İç mimari yüzey tasarımında simetri algoritmalarının kullanımına yönelikbir model önerisi
A model proposal for the usage of the algorithms of symmetry on the interior surface design
Yazar: KORCAN GÜLFİDAN
Danışman: PROF. DR. İPEK FİTOZ
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İç Mimarlık Ana Bilim Dalı / İç Mimarlık Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; İç Mimari ve Dekorasyon = Interior Design and Decoration
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Döşeme tasarımı = Floor design ; Geometrik tasarım = Geometric design ; Sayısal tasarım = Digital design ; Simetri = Symmetry ; Üretkenlik = Generativity

Özet:
Doğada biçimlenme yöntemleri sayılamayacak kadar çeşitlidir. Bu çeşitlilikte verim, tasarruf ve yarar olguları ile doğrudan ilişkili olarak görev alan simetri, fiziksel çevrelerdeki tüm etkinliklerin temelindedir. İnsan yapısı çevrelerin inşasında uyum ve düzen sağlamak amacıyla simetriyi doğada oluşturan yollar taklit edilmiş; simetriye duyulan bu ilgi, tasarımı görsel, anlamsal ya da işlevsel düzeylerde ilgilendirebilecek çeşitli doğaya öykünme modelleri ortaya çıkarmıştır. Bu biyomimetik süreçler kimi zaman estetik, kimi zaman yapısal beklentilerle şekillenmiş; simetrinin kompaktlık getirileri ile yapısal ve üretimsel faydalar da sağlanmıştır. 

Günümüzde tasarım süreçlerinde kullanılan kimi teknolojik araçlar, simetrinin doğadaki en az enerji ile en çok verim sağlayabilme amacını insan yapısı çevreler için yeniden düşünebilme imkanı sunmaktadır. Simetrinin doğadaki ihtişamlı örneklerinden kar tanelerinde su moleküllerinin sayısız çeşitlilikteki olasılıkların kısa yollarını takip etmesi ya da arıların en tasarruflu ve kompakt yöntemlerle bal peteklerini inşa etmesi gibi simetriye ilişkin değerler yapay dünyamızı şekillendiren tasarımlar içinde tasarruf potansiyeli taşıyabilir. Doğal ve yapay olan arasında bu bağlamda kurulan bir bağdan ve bu bilinçle doğadan edinilen bilgileri tasarım eylemiyle yeniden doğa ile ilişkili tutma düşüncesinden hareketle; mekânsal bütünlükleri algılamamızı sağlayan yüzeyler, simetri ışığında verimsel beklentilerle yeniden değerlendirilebilir.

Çalışma, simetrinin doğa, tasarımcı ve tasarım arasındaki döngü için olası yöntemsel katkılarını araştırma ve doğal modülerliğin malzeme, enerji ve zaman tasarrufu etkenlerini iç mimari yüzey tasarım süreci ile örtüştürme amaçları üzerine inşa edilmiştir. Çalışmada, doğa bilimleri, sanat ve matematik gibi çeşitli alanların kesişimindeki simetri kavramına dair olan ve bu alanlardan derlenen nitel ve nicel bulgulara ve kavramın estetik ve pragmatik doğasını irdeleyen çeşitli dünya görüşlerine yer verilmiştir. Pek çoğu sanat ve bilim arasında geçişkenlik taşıyan söz konusu mevcut bulgular üzerine, araştırmaları iç mimarlık odağında değerlendirmeye olanak tanıyacak unsurlar derlenmiş, iç mimari yüzey tasarımları için sistematik bir yöntem tasarımı önerilmiştir. Geliştirilen algoritma tabanlı tasarım süreci için modül ve yüzey tasarımında verim beklentisini karşılamak adına, simetri grup kuramını temel alan tariflerin yer aldığı, dijital ve fiziksel ortamda üretim yollarını araştıran deneysel bir yöntem kurgulanmıştır. Doğa ile ilişkili bu kuramsal modelin tasarım sürecine adaptasyonu için biçim üretiminde sayısal değerler aracılığıyla denetlenebilir kalıtsal ilişkiler planlamaya olanak tanıyan üretken tasarım aygıtları kullanılmıştır. Üretken tasarım yöntemi, simetriye ve doğadaki modülerliğe dair analojik basitleştirmelere olanak tanımış ve simetrik etkinliklerin doğadakine benzer kalıtsal benzerlikler yoluyla değerlendirilebilmesini sağlamıştır. 

Çalışma, simetrinin getirileri ile az sayıda işlemle daha fazla yöntem dizini oluşturmak, az enerji ile daha fazla sonuç elde edebilmek, az sayıda prototip ile daha fazla anlamlı bütün üretebilmek gibi verimsel kaygılara bağlıdır. Bu bağlamda simetrinin noktasal olasılıklarından yola çıkarak, doğrultusal ve düzlemsel düzenlilik belirtebilecek tüm etkinlik şablonları algoritma tabanlı tasarım yöntemiyle yeniden kurgulanmış, ikinci boyutta ifade edilebilecek bu şablonlar sonraki adımda mekânsal projeksiyonlara dönüştürülmüştür. İç mimari yüzey tasarım ölçeğinde kullanılabilir bu sayısal parametreler aracılığıyla 418 adet modüler yüzey tasarımı üretilmiş ve dijital ortamda tasnif edilmiştir. Doğanın fiziksel sınırlarını pragmatik anlamda temel alarak tasarlanan algoritmayla eşbiçimli modülerlik içeren farklı mekânsal dizgelerde de kullanılabilecek sistematik bir şablon üretilmiş; doğal ve yapay yüzeylerin zaman ve maliyet verimliliği çerçevesinde benzer roller üstlenebileceği sonucuna varılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: İç Mimari Yüzey Tasarımı, Algoritma Destekli Tasarım, Üretken Tasarım, Döşeme Örüntüleri, Simetri Grupları, Doğa ve Modülerlik

Abstract:
Formation methods of nature are boundless. In this abundance, the symmetry, which is directly associated with cost and time efficiency, lies behind all activities in physical environments. Since the time immemorial, the symmetry, which has been counted as a factor of harmony and order in human made environments, as a visual, spiritual and functional tool, has been seen as a connection path between the designer and the nature. Biomimetic processes in which symmetry involves, have been shaped by aesthetic and structural expectations; providing compactness and productive contributions to the design processes beside its visual and semantic benefits. 

The technological tools used in design practice today offer opportunities for designers to review the function of symmetry to provide more efficiency with less energy in order to build new methods for human-made environments. Correlatively with the water molecules following the shortest paths of numerous varieties of snowflakes or the honeycombs built by the bees with the most time and material efficient methods, the elements related with symmetry like compactness and modularity also may have saving potential for our artificial world. Based on the connection established within this framework between the natural and the artificial, the surfaces that enable us to perceive the spatial integrities may also be evaluated under the concepts of symmetry and efficiency with the aim of accommodating the design methods with the natural models in order to develop new point of view.

This study is based on the aims of detecting the possible methodological contributions of the symmetry and adopting the efficiency goals of the nature in favor of building a new design methodology for interior surface design. In the study, both qualitative and quantitative findings from distinct studies mainly from the fields of natural sciences, art, philosophy and mathematics emphasizing the relationship between symmetry, form and efficiency selected with the aim of building a systematical method for interior surface design. An experimental method, which includes the descriptions based on symmetry group theory, has been set up, to investigate production methods in both digital and physical environments in order to fulfil the efficiency criteria for the modularization of the surface with an algorithm aided design process. For the adaptation of this nature-related theoretical model to a surface design method, generative design tools that allow controlling genetic relationships through numerical values were used for form finding. The generative design method allowed geometrical simplifications of modularity and enabled the symmetrical activities of artificial surfaces to be evaluated through their numerical similarities which operates analogously with nature; thus, a total of 418 modular surface designs have been generated and classified in digital environment.

All the two-dimensional and regular activities of symmetry were tested in the context of interior architectural surfaces, depending on cost and time efficiency concerns such as creating more outputs with less number of operations, obtaining wide range of result with less energy, producing low cost physical integrities with less number of prototypes with the benefits of the symmetry. By means of the algorithm that designed, a systematic template which can be applied in different spatial systems containing isomorphic modularity was created in order to use the natural boundaries as a pragmatic tool and it has been concluded that natural and artificial surfaces can play similar roles in terms of cost and time efficiency.

Keywords: Interior Surface Design, Algorithms-Aided Design, Generative Design, Tiling, Symmetry Group, Nature and Modularity