İnşaat sektöründe cephe üretimi, tasarım kadar imalat işlemlerinin de içinde olduğu çok sayıda paydaşı etkileyen bir alandır. Yapının görünümü oluşturacak ilk akışta dikkati çekecek cephe tasarımı, yüksek yapıların ortaya çıkmasıyla değişip gelişirken, cephe tasarım teknolojilerinin gelişmesiyle de, farklı bir boyuta ulaşmıştır. BIM süreciyle birlikte ise, cephe tasarımı yeniden şekillenmeye başlamıştır.
Yapının kabuğunu oluşturan cephe tasarımı yapılırken, estetik kaygılar kadar teknik verilerinde değerlendirilmesi gerekir. Enerji tasarrufu, iklim koşullarının etkisi, sürdürülebilirlik, maliyet, imalat çözümleri gibi konularda dikkate alınmalıdır. BIM, teknik verilerin daha hızlı değerlendirilmesini sağlamaktadır.
Cephe Tasarımlarının Gelişimi ve BIM
Görsel Kaynak: unstudio
CAD teknolojisinin ortaya çıkışı ile manuel çizimlerin yerini dijital çizimler almıştır. Bu gelişme çizim tekniği kadar, geleneksel tasarım yöntemlerini değiştirerek cephe mühendisliğinin de çalışma şeklini değiştirmiştir. Cephe tasarımları yeni malzemelerin ve imalat sistemlerinin gelişmesinden de etkilenerek ilerlemiştir.
BIM teknolojilerinin gelişmesi, cephe mühendisliği alanını daha fazla etkilemiştir. 3 boyutlu modellemeler ve sanal gerçeklik teknolojileri, cephe tasarımı üzerinde çalışan profesyoneller arası iletişimin gelişmesine yardımcı olmuştur. Tasarım kadar imalat aşamasının da önemli olduğu bu süreçte, farklı uzmanlıklara sahip kişilerin, birbirlerini anlaması kolaylaşmıştır. 3D tabanlı modeller, karmaşık geometrilerin oluşturulmasına, bu modellerden imalat için gerekli verilerin daha kolay alınmasına olanak sağlamıştır.
Cephe Tasarımında BIM tabanlı Etkiler
BIM, mimari tasarım endüstrisi için vazgeçilmez bir teknoloji haline gelmiştir. Cephe tasarımını da BIM etkisinde aşağıdaki belirtilen şekillerde gelişime uğramıştır:
Parametrik Tasarım
Parametrik BIM tasarımı ile bir cephe elemanının tüm bileşenleri fonksiyonel bir değişkene dönüşebilir. Daha sonra bu değişkene ait veriler değiştirildiğinde, cephe panelinin şekli değiştirilerek, farklı bina tasarım şemaları oluşturulur. BIM parametrik tasarımında, bir cephe bileşeni yalnızca sanal bir geometrik bileşen değildir, aynı zamanda bileşen malzemesi, termal performans, maliyet ve satın alma bilgileri, ağırlık, vb. diğer teknik özelliklere de sahiptir. Farklı teknik verilerin girilmesi sağlanarak, hızlı hesaplamalar ve analizler yapılması sağlanır. Bu analizlerin sonucunda, optimum tasarım parametrelerinin seçilmesi sağlanır.
Parametrelendirme kavramı da aslında parametrik tasarımdan farklıdır. Parametrelendirme, BIM yazılımının parametrik tasarım üretimi için gerekli olan modelleme yeteneklerini ifade eder. Parametrik tasarımda kullanılan BIM yazılımı, ilgili bileşenlerin doğruluğunu sağlamalıdır. Ayrıntı seviyesi (LOD) ise, BIM modelinde tasarım detayını ve doğruluğunu ortaya koyan yapı bileşenlerinin verimliliğini tanımlamak için kullanılmakta olup LOD100 ile LOD500 arasında değişir. Sıradan bir bina tasarımı için, model doğruluğu LOD100 ila LOD300 arasında olduğunda, tasarım teslimi tamamlanabilir; ancak bir cephe tasarımı için, tasarım teslimi modelinin sonraki tesis imalatında uygulanabilmesini sağlamak için BIM yazılımının modelleme kabiliyeti LOD400’e ulaşmalıdır.
Görsel Tasarım Bilgisi
Görsel Kaynak: rethinkingbim.com
3B BIM modelleri, karmaşık geometriye sahip cephelerin yapılmasına olanak sağlamıştır. Model üzerinden, cephe elemanlarının detaylı bilgilerine erişilmesini sağlamıştır. Tasarımcının, cephe elemanlarını değiştirdikçe tüm bileşenlerin nasıl etkilendiğini otomatik olarak görebilmesi, daha sağlıklı kararlar almasını sağlamaktadır.
Disiplinler arası çakışmaların daha kolay görülüp işlenmesiyle tasarım kalitesinin iyileşmesi sağlanmıştır.
Model Tasarım Teslimi
Model tasarım teslimi, inşaat sektörünün önemli bir parçasıdır. Cephe panel üniteleri, bir projede üretimi daha hızlı hale getirecek şekilde özelleştirilmiştir. BIM tabanlı tasarım teslimi, 2B üretiminden 3B üretim modeline geçişte bilgi kaybını önlemeye ve tasarım verilerini cephe üretimi için kullanılan takım tezgahlarına doğru bir şekilde aktarmaya yardımcı olur. Doğru veri aktarımı ve dijital üretim, bina kalitesinin iyileştirilmesine ve büyük ölçüde tasarruf sağlanmasına yardımcı olur.
İmalat Detayları
Görsel Kaynak: unstudio
Cephe imalatlarının geometrik modellemesi, gerçek özelliklere sahip bina bileşenlerine kolayca dönüştürülebilir. Geometrik şekil değişikliği yapmak için parametreleri değiştirdiğimizde, yapı bileşenleri buna göre değişir, bu da görsel şekli gerçek cephe imalat bileşenleri ile ilişkilendirir, böylece görsel model gerçek bir “bilgi modeline” dönüştürülür. Oluşturulan bilgi modelinden, imalat için gerekli geometrik bilgiler alınır.
Daha sonra, levha açma yöntemleri ile uzayda geometrisi elde edilen panellerin/elemanların, plan görünümündeki iki boyutlarına erişilir. Tüm geometrik bilgilere hızlıca erişebilmesi sonucu panellerin optimize edilmesi de sağlanabilir. Maliyet verimliliğinin sağlanabilmesi için cephe tasarımcısının, malzeme boyları, üretim tezgahlarının özellikleri vb. konuları da dikkate alması gerekir. BIM yazılımlarının, bu alanlarda tercih edilmesi, parametrik modelleme ve gerçek zamanlı veri çıkarma yeteneğindendir.
Sonuç
BIM teknolojisinin gelişimi ile cephe tasarımcıları da bina verilerini, bileşenleri, malzeme imalat sürecini, malzemelerin maliyetini, imalat detaylarını, sistem analizi, inşaat planlama ve yönetimi vb. bilgilere daha kolay ve sistemli bir şekilde erişerek, diğer disiplinler ile iletişimlerini daha etkin yapılması sağlandı.
Bu etkileşimler sonucu, kompleks geometriye sahip cephelerin üretilmesi kadar teknik gerekliliklerde sağlanmıştır. Genel olarak BIM, binanın cephesinin, teknik performansı ve inşa edilebilirliğini geliştirmiştir.
Cephe panellerinde imalat, nakliye ve montaj yönü ve sırası ile ilgili bilgilerin not edilmesi gerekir. BIM, daha sonra inşaat iş programını ve kurulum sırasını daha iyi düzenlemek, etkili bir saha planlaması oluşturmak, inşaat süresini makul bir şekilde düzenlemek, kurulum kalitesini iyileştirmek ve işgücünün verimliliğini arttırmak için cephe panellerinin tasarımdan montajına kadar tüm aşamaları geliştirmek kullanılabilir.
Kaynaklar:
blogs.3ds.com/perspectives/bim-brings-changes-to-facade-design/
portal.prokonekongroup.com
