Teknolojik gelişmelerin etkisi ile yüzeylerde malzeme kullanımı: Akıllı malzemeler

Abstract

Mimari ve iç mimari tasarım ile malzemeler arasındaki ilişki, Sanayi Devrimi'ne kadar oldukça basit olarak yorumlanabilmektedir. Bu döneme kadar, yapı malzemeleri, kullanılabilirlik ve uygunluk açısından pragmatik olarak ve/veya görünümleri ve dekoratif nitelikleri açısından biçimsel olarak düşünülerek, genellikle yerel kaynaklardan seçilmiştir. Örneğin, yerel olarak mevcut taş, temelleri ve duvarları oluşturmuş ve mermerler genellikle kaba yapıyı kaplayan ince kaplamalar olarak kullanılmıştır. Mimari ile ilgili kararlar, malzeme seçimini belirlemiştir. Bu nedenle, 19. yüzyılın başında malzemenin tasarımda kullanımının, işlev ve forma bağlı olduğu düşünülebilmektedir. Bununla birlikte, bu dönemde malzemelerin standart olmayışı dolayısıyla, tasarımcılar özelliklerini ve performansını dışsal bir anlayışa dayandırmak zorunda kalmışlardır. Özünde, malzeme bilgisi, deneyim ve gözlem yoluyla elde edilmiştir. Mevcut malzemeler ile çalışmak için gerekli olan bu bilgi ve becerileri, çoğunlukla deneme yanılma yoluyla edinmişlerdir. Endüstri Devrimi'nin ortaya çıkığı ile malzemelerin rolü çarpıcı biçimde değişmiştir. Tasarımcılar, malzeme özelliklerini ve performansını, sezgisel ve ampirik olarak anlamaya bağlı olmak yerine, tasarlanmış mühendislik malzemeleri ile karşı karşıya kalmaya başlamıştır. Nitekim, modern mimarlık tarihi, neredeyse yapı malzemeleri tarihinin merceğinden izlenebilmektedir. 19. yüzyılda çeliğin yaygın olarak tanınmasıyla başlayarak, geniş açıklıklı ve çok katlı bina formlarının ortaya çıkmasına yol açan malzemeler, modern öncesi çağın mimari ihtiyaçlara bağlı rollerinden, fonksiyonel olarak performansı arttırmak ve yeni biçimsel yanıtlar bulmak için bir araç haline gelmeye geçiş yapmıştır. Cam üretiminin sanayileşmesi, çevresel sistemdeki gelişmelerle birlikte, Şeffaf bir mimarinin her iklimde ve herhangi bir bağlamda yer alabilmesine olanak tanımıştır. Perde duvar sistemlerinin yaygınlaşması, cephe malzemesini faydacı işlevlerden kurtararak, cepheyi formal bir unsur haline getirmiştir. Teknolojilerdeki gelişmeler sayesinde, alüminyum ve titanyum gibi mühendislik malzemeleri artık yapı kaplamaları olarak tasarım çeşitliliğine imkan vererek, etkili ve kolay bir şekilde kullanılabilir olmuştur.Malzemeler, binanın hem iç hem dış temsili üzerinde, en direkt görünür olarak, ve böylece en uygun tasviri sağlayacak biçimde ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak, bugünün mimar ve iç mimarları, malzemeleri genellikle tasarım paletinin bir parçası olarak düşünebilmektedir; buradan materyaller seçilebilmekte ve kompozisyonel ve işlevsel yüzeyler olarak uygulayabilmektedir. Bu düşünce biçiminden yola çıkılarak, akıllı malzemelerin kullanımına yaklaşılabilmektedir. Birçok yüzyıl boyunca ahşap ya da taş gibi standart bir malzemenin özelliklerini kabul etmek ve malzemenin sınırlamalarını karşılamak üzere tasarlamak zorunda kalınmıştır. Teknolojik gelişmelerle, özel olarak tanımlanmış bir ihtiyacı karşılamak için yüksek performanslı bir yapı malzemesinin özellikleri seçilebilmekte ya da düzenlenebilmektedir. Bunun yanında, akıllı malzemeler özelliklerini geri dönüşümlü olarak değiştirerek geçici ihtiyaçlara da cevap vererek, tasarım isteklerini karşılayabilmektedir. Tek bir durum için optimize edilmek yerine çoklu duruma yanıt verme yeteneği, yapıların ve mekanların değişen koşullarla karşı karşıya kaldıkları durumu düşünüldüğünde, akıllı malzemeleri tasarım paletinde çekici hale getirmektedir. Sonuç olarak, akıllı malzemelerin daha geleneksel yapı malzemelerin yerini almaya nasıl başlayabileceğine dair birçok öneri oluşmaya başlamıştır. Maliyet ve bulunabilirlik, genel olarak, akıllı malzemelerin geleneksel malzemelerin yerine geçmesinin yaygınlaşmasını kısıtlamasına karşın, uygulamalar, 'yeni' malzemelerin genel olarak mimaride tanıtılması, başlangıçta göstermeye değer belirli parçalar (termokromik sandalye sırtları vb. endüstriyel tasarım) üzerinde kullanımı yoluyla olmaktadır. Son gelişmeler ile birçok mimar ve iç mimar, mekan yüzeylerini, akıllı malzemeler ile kaplamayı hayal edebilmektedir.Etkileşim ve dönüştürülebilirlik gibi terimler için gerekli malzeme ve teknoloji çoğu tasarım projesinin ekonomik ve pratik gerçekliğinin ötesinde olsa bile, mimarlık sözlüğünün standart terimleri haline gelmiştir. Tasarımcılar, kavramsal olarak akıllı malzemeleri geleneksel yapı malzemeleri ile birlikte standart uygulamalarına entegre etmeye çalışmaktadırlar. Ancak akıllı malzemeler, standart yapı malzemelerinden radikal bir ayrımı temsil etmektedir. Standart yapı malzemeleri tasarımda yapı yüklerine (kuvvetlerine) dayanacak Şekilde statik iken, akıllı malzemeler enerji alanlarına yanıt vererek dinamiktirler. Mekan tasarımda normal temsil araçlarımız statik malzemeyi ayrıcalıklı kıldığından, bu önemli bir ayrım olmaktadır. Bunun yanında, akıllı bir malzeme ile tasarım yapıldığında nasıl görünmesi ve ne yapmasını istendiğine odaklanmak gerekmektedir. Akıllı malzemelerin anlaşılmasında, sadece malzeme özelliklerinin anlaşılmasının öncesinde, tasarımcının aynı zamanda malzemenin çevresindeki ortam ile olan etkileşimlerinin temel fizik ve kimyası hakkında bilgi sahibi olması gerekmektedir.Bahsedilen çerçevede hazırlanmış tez kapsamında; birinci bölümde, mekan tasarımdaki duvar, zemin, tavan bileşenleri yüzeylerinde kullanılmakta olan standart ve yaygın yapı malzemeleri incelenmiştir. Çağdaş tasarımda malzemeden beklenen nitelikler konusu irdelenerek yeni malzeme türleri belirlenmiştir. İkinci bölümde, yeni malzemelerden akıllı malzemeler grubu ele alınmış, çeşitleri ve özellikleri araştırılmıştır. Üçüncü bölüm olarak, bir önceki bölümde özellikleri ve çeşitleri belirlenen akıllı malzemelerin ürün olarak ve/veya sistemler içerisinde yapı yüzeylerinde kullanımları örnek projeler ile açıklanmıştır. Sonuç bölümünde ise edinilen bilgiler ışığında, yüzeylerde standart yapı malzemelerine öneri olarak kullanılabilecek akıllı malzeme ürün ve sistemleri tablo halinde analiz edilerek, konunun değerlendirilmesi sunulmuştur.

The relationship between architectural and interior design and materials can be interpreted as simple until the Industrial Revolution.Until this period, the building materials were generally selected from local sources, pragmatically in terms of utilization and suitability, and / or formally considered in terms of their appearance and decorative qualities.For example, locally available stone formed foundations and walls, and marbles were often used as thin coatings covering the rough structure. Decisions related to architecture determined the choice of materials. Therefore,at the beginning of 19th century it can be thought that the utilization material in the design is dependent on function and form.However, due to the lack of standard materials in this period, the designers had to base their characteristics and performance on an external understanding. In essence, material knowledge was obtained through experience and observation. These knowledge and skills, which are necessary to work with existing materials, are mostly acquired through trial and error. With the emergence of the Industrial Revolution, the role of materials has changed dramatically. Rather than relying on an intuitive and empirical understanding of material properties and performance, designers have come up with engineered engineering materials.As a matter of fact, the history of modern architecture can be traced from the lens of the `history of building materials`.Starting with the widespread recognition of steel in the 19th century, materials that led to the emergence of large-span and multi-storey building forms moved from the roles of the pre-modern era to the architectural needs, to functionally improve performance and to become a tool for new formal responses.The industrialization of glass production allowed for a transparent architecture to take place in any climate and in any context, along with developments in the environmental system. The widespread use of curtain wall systems freed the facade material from utilitarian functions and made the facade a formal element. Thanks to advances in technologies, engineering materials such as aluminum and titanium have now become available in an efficient and easy manner, allowing for a variety of designs as building coatings.The materials have emerged on both the internal and external representation of the building, the most directly visible, and thus the most appropriate representation. As a result, today's architects and interior designers can think of materials as part of the design palette and from this palette, the materials can be selected and applied as composition and functional surfaces.Based on this way of thinking, the use of intelligent materials can be approached. For many centuries it has been designed to accept the properties of a standard material such as wood or stone and to meet the limitations of the material. With the technological advancements, the characteristics of a high performance building material can be selected or arranged to meet a specifically defined need. In addition, smart materials can meet the requirements of design by responding to the temporary needs by reversing their properties.The ability to respond to multiple situations instead of being optimized for a single situation makes the smart materials attractive to the design palette, given the situation in which structures and spaces face changing conditions. As a result, many suggestions have started to emerge as to how smart materials can start to replace more traditional building materials. Cost and availability, in general, are limited by the introduction of 'new' materials in the architecture, the use of certain parts worthy of initial demonstration (thermochromic chair ridges, industrial design, etc.), although in general they restrict the widespread use of smart materials to replace traditional materials. With the recent developments, many architects and interior designers can imagine covering the surfaces of the place with smart materials.Materials and technology for terms such as interaction and convertibility have become the standard terms of the architectural dictionary, even if they are beyond the economic and practical reality of most design projects. Designers try to integrate smart materials into their standard applications with traditional building materials conceptually. Smart materials, however, represent a radical distinction from standard construction materials. While the standard building materials are static in design to withstand the structural loads (forces), the smart materials are dynamic by responding to the energy fields. This is an important distinction since our normal representation tools in space design make static material privileged. Besides, it is necessary to focus on how to look and what to do when designing with an intelligent material. In understanding smart materials, just before understanding the properties of materials, the designer must also be familiar with the basic physics and chemistry of their interaction with the environment around the material.Within the framework of the thesis prepared within the framework; In the first chapter, standard and common building materials used in the surfaces of walls, floors, ceiling components in the space design were examined. In the contemporary design, the properties of the material are examined and the new material types are determined. In the second chapter, the smart materials group from new materials were discussed and their types and properties were investigated. In the third part, the use of smart materials as a product and/or systems on building surfaces in the previous section is explained with sample projects. In the conclusion section, in the light of the information obtained, smart material products and systems which can be used as a suggestion to the standard building materials on the surfaces are analyzed by table and evaluation of the subject is presented.