Genetik Algoritmalar Kullanılarak Güneş Işınımı ve Gölgeye Göre Optimal Yüksek Yapı Form Önerileri Üretilmesi

Authors : Erenalp Saltik

Pages : 25-50

Doi:10.53710/jcode.984567

View : 14 | Download : 6

Publication Date : 2021-09-30

Article Type : Research

Abstract :Yapılarda ısıtma ve soğutma giderleri ve enerji tüketimi büyük bir yük oluşturmaktadır. Bunun yanında yüksek yapılar uzun ve büyük gölgeler yarattığı için çevrelerindeki yapıların da direkt gün ışığı aldığı saatleri kısıtlamakta ve bazen tamamen engellemektedirler. Yüksek yapılar bu iki özellik ile şehrin enerji tüketimini arttırmakta ve yaşam konforunu azaltmaktadır. Bu çalışmanın amacı yüksek yapıların konsept tasarım aşamasında evrimsel yaklaşımlar kullanılarak hedeflenen toplam yapı alanını çok fazla azaltmadan belirli kriterleri optimum düzeyde sağlamak ve binanın kendisi ile çevresinde enerji tüketimini azaltmak ve yaşam kalitesini arttırmaktır. Tasarımcının genetik algoritmaları kullanarak bu koşulları sağlayan farklı çözüm önerilerini konsept aşamasında görebilmesi ve müdahale edebilmesi önemli bir özelliktir. Genetik algoritmalar ile kentsel doku ve özelliklerine odaklanan çalışmalar yanında yapının kendisine ve yapı kabuğuna odaklanan çalışmalar da bulunmaktadır. Bu çalışma yapının kütlesine ve kentsel dokuya etkisine odaklanmaktadır. Bu önerileri test edebilmek için örnek bir mevcut yüksek yapı ve onun evrimsel algoritmalarla üretilmiş farklı alternatifleri karşılaştırılmıştır. Örnek yapı olarak Chicago’daki Willis Tower (eski ve bilinen adı Sears Tower) seçilmiştir. Çalışmanın yöntemi ilk aşamada Sears Tower’ın mevcut tasarımının toplam kat alanını, belirli bir periyotta aldığı güneş ışınımını, yakın çevredeki binalara yaptığı gölgeyi ve binanın farklı bölgelerinden gökyüzü görünümünü hesaplamaktır. İkinci aşamada ise bu dört uygunluk kriterine göre üretilen alternatifler arasından seçimler yapmaktır. Bu analizleri yapabilmek için Rhinoceros 3D programı ve Grasshopper eklentisinin alt eklentileri kullanılmıştır. Elk eklentisi Chicago ile ilgili şehir verileri ve modelleme için, Ladybug eklentisi güneş ve gölge analizleri için, Wallacei eklentisi de genetik algoritmalar ile simülasyon ve analizler yapmak için kullanılmıştır. Çalışmanın bu aşamasında malzemeler ve yapı elemanları kapsam dışıdır, analizler kütle çalışmaları üzerinden yapılmaktadır.
Keywords : Genetik Algoritmalar, Yüksek Yapılar, Optimizasyon, Güneş Işınımı, Gölge