Biomimetic approaches in architecture: Proposal for an adaptive façade based on curved-line folding technique / Mimaride biyomimetik yaklaşımlar: Kavisli katlama tekniği kullanılarak adaptif cephe sistemi önerisi

Abstract

Adaptif bina kabukları, yapı endüstrisinin yarattığı karbon emisyonlarını ve enerji tüketimini azaltabilmek için önemli bir potansiyel taşımaktadır. Ancak mevcut adaptif kabuklarının çoğu, birçok karmaşık mafsal ve eyleyicinin kullanımını gerektiren mekanizmalardan oluşmaktadır. Bu mekanizmalar, sistemde kullanılan mafsal ve eyleyici sayısının çokluğu sebebiyle adaptif bina kabuklarının inşaat sektöründe uygulanabilirliğini sınırlamaktadır. Bu sorunu çözmek amacıyla biyomimetik ile birlikte geliştirilen kavisli katlama (KK) tekniği, rijit eleman ve mafsallar yerine esnek mekanizmalara dayanan alternatif bir tasarım sunar. Bu teknik, elastik deformasyona izin veren mekanizmalar sayesinde hareketi başlatmak için gereken eyleyicilerin sayısını ve karmaşıklığını azaltabilir. Bu sebeple tezde, KK tekniğini kablo ağı sistemleri ile entegre ederek yeni bir adaptif cephe sistemi sunulması amaçlanmıştır. The use of adaptive building envelopes creates an essential potential for reducing carbon emissions and energy consumption. However, most existing adaptive façades are made up of rigid body mechanisms, which require multiple hinges and actuators to initiate the movement. Due to the large number of required hinges and actuators, these mechanisms can limit the applicability of adaptive building envelopes in the construction industry. To address this issue, developed with the knowledge of biomimetics, the curved line folding (CLF) technique offers an alternative design method that relies on compliant mechanisms rather than rigid body hinges. In this context, by using flexible elements to allow for elastic deformation, CLF can reduce the complexity and number of hinges and actuators required to initiate movement by discovering biomimetic knowledge. Therefore, the thesis aims to propose a novel strategy based on the CLF technique comprehending biomimetics. Furthermore, it is intended to present a proposal integrating cables to offer a novel actuation strategy since CLF systems have not been addressed yet with cable-driven systems.