Notes

Duyarlı Kinetik Yüzey: Çevresel kontrol-Geçirgenlik

ÖZET
Son yıllarda hareketli olma durumu mimari ürün oluşturmada etkili bir kavram oldu. Mimarlığı statik kabul etme düşüncesinin yerini hareketli olabilme düşüncesi aldı. Tasarımcılar doğadaki canlılar gibi yer ve şekil değiştirebilen strüktürel sistemler üzerine çalışmaya başladı.
Çevresel kontrol için geçirgen yüzeylerin kullanımı ve hareket kavramı mimarlıkta yeni bir fikir değildir. Ancak yapı teknolojilerindeki ve malzemelerdeki gelişmelerle birlikte yüzeylerdeki geçirgenlik, strüktürler hareketli bir hal aldı. Bu çalışmada, hava ve ışık kontrolü sağlayan aynı zamanda etkileşimli bir ekran işlevi görebilecek hareketli bir yüzey tasarlanmıştır.
Çalışmanın altında yatan tasarım fikrimiz(prensibimiz fln) benzer hücre birimlerinin bir araya gelerek farklı işlevlere sahip dokular ve yapılar oluşturmasıdır. Hücreler arası bağlantıların mesafeler ile geçirgenlik üzerine bir takım incelemeler yapılmıştır ve bu konuda ki örnekler incelenmiştir. Bunun sonucunda elde edilen bilgilerden faydalanılarak ışık ve hava kontrolü sağlayan bir yüzey önerisi sunulmuş ve bu araştırmalar ile ilgili olası potansiyellere yer verilmiştir.

GİRİŞ

-Kinetik Mimarlık Nedir?
Yeni ihtiyaçlara ve koşullara uyarlanabilen, esnek mekanlar tasarlayabilmek için hareketli yapı veya yapı bileşenlerine ihtiyaç vardır. Bu ihtiyaçların karşılanabilmesi için yapı teknolojilerinden faydalanılarak, strüktürel sistemlerde kinetik tasarım stratejileri kullanılmaktadır. Bu mimarlığa da Kinetik Mimarlık denilmektedir.
Yapı bileşenlerinin tümünü veya bir bölümünün mevcut yerinde belirli bir geometrik düzende ya da tamamen rastlantısal hareket ederek (büzülerek,açılarak) farklı mekansal ihtiyaçların karşılanması kinetik mimarlığın çalışma konularından biridir.


-Biyolojiyle (Biyolojik) İlişkisi
Bulunduğu yerde şekil ve boyut değiştirebilen, mekana farklı işlevsel özellikler kazandırabilen duyarlı yüzey modelini tasarlarken, doğadaki canlıların çevrelerine adapte olabilme ve hareket kapesitelerinden esinlenilmiştir. Bu hareketli ve adaptasyon kabiliyetine sahip organizmaları oluşturan ve bu organizmaların yapısal ve işlevsel özelliklerini gösterebilen en küçük birim "hücre"den yola çıkarak, benzer birimlerin bir araya gelmesiyle oluşan yapıların, nasıl farklı durumlara cevap verebildiği incelenmiştir.
Bu soruya yapısal anlamda verilebilecek iki yanıt vardır. Bunlardan biri hücreler arası maddenin sağlam yapısıyken, diğeri hücrelerin birbirlerine bağlanması sonucu son derece dayanıklı bir bütün oluşturmalarıdır. Hücreler, organize çok hücreli bir canlı oluşturabilmek için birbirlerine tutunmalıdır ve bunu hücreler arası bağlantılar yoluyla yaparlar. Hücreler arası bağlantılar, hücrelerin, birlikte davranma ve hareket etme, farklılaşma, embriyolojik göç gibi işlevleri gerçekleştirmelerini sağlar.
Bu bağlantılar, hücreler arası geçişe olanak sağlamayan sıkı bağlantılar, fiziksel bütünlüğü sağlayan ve hücre zarları arasındaki proteinler yardımı ile bağlantı sağlayan tutucu bağlantılar ve hücreler arası madde geçişine olanak sağlayan iletişim bağlantıları olmak üzere üç çeşittirler. Bu bağlantılar aracılığıyla bir araya gelen hücreler dokuları oluştururlar. Bir dokuyu meydana getiren hücre birimleri, dokunun işlevsel ve yapısal ihtiyaçlarına göre bu üç bağlantıdan değişen oranlarda içerirler.
Farklı doku çeşitlerinin morfolojik yapıları ve özellikleri bize farklı geçirgenliklere sahip bağlantı çeşitlerinin potansiyelini göstermektedir. Hücre modelini ele aldığımızda, aynı özelliklere sahip küçük birimlerin bağlanma şekillerindeki farklılıklardan yararlanılarak oldukça farklı özelliklere sahip farklı bütünler elde edilebileceğini görmek mümkündür. Peki, bu potansiyelden tasarım disiplini gibi farklı bir alanda nasıl faydalanılabilir?

-Geçirgenlik
Bu bağlamda ele aldığımız noktalardan biri geçirgenlikti. Benzer birimlerden oluşan yapıları birbirlerinden farklı kılan en önemli özellik, alt birimlerinin bir araya geliş şekillerinin yarattığı geçirgenlik özelliğidir. Örneğin, mekanlar çevreleri sınırlandırılmış boşluklardır. Tüm bu sınırlamalar geçirimlilik ile doğrudan ilişkilidir. Tamamen geçirimsiz sınırlarla çevirili bir mekan çevresiyle hiç bir ilişki kuramaz ve varolamaz. Bir mekana karakterini veren kavramlardan biri geçirgenliktir. Bir mekanın ışık geçirgenliği azsa karanlık, oksijen geçirgenliği azsa havasız, bunaltıcı, görsel geçirgenliği azsa mahrem, ses geçirgenliği fazlaysa gürültülü, kullanıcı yani insan geçirimi fazlaysa kalabalık ve yoğun olarak nitelendiririz.
Mekandaki bu geçirgenlikleri sağlayan da mekanı sınırlayan yüzeyler, cepheler, duvarlar, pencereler, kapılar, havalandırma delikleri, bacalar gibi doluluk boşluklardır. Tuğlaların boşluksuz bir şekilde bir araya gelmesiyle oluşan rijid duvarlar güneş ışığının geçişine izin vermezken, tuğlalar arasında boşluk bırarak oluşturduğumuz pencelerden, kapılardan mekanı aydınlatan gün ışığı geçebilir.
Bu yüzey modeli, ışık ve hava şartlarındaki değişikliklere, farklı geçirgenlik durumlarına geçiş hareketleriyle cevap verebilen bir model olarak tasarlandı.
Mimarlıkta, kullanıcıya yaşanabilir, kaliteli bir mekan sunmak için iç mekan ile dış çevre arasında kurulan dengeli bir ilişki oldukça önemlidir. Bir mimari tasarım probleminde, havalandırma ve ışığın kullanıcı konforunu arttıracak ve sürekli değişen ihtiyaçları karşılayacak şekilde sağlanması gerekmektedir. Bu probleme çözüm önerisi olarak havalandırma ve ışık kontrolünü sağlayabilen hareketli bir yüzey olarak kinetik yapı ve cephe strüktürleri verilebilir.
Örnek Çalışmalar
1-arap enstitüsü,paris
2-simons center for geometri and fizik, ny
3-al bahar towers, abu dhabi
4-q1 headquaters, germany


!!!Modelin Geliştirilmesi "Bu çalışmalar ışığında görülüyor ki, gün ışığının ve hava sirkülasyonunun kontrolü için hareket eden bu cephe strüktürlerinin, sürdürülebilir tasarıma ve mekansal konfora olumlu etkilerinin yanı sıra mekanın bulunduğu çevreye ve dış kullanıcıya da etkileri vardır!! (display)."

-Model
Strateji
1-Hücreler arasındaki farklı bağlantıların ve bu bağlantıların sağladığı farklı işlevsel özelliklerin incelenmesi
2-Yüzeyi oluşturan birimlerin ve bu birimler arasındaki bağlantı çeşitlerinin belirlenmesi
3-Yüzeyin hareketini tetikleyen etkenlerin belirlenmesi (hava-ışık)
4-Yüzey modelinin bilgisayar ortamında oluşturulması (model yapımı-grasshopper)
5-Yüzeyin hareketini sağlayan parametrelerin belirlenmesi ( birimler arası bağlantı çeşitleri-mesafe)
6-Belirlenen parametrelerle oynanarak yüzeyin farklılaştırılması
7-Yüzeyin farklı durumlardaki davranışlarının analizi
8-Analizler ışığında duyarlı kinetik cephe tasarlanması

Tasarım Analizleri
Yapılan araştırmalar doğrultusunda yüzeyi oluşturan birimler arasında 3çeşit bağlantı şekli belirlenmiş. Bu bağlantı çeşitleri ve birimler arası mesafeler kullanılarak yoğunluk ve geçirgenlik analizleri yapılmıştır.

ANALİZ RESİMLER

Eşit sayıda birimler kullanılarak yapılan yüzey modelinde, birinci çeşit bağlantı tipinden ..oranda kullanılırsa yüzeyin ...birim, 2. ve 3. çeşit bağlantı tiplerinden yine aynı oranda kullanılırsa sırasıyla ...birim ve ...birim alan kapladığı görülmüştür.
Ardından eşit sayıda birimlerin üç farklı mesafe arasında yerleştirilerek yapılan modelde farklı?? yoğunluk ve geçirgenlik oranlarında biçimsel olarak farklılaştığı görülmüştür.

ANALİZ RESİMLER2

Bu analizlerden faydalanılarak grasshopper da çeşitli yüzey modelleri yapılmıştır. Yüzeyi oluşturan parametrik curveler hareket ettirilerek, yüzeydeki farklı durumlar gözlenmiştir.
Birimlerin birleşimleri rastlantısal ve düzenli olmak üzere farklı durumlarda analiz edilmiştir. Birimler arası mesafelerin yok denecek kadar az olduğu, birim sayısının yoğun durumlarda ışık ve hava geçişi engellenirken, birimler arası mesafelerin arttırılması ve birim sayılarının azaltılması durumlarında ışık ve hava geçişi artmaktadır.

DUYARLI KİNETİK CEPHE TASARIMI
Analizler ışığında ışığa ve hava ihtiyacına cevap verebilen hareketli bir cephe tasarlanmıştır. Kinetik cephe tasarımında, yüzeyler birbirlerine ara kayıtlarla bağlanmıştır. Bu ara kayıtlar birleşme yerlerinden birbirlerinden bağımsız olarak, x y ve z düzlemlerinde hareket edebilmektedir. Ara kayıtların hareketi birimler arasındaki esnek bağlantıları etkileyerek, yüzeyi oluşturan birimlerin dolayısıyla yüzeyin hareketini sağlamaktadır. Kinetik cephenin üzerindeki ışık ve hava sirkülasyonunu algılayan sensörler sayesinde ihtiyaca göre yüzeyin önceden belirlenen parametrelere uygun olarak hareket edebilmesi ön görülmüştür. Bu birimler ara kayıtlar ve birimleri bağlayan bağlantılar ışıkla uyumlu çalışmanın yanı sıra kullanıcı tarafından da kontrol edilebilirler.

POTANSİYEL KULLANIM ALTERNATİFLERİ
İhtiyaca ve farklı durumlara adapte olabilen kinetik yüzey modeli farklı alanlarda da kullanıma uygun olarak tasarlanmıştır.
Mekansal Üst Örtü (Kabuk)
Işık ve hava geçirgenliğini kontrol edebilen yüzeyin, yalnızca cephede değil mekanın formunu oluşturan bir kabuk olarak da kullanımı ön görülmüştür. Bu sayede, içine dolan havanın akciğerleri şişirmesi gibi, mekanı örten bu kabuk yüzeyin hava ve ışık ihtiyacına göre şişip inmesiyle nefes alabilen bir mekan yaratılabilir.
Bölücü/Ayırıcı Eleman
Farklı durumlara ve ihtiyaçlara cevap verebilen bu model, ofis, okul, müze gibi farklı işlevlerdeki bir çok alanda esnek mekanlar oluşturmak için kullanılabilir. Mesela, bir ofiste özel bir toplantı yapılmak istendiğinde, yüzey görüntü geçirgenliği minimum hale getirilerek toplantı mekanının mahremiyetini sağlarken, aynı mekanın çalışma alanı olarak kullanılması durumunda ışık ve hava geçirgenliğini ihtiyaca göre ayarlayabilen bir bölücü eleman olarak kullanılabilir.
Display Etkileşimli Yüzey?!
Bir diğer alternatif olarak da yüzeyin hareket kabiliyetinden faydalanılarak, yüzey üzerine çeşitli görüntüler yansıtılabilir...............?


Sonuç

Kinetik yüzey modeli, mekana işlevsel açıdan esneklik kazandırırken, ışık ve hava geçirgenliğinin çevresel koşullara adapte olabilmesi sayesinde mekanın sürdürülebilirliğini ve kullanıcı konforunu maksimize etmektedir.