A Review on Biomorphic Approach Designs: 21. Century Skyscraper Designs

Year 2023, Volume: 4 Issue: 7, 156 - 177, 29.12.2023

Göksu Dereceli , Bedriye Asımgil

Abstract

People have been in need of designing spaces since the day they existed, and they have tried to benefit from the assets in nature by using or observing them, imitating them exactly, by trial-and-error method during the design process. As the concepts of 'biomorphic, biomimicry, biomimetics, etc.', which represent the concept of 'inspiration from living things', started to be associated with architecture, architectural designs inspired by nature gained speed. This study focuses on designs with a biomorphic approach, which means being inspired by nature, and the related designs are limited to 21st-century skyscraper designs. In this limitation, the fact that skyscrapers become a trend for cities day by day, and the disciplines of biology-technology-architecture have developed greatly in 21st-century, but despite this development, climate change, global warming, etc. in the 21st century significant effects of events are the main factors. In this context, the aim of the study is to reveal the relationship with nature in the 21st century skyscraper formations and to guide the designers who are interested in this field. Each of them focuses on the sub-branches of the biomorphic approach. Evolution Tower as an example of design with a micromorphic approach, Warp Skyscraper as an example of design with an anthropomorphic approach, Organic Skyscraper as an example of design with a phytomorphic approach, Pearl River Tower as an example of design with a zoomorphic approach were examined by case study method. It is within the scope of the findings of this study that understanding the reasons for the formation of beings in nature is important in designs with biomorphic approach and that the main concern of designs with biomorphic approach should be sustainable values, not aesthetic values in the 21st century.

Keywords

Nature, Bio, Design, Form, Sustainability

Biyomorfik Yaklaşımlı Tasarımlar Üzerine Bir İnceleme: 21. Yüzyıl Gökdelen Tasarımları

Abstract

İnsanlar var olduğu günden bu yana mekan tasarlama ihtiyacı içerisinde olup tasarım sürecinde doğadaki varlıklardan, onları kullanarak veya gözlemleyerek, birebir taklit ederek, deneme-yanılma yöntemi ile yararlanmaya çalışmıştır. ‘Canlılardan esinlenme’ kavramını temsil eden ‘Biyomorfi, biyomimikri, biyomimesis vb.’ kavramların mimariyle ilişkilendirilmeye başlanması ile doğadan esinli mimari tasarımlar hız kazanmıştır. Bu çalışma doğadan esinlenerek biçimlenme anlamına gelen biyomorfik yaklaşımlı tasarımlara odaklanmış olup ilgili tasarımlar 21. yüzyıl gökdelen tasarımları ile sınırlandırılmıştır. Bu sınırlandırmada gökdelenlerin gün geçtikçe kentler için trend hale gelmesi ve biyoloji-teknoloji-mimarlık disiplinlerinin 21. yüzyılda fazlasıyla gelişmesi ancak bu gelişmeye karşın 21. yüzyılda iklim değişikliği, küresel ısınma vb. olayların etkilerinin önemli ölçüde hissedilmesi temel etmenlerdir. Bu kapsamda çalışmanın amacı 21. yüzyıl gökdelen biçimlenişlerinde doğa ile olan ilişkiyi ortaya çıkartmak ve bu alanda ilgisi olan tasarımcılara yol gösterici olmaktır. Her biri biyomorfik yaklaşımın alt dallarına odaklanan; mikromorfik yaklaşımlı tasarım örneği olarak Evolution Tower (Evrim Kulesi), antropomorfik yaklaşımlı tasarım örneği olarak Warp Skyscraper, fitomorfik yaklaşımlı tasarım örneği olarak Organik Gökdelen, zoomorfik yaklaşımlı tasarım örneği olarak Pearl River Kulesi örnekleri, örnek durum analizi yöntemi ile incelenmiştir. Doğadaki varlıkların biçimlenme nedenlerini anlamanın biyomorfik yaklaşımlı tasarımlarda önem arz ettiği ve biyomorfik yaklaşımlı tasarımların temel kaygısının 21. yüzyılda estetik değerler değil, sürdürülebilir değerler olması gerekliliği bu çalışmanın bulguları kapsamındadır.

Keywords

Doğa, Biyo, Tasarım, Biçim, Sürdürülebilirlik

References

• Agkathidis, A. (2016). Implementing Biomorphic Design Design Methods in Undergraduate Architectural Education. In Proceedings of the 34th eCAADe Conference, 291-298.
• Alik, B. (2021). Hastane Mimarisinin Biyofilik Tasarım Parametrelerine Göre Değerlendirilmesi [Doktora Tezi]. Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Arslan, S. ve Sorguç, A. G. (2004). Similarities between “Structures in Nature” and “Man-made Structures”: Biomimesis in Architecture. Içinde M. W. B. C. A. Collins (Ed.), Design and Nature II (ss. 45-54). WIT.
• Avinç Mutlu ve G., Arslan Selçuk, S. (2018). Isıl Düzenleme Özelliğine Sahip Yapı Kabuğu Tasarımları İçin Biyomimetik Çözümler. EJONS International Journal on Mathematic, Engineering and Natural Sciences, 3(1), 120-134. www.ejons.co.uk
• Aziz, M. S. & El Sherif, A. Y. (2016). Biomimicry as an Approach for Bio-Inspired Structure with the Aid of Computation. Alexandria Engineering Journal, 55(1), 707-714. https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.10.015
• Belostotsky, A. M., Akimov, P. A., Kaytukov, T. B., Petryashev, N. O., Petryashev, S. O. & Negrozov, O. A. (2016). Strength and Stability Analysis of Load-bearing Structures of Evolution Tower with Allowance for Actual Positions of Reinforced Concrete Structural Members. Procedia Engineering, 153, 95-102. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.086
• Beyaztaş, H. S. (2012). Mimari Tasarımda Ekolojik Bağlamda Biçim ve Doğa İlişkisi [Yüksek Lisans Tezi]. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Bletter, R. H. (1987). The Invention of the Skyscraper: Notes on Its Diverse Histories. Assemblage, 2, 110-117.
• Buram Çolak, B. ve Ayçam, İ. (2022). İklim ve Çevresel Şartlara Uyarlanabilir Adaptif Bina Cephesi ve Kabuklarının Örnekler Üzerinden Değerlendirilmesi. 2. International Mediterranean Scientific Research and Innovation Congress, 924-932. www.isarconference.org
• Chayaamor-Heil, N. & Vitalis, L. (2021). Biology and Architecture: An Ongoing Hybridization of Scientific Knowledge and Design Practice by Six Architectural Offices in France. Frontiers of Architectural Research, 10(2), 240-262. https://doi.org/10.1016/j.foar.2020.10.002
• Çelikel, S. B. ve Uçar, S. (2020). Biyomimikri: Doğayla Uyumlu Yeni Bir Tasarım Modeli. NWSA Academic Journals, 15(2), 51-60. https://doi.org/10.12739/nwsa.2020.15.2.4c0235 Daşkıran, B. N., Minsolmaz Yeler, G. (2021). Biyofilik Tasarım Bağlamında Osmaniye Kadirli Belediyesi Hizmet Binasının Değerlendirilmesi. JENAS Journal of Environmental and Natural Studies, 3(2), 119-136. https://doi.org/10.53472/jenas.972155
• Dixit, S. & Stefańska, A. (2022). Bio-logic, A Review on the Biomimetic Application in Architectural and Structural Design. Içinde Ain Shams Engineering Journal (C. 14, ss. 1-11). Ain Shams University. https://doi.org/10.1016/j.asej.2022.101822
• Domosh, M. (1987). Imagining New York’s First Skyscrapers, 1875-1910. Journal of Historical Geography, 13, 233-248.
• Elinç, E., Kaya, L. G. ve Aşıkkutlu, H. S. (2023). Kule Tasarımlarında Biyomorfolojik Yansımalar: İstanbul Havalimanı Hava Trafik Kontrol Kulesi. Düzce Üniversitesi Orman Fakültesi Ormancılık Dergisi, 19(1), 77-90. https://doi.org/10.58816/duzceod.1252401
• El-Zeiny, R. M. A. (2012). Biomimicry as a Problem Solving Methodology in Interior Architecture. Procedia - Social and Behavioral Sciences, 50, 502-512. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2012.08.054
• Enes, Ö. (2022). Biyomimetik Yaklaşımın Moda Aksesuar Ürün Tasarımında Uygylanmasına Yönelik Bir Çalışma: Şekil Hafızalı Aksesuarlar. TJFMD, 4(1), 1-22. https://ystudios.com/insights-passion/biomimicry-design,
• Eryılmaz, H. (2015). Biyomimikri ve Ergonomi: Tasarımda Doğadan Yenilikçi İlham. Journal of Engineering Sciences and Design, 3(3), 469-474.
• Eser, A. (2021). Biyomorfik Yapıların Algısal Değerlendirilmesi [Yüksek Lisans Tezi]. T.C. Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Etherington, R. (2013). https://www.dezeen.com/2013/11/20/the-museum-of-the-human-body-by-big/amp/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• Fıstıkçı, K. N. ve Gündüz, E. (2021). Biyomimikri ve Mekânsal Tasarımdaki Yeri. İnönü Üniversitesi Sanat ve Tasarım Dergisi, 11(24), 17-32. https://doi.org/10.16950/iujad.971695
• Girginkaya Akdağ, S. (2021). Biyofilik Tasarım ve Teknoloji Arakesitinde: Yeni Alışveriş Mekan ve Deneyimleri. Kent Akademisi, 14(4), 1043-1058. https://doi.org/10.35674/kent.982905
• Gülova, D. (2013). Mimarlık’ta Doğaya Yönelim ve Biomimari [Yüksek Lisans Tezi]. T.C. Maltepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Gündoğdu, E. (2020). Cephe Sistemlerinin Enerji Etkinliği Üzerine Biyomimetik Bir Değerlendirme [Yüksek Lisans Tezi]. T.C. Necmettin Erbakan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Gündoğdu, E. ve Arslan, D. H. (2019). Yapı Kabuğu Tasarımında Biyomimesis Kullanımının Örnekler Üzerinden Değerlendirilmesi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, Sayı, 2(4), 159-168.
• Gündoğdu, E. ve Arslan, H. D. (2020). Mimaride Enerji Etkin Cephe ve Biyomimikri. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8(4), 922-935. https://doi.org/10.29109/gujsc.799424
• Ha, N. S. & Lu, G. (2019). A Review of Recent Research on Bio-Inspired Structures and Materials for Energy Absorption Applications. Composites Part B: Engineering, 181, 1-96. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2019.107496
• Hariyono, W. P. (2015). Vertical Cemetery. Procedia Engineering, 118, 201-214. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.419
• İnner, S. (2019). Biyomimikri ve Parametrik Tasarım İlişkisinin Mimari Alanında Kullanımı ve Gelişimi. Tasarım Enformatiği, 1(1), 15-29.
• Kebabcı Bahadır, Ö. (2006). Mimarlıkta Doğaya Uyum ve Elde Edilebilecek Kazanımların Örnekler Üzerinden İncelenmesi [Yüksek Lisans Tezi]. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Khanzadeh, M. (2019). Bio Desıgn Method; Learnıng Nature In Lıne Wıth Technology. Journal of Environmental and Natural Studies, 12(4), 11-18. https://www.jenas.org
• Kim, J., Park, K. (2018). The Design Characteristics of Nature-Inspired Buildings. Civil Engineering and Architecture, 6(2), 88-107. https://doi.org/10.13189/cea.2018.060206
• Klein, L. (2009). A Phenomenological Interpretation of Biomimicry and Its Potential Value for Sustainable Design [Master]. Kansas State University.
• Knippers, J., Speck, T. (2012). Design and Construction Principles in Nature and Architecture. Bioinspiration and Biomimetics, 7(1), 1-10. https://doi.org/10.1088/1748-3182/7/1/015002
• Lepik, A. (2008). Skyscraper.
• Mazzoleni, I. (2010). Biomimetic Envelopes. Disegnarecon, 3(5), 99-112.
• Mirniazmandan, S. & Rahimianzarif, E. (2017). Biomimicry an Approach toward Sustainability of High-Rise Buildings. Journal of Architectural Engineering Technology, 06(02). https://doi.org/10.4172/2168-9717.1000203
• Nikandrov, P. (2016). Upward Spiral: The Story of the Evolution Tower. CTBUH Journal, 3, 12-19. www.gorproject.ru
• Öztoprak, Z. (2020). Yaşamın İlkeleri ile Kenti Yeniden Düşünmek: Biyomimikri Temelli Bir Yaklaşım. Kentleşme ve Ekonomi Özel Sayısı, 11(Special), 1180-1204. https://doi.org/10.31198/idealkent.654203
• Pedersen Zari, M. (2009). An architectural love of the living: Bio-inspired design in the pursuit of ecological regeneration and psychological well-being. WIT Transactions on Ecology and the Environment, 120, 293-302. https://doi.org/10.2495/SDP090291
• Radwan, G. A. N. & Osama, N. (2016). Biomimicry, An Approach, for Energy Effecient Building Skin Design. Procedia Environmental Sciences, 34, 178-189. https://doi.org/10.1016/j.proenv.2016.04.017
• Ripley, R. L. & Bhushan, B. (2016). Bioarchitecture: Bioinspired Art and Architecture-a Perspective. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374(2073), 1-36. https://doi.org/10.1098/rsta.2016.0192
• Rosenfield, K. (2013). https://www.archdaily.com/450388/big-selected-to-design-human-body-museum-in-france (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• Saroglou, T., Meir, I. A., Theodosiou, T. & Givoni, B. (2017). Towards Energy Efficient Skyscrapers. Energy and Buildings, 149, 437-449. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.05.057
• Sherali, F. & Ziyatov, U. (2022). Specific Features in Designing and Construction of Skyscrapers. Academic Research in Educational Sciences, 3(2), 106-110. https://t.me/ares_uz
• Slosson, E. E. (1923). The Chemistry of a Skyscraper. The Scientific Monthly, 17(2), 187-189.
• Smith, R. G. (2021). Why Skyscrapers After Covid-19? Futures, 134. https://doi.org/10.1016/j.futures.2021.102839
• Subaşı, M. ve Okumuş, K. (2017). Bir Araştırma Yöntemi Olarak Durum Çalışması. Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 21(2), 419-426.
• Şahin, Ş. (2021). Şifa Mekanları Kapsamında Biyomimikri Kavramı, Örnekleri ve Bir Uygulama Çalışması [Yüksek Lisans Sanatta Yeterlilik]. Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.
• Tomlinson, R., Baker, W., Leung, L., Chien, S., & Zhu, Y. (2014). Title: Case Study: Pearl River Tower, Guangzhou. International Journal on Tall Buildings and Urban Habitat, 2, 12-17. www.som.com
• Uç Zeytün, B. (2014). Mimari Tasarımda Biyomorfik Yaklaşımlar [Yüksek Lisans Tezi]. Yakındoğu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Upjohn, E. M. (1935). Buffington and the Invention of the Skyscraper. The Art Bulletin, 26(1), 48-70.
• Vitalis, L. & Chayaamor-Heil, N. (2022). Forcing Biological Sciences into Architectural Design: On Conceptual Confusions in the Field of Biomimetic Architecture. Frontiers of Architectural Research, 11(2), 179-190. https://doi.org/10.1016/j.foar.2021.10.001
• Yeşilyurt, E. (2008). Biyoloji Temelli Bilimsel Kuramlar ile Mimari Tasarım İlişkisi [Yüksek Lisans Tezi]. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Yılmaz, T. Ş. (2021). Mimaride “Biçim Üretme” Sürecinde “Biyomimikri” Yaklaşımının İncelenmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.
• Yorulmazel, K. (2020). Yapı Biçimlenişinde Biyomimesisin Estetik Etkisinin İrdelenmesi [Yüksek Lisans Tezi]. T.C. Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
• Zavoleas, Y. (2021). Patterns of nature: Bio-systemic Design Thinking in Meeting Sustainability Challenges of An Increasingly Complex World. Developments in the Built Environment, 7, 1-7. https://doi.org/10.1016/j.dibe.2021.100048
• Zhong, W., Schroeder, T. & Bekkering, J. (2023). Designing with Nature: Advancing Three-Dimensional Green Spaces in Architecture Through Frameworks for Biophilic Design and Sustainability. Frontiers of Architectural Research, 12, 732-753. https://doi.org/10.1016/j.foar.2023.03.001
• Zhong, W., Schröder, T. & Bekkering, J. (2022). Biophilic Design in Architecture and Its Contributions to Health, Well-Being, and Sustainability: A Critical Review. Frontiers of Architectural Research, 11(1), 114-141. https://doi.org/10.1016/j.foar.2021.07.006
• URL-1. https://sozluk.gov.tr/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-2. https://www.archdaily.com/870649/dome-of-visions-atelier-kristoffer-tejlgaard (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-3. http://www.atelierkristoffertejlgaard.com/portfolio/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-4. https://www.skyscrapercenter.com/building/evolution-tower/19725 (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-5. https://www.guardianglass.com/tr/tr/projects/project-details/evolution-tower (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-6. https://gorproject.ru/en/projects/evolution-tower/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-7. https://www.evolo.us/warp-skyscraper/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-8. https://architizer.com/projects/warp/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-9. http://chartcorb.free.fr/london1.html (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-10. https://www.archdaily.com/524225/organic-london-skyscraper-grows-as-residents-recycle (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-11. https://www.dezeen.com/2014/07/18/organic-skyscraper-by-chartier-corbasson-architectes-is-made-from-office-rubbish/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-12. https://www.farklibirbakis.com/organik-gokdelen-tasarlandi/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-13. https://inhabitat.com/chartier-corbasson-unveils-plans-for-london-skyscraper-made-from-its-tenants-waste/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-14. https://www.skyscrapercenter.com/building/pearl-river-tower/454 (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-15. https://www.architecturalrecord.com/articles/7971-pearl-river-tower (Erişim Tarihi: 08.08.2023).
• URL-16. https://www.som.com/projects/pearl-river-tower/ (Erişim Tarihi: 08.08.2023).