Mimaride sürdürülebilirlik kapsamında değişken yapı kabukları için bir tasarım destek sistemi

A design support tool for variable building skins in the scope of sustainable architecture

Özet

Bu çalışmada, kullanıcıların farklı gereksinmelerine ve dış etmenlerin dinamik karakterine uyum sağlayabilen değişken yapı kabuklarına yönelik bir tasarım destek sistemi geliştirilmeye çalışılmıştır. Yöntemin hedef kitlesini, yapı kabuğu tasarımını yapan mimar ve mühendisler oluşturmaktadır. Tasarımcı, önerilen yöntemi kullanarak, kendi tasarımını uygulanmış örneklerden elde edeceği bilgiler doğrultusunda yönlendirebilme olanağına sahiptir. Çalışmada, sürdürülebilir mimarlığın yapı kabuğu alanında uygulanma stratejilerinden biri olarak ele alınan değişkenlik üzerinde durulmuştur. Yapı kabuklarında ortaya çıkan değişkenlik ihtiyacı açıklanmıştır. Değişken yapı kabukları için kullanılabilecek tasarım destek sisteminin ilk adımını, uygulamalardaki farklı alanlara ait değişkenlik/ esneklik seçeneklerinin/çözümlerinin ayrı birer tabloda listelenmesi ve puanlandırılması oluşturmaktadır. Herhangi bir yapı elemanının karşılamakla görevli olduğu fonksiyonların/alt amaçların önem dereceleri aynı düzeyde olmayabilir. Öncelik gösteren fonksiyonlara/alt amaçlara bağıl ağırlık değerlerinin atanması, yöntemin ikinci adımını oluşturmaktadır. Önceki adımlarda elde edilen verileri kullanarak sistemin toplam değerinin ortaya çıkarıldığı son aşamada tüm alt amaç/ fonksiyon puanları, değişkenlik puanları ve amaç/fonksiyon ağırlıkları bir tabloda gösterilir. Her amaç/fonksiyon değeri bu veriler kullanılarak elde edilir. Alt amaçları fonksiyonlar ve toplam amaç/fonksiyon değerlerindeki sapma, sistemlerdeki değişkenlik özelliklerinden dolayı ortaya çıkmaktadır. Değer sapma miktarının az olması, amaç/fonksiyon yönünden uygulanan değişkenliğin alt düzeyde, fazla olması ise üst düzeyde olduğunu belirtmektedir. Minimum ve maksimum değerler arasındaki fark, sistemin potansiyel değişkenliğinin amaçları/fonksiyonları karşılama kapasitesini göstermektedir.

Abstract

In this study, a design support tool for variable building skins which can be adapted to the dynamic character of external conditions and user requirements has been developed. The target users of this method are architects and engineers who design the building skin. The designer has the possibility to direct his/her design with the information which is obtained from the evaluation of the applied examples. Any building has four phases; that are production phase, occupancy phase, renovation-regain phase and destruction phase. In this study, the proposed method is developed for the use in the design stage focusing the occupancy phase. The variability of the building skins and the need for the variability has been researched. The functional variability areas of the building envelopes are; the permeability for air and sound, energy conservation/ gain, solar control and natural light. There can be two types of variability for the building element; the first one is the variability by which a component is replaced with another one, and the second one is the variability by which no replacement is occurred. The second one is divided into five groups; which is addition, removal, thicken, thinning and position/condition change. The proposed design support tool for variable building skins consists of three phase: In the first phase, variable alternatives/solutions for the objectives/functions have to be listed and scored in separated tables. A five point scale is used to give score for the alternatives/solutions according to the objectives/functions. In the second phase, every objective/function has to be weighted and given relative weighting scores. For giving relative weighting scores, each objective/ function has to be compared against each other. In the last phase, the scores of the alternatives/ solutions for the objectives/functions have to be multiplied by the relative weighting scores of the objectives/functions. In this manner, the sub-and total values of the alternatives/solutions according to the objectives/functions can be attained. The proposed method has been tested with ten built façade examples. The examples have been chosen from different countries and have different variable properties in point of the functional criteria of the building skins. The criteria are the permeability for air and sound, energy conservation/gain, solar control and natural light. The outcomes of the study can be summarized as follows: ° The difference of the values of the objectives/ functions is occurred because of the variable properties of the systems. ° The amount of the value differences points out the capacity of the potential variability of the systems for meeting the objectives/functions. ° For optimum use of the capacity of the potential systems variability for meeting the objectives/ functions, the users/occupants should be informed about the effects of the potential variability conditions of the systems for manual use and/or computer aided systems can be used for the adjustment of the systems. ° Generally, the priority of the objectives/functions of any building elements differs from each other. The designer should consider the conditions every time he/she is given any design work and give suitable weights for the objectives/functions. ° The number and details of the selected examples are determinant factors for the method because of the need for obtained information from the examples. In the light of this information, the designer can have the possibility to direct his/her design with effective decisions. ° In this study, the selected building skin examples have variability properties with no replacement, and the variability is achieved with position/ condition change. In the future, when the elements and components are standardized and modularized, other types of variability can become prevalent and the capacity of potential variability increase. ° Despite of the proposed method was developed for the evaluation of the potential variability of the building skin; it contains properties for designers who aim to evaluate the effects of the variability of other building elements/components according to relevant objectives/functions.