Kentsel ölçekli tasarımlarda esnek çözümler için parametrik metodların kullanımı
Utilization of parametric modeling methods in order to obtain flexible solutions in urban design
Yazar: ŞULE ERTÜRK GAUCHER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TOGAN TONG
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Ortamında Mimarlık Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Kentsel tasarım ve planlama süreci oldukça fazla parametreyi bünyesinde barındıran, farklı bileşenlerden etkilenen karmaşık ve girift bir süreçtir. Kentsel çevrenin karmaşıklığı, gelecek senaryoları ve belirsizliği düşünüldüğünde kentsel tasarım alanında alınan sabit ve esnek olmayan kararlar tasarımı sınırlandırmaktadır. Kentler, tüm diğer açık sistemler gibi, karmaşık ve kendi kendini üreten mekanizmalardır. Kentsel tasarım ve planlama başlama noktası ve bağlamı doğrusal olmayan bir düzlemde sürekli değişkendir.
Günümüzde kentleşmeyi belirleyen veriler oldukça karmaşık, kent ise zaman zaman gelişi güzel parselasyon ile bölümlere ayrılmıştır. Bu durum, kentsel tasarımcı mimar ve ilgili meslek dalları yetkililerinin yorum ve hatalarına açık ve en önemlisi kent dokusunun gelişimi ve oluşumu süresince bütüncül tutarlılığı sağlamakta zorlanılan bir yapıdadır. Başka bir deyişle sistemdeki açıktır. Günümüz verilerine göre oluşan kent dokusu; emsal hesapları, yükseklik sınırlamaları, geri çekilmeler, yoğunluk, sınırlandırıcı işlevler ve tarihi dokunun belirlediği kurallar gibi birçok veri tarafından şekillendirilmektedir.
Gelişen teknoloji aracılığı ile dijital ve sayısal verilere aktarılabilen kentsel haritalamalar, çevresel analizler ve ilgili tüm bilgiler çok daha kolay ulaşılabilir bir hale gelmiştir. Bu verilerin tasarıma en başından dahil edilmesi ve etkili kullanımı ile yapılı çevrelerde, gelişim bölgelerinde veya şehirlerin gelecek senaryolarında doğru stratejilerin oluşturulması mümkün kılınabilinir. Kent parçalarının ve bölgelerin fiziksel koşullarının (iklim, güneş ışığı, hava sirkülasyonu vb.) ve belki de en önemlisi yapıların birbiri ile kütlesel olarak doğru ve harmoni içerisinde çalışması için yerel yasa ve yönetimlerin belirlediği esnek olmayan yönetmeliklerin ötesinde bir yaklaşım gerekmektedir.
Bu veriler göz önüne alındığında söz konusu karmaşık ve organik durumu yönetebilmek için, daha dinamik bir yaklaşımın varlığı ve ortaya çıkışı oldukça gereklidir (Portugali [1]). Tek bir interaktif modelde yapıbilimi ve kentsel göstergeleri birleştirmek, hesaplamalı tasarım araçlarının kullanıldığı bir "parametrik model" ile mümkün kılınabilir. Bu yöntemin bütünleşmiş kullanımı aracılığı ile kentsel verilerin ilgili tüm aktörler (mimar, kentsel tasarımcı, yatırımcı, yüklenici, otoriteler, kullanıcı, paydaşlar) tarafından ulaşılabilirliğini sağlamak, verileri tasarımı yönlendiren araçlar olarak kullanabilmek, planlama ve tasarımları gözlemlemek, test etmek ve sonuçlarını karşılaştırmak mümkün olabilir. Parametrik çalışma sistemleri ile tasarımın veya planlamanın verilerini her zaman güncel tutabilmek, bilgilere ulaşabilmek ve bu verilerin değişimi ile tasarımın da esnek ve güncel kalmasını sağlanabilmektedir.
Çoğulcu ve katılımcı esnek kentsel tasarım sürecinde, parametrik tasarım güçlü ve etkili bir yaklaşım biçimidir. Tasarımın veya planlamanın, ana yaklaşımının ya da bazı bölümlerinin kararlarının değiştirilmesi gereken durumlarda, parametrik tasarım araçları tasarımın adapte edilebilmesinin ucunu açık bırakırken, bir yandan da önerilen tasarım kararlarını anlaşılabilir gerçeklik ve detay seviyesinde görselleştirmeye imkân sağlar. Parametrik tasarım, kütlesel oluşumların etkisinin bölgesel olarak önceden gözlemlenebilmesi; kent dokularının her anlamda tutarlı ve harmoni içinde geliştirilebilmesi için ve yapıların kent dokusu morfolojisine olan etkisinin dengeli kurgulanmasının bir aracı olabilir.
Tezin ikinci bölümünde bahsi geçen kentsel tasarımın karmaşık doğası ve süregelen tasarım yöntemlerinin kısıtlayıcılığına bir çözüm önerisi olarak parametrik kentsel tasarım yaklaşımı ele alınacaktır. Parametrik tasarımda tasarımcının rolüne ve parametrik tasarım yaklaşımının kentsel tasarımdaki gelişim sürecine değinilecektir. Dünya'dan örneklemeler ile parametrik kentsel tasarım yöntemleri kullanılarak geliştirilmiş projeler incelenecek, tasarımın farklı etaplarında değişik şekillerde uygulanan parametrik yöntemler geliştirmiş mimar ve tasarımcılarıların yaklaşımları gözlemlenecektir.
Tezin üçüncü bölümünde; parametrik kentsel tasarım metotları araç ve yöntemlerinden kısaca bahsedilecektir. Bu bölüm ile amaçlanan teorik altyapısından kapsamlıca bahsedilen parametrik tasarımın kullanımının ne gibi araçlar ve yöntemler ile tasarımın hangi aşamalarında kullanıldığını göstermek, tezin çıktısı olan "parametrik model çalışmasına bilişsel bir altlık hazırlamaktır.
Tezin son bölümünde; kentsel tasarımın özellikle konsept geliştirme safhasında parametrik tasarımın rolü ve potansiyelleri incelenecek, ele alınan "kentsel ölçekli bir alanda parametrik model çalışması" ile örneklendirilecektir. Parametrik tasarım araç ve yöntemleri sayesinde analizlerin tasarıma yansımasından; farklı sebepler ile değişken olabilen verilerin test edilmesinin ortaya çıkarttığı farklı varyasyonlar görseller ve sayısal sonuçları ile desteklecektir.
Bu çalışmanın en önemli amaçlarından biri parametrik tasarım araçlarını (design tools) konsept geliştirme safhasında kullanılabilir hale getiren bir "tasarım aracı sistemi" ortaya koymasıdır. Çalışmanın final çıktısı olarak sunulan "parametrik model" çeşitli parametrelere göre şekillenen, esnek, ucu açık, tasarımcının rolü kapsamında geliştirilmeye açık bir model önerisidir. Bu anlamda yapılan bu pilot çalışma farklı arsalara ve farklı parametrelere göre uyarlanabilir bir formattadır. Bu model, çevre verileri ve arsa sınırlarının bu algoritmaya tanımlanması sonucunda söz konusu olan herhangi bir proje alanında sonuç vermektedir.
Bu tez ile parametrik tasarımın, kentsel tasarım süreçlerindeki destekleyici, kapsamlı ve pratik yönünü gözler önüne sermek amaçlanmaktadır.

Abstract:
Urban design is a complex process that involves a lot of parameters in itself. Considering the uncertanity and complexity of future scenarios; the solid decisions taken over urban planning do limit the urban design. Cities just like all open systems have their own organic mechanisms that effect their growth and changes over time. Therefore the starting point and context of designing urban systems are in constant change.
Contemporarily the data sets and specifications that are used on urban planning seem to be quite coincidental especially in terms of parcelization. This kind of design outline is quite prone to mis-interpratations and mistakes of urban designers. Moreover this kind of sets of outlines limit the possibilities of urban development and can mislead the urban growth strategies. Considering the urban planning that are directed by today's data sets of building heights, defined construction areas, parcelization setbacks are predominantly defined by the existing urban patterns.
Nowadays urban maps, environmental analysis and all kinds of urban data that can be quantified and measured by the help of developing technologies have been much more accesible. Integrating and all these datas on urban design from the begining; enables stonger and better strategies of urban design and urban scenarios. Physical conditions of project sites such as climate, daylight, ventilation and maybe most importantly context of the built environment need to have harmony which is pretty hard to obtain with todays muncipalities inflexible planning systems. A more flexible approach is needed.
Considering all these parameters; a more dynamic approach to urban design sytesms in order to deal with these complex systems is quite inevitable. (Portugali [1]) Gathering all the parameters that effect design can be truly effective with the parametrics modeling systems that are developed recently. With the holistic approach of parametric design systems, it is possible to gather an accesible data that all of the decision actors (such as municipalities, contractors, investors and architects) can observe. These systems are also helpful for observing and comparing different design outcomes and see variations of design. Parametric design systems in urbanism allow various simulations that can be observed in a sufficient detail and help the designers to plan the cities in an harmony.
In the first section of the thesis; the limitations of todays designing systems and the complexity of the cities will be discussed. Considering these complex systems parametic designing systems can be offered as a solution to be able to deal with contemporary urban design. The thesis will be focusing on the designers role and the role of parametric approach systems on urban design process. By giving examples on urban design projects worldwide, the approach of different architects will be examined.
In the second part of the thesis, parametric urban design metods and tolls will be introduced briefly. The main aim of this section is to explain what kinds of tools and methods are used in different stages of urban planning in order to introduce the final outcome of the thesis which is parametric model study.
In the last episode of the thesis, the potentials of parametric design on especially pre-concept stages of urban design will be illustrated by a parametric model example. By the help of the parametric design systems and tools; different variations that can be effected by different actors and changing parameters will be simulated with visuals and datasets.
One of the primer roles of this study is to illustrate a "design tool" which enables the easy usage of parametric design metods within the conceptual approach of urban planning. The final outcome is a "parametric model" can be adapted to different parameters. The model offers a flexible, open-source method that can be altered by the designers decisions. This plot study is in a format that can be adapted to different sites and various parameters. This model can be adapted to any project site by altering various context datas and site restirictions defined to the algorithm.
This thesis aims to display the extensive and supportive nature of parametric systems in urban design. The interpratation of the designer (architect) will be documented with variations that are shown in the example project.