An architectural design tool to be used in the initial design phase of supertall super-slender buildings with wind escape floors
Rüzgar kaçış katlarına sahip süper yüksek, süper narin binaların ilk tasarım aşamasında kullanılmaya yönelik mimari bir tasarım aracı
- Tez No: 1006931
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BEKİR ÖZER AY, DOÇ. DR. NİLAY SEZER UZOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, rüzgâr kaçış katlarını içeren süper yüksek ve süper narin binaların erken tasarım aşamasında kullanılmak üzere yenilikçi bir mimari tasarım aracı geliştirmektedir. Kentleşmenin artışı ve gayrimenkul piyasasının dinamikleri bu tür yapıların inşasını kaçınılmaz hale getirmekte; ancak bu tipolojinin tasarımı,ciddi mimari ve mühendislik sorunlarını beraberinde getirmektedir. Rüzgâr kaçış katları, rüzgâr kaynaklı salınımları azaltarak kullanıcı konforunu artıran aerodinamik bir çözüm sunarken, aynı zamanda kiralanabilir alan kaybına yol açarak mekansal-strüktürel tasarım karar dengelerini zorlaştırmaktadır. Çalışmada bu probleme yönelik olarak Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD), Sonlu Elemanlar Analizi (FEA) ve optimizasyon modüllerini parametre tabanlı bir tasarım ortamında bütünleştiren bir iş akışı önerilmektedir. Grasshopper yazılımında Butterfly, Geometry Gym ve Opossum eklentileri kullanılarak bina geometrisi tanımlanmakta, Grasshopper arayüzünde kalarak OpenFOAM üzerinden aerodinamik simülasyonlar yapılmakta, ETABS ortamında yapısal analizler gerçekleştirilmektedir. Böylece tasarımcılar erken tasarım aşamasında performans odaklı kararları görselleştirerek değerlendirebilmektedir. Bu metodoloji, yapıcı (constructive) bir araştırma çerçevesini takip eder; ilgili araç geliştirilir ve güvenilirliği sistematik doğrulama ve vaka çalışması uygulaması yoluyla test edilir. Doğrulama sürecinin ve vaka çalışmasının sonuçları, önerilen tasarım ve analiz arayüzünün süper yüksek ve süper narin binaların erken tasarım aşamaları için kullanışlı olduğunu göstermektedir. Ayrıca, bulgular, aracın rüzgar kaçış ve yatay perde duvar katlarını entegre eden karmaşık mimari konfigürasyonları etkili bir şekilde simüle etme ve analiz etme yeteneğini doğrulamaktadır. Bu çalışma HAD verileri ile yapısal geri bildirim arasında güvenilir bir köprü sağlayarak, mimarlara doğrulanmış bir karar destek aracı sunarak literatüre katkıda bulunmaktadır. Önerilen yöntem, otomatikleştirilmiş simülasyon tabanlı iş akışlarının,tasarımcıların karmaşık yüksek katlı projelerde aerodinamik ve yapısal performans üzerinde kontrol sahibi olmalarına olanak verecek bir başlangıç sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This research develops an architectural design tool aimed at the early design phase of supertall and super-slender buildings, with a particular focus on the integration of wind escape floors combined with outrigger floors. The growing demand for high-rise construction, driven by urban densification and real estate market dynamics, makes such structures inevitable, yet their design introduces significant architectural and engineering challenges. Wind escape floors are employed as an aerodynamic modification to mitigate wind-induced oscillations and enhance occupant comfort, but they also reduce rentable space, intensifying the architectural–structural trade-off. To address this problem, the study introduces a computational workflow that integrates Computational Fluid Dynamics (CFD), Finite Element Analysis (FEA), and optimization modules within a parametric design environment. By employing plug-ins such as Butterfly, Geometry Gym, and Opossum in Grasshopper, the tool enables architects to define geometry, conduct aerodynamic simulations in OpenFOAM, perform structural analyses in ETABS, and explore optimization strategies. The methodology follows a constructive research framework, where the tool is developed and its reliability is tested through systematic validation and case study implementation. The results of the validation process and the case study demonstrate that the proposed computational interface is highly suitable for the early design phases of supertall and super-slender buildings. Furthermore, the findings confirm the tool's capability to effectively simulate and analyze complex architectural configurations that integrate wind escape and outrigger floors. By providing a reliable bridge between steady-state CFD data and structural feedback, this study contributes to the literature by offering architects a validated decision-support tool. The proposed method demonstrates how automated simulation-based workflows can empower designers to maintain control over aerodynamic and structural performance in complex high-rise projects.
Benzer Tezler
- Mimarlık - iletişim - dil bağlamında mimarın işine bir yaklaşım
An Approach to architects work in the context of architecture communication-language
RECAİ ERSİN AYNAN
- Mimari tasarımda bedensel farkındalık: Bir arayüz olarak dans
Bodily awareness in architectural design: Dance as an interface
ŞADİYE BETÜL AY BİRSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN DURSUN
- Yüksek binaların kavramsal tasarımında modelleme için mobil bir ortam
A mobile environment for modelling in the conceptual design of tall buildings
MEHMET EMİN BAYRAKTAR
- Cognitive comparison of using hand sketching and parametric tools in the conceptual design phase
Kavramsal tasarım aşamasında eskiz ve parametrik modelleme araçlarının bilişsel karşılaştırılması
ADEL GÜREL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mimarlıkİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU ŞENYAPILI ÖZCAN
- İstanbul'da mevcut bir büro yapısının enerji etkin yenilemesi
A case study on the energy efficient retrofittig of an existing office building in Istanbul
ÖZGECAN KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜL KOÇLAR ORAL