Multi-objective computational design in architecture

Bu tezde kısıtlı tek amaçlı ve kısıtlı çok amaçlı reel sayı optimizasyon yöntemleri incelenmiştir. Bu incelemeden elde edilen tecrübe dahilinde bu yöntemler bilişimsel tasarım teknikleri kullanılarak mimariye uygulanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, CEC 2006'da sunulan kıyaslama fonksiyonları dikkate alınmıştır. Önerilen algoritma bu test fonksiyonlarına uygulanmıştır ve rekabet edebilen sonuçlar elde edilmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında çok amaçlı reel sayı optimizasyonu ile ilgilenilmiştir. Bu kısımda da EDE algoritması çok amaçlı fonksiyonlarda test edilmiştir. Aynı zamanda, NSGA-II ve DE algoritmaları daha önceki mimari tasarım problemlerinde iyi bir performans gösterdiği için bu algoritmalar literatürde en ünlü olan çok amaçlı test fonksiyonlarına uygulanmıştır. Algoritmaların kapsamlı literatür taramalarından ve kısıtları ele alma yöntemlerinin sunumundan sonra özgün mimari uygulamalar aranmıştır. Çok amaçlı kısıtlı üç örnek mimari çalışma tanımlanmıştır. İlk uygulamada, toplam karı artırmayı ve yatırım maliyetini azaltmayı amaçlayan restoran tasarım probleminin NSGA-II, JDE ve EDE algoritmalarından elde edilen sonuçları sunulmaktadır. Algoritmalar mimarinin aşina olduğu Parametrik Tasarım Ortamına uyarlanmıştır. JDE algoritması NSGA-II ve EDE algoritmalarından daha iyi performans göstermiştir ve Pareto'da çıkan sonuçlar tatminkardır. Elde edilen bilgilere göre, çok amaçlı bakışın restoran tasarımına uygulandığı ilk örnektir. İkinci uygulamada, yüzen mahalle kavramsal tasarımının bilişimsel yöntemlerden faydalanılarak geliştirilmesine odaklanılmıştır. Kavramsal tasarım için uygulama bölgesi İzmir'de bir sahil kasabası olan Urla olarak seçilmiştir. Tasarımın seçilen bölgedeki dört adadan faydalanılarak geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu çalışma iki temel konuyu içermektedir. Birincisi mahallenin içerisindeki her bir fonksiyonun ulaşılabilirlik, rüzgardan korunma ve görünürlük amaçlarına göre ve teknik ya da teknik olmayan kısıtlar doğrultusunda dört ada arasına veya çevresine uygun yerleşim bulmaktır. Diğer konu ise birinci optimizasyon modelinden elde edilen koordinatların üzerine en kısa yürüme algoritmasını kullanarak fonksiyonlar arası yürüme yollarını yaratmak ve uygun bir form oluşturmaktır. Fonksiyonların yerleşimi için rüzgardan korunma ve görünürlük amaçları çatıştığı ve ulaşılabilirlik ile görünürlük amaçları çatıştığı için çok amaçlı evrimsel algoritmalardan faydalanılmıştır. Algoritma karşılaştırmasına göre, NSGA-II, DE algoritmasından daha iyi, EDE algoritması da JDE algoritmasından daha iyi sonuçlar vermiştir. Üçüncü uygulamada sualtı otel odası tasarımı için elde edilen Pareto optimal tasarım sonuçları bulunmaya çalışılmıştır. Problemde, otel odasının sualtı ve su üstü katlarının nasıl bir şekilde olacağına odaklanılmıştır. Çok amaçlı problemin formülleri, maliyet enazlaması ve gölge performası ençoklaması hedeflerine bağlı olarak tasarlanmıştır. Uygulanabilir sonuçlar ve ilgi çekici tasarımlar elde edilmiştir. Mimarinin mükemmelliğe ulaşma ihtiyacı ve karmaşık yapısından dolayı, daha iyi performans gösteren algoritmalar aranmaktadır. Bu durum, bir algoritma bir problemde çok iyi performans gösterirken başka bir problemde güzel sonuçlar vermeyebileceği ile de açıklanabilir. Bu tez, yukarıda bahsedilen konuları içeren 5 üniteden oluşmaktadır.