Yapı elemanı tasarım destek araçlarının kullanılabilirliğinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation on usability of building element design tools
Yazar: H. NUR GENÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. M. CEM ALTUN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Tasarım ilkeleri = Design principles ; Tasarım süreci = Design process ; Tasarım yöntemleri = Design methods ; Yapı elemanları = Building elements

Özet:
Gelişmiş endüstri ülkelerinde, 1950'ler itibariyle endüstriyel devrimin bir sonucuolarak, tasarlama eyleminde değişiklikler meydana gelmeye başlamıştır. Hızlagelişen teknoloji, malzeme çeşitliliği, insanların hayatlarındaki hızlı değişim ve budeğişim sonucu çeşitlenen istekler, üretimin hızlanmasını gerektirmiş, ?denemeyanılma?yöntemi ile doğru sonuca ulaşma yetersiz kalmıştır. Mimarlık dışı alanlardaçok büyük bir ivmeyle kendini gösteren bu değişim, daha sonra mimarlarca dafarkedilip eldeki sistemlerin mimariye uyarlanması şeklinde ilk yöntemleşmeçalışmalarına başlanmıştır. Bu çalışmalar sonunda elde edilen olumlu ve olumsuzsonuçlar, tasarlama eylemine yaklaşımı, ikiye ayırmıştır. Sezgisel ve sistemli olarakadlandırabileceğimiz bu iki nokta, tasarım eyleminin mekanizmasının sorgulanmasısırasında birçok araştırmaya konu olmuş ve günümüzde tasarlama yönteminin, bu ikinokta arasında sonsuz seçenekte üretilebileceği görülmüştür. Her tasarımcı,kendisine bu iki uç arasında uygun bir yer belirlemektedir, kimi sezgisel tasarıma,kimi de sistemli tasarıma yakın saflarda yer almaktadır.Bu çalışmada amaç, yapı elemanları tasarımında, sistemli tasarlama yöntemlerininaraştırılması ve mevcut bir sistemin, bir tasarım destek aracı olarak, deneyimsiztasarımcılarca kullanılabilirliğinin analizidir. Bu doğrultuda yapılan çalışmakapsamında öncelikle bütünden detaya inilerek, sistemler yaklaşımı ışığında binaolgusu irdelenmiş, binayı oluşturan yapı elemanları, sınıflandırmaları ve etki edenölçütler üzerine araştırmalar yapılmış, tasarım sürecinin analizine yönelik yöntemler,tasarımda sistemleşme ve mevcut yapı elemanı tasarım yaklaşımları incelenmiştir.Bu incelemeler sonucunda içeriği, kullanım kolaylığı ve netliği nedeniyle Peter Richve Yvonne Dean tarafından hazırlanan ?Yapı Elemanı Tasarım Prensipleri? (ThePrinciple of Building Element Design) kitabı ele alınarak bir yöntem oluşturulmuş vebu yöntemin kullanılabilirliği deneysel yöntemle irdelenmiştir. Burada amaç,modelin olumlu ve olumsuz yönlerinin ortaya konması ve yapı elemanı tasarımındasezgisel ve sistemli yöntemin bir karşılaştırmasının yapılması hedeflenmiştir.Yapılan bu tasarımda sistemleşme ile ilgili incelemeler kapsamında mevcut yapıelemanı tasarım yöntemleri derinlemesine analiz edilmiştir. Bu yöntemler içerisindentip detay tasarımına uygunluğu, adımlarının görece netliği ve kullanılabilirliğinindiğer modellere oranla kolaylığı nedeniyle Peter Rich ve Yvonne Dean tarafındanoluşturulmuş olan yöntem seçilerek bir akış şeması haline getirilmiştir. Yönteminpotansiyel kullanıcılarının deneyimsiz tasarımcılar olduğu düşünülerek, ortak eğitimgeçmişine sahip denek grupları oluşturmak amacıyla lisans eğitimin İstanbul TeknikÜniversitesi, Mimarlık Bölümünde tamamlamış olan ve yine İstanbul TeknikÜniversitesi'n bir yüksek lisans programına devam eden veya yeni mezun olmuşkişiler modeli deneyimlemek üzere seçilmiştir. Yüksek lisans eğitiminin kapsamsınırlaması içerisine alınmasının nedeni, modelin sağlıklı bir şekilde uygulanmasıamacıyla, akademik bakış açısına ve sistemli çalışmaya yatkın tasarımcılar tarafındanxxiikullanılmasını sağlamaktır. Bir diğer kapsam sınırlaması ise deneklerin yaş grubudur.Genel olarak 2006-2009.yılları arasında lisans eğitimini tamamlamış kadın ve erkekdenekler ile çalışılmıştır. Kadın-erkek oranında herhangi bir sınırlamabelirlenmemiştir.Peter Rich ve Yvonne Dean tarafından hazırlanan ?Yapı Elemanı TasarımPrensipleri? (The Principle of Building Element Design) kitabına mümkünolduğunca sadık kalınarak hazırlanan akış şeması, yöntemin kullanılabilirliğininaraştırılması için koşulları önceden belirlenmiş bir ortamda deneyimsiz tasarımcılaratatbik ettirilmiştir. Yapılan bu deneysel çalışma, Rich & Dean yapı elemanı tasarlamayöntemi ve deneklerin kendi kişisel tasarım yaklaşımlarının incelenmesine yönelikbir uygulamadır. Bu çalışmada gönüllülere kişi başı ortalama 5 saat süren bir deneyve sonrasında 31 soruluk, soruların tasarımın yöntemleşmesinin değerlendirilmesi,bütünsel tasarım ? yapı elemanları tasarımı ilişkisinin değerlendirilmesi, kullanılanyapı elemanı tasarlama yöntemlerinin değerlendirilmesi ana başlıkları altındatoplandığı bir anket uygulanmıştır.Deney ?bütünsel tasarım?, ?kişisel yaklaşım? ve ?Rich & Dean yöntemi? olmaküzere üç etaptan oluşmaktadır. Bütünsel tasarım etabında göz önüne alınmasıgereken tasarım girdileri verilerek, deneklerden anonim bir bekçi kulübesi için 1/100ölçekte birer tasarım yapmaları istenmiştir. Kişisel yaklaşım etabında ise tasarlamışoldukları bekçi kulübelerine ait dış duvar ve döşeme yapı elemanlarına ait tipik bölgedetaylarını tasarlamışlardır. Her iki etapta da deneklerin sorularını cevaplamakdışında herhangi bir müdahalede bulunulmamıştır. Son etap olan R&D Yöntemietabında da yine aynı bekçi kulübesine ait bu elemanları, bu kez kendilerine verilmişolan R&D modelini kullanarak tasarlamaları istenmiştir. Yöntemin kullanılabilmesiiçin deneklere, modele ait akış şeması, kaynak kitabın ilgili bölümlerinin çevirileri veyöntem içerisinde kullanılan ek şemalar verilmiştir. Tüm bu etapların sonucunda eldeedilen veriler ile ?kişisel yapı elemanı tasarlama yaklaşımlar? ve ?R&D yöntemi?nin,olumlu ve olumsuz yönleri ortaya koyularak, yaklaşımlar arasında bir karşılaştırmayapılmaya çalışılarak ?kullanılabilirlik?leri araştırılmıştır. Bu araştırmalar sırasındadeneyler sonucu elde edilen çizimlerden faydalanarak tasarımcıların seçenekgeliştirme yaklaşımları, detaylar geliştirilirken kullanılan kaynaklar vesınırlayıcıların göz önünde bulundurulması, detaylardaki bilgi miktarı ve düzeyi vedeneklerin geliştirdiği detaylardaki "doğruluk" veya beklentileri en üst düzeydekarşılama kriterleri doğrultusunda analizler yapılmış, deneyler sırasında kullanılansüreler karşılaştırılmış ve anketlerden elde edilen sonuçlar ortaya konmuştur.

Abstract:
The building industry has become a complex world with the exploding number ofnew building materials and construction techniques starting with the industrialrevolution and changing demands since the end of WWII. ?Design methods? havebeen introduced instead of traditional design approaches in coping with complexdesign problems of ?modern? times. Especially in the area of architecturaltechnology in terms of detailing building elements, using ?design methods? is animportant aid in the design process. At the detailing of building elements stage,inputs such as requirements, resources and constrains can be defined systematically.Consequently using methodic approaches in solving design problems is a rationalway, at this stage.Building elements, namely walls, roofs, slabs, stairs, ramps, doors, windows, internalwalls, are the physical ?architectural? components of the building. To developbuilding elements, ?copying? or ?adapting? typical details from manufacturers?brochures, websites, catalogues or ?best practice? handbooks are the most commonways and the other way is to ?design? genuine details of building elements. Indesigning a ?genuine? detail of a building element, designers have to cope with thecomplexity of a huge amount of criteria related to requirements, resources, constrainsetc. and millions of alternative combinations of possible solutions. As ?intuitive?design approaches might be insufficient in overcoming those difficulties, using?design methods? is a rational way. Especially for design students and inexperienceddesigners ?design methods? seem to be an important aid in the design process. Giventhat the detail design stage is the most time consuming, the most demanding ofresources and arguably the most critical in determining the longterm performance ofthe building using a systematical approach is essential.The majority of published literature that has investigating ?design methods? isdedicated to the ?conceptual? design stage, whereas little research is done, dealingwith the ?detail? design stage in the context of architectural technology. In thecontent of these analysis about systematizing in design, existing building elementdesign methods were investigated profoundly and one of them, namely?ThePrinciples of Building Element Design? by Peter Rich and Yvonne Dean, which is anapproach for designing ?genuine? building element details was chosen because of itsavailability of designing the typical parts of building elements. The method isanalyzed and the stages of the proposed process are defined. In ?refining? and?clarifying? the method some new modules are added and some existing modules areextended. Finally the building element ?design method? is simplified andtransformed into a ?step by step? process flow chart, easy to use for inexperienceddesigners. An experimental design process of building elements is used indetermining the efficiency using a ?methodic? approach instead of an ?intuitive?way.xxivThis potential users of the method were selected among the students of IstanbulTechnical University. They are the designers, who completed the architecturallisance degree in between 2006-2009 and who are graduate students currently. Thereason of this selection is having experimental groups which have the sameeducational background and working with designers who have academic perspectiveand are prone to think systematically. The other constraint for the scope is the agegroup of the designers. In general the female and male experimental subjects whowere born between 1982 and 1987 were chosen but there were no constraints aboutthe ratio of females and males.The experiment has three phases, namely ?integrated design?, ?individual approach?and ?Rich & Dean Method?. In the ?integrated design phase?, all essential designinputs were given and a design for an anonymous watchman?s box in the 1/100 scalewas asked from the designers. In the ?individual approach phase? they designedtypical area details of the external walls and the floors of the each watchman?s boxes.In the last phase which was ?R&D method phase? the same elements were designedby using the R&D building elements design method. A flow chart, the translation ofthe relevant chapters of the reference book and additional schemas which are used inthe method were given to the designers. The researcher who was observing theexperiments and answering the questions from the subjects about the phases did notinterfere the subjects during the process.By using the data which was obtained from all the phases, ?individual buildingelements design approaches? and ?R&D method?s positive and negative featureswere introduced and the approaches were compared with each others to research thedisponibility for the unpracticed designers. In the line of the approaches fordeveloping alternatives, considering the references used, the limiting factors in theprocesses, the quantity and quality of data in the designs, and the ?accuracy? of thedetails, analysis were made by using the drawings which were obtained from theexperiments, the time periods were compared and the results of the surveys wereintroduced.In conclusion;- An addaptation time is required for describing a method to unpracticeddesigners, being perceived and applying it by the subjects. As a result of thiscondition the time which is used for designing building elements is increasedbut applying the method frequently gives practically to the users and it isreduced the application time substantially.- As a result of the surveys, although it is seen that the subjects prefer their?individual building element design approaches? for their future practices, thetypical area designs via R&D method get more score according to the?accuracy?of the designs and data?s quality and quantity in them. This resultintroduces that systematic design approaches are more succesful for thesolution of building element design problems which have very complicatedinputs.- As a result of the observations many kind of references and limiters are usedin R&D method but while using individual design approaches any of thesesources are considered. For the ?reliability? of the results, systematical designmethod becomes prominent.xxvFor the prospective studies;- The number of the subjects must be increased (30 people minimum) and itmust be worked with different experimental groups for varying the resultsand increasing the reliability.- Not only the R&D method?s but also all existing building element designapproaches?? disponsibility will be beneficial to develop the analyses aboutsystematic building element design.