Hesaplamalı tasarımda malzeme etmenliğine ilişkin bir değerlendirme metodolojisi
An evaluation methodology for material agency within computational design
- Tez No: 962296
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEVİL YAZICI, DOÇ. DR. ETHEM GÜRER, DOÇ. DR. SERDAR AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilişim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari Tasarımda Bilişim Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 205
Özet
Tasarım pratiği, tarihsel olarak çoğunlukla insan öznenin –özellikle de tasarımcının– karar verici ve biçimlendirici rolüyle eşleştirilmiştir. Bu anlayışta tasarım süreci, mimarın zihnindeki bir fikrin, malzeme gibi araçsal öğeler aracılığıyla dışa vurulması olarak görülmüştür. Ancak 21. yüzyılda beşerî bilimlerde ve mimarlık kuramında yaşanan paradigma değişimi, bu insan merkezli bakış açısını sorgulayarak yerini çok aktörlü, dağıtık ve ilişkisel süreçleri merkeze alan yaklaşımlara bırakmıştır. Bu dönüşümle birlikte, tasarım yalnızca zihinsel ve biçimsel bir faaliyet olmaktan çıkmış; hesaplamalı araçlar, algoritmalar, dijital üretim teknikleri ve malzemelerle kurulan karmaşık ilişkiler ağı içinde ele alınması gereken çok boyutlu bir süreç haline gelmiştir. Bu yeni tasarım paradigmasında, malzemenin rolü de dönüşüme uğramaktadır. Geleneksel yaklaşımlarda süreç içindeki etkisi genellikle sezgisel ve örtük kalan malzeme, güncel yaklaşımlarda sürece yön veren, biçimsel kararlara etki eden ve hatta tasarımcıyı geri besleyen aktif bir bileşen olarak görülmeye başlanmıştır. Bu bağlamda ortaya çıkan malzeme etmenliği (material agency) kavramı, maddesel varlıkların yalnızca araçsallaştırılamayacak kadar etkili olduklarını ve tasarımın oluşum sürecinde belirleyici roller üstlenebildiklerini ifade eder. Ancak bu kuramsal dönüşüme rağmen, mimarlıkta malzeme etmenliğinin nasıl tanımlanabileceği, nasıl gözlemleneceği ve özellikle nasıl değerlendirileceği sorularına yanıt veren uygulamalı ve sistematik çalışmalar oldukça sınırlıdır. Malzemenin üretim süreci boyunca gösterdiği etkileşim biçimleri, tasarımcıyı nasıl etkilediği ya da süreci nasıl yönlendirdiği gibi sorular çoğunlukla sezgisel örneklerle veya nitel anlatımlarla ele alınmaktadır. Bu durum, malzeme etmenliğinin hesaplamalı tasarım ilkeleriyle uyumlu biçimde değerlendirilmesini güçleştirmekte; yeni yöntemsel çerçevelere duyulan ihtiyacı ortaya koymaktadır. Bu tez, yukarıda tanımlanan problem alanına yanıt olarak, malzeme etmenliğini hem kuramsal düzeyde yeniden tanımlamakta hem de deneysel bir prototipleme süreci üzerinden bu etmenliği görünür ve değerlendirilebilir hale getirecek bir yöntem önermektedir. Çalışma üç temel araştırma sorusu etrafında şekillenmektedir: (1) Hesaplamalı tasarım disiplini içerisinde malzeme etmenliği nasıl tanımlanabilir ve kavramsallaştırılabilir? (2) Malzeme etmenliği tasarım ve yapma sürecinde nasıl gözlemlenebilir ve analiz edilebilir? (3) Malzeme etmenliğinin tasarım sürecindeki işleyişini değerlendirmek için nasıl metodoloji geliştirilebilir? Çalışma kapsamında öncelikle insan merkezli yaklaşımları eleştiren -özellikle post-hümanist ve yeni-materyalist yaklaşımlar bağlamındaki- çağdaş kuramsal perspektifler incelenerek teorik zemin oluşturulmuştur. Bu yaklaşımlar, etmenliğin yalnızca insan niyetine indirgenemeyeceğini, insan ve insan-dışı özneler arasında dağıldığını vurgulamaktadır. Daha sonra tezin araştırma sorularını yanıtlamak üzere iki aşamalı bir yöntem benimsenmiştir. İlk aşamada, hesaplamalı tasarım pratiğinde etmenlik ve malzeme etmenliğine dair ilerleyen aşamalarda kavramsal bir araştırma düzlemi oluşturması adına araştırmacı tarafından bir ön sınıflandırma yapılandırılmıştır. Bu ön sınıflandırma kapsamında hesaplamalı tasarım pratiğinde yer alan insan, insan-dışı ve bağlamsal etmenlik kategorileri ve malzeme etmenliğinin alt bileşenleri tanımlanmıştır. Ardından bu sınıflandırmanın tasarımcıların pratiklerindeki karşılığını test etmek ve geliştirmek amacıyla bir anket çalışması yürütülmüştür. Anket, farklı tasarım disiplinlerinden 20 tasarımcı ile gerçekleştirilmiş ve sınıflandırmanın kavramsal geçerliliğini ön test düzeyinde sınamıştır. Elde edilen bulgular, sonraki aşamada yürütülecek tematik analiz için yol gösterici olmuştur. Ardından, Web of Science çevrimiçi veri tabanı üzerinden son on yılda yapılan hesaplamalı pavyon projeleri ile sistematik bir literatür analizi gerçekleştirilmiştir. Bu analiz sürecinde incelenen mimari projeler malzeme etmenliği perspektifi ile kodlanmış ve ilgili malzeme etmenlikleri ile eşleştirilmiştir. Anket çalışması ve tematik literatür analizinden elde edilen veriler ile başlangıçta oluşturulan ön sınıflandırma revize edilerek geliştirilmiş ve başlangıçta belirlenmiş olan Malzemenin Fiziksel, Tepkisel, Üretken, Üretim ve Dijital Etmenliklerine ek olarak, analizler sonucunda Duyumsal ve Bağlamsal Etmenlikler de tanımlanarak sınıflandırma esnek ve ucu açık bir yapıya kavuşturulmuştur. Tezin ikinci aşamasında ise malzeme etmenliğinin tasarım süreci içerisinde değerlendirilmesi üzerine bir metodoloji önerisi geliştirilmiştir. Bu metodoloji, sırasıyla farkındalık (gözlemlenebilirlik, duyumsanabilirlik), kavramsallaştırma (algılanabilirlik, tarif edilebilirlik) ve değerlendirme (analiz edilebilirlik, değerlendirilebilirlik) adlı üç ana düzeyde altı aşamalı olarak kurgulanmıştır. Bu yapı malzeme etmenliğinin örtük halden görünür ve çözümlemeye elverişli bir duruma taşınmasını hedeflemektedir. Malzeme etmenliği bağlamsal bir kavram olduğundan dolayı önce tasarım süreci içerisinde metodolojiyi test etmek ve uygulamak üzere öncül bir vaka çalışması gerçekleştirilmiştir. Analog dokuma temelli fiziksel bir prototipleme süreci gerçekleştirilmiş ve bu süreçte malzeme davranışlarının nasıl ortaya çıktığı ve tasarımcının eylemleri ve süreç ile nasıl etkileştiği incelenmiştir. Dokuma pratiği, tasarımcı ile malzeme arasındaki bir müzakere arayüzü olarak ele alınmıştır. Yapma süreci, bilginin tasarım sürecinin kendisi aracılığıyla üretildiği“tasarım yoluyla araştırma”yaklaşımı doğrultusunda, aynı zamanda bir araştırma yöntemi olarak kullanılmıştır. Ardından, süreç verileri“eylem üzerine yansıtma”yaklaşımı ile analiz edilmiştir. Elde edilen gözlemler ile, üretim sürecinde gözlemlenen malzeme ve tasarımcı etkileşimlerini görünür kılan bir yapma grameri oluşturulmuştur. Daha sonra prototipleme sürecinin açık bir şekilde analiz edilebilmesi için tasarım süreci içerisinde tasarımcının malzeme ile etkileşimi sonucunda malzeme etkileri ve buna karşılık gelen tasarımcı müdahalelerinin dökümünün çıkarıldığı kural tabanlı bir yapma denklemi yaklaşımı geliştirilmiş ve bu sayede malzeme etmenliğinin analiz edilebilir olması sağlanmıştır. Son olarak, tasarım süreçlerine yönelik etmenliklerin ve özellikle malzeme etmenliğinin sistematik ve çok boyutlu bir değerlendirmesini yapmak için çalışmada bir etmenlik değerlendirme yöntemi ve metriği geliştirilmiştir. Bu metrik, tasarım sürecini kritik karar anlarını temsil eden Stratejik Düğüm Noktaları (SD) üzerinden analiz ederek, her bir düğümde hangi insan, insan-dışı veya bağlamsal etmenin hangi parametrelerle etkili olduğunu haritalamaktadır. Bu çıktılar, hesaplamalı tasarım ortamlarında malzeme davranışlarının etkisini tanımlamak ve ölçmek için pratik bir çerçeve sunmaktadır. Tez araştırması sonucunda, malzemenin yalnızca biçimi oluşturan bir bileşen olmadığı; etkin bir şekilde tasarımı şekillendirebildiği, hatta karar alma süreçlerini doğrudan etkileyerek tasarım ve yapma sürecine yön verebildiği ortaya konmuştur. Bu doğrultuda,“malzeme etmenliği”tasarım sürecine katılan insan, insan-dışı ve bağlamsal unsurlar arasındaki ilişkisel ağ içinde, malzemenin karar noktalarına etkide bulunma kapasitesi olarak tanımlanmıştır. Tasarımcı ise her şeye hâkim bir fail olarak değil, farklı etmenler arasındaki karmaşık ilişkileri yöneten bir arabulucu olarak yeniden konumlandırılmıştır. Böylece tasarım süreci, çeşitli aktörlerin etkileşimlerinin ortak ürünü olan dinamik bir süreç olarak anlaşılmaktadır. Çalışma, hesaplamalı düşünce ile zanaat temelli analog üretim arasında kurulan hibrit yapıyı, sistematik bir değerlendirme metriği ile birleştirerek mimarlık kuramına hem metodolojik hem de kavramsal düzeyde katkılar sunmaktadır. Malzeme etmenliği gibi soyut bir kavramı, gözlemlenebilir, analiz edilebilir ve hatta değerlendirilebilir kılan sistematik bir çerçeve oluşturulmuştur. Çalışma, geliştirilen metodolojinin dokuma prototiplemesi üzerinden test edilmesinden kaynaklanan yöntemsel sınırlılıkların olduğunu kabul etmekle birlikte, farklı üretim teknikleri ve malzeme türlerine uyarlanması için geliştirilmeye açık olduğunu ve ileride yapılacak daha kapsamlı çalışmalar için bir zemin oluşturduğunu vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Historically, design practice has been defined by the role of the human subject – particularly the designer – as the decision-maker and form-giver. In this understanding, the design process was conceptualized as the externalization of an idea from the designer's mind through instrumental elements such as materials. However, the paradigm shift in the 21st-century humanities and architectural theory has questioned this human-centered perspective, replacing it with approaches centered on multi-agent, distributed, and relational processes. With this transformation, design is no longer merely a mental and formal activity; it has become a multidimensional process embedded within a complex network of relationships established with computational tools, algorithms, digital fabrication techniques, and materials. In this new design paradigm, the role of material is also undergoing a transformation. Whereas in traditional approaches the impact of the material on the process remained largely intuitive and implicit, in contemporary approaches it has begun to be seen as an active component that guides the process, influences formal decisions, and even provides feedback to the designer. The concept of 'material agency,' which emerges in this context, expresses that material entities are too effective to be merely instrumentalized and that they can take on determinative roles in the design's formation process. However, despite this theoretical transformation, applied and systematic studies that address how material agency in architecture can be defined, observed, and particularly evaluated, remain scarce. Questions such as the forms of interaction the material exhibits throughout the production process, how it affects the designer, or how it directs the process are mostly addressed through intuitive examples or qualitative narratives. This situation makes it difficult to evaluate material agency in a way that is compatible with computational design principles, thereby revealing the need for new methodological frameworks. In response to the problem area defined above, this thesis both redefines material agency on a theoretical level and proposes a methodology to make this agency visible and evaluable through an experimental prototyping process. The study is structured around three fundamental research questions: (1) How can material agency be defined and conceptualized within the discipline of computational design? (2) How can material agency be observed and analyzed during the processes of design and making? (3) What kind of methodology can be developed to evaluate the operation of material agency in the design process? The research begins by establishing a theoretical foundation through the examination of contemporary theoretical perspectives -particularly within the context of post-humanist and new-materialist theories- that critique human-centered approaches. These perspectives emphasize that agency cannot be reduced solely to human intention but is distributed among human and non-human actors. Then, a two-phase methodology was adopted to answer the thesis's research questions. In the first phase, a preliminary classification of the sub-components of agency and material agency in computational design practice was structured by the researcher to create a conceptual framework for the subsequent stages. Within this preliminary classification, the categories of human, non-human, and contextual agencies in computational design practice, along with the sub-components of material agency, were defined. Afterwards, a survey was conducted to test and develop this classification's relevance in designers' practices. The survey was carried out with 20 designers from various design disciplines and tested the conceptual validity of the classification at a preliminary level. The findings served as a guide for the thematic analysis conducted in the next stage. Following that, a systematic literature review of computational pavilion projects from the last decade was carried out using the Web of Science online database. During this analysis process, the architectural projects examined were coded through the lens of material agency and associated with the relevant material agencies. With the data obtained from the survey study and the thematic literature review, the preliminary classification created at the beginning was revised and developed. In addition to the initially identified Physical, Reactive, Generative, Fabrication, and Digital Agencies of the material, the analyses led to the identification of Sensorial and Contextual Agencies, thereby giving the classification a flexible and open-ended structure. In the second phase of the thesis, a methodology proposal was developed for the evaluation of material agency within the design process. This methodology was structured in six stages across three main levels: recognition (observability, perceivability), conceptualization (comprehensibility, describability), and evaluation (analyzability, evaluability). This structure aims to transition material agency from an implicit state to a visible and analyzable condition. Since material agency is a contextual concept, a preliminary case study was first conducted to test and apply the methodology within a design process. An analog weaving-based physical prototyping process was carried out, during which it was examined how material behaviors emerge and interact with the designer's actions and the process. The practice of weaving was used as a negotiation interface between the designer and the material. The process of making has also been used as a research method, in line with the 'research through design' approach, where knowledge is generated through the design process itself. Subsequently, the process data was analyzed using the 'reflection-on-action' approach. With the obtained observations, a making grammar was created that makes the observed material and designer interactions visible. To provide a clear analysis of the prototyping process, a rule-based making equation approach was developed within the design process, which enables designers to document the material effects and corresponding designer interventions resulting from the designer's interaction with the material. Thus, it became possible to analyze the agency of the material in the process. Finally, an agency evaluation method and metric were developed in the study to conduct a systematic and multidimensional evaluation of agencies, particularly material agency, for design processes. This metric analyzes the design process through Strategic Nodes (SNs) that represent critical decision points, mapping which human, non-human, or contextual agent influences which parameters at each node. These outputs provide a practical framework for defining and measuring the impact of material behaviors in computational design environments. As a result of the thesis research, it has been demonstrated that material is not merely a component that constitutes form; it can actively shape the design and even direct the design and making process by directly influencing decision-making. Accordingly, 'material agency' is defined as the capacity of the material to influence decision points within the relational network of human, non-human, and contextual factors involved in the design process. The designer, in turn, has been repositioned not as a dominant agent, but as a mediator who manages complex relationships between different agencies. Thus, the design process is understood as a dynamic process that is the joint product of the interactions of various actors. By combining the hybrid structure established between computational thinking and craft-based analog production with a systematic evaluation metric, the study offers both methodological and conceptual contributions to architectural theory. A systematic framework has been created that makes an abstract concept like material agency observable, analyzable, and even evaluable. While the study acknowledges the methodological limitations arising from testing the developed methodology through weaving prototyping, it emphasizes that it is open to development for adaptation to different production techniques and material types, and that it establishes a foundation for more comprehensive future studies.
Benzer Tezler
- Çevresel performans odaklı adaptif cephe modülü için akıllı sistem tasarımı
Intelligent system design for environmental performance oriented adaptive façade module
ERHAN KARAKOÇ
- Güneş mimarisi elemanlarının ısıl verimlerinin Türkiye iklim şartları ve yapı konstrüksiyonları için hesaplanması
Calculating thermal efficiency of solar elements with respect to structural constructions and climatic conditions in Turkey
SEMİHA KARTAL
- Sabit mıknatıslı senkron generatörlü rüzgar türbin sistemlerinin kaotik analizi ve senkronizasyonu
Chaotic analysis and synchronization in permanent magnet synchron generator of wind turbine systems
ABDALLAH MOUSSA YAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ UYAROĞLU
- Opak, inorganik cephe kaplama malzemeleri ve uygulama yöntemlerinin bina enerji performansına etkileri
Effects of opaque, inorganic facade cladding materials and application methods on building energy performance
BURÇİN BALIKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA KUŞ
- Comparative evaluations of traditional house to achieved passive house standard in terms of global warming potential and energy efficiency
Geleneksel ev ile ulaşılan pasif ev standardının küresel ısınma potansiyeli ve enerji verimliliği açısından karşılaştırılması
SİMGE VAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SÖZER