A Generative Urban Configuration Model: Optimization of Sky View Factor and Open Spaces

Abstract

Kentsel morfoloji, kentsel iklim, dolayısıyla küresel iklim değişikliği üzerinde önemli bir role ve etkiye sahiptir. Bir kentsel alanda, kentsel arazi kullanımı, yapı yoğunluğu, açık alanlar ve yapı kütleleri ile kentsel boşluklar arasındaki düzenleme kentsel dokuyu belirlemektedir. Yüksek yapı yoğunluğuna sahip kentsel alanlar, arzu edilmeyen kentsel ısı adalarının (KIA) oluşmasına sebep olur. Kentsel ısı adası etkilerinden kaçınmak veya bu etkileri en aza indirmek için, kentsel dokuyu şekillendiren kentsel tasarım kararları alınırken hiç olmadığı kadar dikkatli düşünülmelidir. Kentsel ısı adası etkilerinin en aza indirilmesi ve binalarda enerji verimliliğinin sağlanması hayati önem taşımaktadır. Ancak, enerji verimliliğini bina ölçeğinde sağlamaya çalışmadan önce, kentsel form üzerinde yapılacak değişikliklerle kentsel ısı adası yoğumluğunu minimize etmek mümkündür. Bu çalışma, kent morfolojisinden etkilenen ve kentsel ısı adası yoğunluğunu hesaplamada kullanılan gökyüzü görme faktörünü kullanarak hesaplamalı tasarım yöntemi geliştirmeyi amaçlamaktadır. Hesaplamalı yöntemler sayesinde, tasarımcılar tasarımlarının ne tür sonuçlar doğurabileceğini önceden görebilme şansına sahiptirler. Bu çalışma, tasarım sürecinde oldukça zorlayıcı olan karar verme aşamasında, tasarımcılara sürdürülebilirlik yönünden bir bakış açısı kazandırmayı amaçlayan bir hesaplamalı tasarım modeli oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu çalışma kapsamında geliştirilecek olan model, modelde kullanılacak tasarım kriterlerinin belirlenmesi, gökyüzünü görme faktörü ve Anahtar Kelimeler: kentsel tasarım, hesaplamalı tasarım yöntemi, kentsel ısı adası, gökyüzü görüş faktörü, üretken modelUrban morphology has a significant role and a considerable impact on urban climate, thus on global climate change. Urban land use, building density, the presence of open spaces, and the arrangement between building masses and urban voids in an urban area identify the urban fabric. The high-density urban areas generate an urban heat island (UHI) effect that is not desired. To avoid or minimize UHI effects, the urban design decisions that shape urban fabric have to be thought out more carefully than ever before. It is vital to minimize UHI effects and provide energy efficiency for the buildings. But before considering energy efficiency on a building scale, it is possible to minimize the urban heat island intensity just with the changes to be applied to the urban form. This study aims to develop a computational model by using the Sky View Factor (SVF) value which is used to calculate the urban heat island intensity and works with it reciprocally. The Sky view Factor also is affected by urban morphology. At the end of the study, it is expected to achieve a tool to assist in deciding the design criteria early in the design process. Due to the computational methods, designers have a chance to see in advance what kind of outcomes their designs will be. Therefore, this study focuses on creating a computational design method that will be able to provide a sustainable perspective to urban planners and architects in the challenging design decision-making process. The model developed in this study is based on the selection of design criteria to be used on the model, mathematical definition of SVF and UHI intensity calculation, and optimization process. Keywords: urban design, computational design, urban heat island, sky view factor, generative model