Biyomimetik cephelerde gün ışığı kontrolü

Abstract

Geçmişten günümüze dünyada teknoloji, sanayi, ekonomi gibi birçok alanda yenilikler ve gelişmeler yaşanmıştır. Ancak bu yeniliklerin çevre üzerindeki etkileri gün geçtikçe artmakta ve bu durum doğal çevre üzerinde birtakım olumsuz sonuçlar doğurmaktadır. Mimarlık da dünyadaki değişimlerden ve toplum dinamiklerinden etkilenmekte, bu etkileşimi mimari tasarımlara yansıtmakta ve çeşitli problemleri farklı yaklaşım biçimleri ile çözmektedir. Son yıllarda ekolojik tasarım ve sürdürülebilir tasarım ile adı geçen biyomimikri yaklaşımından, problemlere doğadan referans alarak çözüm üretebilmesi sayesinde sıklıkla söz edilmektedir. Literatüre 1950'lerde giren bu yaklaşım, yeni malzemelerin, teknolojilerin ve yöntemlerin geliştirilmesi için güçlü bir konsept ve araç olma potansiyeli bulundurmaktadır. Biyomimikri yaklaşımı, doğayı biçimsel bir taklidin ötesine taşımakta ve doğa gibi davranma yollarını da araştırmaktadır. Biyomimikrinin temel amacı, doğal ekosistemlerin karmaşıklığını ve verimliliğini anlamak, bu anlayıştan yararlanarak sürdürülebilir teknolojiler geliştirmek ve doğal kaynakları daha etkin kullanmaktır. Biyomimikri sürdürülebilirliğin ayrılmaz bir parçasıdır ve dengelerini insan yapımı sistemlere entegre ederek doğayla uyumlu çözümler sunmaktadır. Doğal çevre ve tasarım sorunlarına, doğada bulunan problem çözücülük özelliği sayesinde biyomimikri yaklaşımının mimari tasarımlarda kullanılmasıyla birlikte, rüzgar, gün ışığı gibi doğal kaynakları kullanarak enerji tasarrufunu sağlamaya yardımcı olan ve fiziksel çevre kontrolünü sağlayabilen, parametrik, kinetik, algoritmik tasarıma sahip cepheler oluşturulabilmektedir. Konfor türlerinden biri olan görsel konfor, aydınlatma gereksinimlerinin temel belirleyicisidir. Kontrolsüz gün ışığı, kullanıcı konforu, üretkenliği ve insan sağlığı ile olumsuz etkileşimlere yol açabilecek görsel ve termal sorunları beraberinde getirir. Okuma, yazma, çalışma ve bilgisayar etkinliklerinin gerçekleştirildiği ofis, kütüphane gibi mekanların kullanıcı memnuniyetini artırmak için gün ışığı performansı açısından iyi tasarlanması gerekmektedir. Yapı tasarımında gün ışığı ile aydınlatma stratejilerinin, floresan aydınlatmanın ve mekanik havalandırmanın yaygınlaşması ile bu yüzyılın ortalarına kadar tasarımın erken aşamalarında genellikle yeteri kadar göz önüne alınmadığı söylenebilir. Ancak, günümüzde sürdürülebilirlik kavramının da literatürde irdelenmesi ve yaşamın her alanında kendine yer bulması ile mimari tasarımlarda gün ışığı daha önemli bir konuma gelmiş, gün ışığı kontrolünü sağlamaya yönelik tasarım örnekleri sık görülür olmuştur. Tasarım alanında olduğu gibi, inşaat sektöründe de binalarda gün ışığından yararlanmaya yönelik yeni ve yenilikçi teknolojileri tanımlayan ve bu sistemlerin performansını değerlendiren kapsamlı bir referansa ihtiyaç duyulmaktadır. Hem tasarım hem de inşaat sektöründe gün ışığı kontrolüne yönelik yeni yaklaşımların ve teknolojilerin arayışları, gün ışığı kontrolünün sağlanması ve gün ışığı ile aydınlatmanın önemini göstermektedir. Doğal çevrenin en önemli bileşenlerinden olan gün ışığının, tasarımlarda doğadan ilham alma olarak tanımlanabilen biyomimikri yaklaşımı ile birlikte ele alınması ve biyomimikrinin gün ışığı kontrolünü sağlamaya yönelik kullanılması, yaklaşımın doğasına uygun olup bir tasarım problemi olabilecek gün ışığı kontrolüne doğadan çözüm ilkeleri uygulanabilir ve gün ışığı kontrolü sağlanabilir. Bu nedenle tezde İstanbul, Antalya ve Erzurum konumlarındaki sanal ofis yapısında biyomimetik cephe önerileri yapılıp bu cephelerin gün ışığı kontrolüne etkileri ölçülecek ve gün ışığı kontrolünün biyomimetik cephelerin tasarımındaki etkileri gözlemlenecektir. Çalışmada biyomimetik cephelerde fiziksel çevre unsurlarını kullanma performansı, bu kapsamda fiziksel çevre unsurlarından olan gün ışığının kontrolü ve biyomimetik cephelerin fiziksel çevreye göre değiştirilebilirliği analiz edilecektir. Çalışmada biyomimetik cephelerin konfor koşullarından olan görsel konforu sağlamaya yönelik, biyomimetik yaklaşım tipleri, seviyeleri ve alt seviyeleri bağlamında esnek bir biçimde değiştirilebilme imkanının gösterilebilmesi ve biyomimetik cephelerin gün ışığı kontrolünü sağlama başarısının ölçülmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada dört ana adımlı bir model önerilmiştir. Modele göre, ilk kısımda biyomimikri yaklaşımı hakkında bilgi verilecek, ikinci kısımda biyomimikri seviye ve yaklaşımları aktarılacak, üçüncü kısımda gün ışığı kontrol parametreleri bağlamında biyomimetik cephe tasarlanacaktır. Dördüncü kısımda tasarlanan cephenin gün ışığı performansı simülasyon programları ile ölçülecek; ardından optimizasyon sağlanacak, sağlanamadığı takdirde gün ışığı kontrolü bağlamında biyomimetik cephe tasarım parametreleri tekrar gözden geçirilecek, bu tasarım parametrelerinin gün ışığı kontrolüne etkileri de gözlemlenmiş olunacak ve ikinci cephe tasarım önerisi yapılacaktır. İkinci öneriden sonra ise tekrardan optimizasyon aşamasına geçilecek ve analiz sonuçları değerlendirilecektir.