Analysis of Kinetic Applications in Climate Adaptive Facade Systems

Öz

The design of building facades, which are the building elements that connect the indoor and outdoor environment, affect the air quality, temperature and humidity level of the indoor space, thus gaining importance in meeting the comfort expectations of humanity. By protecting buildings from environmental and climatic conditions, creating a barrier between the indoor and outdoor environment, facade systems transform from a stable element into a dynamic filter, resulting in significant energy savings. At this point, the concept of sensitive facade has brought a new perspective to the existing concept of stable facade design, thus increasing the number of facade examples that have dynamic features and can adapt to environmental and climatic conditions. In climate sensitive facade designs, the most key factor that enables building facade surfaces to respond efficiently and quickly to changing environmental conditions is their ability to move. The ability of façade surfaces integrated with kinetic components to adapt and respond quickly to outdoor conditions makes this subject an important field of study. This article focuses on the benefits of responsive façade systems, examines selected climate-sensitive kinetic façade designs from around the world and analyzes them with a classification table. In line with the analysis of the examples selected in the study, it is aimed to understand the climate sensitive kinetic façade design approaches that bring an innovative perspective against changing environmental conditions.

Anahtar Kelimeler

• Climate Responsive
• Adaptive Facade
• Kinetic Facade.

İklim Uyumlu Cephe Sistemlerindeki Kinetik Uygulamaların Analizi

Öz

İç ve dış ortamı birbirine bağlayan yapı elemanları olan bina cephelerinin tasarım biçimleri iç mekânın hava kalitesini, sıcaklığını ve nem seviyesini etkilemekte dolayısıyla insanlığın konfor beklentilerini karşılama noktasında önem kazanmaktadır. Binaları çevre ve iklim koşullarından koruyan, iç ve dış ortam arasında bir bariyer oluşturarak, stabil bir eleman olmaktan çıkıp dinamik bir filtreye dönüşen cephe sistemleri ile büyük oranda enerji tasarrufu elde edilmektedir. Bu noktada duyarlı cephe kavramı var olan stabil cephe tasarımı kavramına yeni bir bakış açısı kazandırmış böylece dinamik özelliklere sahip, çevre ve iklim koşullarına adapte olabilen cephe örneklerinin sayısında artış olmuştur. İklim duyarlı cephe tasarımlarında bina cephe yüzeylerinin değişen çevre şartlarına karşı verimli ve hızlı bir şekilde cevap verebilmesini sağlayan en önemli etken hareket etme özelliğine sahip olmalarıdır. Kinetik bileşenler ile entegre olan cephe yüzeylerinin dış ortam koşullarına uyma ve hızlı cevap verme yeteneği bu konuyu önemli bir çalışma alanı haline getirmektedir. Bu makalede duyarlı cephe sistemlerinin getirileri üzerine odaklanılmış, dünya üzerinden seçilen iklim duyarlı kinetik cephe tasarımları incelenmiş ve oluşturulan bir sınıflandırma tablosu ile analizleri yapılarak sonuca gidilmiştir. Çalışmada seçilen örneklerin analizi doğrultusunda değişen çevresel koşullara karşı yenilikçi bir bakış açısı getiren iklim duyarlı kinetik cephe tasarım yaklaşımlarının anlaşılması amaçlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• İklim Duyarlı
• Uyum Gösteren Cephe
• Kinetik Cephe

Kaynakça

1. Aksamıja, A. (2013). Sustainable facades: Design methods for high-performance building envelopes. USA: John Wiley & Sons.
2. Aksamıja, A. (2015). High-Performance Building Envelopes: Design Methods for Energy-Efficient Facades. In proceedings of the 4th Building Enclosure Science and Technology Conference (BEST 4), 1-23.
3. Barozzi, M., Lienhard, J., Zanelli, A. & Monticelli, C. (2016). ‘’The Sustainability of Adaptive Envelopes: Developments of Kinetic Architecture.’’, Procedia Engineering, 155, 275-284.
4. Çakır, Z. K. (2021). Kinetik Mimarlık Kapsamında Dinamik Cephe Sistemlerinin İncelenmesi, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi), Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul.
5. Dalia Abd El R., Gihan M., Fahd Abd El Aziz H. & Ahmed R. (2020). Modelling Zero Energy Building: Parametric Study for the Technical Optimization, Journal of Al-Azhar University, 15(56), 828-844.
6. Fox, M. A. & Yeh, B. P. (1999). İntelligent Kinetic Systems. Cambridge, MIT.
7. Fox, M. & Yeh, B. (2000). Intelligent kinetic systems in architecture, Managing Interactions in Smart Environments, 91-103.
8. Gediri Gökçen, G. Ş. (2023). Uyum Gösteren (Adaptif) Cepheler: Hareketli Güneş Kontrol Elemanlarının Isıl Enerji Performansının Değerlendirilmesi, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi), Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.

9. Hasol, D. (2014). Ansiklopedik Mimarlık Sözlüğü, İstanbul: Yem.
10. Karadağ, İ. & Çakmaklı, A.B. (2020), Interface of the Natural Ventilation Systems with Building Management Systems, Periodica Polytechnica Architecture, 51(2), 178–188.
11. Kılıç Kızıltaş, P. (2019). Fotovoltaik Sistemler ve Güneşe Uyarlanabilir Cephe Sistemlerinin Enerji Etkinlik Yönünden Değerlendirilmesi, (Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi), MSGSÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
12. Loonen, R., Rico-Martinez, J., Favoino, F., Brzezicki, M., Menezo, C., La Ferla, G. & Aelenei, L. (2015). Design for façade adaptability: Towards a unified and systematic characterization. 10th Conference on Advanced Building Skins, Bern, Switzerland, Munich: Economic Forum, 1284-1294.
13. Oliver, J. E. (2005). Climate Zones, Encyclopedia of Earth Sciences Series, Dordrecht: Springer, 270-272.
14. Razaz, E. Z. (2010). Sustainable Vision of Kinetic Architecture, Journal of Building Appraisal, 5(4), 341–356.
15. Zuk, W. & Clark, R. H. (1970). Kinetic Architecture. New York: Van Nostrand Reinhold Company.
16. İnternet Kaynakları Url-1. extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://mgm.gov.tr/FILES/genel/makale/22_iklim_sinifl andirmalari.pdf (Erişim 01.06.2024).
17. Url-2. Rolf-disch, the-heliotrope-house, Cited: https://www.yumpu.com/en/document/read/23000263/the-heliotrope-as-hotelpdf-8-pages-english-rolf-disch, (Erişim 01.06.2024).
18. Url-3. https://www.arkitera.com/proje/sharifi-ha-evi/, (Erişim 02.06.2024).
19. Url-4. https://codedbim.wordpress.com/tag/kinetic-architecture/ (Erişim 02.06.2024).
20. Url-5. https://systems.arch.ethz.ch/research/adaptive-solar-facade (Erişim 02.06.2024).
21. Url-6. https://www.daamprojects.com/iba-soft-house (Erişim 03.06.2024).
22. Url-7. https://www.kpmb.com/project/manitoba-hydro-place/ (Erişim 03.06.2024).
23. Url-8. https://www.kpmb.com/project/manitoba-hydro-place/ (Erişim 04.06.2024).
24. Url-9. https://www.skyscrapercenter.com/building/kfw-westarkade/12268 (Erişim 04.06.2024).
25. Url-10. https://www.usablebuildings.co.uk/UsableBuildings/Unprotected/CH2IEQProd.pdf (Erişim 04.06.2024).