Görsel ve termal konforu iyileştirmeye yönelik origami tabanlı duyarlı cephe modeli
Origami-based responsive facade model to improve visual and thermal comfort
Yazar: BETÜL KAHRAMANOGLU
Danışman: DOÇ. DR. NEŞE ÇAKICI ALP
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte yapılardan beklenen, sürekli değişen çevresel koşullara cevap veren ve kendini değiştirme potansiyeline sahip uyarlanabilir cephelere sahip olmasıdır. Cephenin uyum göstermesi yalnızca iklime duyarlı olmayı değil kullanıcı, nesne gibi farklı etkenler karşısında ve farklı ölçeklerde değişkenlik gösterebilme durumudur. Uyarlanabilir cepheler ve gölgeleme teknolojileri, cephe sisteminin, dış ortam iklimi, gün ışığı talepleri ve güneş açılarına göre tepki vermesine ve değiştirmesine izin vererek, ışık, hava ve güneş enerjisinin yönetilmesini sağlayan, aynı zamanda kullanıcı konforunu ve enerji tasarrufunu en üst düzeye çıkaran gelişmiş sistemler olarak görülmektedir.
Yapılan literatür taramalarında araştırmaların çoğunun gün ışığı performansına ve yapay ışık tüketimini azaltmaya odaklandığı görülmektedir. Bununla birlikte dış görüş memnuniyeti için araştırma ve çalışmalar yetersizdir. Önceki çalışmaların boşlukları ve potansiyelleri dikkate alınarak, tezde kullanıcıların görsel konforunda (yani iç mekân aydınlatma seviyelerinde ve dış çevre görünürlüğünde) minimum azalma ile güneş ısı kazancını ve dolayısıyla binanın enerji tüketimini azaltan origami tabanlı, duyarlı (responsive) bir cephe önerisi sunmak amaçlandı. 
Bu kapsamda, origaminin temel özellikleri ve origamiden ilham alan duyarlı cephelerin performans değerlendirmesinin nasıl yapıldığı literatür üzerinden araştırmalar yaparak incelendi. Kullanılan yazılımlar ve araçlar incelenerek amaçlanan çalışmayı yapmak için Rhino ve eklentileri ile simülasyon modeli oluşturuldu. Mevcut örneklerden yararlanılarak görsel konforu değerlendirmek için çalışmada, Gün Işığı Özerkliği, Gün Işığı Parlama Olasılığı, Faydalı Gün Işığı Aydınlatması, Faydalı Gün Işığı Aydınlatmasını Aşma ve görsel performans kriterleri dahil olmak üzere temel gün ışığı performans ölçümlerini dikkate alan bir simülasyon modeli ile simülasyonlar gerçekleştirildi. Çalışma sonunda, simülasyon sonuçlarını ele alarak genel bir değerlendirme yapıldı. Sonuçlar, gün ışığı performansını iyileştirmek için ORF-4 modülünün çalışmada tasarlanan diğer modüllere kıyasla en iyi performansı sağladığını göstermektedir.

Abstract:
With the advancement of technology, buildings are expected to have responsive facades that respond to ever-changing environmental conditions and have the potential to change themselves. The responsive facade is not only being sensitive to the climate but also being able to show variability in the face of different factors such as the occupant and the object and at different scales. Responsive facades and shading technologies are advanced systems that allow the facade system to respond and change according to the outdoor climate, daylight demands and sun angles, allowing the management of light, air, and solar energy while maximising occupant comfort and energy savings.
In the literature reviews, it is seen that most of the research focuses on daylight performance and reducing artificial light consumption. However, research and studies are insufficient for external view satisfaction. This research aims to present the comfort conditions and external view satisfaction in an integrated manner in the design process, considering the locations of the building occupants and the lacks and potentials of previous studies.
In this context, the aim of the thesis is to present an origami-based responsive façade that reduces the solar heat gain and therefore the energy consumption of the building, with minimal reduction in the visual comfort of the users (i.e. indoor lighting levels and external environmental visibility). Since the study aims to investigate daylight homogeneity in origami-based responsive facade design, the basic properties of origami and how to evaluate the performance of origami-inspired responsive facades were examined by conducting a literature review. By examining the software and tools used, a simulation model was created with Rhino and its plugins to carry out the intended study. Evaluation criteria were determined by using existing examples and visual performance results were examined. At the end of the study, a general evaluation was made by considering the simulation results. The results demonstrate the high performance of origami-based modules to improve daylight performance.