İnşaat ve mimarlık dünyasında estetik, maliyet ve yapısal güvenliği dengeleyen yeni bir dijital çağ başlıyor. Tokyo Üniversitesi'nden araştırmacı Masaaki Miki ve ABD merkezli yapı mühendisi Toby Mitchell, hafif mimari yapıların tasarım süreçlerini kökten değiştirecek yeni bir hesaplamalı form bulma yöntemine imza attı.
Geleneksel olarak betonarme ile inşa edilen ağır kabukların yerini, maliyet avantajı ve çevresel hassasiyetler nedeniyle metal, cam veya ahşaptan üretilen "ızgara kabuklar" (grid shells) almaya başladı. British Museum'un Büyük Avlusu veya New York'taki Moynihan Tren Salonu gibi ikonik yapılarda görülen bu sistemler, sütunsuz geniş iç mekanlar yaratılmasına olanak tanıyor. Ancak bu yapıların karmaşık geometrilerini hesaplamak, bugüne kadar ciddi bir donanım gücü ve zaman maliyeti gerektiriyordu.
HIZDA YÜZDE 98 ARTIŞ
Geliştirilen yeni teknik, Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) dünyasında yaygın olan NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines) yüzey formatına dayanıyor. Araştırmacılar, daha önce üst düzey bir Grafik İşlem Birimi (GPU) ile 90 saat süren karmaşık hesaplamaları, optimize ettikleri algoritmalar sayesinde standart bir Merkezi İşlem Birimi (CPU) üzerinde yaklaşık 90 dakikaya indirmeyi başardı. Bu, hesaplama hızında yüzde 98'lik bir artış anlamına geliyor.
YÜKSEK MALİYETLİ DONANIMA GEREK KALMADI
Tokyo Üniversitesi'nden Masaaki Miki, projenin çıkış noktasını şu sözlerle özetledi: "Geleneksel beton tasarımlar, ağırlığı taşımak için belirli şekillerle sınırlı kalıyordu. Biz, basınç kuvvetlerinin yanı sıra gerilimi de hesaba katan, mekanik güvenilirlik ile estetiği birleştiren modern metal ve cam yapılar için yeni yollar aradık. Hesaplama hızındaki bu artış, karmaşık koşulların titizlikle çözülmesini mümkün kıldı."
Yeni yöntem, mimarların halihazırda kullandığı popüler CAD platformu Rhinoceros'a bir eklenti olarak entegre edildi. Bu sayede, pahalı süper bilgisayarlara veya üst düzey donanımlara ihtiyaç duyulmadan, çok daha fazla tasarımcının gelişmiş ızgara kabuk formları üzerinde çalışabilmesinin önü açıldı.
GELECEKTE AHŞAP YAPILARDA DA KULLANILACAK
Yöntem, geometrik ve yapısal kısıtlamaları tek bir hesaplama çerçevesinde ele alarak, üretimi zor olan düzensiz şekillerle ilgili engelleri de ortadan kaldırıyor. Elde edilen formlar yerçekimi altında stabil kalırken, inşaat sürecini de daha pratik hale getiriyor. Şu an metal ve cam yapılar üzerine yoğunlaşan ekip, geliştirdikleri bu yüksek verimli yöntemi yakın gelecekte kompozit ahşap kafes sistemlerine de uyarlamayı hedefliyor.
