XVIII. MİMARLIKTA SAYISAL TASARIM ULUSAL SEMPOZYUMU
Esnek Malzeme Üzerinde TPU ile Yanıt Veren Yüzeylerin Mimari Potansiyelini Keşfetmek

Yazarlar:
Beyza Muş
Yayın Yılı:
2024
Yayıncı:
Balıkesir Üniversitesi Yayınları
ISBN:
978-975-6993-33-0
Özet:
Bu çalışma, programlanabilir bir malzeme olan esnek malzeme üzerinde termoplastik poliüretan (TPU) ile kendinden duyarlı mimari yüzeyler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Çalışmada formun nasıl çalışabileceği, formun bulunma süreci, mimarlık alanında kullanım potansiyeli ve önerileri sunulmuştur. Esnek malzemeler mekanik özellikleri ve şekil hafıza kapasiteleriyle dikkat çekerken TPU esnekliği, dayanıklılığı ve biyouyumluluğuyla bu alanda öne çıkıyor. Çalışma, TPU'nun bu özelliklerinden faydalanarak çevresel değişimlere (sıcaklık, nem, pH gibi) direnebilecek mimari yüzeyler oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu kapsamda TPU malzeme kullanılarak geliştirilen yüzeylerin programlanabilirlik özellikleri incelenmiştir. İlk aşamada TPU ile çeşitli desenler üretildi ve bu desenlerin farklı yüzey üzerinde nasıl tepki vereceği gözlemlendi. Çeşitli desenler ve gridal sistemler kullanılarak üretilen çeşitli yüzey morfolojilerinin performanslarını belirlemek için dijital simülasyonlar kullanıldı. Ayrıca çalışma, 2 boyutlu yüzeylerin 3 boyutlu form potansiyelinin de ortaya çıktığını gösteriyor. İlgili konularda daha önce yapılan araştırmalar gözden geçirildi ve elde edilen veriler değerlendirildi. Malzeme araştırması yapıldıktan sonra malzeme davranışını simüle eden bir algoritma oluşturuldu ve 3D modelleme aracı Rhino, algoritmik modelleme aracı Grasshopper ve Kangaroo eklentisi gibi araçlar kullanılarak malzeme davranışı araştırıldı. Formu ve fiziksel prototipi kavramaya yönelik çok önemli bir ilk adım oldu. Henüz kesin ölçeğe ulaşılamadığından formun davranışının anlaşılması ve yakın sonuçların elde edilebilmesi amacıyla prototip üretimleri yapılmıştır. Prosedür not edildi ve görüldü. Prototip üretim sürecinde belirli esnek ve yarı esnek kumaş malzemelerin özellikleri vurgulandı ve 3D yazıcının parametreleri ve prototip yapısı, TPU malzemenin üretim yöntemiyle birlikte anlatıldı. Çalışmanın sonuçları, mimaride programlanabilir esnek malzeme uygulamalarına yönelik yeni olasılıkları vurgulamaktadır. Bu sonuçlar, başta bina teknolojisi ve mimarlık olmak üzere akıllı malzeme uygulamaları alanında önemli bir ilerleme olarak değerlendiriliyor. Daha sonraki araştırma çabaları, bu yüzeylerin işlevsel özelliklerinin geliştirilmesine ve bunların çeşitli mimari kullanımlar için özelleştirilmesine odaklanacak. Özetle bu araştırma, TPU'nun mimari yüzeyler için programlanabilir esnek malzeme geliştirmede kullanılmasının, çevrelerindeki değişikliklere uyum sağlayan akıllı binaların geliştirilmesi için büyük umut vaat ettiğini öne sürüyor. Bu çalışma alanındaki gelecekteki gelişmeler, daha kullanışlı ve sürdürülebilir mimari çözümlerin yaratılmasına yardımcı olacaktır. Çalışmanın tamamlanmasıyla akıllı ve sürdürülebilir bina sistemlerine yeni bir bakış açısı ve bu teknolojinin kullanıldığı bir mimari öneri ortaya çıkacak.

XVIII. MİMARLIKTA SAYISAL TASARIM ULUSAL SEMPOZYUMU
Exploring the Architectural Potential of Self-Responding Surfaces with TPU on Flexible Material

Yazarlar:
Beyza Muş
Yayın Yılı:
2024
Yayıncı:
Balıkesir Üniversitesi Yayınları
ISBN:
978-975-6993-33-0
Özet:
(AI):
This study aims to develop self-responsive architectural surfaces with thermoplastic polyurethane (TPU) on flexible material, which is a programmable material. In the study, how the form can work, the process of finding the form, and its potential and proposal for use in the field of architecture were investigated. While flexible materials attract attention with their mechanical properties and shape memory capacities, TPU stands out in this field with its flexibility, durability and biocompatibility. The study aims to create architectural surfaces that can resist environmental changes (such as temperature, humidity, pH) by taking advantage of these properties of TPU. In this context, the programmability properties of surfaces developed using TPU material were examined. In the first stage, various patterns were created with TPU and it was observed how these patterns would react on the surface itself. Various surface morphologies were obtained using different patterns and gridal systems, and the performances of these surfaces were evaluated with digital simulations. In addition, the study shows that the 3D form potential of 2D surfaces is also revealed. A literature review was conducted on similar studies and the information available in the literature was evaluated. Following the material research, material behavior was examined using tools such as Rhino, a 3D modeling tool, Grasshopper, an algorithmic modeling tool, and Kangaroo plug-in, and an algorithm that simulates material behavior was developed. It has been an important fundamental step in understanding the physical prototype and form. Prototype production studies were carried out in order to understand the behavior of the form and to obtain close results since the exact scale cannot be obtained at this stage. The process was observed and reported. The behavior of selected flexible and semi-flexible fabric materials in prototype production was emphasized, and the parameters and prototype structure on the 3D Printer during the production process of the TPU material were explained. The results of the research reveal the innovative potential of working with programmable flexible materials in terms of architectural applications. These findings are considered an important step in smart material applications, especially in architectural design and building technologies. Future work will focus on further improving the functional properties of these surfaces and adapting them to different architectural applications. In conclusion, this study shows that developing architectural surfaces using programmable flexible materials with TPU has a significant potential for creating smart structures that are sensitive to environmental changes. Innovative studies in this field will contribute to the development of more sustainable and functional architectural solutions in the future. At the end of the research, an architectural proposal in which this technology can be applied will be presented, and a new perspective for sustainable and smart building systems will be presented.