Cephede Güneş Kırıcı Elemanların Fraktal Geometri ile Tasarımı

Mimarlıkta bilgisayar destekli tasarım günümüzde gittikçe yaygınlaşmaya başlamıştır. Yaygınlaşan bu tasarım yöntemi ile çeşitli hesaplamalar sonucu mimari eleman üretimleri de kolaylıkla yapılabilir olmuştur. Mimari Tasarımda Üretken Sistemler adlı ders için gerçekleştirilen bu çalışmada ise üretken sistem tasarımına fraktal sistemler üzerinden yaklaşılmıştır. Mimari eleman olarak cephedeki güneş kırıcılar seçilmiş olup günümüzde kullanımda olan yaygın örnekleri üzerinden vaka analizi yapılmıştır. En yaygın olarak kullanılanları yatay, dikey veya delikli olarak sınıflandırılabilir. Bu çalışmada ise amaç günümüzde kullanılan bu güneş kırıcı sistemlerinin üç boyutlu elemanlar ile yeniden üretilmesidir. Bu üç boyutlu elemanlar ile hem yatayda hem dikeyde çalışabilecek birimler üretilmesi hedeflenir. Çalışma iki adım üzerinden ilerler. İlk adım cephe üzerinde kullanılacak olan birim formun üretilmesini ve cephe yüzeyinde fraktal geometriler ile çoğaltılmasını kapsar. Oluşturulacak birim formlara iki farklı açıdan yaklaşılmıştır. Bunlardan biri iki boyutlu örüntülerin üç boyuta aktarılmasıyken diğeri ise direkt olarak üç boyutlu örüntülerin üretilmesiyle elde edilmesidir. Üç boyutlu birimlerin üretilmesi sürecinde Erwin Hauer adlı heykeltıraşın işleri incelenmiş ve minimal yüzeylerin mimari elemanlarda kullanımı fark edilmiştir. Bu yönelimden sonra üç yönlü periyodik yüzeyler üzerinde çalışma devam etmiştir. Bu üç yönlü periyodik yüzeyler arasından Gyroid seçilmiştir. Seçilen birim geometriden sonra bu geometri 3 metre yüksekliğinde, 5 metre genişliğinde ve 7 metre derinliğinde bir mekânın 3 metreye 5 metre olan cephesinde kullanılmıştır. Autopoiesis kavramına ise kullanılacak olan cephedeki kalınlık üzerinden yaklaşılmıştır. Burada kalınlık değiştikçe içeriye giren ışık miktarı da etkilieneceği için Autopoiesis kavramına uygun canlı bir değişken olarak cephe kalınlığı seçilmiştir. Kalınlık üzerindeki değişimler sonucun iç mekânda güneşlenme oranları da değişebilecektir. İkinci adım ise elde edilen cephe yüzeyinin iklim verileri ve kullanıcı üzerinde etkilerinin optimizasyonu işlemidir. Optimizasyon işlemi cephe yüzeyinde kullanılacak olan malzemenin azaltılması üzerinedir. Optimizasyon öncesi ve optimizasyon sonrası iç mekânın dışarıya olan görüşü üzerine etkisi ve oluşturulan cephe elemanının arkasında kalan mekânın yıllık güneş alma analizinin yapılmasıyla gerçekleşir. Yapılan analizler sonucunda daha az malzeme ile de aynı güneşlenme konforu sağlanırken görüş açısında ciddi bir artış saptanmıştır. Bunun sonucunda daha az malzeme kullanmak için elde edilen formun boşluklu bir malzeme ile yapılması önerilmiştir. Tüm çalışmanın sonucunda ise her cephede kullanılabilecek ortak bir güneş kırıcı eleman üretimi gerçekleştirilmiştir.