Acil barınma ünitesi temininde parametrik tasarım ve katmanlı üretimin incelenmesi

Abstract

This research focuses on the advantages of additive manufacturing applications and parametric design method for solving the problems that arise from the production, storage, transportation and utilization of emergency shelters. This study aims to investigate the applications of additive manufacturing technologies with parametric design method which provide the possibility of raw material storage and production on site in disaster areas and to propose design criteria for the application of building-scale 3D printing with parametric design method. In this study qualitative research methods are utilized. Initially; an extensive literature review on additive manufacturing technologies, concrete construction by 3 dimensional printing, parametric design tools and emergency shelter requirements has been conducted. Subsequently; the parameters of additive manufacturing with concrete material are determined and parametric design alternatives are developed based on the variables of structural geometry alternatives, environmental conditions, usage features and sheltered inhabitants. Material properties are defined as the independent variable during this process. Although there are sources in the literature regarding living spaces produced with additive manufacturing technology; there is a gap in the literature in Turkey. The problems of existing emergency sheltering structures determined throughout the literature review are; incompatibility to climate and ground conditions, flammability, the need for expert personel for installation, shortage of experienced staff and extended time periods for installation, non-interchangeable and non-customizable structures and deterioration of products stocked for emergency sheltering in time. It has been assessed and concluded that the use of on-site production with additive manufacturing technology with parametric design method can be used effectively and efficiently to solve the problems arose from traditional methods.

Bu araştırmada acil durumlarda barınma ihtiyacını sağlayan ürünlerin, üretim, depolama, taşınabilirlik ve kullanım özelliklerinden kaynaklanan sorunlarının çözümünde; hammadde stoklama ve afet alanlarında üretime olanak sağlayan katmanlı üretim teknolojisi ve parametrik tasarım yöntemi kullanımının sağlayacağı avantajları araştırmak ve bu avantajların uygulanabilmesi için tasarım kriterlerini belirlemek amaçlanmıştır. Araştırmada nitel araştırma yöntemlerinden faydalanılmıştır. İlk olarak, alan yazın araştırması ile katmanlı üretim, 3 boyutlu yazıcı ile betonarme yapı üretimi, parametrik tasarım araçları, acil barınma ihtiyaçları konularında güncel bilimsel bilgiler derlenmiştir. Sonraki aşamada beton malzeme ile katmanlı üretim teknolojisi parametreleri belirlenmiş ve malzeme özellikleri bağımsız değişken olmak üzere yapı geometrisi alternatifleri çevresel koşullar, kullanım özellikleri, barınan kişi sayısı bağlı değişkenlerine göre parametrik tasarım alternatifi geliştirilmiştir. Uluslararası literatürde, katmanlı üretim teknolojisi ile üretilen yaşam alanları bulunmakla birlikte, ülkemizde gerçekleştirilmiş bir çalışma bulunmadığı görülmüştür. Alan yazın araştırması doğrultusunda belirlenen mevcut acil durum yapılarından kaynaklı problemler; iklim ve zemin koşullarına uygunsuzluk, alev alma, kurulum için deneyimli personel gerekliliği ve bu kişilerin sayısının azlığı nedeniyle kurulum süresinin uzaması, değiştirilebilir ve kişiselleştirilebilir olmayan yapılar ve acil barınma için stoklanan ürünlerin kullanım zamanı geldiğinde yıpranmış olmalarıdır. Acil durum sonrası barınma ünitesi tasarımlarında katmanlı üretim teknolojisi ile yerinde üretim ve parametrik tasarım araçlarının birlikte kullanımının, geleneksel yöntemler olan çadırlar ve barakalardan kaynaklı problemlerin çözümünde etkili ve verimli bir biçimde kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.