmıştır. Daha sonra Arduino yazılımı ile gerçek zamanlı ses verilerinin sayısal olarak bilgisayar ortamına aktarımı ile cephe sisteminin ses basıncı seviyelerine göre değişimi ve etkileşimi gösterilmiştir. Mevcut bina cephesi üzerinde sistemin irdelenebilmesi için Grasshopper yazılımında parametrik nokta simülasyonları ve Odeon yazılımı ile öneri cephe için ses akustiği simülasyonları ile analizleri yapılmıştır. Ses akustiği simülasyonları yapılırken, dış mekan çevre seslerine ilişkin analizler yapılmış olup, iç mekan ses akustik analizleri tez kapsamı dışında tutulmuştur. Simülasyonlar sonucunda, çevre seslerine karşı kinetik yapısı ile tepki vererek, çevreye uyum sağlayan ses bariyeri niteliğindeki dinamik adaptif cephe modeli önerisi Sound Shield değerlendirilmiş, ileriye yönelik potansiyelleri ve gelişim olasılıkları tartışılmıştır.