Kat planı tasarım sistemi

İlk aşama akıllı bir kat planı yerleşim sistemidir. Kat planını tanımlamak için duvar, pencere, kapı, kabin ve merdiven gibi elemanlar kullanılmıştır (Şekil 3.1). “Damlalar” olarak bilinen plan elemanları bir konut birimini oluşturan, ayrıntılı olarak belirtilmiş ve yerleştirilmiş seçili sembolik biçimlerdir. Bu mevcut sembolik biçimler görüntüleme süresini kısaltmak için oldukça basite indirgenmiştir. Her damla, onu tam olarak açıklayan detaylı bir veri yapısıyla açıklanmakta; birim geometrisi, malzeme, iş kodları, birleşim kodları ve başka bilgilerle ilişkilendirilmektedir.

Şekil 3.1 : SSHA Sembolleri ve Kat Planı Örneği [27]

Damlalar bir araya geldikçe, oluşturulan duvarlarla sınırlanan alanlar tanımlı hale gelmekte ve böylelikle daha sonra analiz edilebilmektedir. Ayrıca birleşimler gösterilmeli ve uygun detaya bağlanmalıdır. SSHA’nın katplanı sistemi, tam olarak modellenmiş bir katı, binanın inşa edilen parçaları ve bina alanlarını içeren ilk çalışmalardan biridir.

Bu sistemde bir duvar bileşeni, malzeme ve diğer bilgileri taşır. Odalarla ve “yaprak” olarak adlandırılan duvar bitimleriyle paylaşılan, yüzeylerle sınırlandırılmış bir şekilde gösterilir. Geometriyi yakalamak için bileşenler ve odalar her iki yöne hareket ettirilebilir ve bu yapı çeşitli gelişmiş işleyişlerle de desteklenmiştir. Malzemeler her bina elemanıyla ilişkilendirildiği için tanımladıkları oda çevresi boyunca düzenlenip gösterilebilir. Planda tanımlanan her bağlantı koşulu da görüntülenebilmektedir. Yazılım, oda çevresinden otomatik olarak oda alanlarını ve her oda için çevreleyen yüzey alanını hesaplayabilmektedir ve bu yöntem malzeme alanı ve hacimleri için de kullanılabilmektedir. Dış duvarlardaki saydam alanlara, yerlerine ve iç duvar sınırlarına dayanarak güneş ışığı seviyeleri elde edilebilmektedir.

Sistem ayrıca kolon ve kiriş boyut ve konumlarını değerlendirme kapasitesine de sahipti. Bu hesaplamalar mevcut sistem için yazılmış ufak analiz rutinlerine dayandırılır ve dışarından herhangi bir uygulamaya bağlı olarak çalışmaz. Şekil 3.2’de SSHA yapı modelinin soyut temsiline yer verilmiştir.

Şekil 3.2 : SSHA Yapı Modelinin Soyut Temsili [27]

Konut birimi tasarım sistemi BDT yazılımı üreticilerinin sunduğu yazılımlardan on yıl kadar önce çıkmış bir çalışmadır. Önceleri basit ekran görüntülemesiyle, daha sonra depolama tüplü görüntülemeyle kullanıcı etkileşimine dayanan bu sistem, ekranda anahtar kelimeleri barındıran basit bir menüye dayanır. SSHA tarafından iyi tanımlanmış bina birim kodlarını kullanması en önemli avantajlarındandır. BDT sistemlerinin iki boyutlu geometride kullanımına dair başarılı bir ilk dönem çalışması olmuştur [27].

3.3.1.2 Vaziyet planlama sistemi

SSHA Yapı Modeli’nin ikinci aşaması, konut grubu için yapı yerleşimi ve maliyet tahminine dayalı vaziyet planlama sistemidir. Bina hatlarını ve zemin düzleminin durumunu tanımlayıp konut ve garaj birimlerini, yolları, drenaj hattını, peyzaj alanını, kaldırım ve istinat duvarlarının vaziyete yerleştirilmesini hedefler. Elemanlar herhangi bir sırayla tanımlanır ve sınırları poligonlarla düzeltilir. Bu sistemin ana amacı vaziyet planı tasarımından çok hazır bir planı çizerek hızlı ve detaylı bir maliyet analizi yapmaktır (Şekil 3.3). Hazırlanan plan üzerinde değişiklik işlemleri yapılarak değişen durumlarda maliyet güncellemeleri yapılmasına imkân verir [27]. Bu BDT sistemi önceden hazırlanmış konut şekillerinden oluşan kütüphaneden alınan elemanları araziye yerleştirir. Her konut birimi araziye başlangıç noktası, açı ve seçime bağlı yükseklik seviyesine göre yerleştirilir. Konut tanımları birçok

karmaşık konuyu barındırır. Sistemde konut tipleri sıralı köşe noktlarından oluşan bina çevresiyle tanımlanır. Yapıları ayıran duvarlar maliyeti etkileyen elemanlardan oldukları için ayrıca tanımlanırlar.

Şekil 3.3 : Sistem Tarafından Üretilen Bir Vaziyet Planı [27]

Temeller de maliyeti belirleyici birer faktör olarak ele alınır. Temel duvarlarının yüksekliği, birleşik olup olmamaları gibi durumlar ele alınır. Duvarların durumları, yükseklikler, yollar, peyzaj alanları, drenaj hattı, rampalar, çitler, istinat duvarları maliyet analizinde önemli rol oynayan değişkenler olarak değerlendirilir.

Vaziyet planı sistemi, poligonlarla dizi işlemler ve kazı-dolgu hacim hesaplamaları gibi birçok geometrik işlem gerektirmektedir. Tüm bu işlemler proje takımı tarafından tanımlanıp uygulanmaktadır. SSHA’nın yazılımı üç boyutlu olmasa da günümüzde kullanılan vaziyet planlama yazılımlarından çok da farklı değildir. Bu yazılım plan ve kesitleri 2 boyutlu olarak görüntüleyebilmektedir. Yaklaşık on yıl süreyle üretim için kullanılmıştır [27].

3.3.2 OXSYS Modeli

Cambridge Üniversitesi Mimarlık Fakültesi’yle bağlantılı olan Cambridge Uygulamalı Araştırmalar’ın yürüttüğü çalışma, hastane tasarımını destekleyici bir BDT sistemi geliştirmeye dayanmaktadır. İngiltere’deki sağlık sisteminin millileştirilmesi sonucu hastane inşaasını kolaylaştırabilmek amacıyla Oxford Bölgesel Sağlık Kurumu tarafından geliştirilen OXSYS tabanlı prefabrike yapı sistemi oluşturulması hedeflenmiştir [27].

OXSYS sistemi, Oxford Yapı Metodu yöntemiyle hastane tasarımı için geliştirilmiş ve ilk tasarım aşamasından itibaren maliyet analizi, yapısal ve çevresel analizler, yarı-otomatik tasarım ve detaylandırma, yapı belgelerinin oluşturulması gibi konularda çalışmaktadır. Bu sistemin temel düşüncesi, yapının kâğıt üzerindeki tanımının bilgisayara taşınarak kolayca değişikliğe, analizlere ve değerlendirmeye imkân veren, takım elemanlarının bulundukları yerden bağımsız olarak sürece katılabilecekleri bir ortam yaratmaktır [28].

Oxford Metodu kolon-kiriş ve döşeme temelli, dikey hatlı tartan ızgara sistemi biçiminde yapı üretimini esas alır. Bu ızgara sistemi çerçevesince duvarlar ve tesisat planları çıkarılır ve kesitte de aynı yöntemle tavanlar ve zeminler oluşturulur. Bu yapım sisteminde çelik kolon-kirişler, betonarme döşeme ve çeşitli malzemelerle cephe kaplamaları tasarlanabilmektedir. Mekanik öğeler, tesisatlar ve bir hastane için gerekli birçok bileşen önceden tanımlanmıştır [27].

OXSYS yapı sistemi, önceden tanımlı yapı bileşenleri dizisine dayanmaktadır. Cambridge Uygulamalı Araştırmalar’ın (CUA) metin olarak tanımladığı yapı elemanları kütüphanede kayıt altında tutulabilmektedir. Zaman içerisinde CUA tarafından Codex olarak adlandırılan bu metinler güncellenmiş ve geliştirilmiştir. Codex, yapısal elemanları, kaplama bileşenlerini, bölümlendirmeleri, döşeme ve tavan elemanlarını, oda tiplerini, iç tesisatı, mekanik donanımı family-aile ve subfamily-alt-aile başlıkları altında organize etmektedir. Codex, herhangi bir standarda göre değil, yapı sistemindeki eleman tiplerine göre organize edilir [27]. Her eleman boyutlarına, kullanım ve isimlendirmelerini içeren tanımlayıcı metne, işlevsel özelliklerine, çevresel karakteristiklerine ve elemanın farklı görünüşlerde çizilmesi için gerekli grafik kodlarına göre tanımlanır. Geometrik olarak her eleman 3 boyutlu bir kutu üzerindeki izdüşümlerine göre tanımlıdır. Her bileşen için en fazla on iki izdüşüm ve ya görünüş kayıt altında tutulabilmektedir. Şekil 3.4’te üç ayrı nesnenin farklı geometri görüntülerine yer verilmiştir.

Şekil 3.4 : OXSYS’de Kullanılan Üç Ayrı Nesnenin Farklı Geometrileri [27] OXSYS için toplam Codex çok büyük olacağından, belirli bir yapı projesi için Proje Codex’i denilen daha küçük modelleri gerekmektedir. Proje Codex’i dâhilinde elemanlar aile, alt-aile ve bileşenler biçiminde sınıflandırılmıştır. Bunların X-Y-Z uzantılarını belirten sınırlayıcı kutuların uzaysal olarak tanımlı olduğu bir ortam mevcuttur. Bitişiklik, malzeme özellikleri ve çekme ve germe dayanıklılığı gibi performans karakteristiklerini içeren bilgilere de imkân tanımaktadır. Mümkün olduğunda bu özellikler tekrar tekrar hesaplanarak güncel tutulur. Sınırlayıcı kutu gibi özellikler sabit ve ya değişken olarak işlenebilir. İstenen bir performans seviyesine göre bileşenler otomatik olarak seçilebilir. Alternatif olarak elemanlar kullanıcı tarafından seçilip yerleştirilebilir.

Bir proje, bağımsız bileşenlerin derlemesinden oluşmaktadır. Yerleşimde her bir bileşenin uzaysal dönüşüm ve parametrelerini taşıyarak istendiğinde yeni eklenebilmesine, var olanların yeni koşullara uyabilmesi için konum ve parametrelerinin değiştirilebilmesine imkân tanır. Bazı elemanlar uzunluk olarak da değişkendir ve uzaysal çakışmalar kutu seviye geometrisi kullanılarak kontrol altına alınabilir. İzin verilen giriş durumunda ise bazı tanımlı çakışmalar da tanımlanabilir.

Şekil 3.5 : Kolon Yerlerine Göre Otomatik Çelik İşleri Seçimi

Tartan ızgara sistemine bitişik düzenlenen elemanlarla bağlantılar kontrol edilebilir ve farklı uygulamalar analiz edilip veri elde edilebilir. Bu veriler yeniden düzenlenerek bir çizim oluşturulabilir (Şekil 3.5).

Belgeleme aşaması ayrı bir uygulama olarak işlemektedir. Her bölümdeki grafik verinin toplanıp, yerleştirilerek plan ve kesitlerin oluşturulabilmesi için düzenlenmesini içerir (Şekil 3.6).

OXSYS Sistemi temel matematiksel küme işlemlerine dayalı bir yapı alanı temsiline sahiptir. İlişkiselliğin tanımlandığı hiyerarşik bir organizasyon sağlar. Kümsel işlemler kullanılarak herhangi bir altkümenin tanımlanabilmesi mümkündür. Farklı alan hiyerarşileri tanımlanarak çeşitlilik sağlanabilir. Yapı alanı farklı bölümlere ayrılarak daha sonra alt bölümler oluşturulup, alanlar arası hiyerarşik ilişki grafiksel olarak tanımlanabilir [27].

OXYS CAD belirli birleşimler için karmaşık bir kural tabanlı sistem barındırmaktadır. OXYS mimarları tarafından belirlenen kuralların oluşturulması için uzun bir bilgi üretim süreci aşılmıştır. Kuralların tanımlanıp kodlanması, Oxford

Sistemi’nin yapısal evrimi devam eden bir süreç olduğundan kuralların sürekli olarak güncellenmesi gerekmektedir. Buna göre bir çok kural değişime açık ve yalnızca sistem tasarımcılarının tavsiyeleri olarak kalmaktadır. Bu sistemi kullanan proje mimarları da sıklıkla farklı kuralların tanımlanmasına ve ya var ollanlarda değişiklik yapılmasına ihtiyaç duymuştur. Buna göre geliştiriciler, OXSYS CAD sisteminin sistem mimarlarının proje mimarlarına kural dayatması şeklinde de değerlendirilebileceğini öngörmüşlerdir. Günümüz uzman sistemlerinde tasarım kararlarının alınması sürecinde de bu konu sıklıkla gündeme gelmektedir [27].

Şekil 3.6 : Sistem Tarafından Üretilen A-A ve B-B Kesitleri [27]

Sistem, ticari olarak 1978 yılında “Building Design System” adı altında piyasaya sürülmüştür. Nesne tabanlı sistemlerin bütünleşik olarak yapının birden fazla görünüşünü elde eden ilk örneklerinden biri olarak değer kazanmıştır. Bu sistemde nesneler öncelikle soyut olarak tanımlanmakta ve daha sonra görünüşü oluşturulmaktadır. Bu yaklaşım daha sonra birçok sistem tarafından kullanılacak ve geliştirilecek bir bakış açısı sunmuştur.

Nesne tabanlı modelleme, farklı uygulamaların geliştirilmesi ve dâhil edilmesi açısından önemli bir çalışmadır. Ürün özelliklerinin tam olarak tanımlanabilmesi üzerine çalışmalar ortaya koymuş ve SONATA olarak bilinen üç boyutlu gelişmiş bir yazılımın altyapısını oluşturmuştur [27].