Bioinspired kinetic architecture and adaptive component desing proposal

Abstract

Mimari insanları ve onların eşyalarını dış ortamdan, rüzgar, yağmur ve yoğun güneş ışığı gibi sert iklim koşullarından koruyan strüktürler olarak tanımlanır. Kinetik mimari çeşitli çevresel şartları adapte ederek sürdürülebilirliğe erişmek için kullanılan yeni tasarım yöntemidir. Kinetik mimari ile ilgili önceden yapılan çalışmalar sıklıkla harekete geçirme ve kinetik dönüşüm için mekanik bileşenleri ve sistemleri kullanmayı kapsamaktadır. Kinetik mimariyi tasarlamak ya doğadan biçim değiştiren malzemelerin devriminden; ya da var olan mekanik yaklaşımlardan faydalanır. Bu tezde, yaprak gözeneklerinden adaptasyon prensipleri biçim değiştiren malzemelerden faydalanılarak az enerji tüketimiyle çevresel değişimlere uyum sağlayabilen, uyarlanabilir bileşen sunmak için uygulanır. Bu araştırmada biyolojiden esinlenmiş tasarım yaklaşımlarına dayanarak kinetik uyarlanabilir bina sistemleri için alternatif tasarım stratejileri araştırılmıştır. Bir organizmanın iç ortamı homeostasis denilen düzenleyici mekanizmalarla çevredeki çeşitliliğe rağmen belirli limitlerde sabit tutulur. Bu stratejilerin araştırılması ve analizi mimar ve mühendislerin bu stratejileri kinetik bina tasarımına transfer etmelerini sağlar. Doğadan esinlenen başarılı uyum stratejilerinin uygulanması, uyum sağlayabilen bina sistemlerinin yaşayan organizmalar ya da dinamik çevresel değişimlere uyum sağlayabilen doğal sistemler gibi davranmasını sağlar. Bitkiler lifli elastiklik kompozisyonlarından dolayı, minimum enerji kullanımıyla mobilete sağlayan kinetik sistemlere örnektir, ve sezme ve harekete geçirme kapasitelerini sistemlerine entegre edebilirler. Bitkilerin gözenekleri, mekandaki kullanıcılara iç ortam konforu sağladığı, CO2 ve sıcaklık değişimlerine adapte olabildikleri için uyarlanabilir bileşen için rol model olarak seçilmiştir. Bu uyarlanabilir bileşen modülü talep kontrollü havalandırmaya ihtiyaç duyulan sınıf, tiyatro, oditoryum, bilgi merkezi, stadyum ve cami gibi kullanımın aralıklı olduğu ve genellikle maksimum tasarım kullanımının olduğu ortamlarda en etkilidir. Uyarlanabilir bileşeninin çalışma prensipleri ve üç uygulana senaryosu detaylı olarak tartışılmış ve çevresel katkıları açıklanmıştır. Bu araştırmanın bir diğer amacı da kinetik sistemlerin uyarlanması için alternatif malzeme sistemlerini keşfetmektir. Biçim değiştiren malzemelerin gelişimi kinetik mimarinin tasarlanmasını da etkiler. Mimari kabuklar için biçim değiştiren malzemelerin uygulanmasının modüler sitemlerde sağladığı, çeşitli çevresel durumlara yeni olanaklar ortaya çıkarılmıştır. Şekil bellekli alaşım düşük sıcaklıktaki kinetik davranışı ve biçim hafıza etkisi için ADAPTIVE COMPONENT kullanılır. Bu araştırmadan kinetik mimari sistemler için biçim değiştiren malzemelerden faydalanılması, biyolojiden esinlenmiş uyarlanabilir sürdürülebilir binaların bitkilerin uyum prensiplerinin mimari tasarım çözümlerine dönüştürülmesi ile başarılabileceği sonucuna varılabilir.