Geri Dön

Multi objective early-stage design optimization of multifamily residential projects

Çok daireli konut projelerinin çok amaçlı erken aşama tasarım optimizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 898382
  2. Yazar: EYMEN ÇAĞATAY BİLGE
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HAKAN YAMAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mimarlık, Architecture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Proje ve Yapım Yönetimi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 136

Özet

Gayrimenkul geliştirme, toplumun ihtiyaçlarını karşılamak için yapılı çevrenin yeniden tanımlanmasını içeren karmaşık bir süreçtir. Başarı, geliştiricilerin demografik ve sosyo-ekonomik faktörlerden doğrudan etkilenen bina sakinlerinin ihtiyaçlarına öncelik vermesine bağlıdır. Geliştiriciler pazar araştırması, finansal ve mühendislik fizibilite değerlendirmeleri yapar ve mimarın tasarım sürecini yönlendirmek için ayrıntılı programlar sunar. Kullanıcı profilleri ve özel ihtiyaçları ile uyumlu mimari tasarımın optimize edilmesi, projenin başarısı için kritik öneme sahiptir. Konum, bulunduğu kat, aydınlanma, güneşlenme süresi ve manzara erişimi gibi faktörlerin her biri konut biriminin değerini etkiler. Erken aşamadaki mimari tasarımı optimize etmek için bu değişkenlerin bilimsel olarak analiz edilmesi önemlidir. Bugüne kadar çok sayıda akademik çalışma mimari optimizasyon konusunu çalışmıştır. Optimizasyon çalışmalarının çoğu çevresel, enerji ve termal gibi yapı fiziksel performansı odaklı amaçlar için yapılmıştır. Ancak optimizasyonu kullanıcı perspektifinden inceleyen ve tasarımları farklı kullanıcı tiplerinin değer kriterlerine göre optimize eden çalışmaların eksikliği bu çalışmanın temel motivasyonunu oluşturmaktadır.Bu çalışmanın amacı, farklı konut tipi kullanıcılarının farklı beklentilerine göre gün ışığı, manzara, güneşlenme süresi, satış alanı ve maliyet gibi kriterlerin optimize edildiği, mimari tasarımın erken aşamalarında kullanılabilecek bir bina formu ve plan düzeni bulmaktır. Bu tezde, toplu konut tasarımının ilk aşamalarında kullanılması hedefi ile, farklı kullanıcı tercihlerine dayanarak, bina formunu, gün ışığı, manzara, güneşlenme süresi, maliyet ve satış alanı faktörlerini optimize eden bir model geliştirilmesi hedeflenmiştir. Tezin temel araştırma sorusunu ele almak ve teorik temel oluşturmak amacıyla bir literatür taraması yapılmıştır. Bu inceleme, çalışmanın daha sonra iki farklı aşamaya bölünmesine rehberlik etmiştir. Birinci aşamada, cephe yönelimi, manzara, kat konumu ve gün ışığı erişiminin konut birim değeri üzerindeki etkisi bir Analitik Hiyerarşi Süreci (AHP) modeli kullanılarak incelenmiştir. İlk olarak, konut birim değerini etkileyen faktörleri sistematik olarak belirlemek için bibliyometrik ve scientometrik analizler yapılmıştır. Daha sonra, kriterlerin ağırlıklandırılması için AHP modeli kullanılmış ve sonuçlar istatistiksel yöntemler kullanılarak doğrulanmıştır. Birinci aşama çalışmasının sonuçları, kullanıcıların konut tercihlerinin gün ışığı, kat konumu ve manzara gibi sonuç odaklı faktörleri tek başına cephe yönelimine göre önceliklendirdiğini ortaya koymaktadır. Bu durum, yöne maruz kalmanın değer algısının (örneğin Güney cephenin arzu edilir olması) yönün kendisinden ziyade sağladığı faydalara bağlı olduğunu göstermektedir. Park manzarası ve orta kat manzarası tüm daire tipleri için yüksek oranda tercih edilirken, bunları güneye bakan manzara ve ana cadde manzarası takip etmektedir. Çalışma, konut sakinlerinin konut tercihlerinin ve eğilimlerinin farklı birim tiplerine göre değiştiğini göstermektedir. 1. aşama çalışmanın sonuçlarında belirli sınırlamalar bulunmaktadır. Fiziksel form dışındaki faktörler (finansal, sosyal ve çevresel) kapsam dışında tutulmuştur. Örneklem büyüklüğü sadece İstanbul Kadıköy bölgesini içerdiği ve verinin normal dağılıma sahip olmayışı bulguların genellenebilirliğini kısıtlamaktadır. Bunları ele almak ve çalışmayı iyileştirmek için, gelecekteki araştırmalar, gelişmiş tutarlılık oranları için uyarlanabilir dengeli AHP ölçeğini kullanmayı (Goepel, 2019), tercihlerdeki potansiyel coğrafi varyasyonları keşfetmek için çalışmayı diğer bölgelere genişletmeyi ve daha sağlam değer değerlendirmeleri için hedonik fiyatlandırma yöntemlerini kullanmayı düşünebilir. Bu iyileştirmeler, konut kararlarını yönlendiren karmaşık faktörlerin daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayacak ve nihayetinde kullanıcı odaklı, optimize edilmiş yaşam alanlarının üretilmesi konusunda geliştiricilere bilgi verecektir. Tezin 2. aşaması, apartman tipi çok daireli konut proje tasarımlarının, mimari tasarımın erken aşamalarında kullanılabilecek bir bina formu ve plan düzeni bulmayı hedeflemektedir. NSGA2 genetik algortiması ile farklı konut tipi kullanıcılarının farklı beklentilerine göre, gün ışığı, manzara, güneşlenme süresi, satış alanı ve maliyet gibi kriterlerin çok amaçlı optimizasyonunu sağlayan bir model önermektedir.. Bu model, Rhino ve Grasshopper platformları kullanılarak uygulanmıştır; NSGA2 için Wallacei ve uygulamayı kullanıcılara sunmak için Viktor.ai kullanılmıştır. Tezin 1. aşamasında üretilen farklı konut tiplerinin farklı tercihleri bu çalışmaya girdi oluşturmaktadır. Optimizasyon modeli sonuçları 6 adet arazi üstünde test edilmiştir. Modelin ürettiği farklı optimizasyon senaryoları ile mevcut inşa edilen yapılar karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucu optimizasyonun çok yönlü olduğunu ve paydaşların önceliklerine bağlı olarak farklı optimal sonuçlar çıkabileceğini ortaya çıkarmaktadır. Bazı projeler optimize edilmiş senaryolara uyum sağlarken, bazı yapıların bu kriterler eşiğinde optimize senaryolara cevap vermediği görülmüştür.Farklı ağırlıklar ve konut birimi karması seçeneği ile kullanıcılara web uygulaması olarak sunulan model parametrelere karşı duyarlılığını başarıyla gösterirken, Pareto-optimal çözümlere odaklanması, kullanıcıların girdiği bazı farklı konut tipi karmalarına çok iyi cevap verememiştir. Küçük parsellerde 1+1 ve 2+1 birimlerine yakınsama büyük parsellerde ise 3+1 ve 4+1 birimlerine yakınsamıştır. Modelin kat planı özelinde maksimum 4 konut birimi üretmesi ve farklı konut tipi alternatiflerini üretememesi bir sınırlamasıdır. Model, profesyoneller tarafından örnek bir arsa üzerinde test edilmiş ve mimarlar ile yatırımcıların mimari tasarımın erken bir aşamasında fikir üretmeleri için önemli bulunmuştur. Profesyonellerden alınan geri bildirimler, modelin erken aşama karar verme sürecindeki değerini doğrulamaktadır. Bununla birlikte, bir gayrimenkul geliştirme projesinin yatırımcı çıkarları ve bölgesel dinamikler gibi mevcut modelin ötesinde faktörler içerdiğini kabul etmek önemlidir. Bu çalışma NSGA-II genetik algoritma modelini kullanmıştır. Gelecek çalışmalar, yapay sinir ağları gibi yapay zeka uygulamalarını kullanarak daha büyük bina örnekleminin daha hızlı analiz edilmesini sağlayabilir ve potansiyel olarak geliştirici karar verme sürecindeki daha derin kalıpları ortaya çıkarabilir. Ayrıca, modelin kat bazında farklı varyasyonlara imkan vermesi, büyük parsellerde birden fazla bina içeren geliştirme projelerini kapsayacak şekilde genişletilmesi, uygulanabilirliğini modelin gelecekte ilerletilmesi gereken alanlarıdır. Yine, gelecekteki araştırmalar, manzara kalitesi, gürültü seviyeleri ve daha incelikli maliyet modellemesi gibi ek parametreleri dahil etmenin yollarını keşfetmelidir. Bu gelişmeler, mimari araştırmalarda değer odaklı, veriye dayalı tasarım yaklaşımlarının önemli rolünü daha da sağlamlaştıracaktır. Bu araştırma, odağı performansa dayalı optimizasyondan konut biriminin algılanan değerine odaklanan bütünsel bir yaklaşıma kaydırmıştır. Kullanıcı kriterlerini analiz ederek ve aydınlanma, manzara, güneşlenme süresi, maliyet ve satış alanı parametrelerini çok amaçlı bir modele entegre ederek, çalışma tasarım amacı ile piyasa gerçekleri arasındaki boşluğu doldurmayı hedeflemektedir. Kullanıcıların kullanımı için üretilen web tabanlı araç, modelin etkisini daha da artırarak daha geniş çapta benimsenmesini kolaylaştırmayı hedeflemekte ve mimari süreçte kullanıcı odaklı optimizasyonu teşvik etmektedir. Bu model, mimarlar ve geliştiriciler için veri destekli içgörüler sunarak kullanıcı odaklı tasarım yoluyla değerin artırılması yönünde bir yaklaşım izlemektedir. Erken aşama optimizasyonuna yaptığı vurgu, gayrimenkul sektöründe daha fazla verimlilik ve bilinçli yatırım kararları alınmasını hedeflemektedir. Kullanıcı tercihlerini ve kaynak verimliliğini ele alan bu çalışma, dolaylı olarak, satın alınabilirliği ve arzu edilen konutlara erişimi etkileme potansiyeline sahiptir. Uzun vadeli çıkarımları, çevresel performans, kullanıcı memnuniyeti ve finansal fizibilitenin bir arada bulunduğu daha dengeli bir konut piyasasına giden bir yol önermektedir.

Özet (Çeviri)

Real estate development is a multifaceted process that involves the reconstruction of the built environment to meet the needs of the community. Success depends on developers prioritizing the needs of occupants, who are directly influenced by demographic and socio-economic factors. Developers conduct market research, financial and engineering feasibility assessments, and provide detailed programs to guide the architect's design process. Optimizing architectural design, aligned with occupant profiles and their specific needs, is crucial for project success. Factors such as location, floor, daylight intake, solar radiation, and view access affect the value of each unit. To optimize early-stage architectural design, scientific analysis of these variables is essential. Numerous studies have addressed architectural optimization. Most optimization work has been done for performance-oriented purposes, such as environmental, energy, and thermal performance. However, the lack of studies that examine optimization from a user perspective and optimize designs according to the value criteria of different user types is the main motivation for this study. The aim of this study is to find a building form and plan layout that can be used in the early stages of architectural design, where criteria such as daylight, view, sun-hour, sales area, and cost are optimized according to the different expectations of different housing type users. The first phase of this study aims to find the impact of façade orientation, view, floor location, and daylight access on the value of housing units and their changes based on different housing unit types and users. This study utilized the AHP model to determine the weights of factors affecting the value of housing units, which was presented as a survey to the residents. The results were analyzed using statistical tests. According to the results, the study found that façade preference is the least important among view, daylight, and floor location preferences. park view and middle floor view are highly preferred for all apartment types, followed by south-facing view and main street view. The study indicates that residents' housing preferences and trends vary based on different unit types. Only the internal physical factors that affect the architectural form and layout were examined in this study. Many factors, such as financial, social, and environmental factors, affect the value of housing units, and those that do not affect the architectural form and layout of the building are excluded from this study. The findings of this study will enable developers to better understand the needs of home buyers and design projects that meet those needs. The second phase of this study proposes a multi-objective early-stage design optimization for a real estate development project based on the NSGA2 genetic algorithm, considering weighted user preferences for different housing types. The modelling part is employed via the platforms Rhino and Grasshopper; Wallacei is used for NSGA2, and Viktor.ai is used to deploy the app. Tested on six sample plots, the model was able to find architecturally optimized results that respond to different user expectations. While the model successfully demonstrated responsiveness to parameters, its focus on Pareto-optimal solutions limited the diversity of unit mixes generated. The model has been tested by professionals on a sample plot and is found to be important for architects and investors to generate ideas at an early stage of architectural design.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    637065

    Implementation of multi-objective genetic algorithms for optimization of site layout planning: TOKİ Ayazma and Şahinbey cases

    Yerleşim planlama optimizasyonunda çok hedefli genetik algoritma uygulamaları: TOKI Ayazma ve Başakşehir

    NİLÜFER YÜKSEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SEMA ALAÇAM

  2. Tez No

    439512

    Sürdürülebilir toplu konut yerleşmesi tasarımı için Pareto genetik algoritmaya dayalı bir model önerisi: SSPM

    A model for sustainable site layout design with pareto genetic algorithm: SSPM

    YAZGI AKSOY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLEN ÇAĞDAŞ

  3. Tez No

    416451

    Model based building energy optimization using meta-heuristics

    Sezgisel üstü algoritmaları kullanarak model tabanlı bina enerji optimizasyonu

    MURAT ALTUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ASLI AKÇAMETE GÜNGÖR

  4. Tez No

    598729

    Early design stage multi-level architectural floor plan organization by using genetic algorithms

    Erken tasarım evresi genetik algoritmalar kullanılarak çok katlı mimari kat planı organizasyonu

    ERİNÇ YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiYaşar Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAŞAK KUNDAKCI KOYUNBABA

    DOÇ. DR. İPEK GÜRSEL DİNO

  5. Tez No

    541002

    Ağır ticari aracın dizel motoruna ait egzoz manifoldunun ısıl olarak incelenmesi

    Thermal investigation of exhaust manifold for a heavy commercial vehicle diesel engine

    BURAK YALÇINDAĞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU

Geri Dön