Üretken sistemler ile Voronoi desenli mimari cephe tasarımları ve yapısal davranışlarının karşılaştırılması
Designing Voronoi patterned architectural facades with generative systems and comparison of their structural behaviors
- Tez No: 814999
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEYNEP YEŞİM İLERİSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Matematiksel bir hesaplama tekniği olan Voronoi, doğada pek çok yerde görüldüğü biçimiyle özellikle mimari cephelerde sıklıkla kullanılmaktadır. Mimari tasarımda bilgisayarlı hesaplama yöntemlerinin kullanılması, Voronoi gibi karmaşık biçimlerin otomatik ve hızlı bir şekilde üretilmesine ve geniş bir tasarım alanının keşfedilmesine olanak sağlamaktadır. Özellikle tasarım sürecine algoritmik yöntem dahil edildiğinde maliyet azaltma, yapısal kararlılık gibi kıstasların sınırlandırılması ile sonuç ürünler istenilen performansı verecek yönde geliştirilebilmektedir. Tez çalışmasında cephe tasarımlarında Voronoi'nin kullanıldığı örnek binalar incelenmiş bu yöndeki eğilim irdelenmiştir. Mimari tasarımda yaygın kullanılan üretken sistemler tespit edilip, bunların nasıl çalıştıkları incelenmiştir. Belirlenen dört üretken sistem (l-sistemler, hücresel özdevinim, şekil gramerleri ve sürü zekâsı) ile Voronoi desen üretimini sağlayan algoritmalar oluşturularak Voronoi desenler üretilmiştir. Çok farklı çalışma prensiplerine sahip olan dört sistem, karşılaştırılabilir bir çerçeve oluşturmak ve sistemlerin birbirleri ile farklılıklarını tartışabilmek adına değişken parametreler sınırlandırılmış, sadece kuralların değişken olması sağlanmıştır. Dört üretken sistemin nesil sayısı arttıkça ve kurallar değiştikçe üretilen Voronoi desenlerine ait hücrelerin homojen dağılım düzeyi, hücre sayısı ve toplam çubuk uzunluğu gibi geometrik özelliklerindeki değişimler değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında yapısal elemanlara dönüştürülen bu desenler farklı yükler altında, sabit malzeme ve optimum malzeme özelliklerinin tanımlandığı üç aşamalı analizden geçirilerek yapısal performansları değerlendirilmiştir. Desen tasarım süreci Grasshopper yazılımı içerisinde gerçekleştirilmiş olup, yapısal tasarım süreci bir Grasshopper eklentisi olan Karamba ortamında gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda en kararlı ve en verimli deseni üreten sistem tespit edilmiştir. Bu tez ile gelecek çalışmalar için, Voronoi cepheler üretmek amacıyla farklı üretken sistemler denenerek ve optimizasyon algoritmaları da dahil edilerek bu yöndeki potansiyelinin daha fazla keşfedilebileceğine yönelik farkındalık oluşturmak istenmiştir.
Özet (Çeviri)
Voronoi, a mathematical computational technique, is commonly observed in nature and frequently used in architectural facades. The use of computational methods in architectural design allows for the automatic and rapid production of complex shapes such as Voronoi, enabling the exploration of a wide design space. When algorithmic methods are incorporated into the design process, cost reduction, structural stability, and other criteria can be limited, resulting in improved performance of the final product. In the thesis, examples of buildings with Voronoi facades were examined, and the trend in this direction was discovered. The generative systems commonly used in architectural design were identified, and their working principles were examined. Algorithms were created to generate Voronoi patterns using four identified generative systems: L-systems, cellular automata, shape grammars, and swarm intelligence. Four different generative systems with very different working principles were compared within a comparable framework, with variable parameters restricted only to the rules, in order to discuss their differences. As the generation number and rules changed, changes in the geometric properties of the generated Voronoi patterns, such as the level of homogenous distribution, the number of cells, and the total rod length, were evaluated. These patterns were transformed into structural elements and evaluated for their structural performance under different loads, with a three-stage analysis defining fixed and optimal material properties. The design process for these patterns was carried out using Grasshopper software, while the structural design process was carried out in the Karamba environment, a Grasshopper plugin. The most stable and efficient system that produces the best pattern was identified as a result of the analyses. With this thesis, it is aimed to create awareness that different generative systems can be tried for producing Voronoi facades in the future, and optimization algorithms can be included to explore their potential further.
Benzer Tezler
- Kent ölçeğinden bina ölçeğine bütünleşik tasarımda voronoi diyagramına dayalı üretken bir yaklaşım önerisi
A productive approach to urban scale to building scale based on voronoi diagram in integrated design
FERDA FİRDEVS YAZICIOĞLU
- Photogrammetry based heritage modeling with shape embedding
Tarihi yapıların fotogrametri ve gömülü biçimlerle modellenmesi
DEMİRCAN TAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Geleneksel ve modern konut planlarının lindenmayer sistemler ile analizine yönelik model önerisi: Diyarbakır örneği
Model proposal for the analysis of traditional and modern housing plans with lindenmayer systems: Diyarbakır example
MİZGİN GÖKÇE SALIK
- Sibernetik deneyim mekânlarında adaptif arayüzlerin sanal evren fenomenolojisi: Homeomorfizm deneyi
Virtual universe phenomenology of adaptive interfaces in cybernetic space experiences: Homeomorphism experiment
GÖZDE BETÜLAY YORULMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
MimarlıkGebze Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ARIDAĞ
- Mevcut binaların enerji etkinliğini artırmada üretken tasarım ile çatı yüzeyi optimizasyonu
Roof surface optimization with generative design to enhance the energy efficiency of existing buildings
BURCU ÖLÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH OFLUOĞLU