Parametrik tasarım: Tanımlı ilişkilerle bütünü şekillendirmek

Parametrik tasarımda; tasarlanan ürünün karmaşık yüzeylerinin oluşturulması için formu oluşturan alt bileşenlerin farklılaştırılarak tekrarlanabilmesi, alt unsurlar arasındaki ilişkinin de parametrik tanımının kurgulanması gerekmektedir. Peki sahne önünde değişken formlar ve ilişki bağlamı rol alırken, perde arkasında saklanan bileşenler nelerdir? Arka plandaki amacı, tasarım seçeneklerini çeşitlendirmek, bünyesindeki yöntemlerle sürece katkı sağlamaktır Basit tekrarın ve öklidyen formların reddi, eğrisellik, farklılaşarak tekrarlanma ise halı altına süpürülmektedir.

Parametrik tasarım, Wassim Jabi’nin tanımına göre kuralları ifade eden algoritmik düşünceye dayalı bir süreçtir. Algoritmik düşünce, bir problemi çözmek için gerekli tüm adımlar olarak adlandırılan algoritmalardan oluşur ve parametrik tasarımın güç aldığı bir kavramdır. Girdisi, algoritması ve çıktısı ile tanımlanan parametrik sistemler, genel olarak 3D katı modelleme yazılımlarına eklenir. Özünde, parametrik ve algoritmik düşünme herhangi bir dil bilgisi kuralı veya bilgisayar yazılımıyla ilişkiye değil, mantık, geometri, topoloji ve etkileşime odaklıdır. 

Karmaşık sistemleri tasarlamaya ve bilgisayar desteğini de yanına alarak problemleri çözmeye yardımcı olan kompütasyonel tasarım, tasarım ve mimari alanlarda sıkça kullanılan dijital teknolojide etkin bir rol üstleniyor. Mevcut bilgisayar destekli tasarım ve üretim süreçleri düşünüldüğünde, parametrik tasarım dijital teknoloji araçlarıyla üretime destek veriyor diyebiliriz. Bu araçların kullanımıyla tasarımcılara özgür alanı sağlanırken diğer yandan zaman ve maliyet konusunda da avantaj sağlanmış oluyor.

Casey Reas ve Ben Fry, bilgisayar programlarının varlığının parametrik tasarıma yardımcı olduğunu söylemektedir. Tasarımcı, tasarımın belirli bölümlerini değiştirirken sabit parametreler arasındaki soyut ilişkileri ifade ederek parametrik tasarımı ortaya çıkarmaktadır. Diyelim ki bir mimar, duvardaki açıklığın duvarın uzunluğunun dörtte biri olacağını belirtti. Duvarın uzunluğunu ne oranda değiştirirse, açıklığın boyutu da o oranda değişir. Reas ve Fry bu çoklu ilişkilerin parametrik tasarımla gerçekten güçlü hale geldiğinin altını çiziyor. 

Robert Woodbury, parametrik modellemede tasarımın parçaları arasında koordineli bir ilişki kurulduğunu ve değişimi birlikte yaşadıklarından bahseder. Tasarımcılar bu sayede ekler, siler, etkileşim hakkında açık düşünerek ilişkilendirir ve silinen parçaya bağlı parçaların kalanlarla yeniden ilişkilendirilmesiyle onarır.

Kâğıt ve kalem ile dirsek temaslı tasarımlar yapmanın yerini dijital dünya nasıl ele geçirdi? Zamana karşı yarışan üretim ve her zaman “acil” olan teslim süreçleri… Çizim programları sayesinde bazı konularda öne geçiliyor. Denenen tasarım seçenekleri artabiliyor, geometrik formlar daha kolay var oluyor ve paydaşların nihai ürünü görsel algılama şansı doğuyor. Azalan kâğıt kullanımıyla tasarım süreci sürdürülebilirlik kavramını da beslemiş oluyor. Sözlü iletişimle paydaşlara aktarılan sözcüklerin yerini, kendini bilgisayar ortamında sözsüz anlatan dilsiz ürünler alıyor (URL-2). Modellemenin artı yönü olarak yayılma, güvenilirlik, hız ve netlik gibi avantajlar tasarımcıya sunulmuş oluyor diyebiliriz. Üretim kanadında ise modülerlik gayesiyle tasarlanan parametrik ürünler, daha hızlı ve az maliyetli olarak üretilebiliyor.

Bu karmaşık sisteme başlayamaya niyetlenelim. Fakat nereden başlanacak? En zor basamak karmaşık çıktıyı analiz etmek mi? Wassim Jabi, en zor kısmın ilk girdi parametrelerinin seçiminde yaşandığını söylüyor. Başlamak, yine bitirmenin yarısı oluyor. Tasarımın yarattığı sorunu çözmek için tasarımcılar, tasarım modellerinin belirledikleri birçok parametre arasındaki ilişkiyi belirleyerek yazılımları kullanmaya başlamaktadır. “Attığı taşın ürküttüğü kuşa değdiği” bu yaklaşımın avantajı ise bir zaman sonra sadece bazı parametreleri değiştirebilmesiyle tüm modelin bu değişikliğe göre güncellenmesi. Tabii bu değişiklik, tasarımcı tarafından kurgulanmış ve programa tanımlanmış ilişkilere dayanmakta.

Geometrik kaygıları azalttık diyelim, peki ön plana çıkan diğer zorlayıcı adımlar nasıl çözülmeli? Düşük bir orana sahip kimi üstleniciler, parametrenin taksonomisini tanımlamaya niyetlenmiştir. Wassim Jabi burada da kolları sıvayarak, gelecekteki araştırma projelerini aydınlatması amacıyla bu parametreleri yedi maddede sınıflandırmıştır:

1. Matematiksel parametreler: 3D modelleme yazılımı tarafından anlaşılan en temel parametre türüdür (sayılar, mantıksal değerler ve hatta karakter dizileri).
2. Geometrik parametreler: Daha düşük seviyeli matematiksel parametrelerin yarattığı daha yüksek seviyeli olgulardır (noktalar, çizgiler, yüzeyleri katılar vb.).
3. Topolojik parametreler: Parçaların birbiriyle ve bütünle olan ilişkisini tanımlar (form, kompozisyon ve fabrikasyon konuları).
4. Temsili parametreler: Kendileri hariç diğer varlıkları tanımlar ve soyutlar, bilgisayar gösterimlerini içerir (ağırlık, yapısal mukavemet, maliyet vb. fiziksel özellikler). 
5. Malzeme parametreleri: Çeşitli fiziksel özellikleri (gerilim, sürtünme, elastikiyet, yapısal mukavemet, ağırlık, yansıma, kırılma, vb. fiziksel özellikler) ekleyerek ve bağlayarak matematiksel, geometrik, topolojik ve temsili parametreler üzerine kurulur.
6. Çevresel parametreler: İzleyiciyi çevreleyen- timelapse fotoğrafçılığı gibi-genellikle görünmez ve akışkan güçleri içerir (Zaman, rüzgâr, termal değişim, ışık ve gölgenin hareketi, manyetik alanlar vb.). 
7. Kullanıcı parametreleri: İnsana uygun, özelleşebilen bir mimari oluşturmak için kullanıcı isteklerinin modellenebilmesi, bu bilginin tasarım sistemine parametre olarak dahil edilebilmesidir (Ergonomi çalışmak için insan modelleri, simülasyonlar vb.).

Taksonominin gerekliliği, her konuda yaşandığı gibi genel bir bilgi yumağı içinde kaybolmanın önüne geçmektir. Özelleşmiş bir başlık altında, ihtiyaca yönelik çözüme kavuşmayı çabalamak daha verimli bir sürecin kapısını aralıyor.

Parametrik tasarımın somut çıktıları

Parametrik bir tasarım oluşturulurken, form analiz edilerek değişkenlere ayrılır. Sentez bölümüne yardımcı olarak, faydalanılması gereken tasarımsal yaklaşımlar ortaya çıkar. Bu süreçte tasarlanan formlar, oluşturulan yapının işleviyle ortaklaşa ilerlemektedir. Şimdi, parametrik tasarım kullanılarak bu alanda verilmiş örneklerden bazılarını inceleyeceğiz.

Bramante Staircase

Vatikan Müzesi’nde ziyaretçileri karşılayan Bramante Staircase’in formu, parametrenin fraktal yapıyla şekillenmesi sonucu oluşmuştur. Donato Bramante tarafından 1505 yılında çift ​​sarmal yapıda tasarlanan ilk merdivenin devamı olarak, 1932’de Giuseppe Momo tarafından Modern Bramante Staircase tasarlanmıştır. Bu örnek, belirli kurallar çerçevesinde yinelemeli bir tasarımın fraktal büyümesidir. Üç boyutlu çift sarmal salyangoz merdiven, kendi içinde tekrar eden bir yapıya sahip. Merdivene yukarıdan aşağıya doğru bakıldığında, ziyaretçisini özüne çekerek iki boyutlu bir desene sıkıştırması dikkat çekiyor. Modern Bramante Staircase, tasarımcıların iki ve üç boyutlu tasarımların arasındaki gezintisini ve geçişini de bize gösteren bir yapıdır.

Aviva Stadyumu

Aviva Stadyumu, İrlanda Uluslararası Rugby ve İrlanda Futbol takımlarına ev sahipliği yapacak, eski stadyumun yerini alacak, 50.000 kişilik seyirci kapasiteli modern bir tesis sağlama amacıyla tasarlanmıştır. Tasarım ve planlaması yaklaşık iki sene süren bu projeyle, Lansdowne Yolu’nun tarihi alanına saygı göstermeyi ve çevredeki binaların ışık alma hakkını engellememeyi göz önünde bulundurdukları bir metodoloji geliştirildi. Bu bağlamda Populous, organik ve yarı saydam bir form ile bulunduğu muhite duyarlı, çevreye uyumlu bir yapı tasarladı. Stadyumun radyal yapısında parametrik tasarımın kullanılmasıyla, tasarımın verimliliğini maksimum düzeyde tutmanın yanında cephe kaplaması da iyileştirildi. 

La Sagrada Familia

Antonio Gaudi tarafından 1883-1926 yılları arasında Barselona’da tasarlanan La Sagrada Familia, parametrik tasarımın öncü örneklerindendir. Gaudi, 43 yıl emek verdiği bu yapının yapımına devam edecek kişiler için, yaklaşık iki sene boyunca stratejik yöntemler içeren bir dil geliştirmeye çalışmıştır. 

Gaudi tarafından La Sagrada Familia kolonları bitkilerin organik büyümelerini referans alan iki sarmalın üst üste bindirilmesiyle tasarlandı. Yapının büyük sütunları, büyük bir çapa sahip çokgenlerden oluşuyor. Küçük sütunlar, büyük dönüş açılarıyla yan nef ve tonozlu tavanı destekleyen üst kısımlarda, büyük sütunlar ise küçük dönüş açılarıyla orta nef üzerinde konumlanıyor. Büyük bir kolon, küçük bir kolana göre daha küçük bir dönüş açısına sahip ve ters yönde tekrarlanan dönüş açıları sayesinde sütunun zayıf görünümü yok ediliyor. Kolon yapısının, değiştirilen parametreler ile La Sagrada Familia’ da tekrarlandığı görülmekte.

Parametrik tasarımlar incelendiğinde görülüyor ki;

Fraktal geometri merkezinde tasarlanan basit formlar, işlev için avantajlı bir durum yaratıyor. Tasarım dünyasının vazgeçilmezi “Form follows function” sözünün ışığında form-işlev ilişkisi ve bunu etkileyen değişkenler bu bağlamda cepte kalıyor parametrik tasarımın yalnızca geometrik bir dayanağı olmadığını, yük direnci, strüktür, ışık seviyesi gibi konuları da kapsadığını, maliyet, zaman ve tasarımcıya sağladığı özgür alanın var oluşunu da görebiliyoruz. Ne tam bir domino etkisi ne bütünüyle bir kelebek etkisi. Kendi içinde, varlığını şekillendiren öznel bir tasarım etkisi.

Kaynaklar

• Hernandez, C. R. B. (2006). Thinking Parametric Design: Introducing Parametric Gaudi. Design Studies, 27(3), 309-324.
• Jabi, W. (2013). Parametric Design For Architecture. Laurence King Publishing Ltd.
• Reas, C., Fry, B. (2007). Processing:A Programming Handbook For Visual Designers and Artists. The MIT Press.
• Woodbury, R. (2010). Elements Of Parametrıc Design. Routledge.
• Yüksekkaya, A. (2020). Parametrik Tasarım Bağlamında Sergileme Mekanlarının Form-İşlev Analizi. Hacettepe Üniversitesi, Güzel Sanatlar Enstitüsü, Ankara.
• www.mimarlikdergisi.com/index.cfm?sayfa=mimarlik&DergiSayi=409&RecID=4185
• mimaritasarimsurecveetkilesimleri.wordpress.com/2016/12/16/parametrik-tasarim-yonteminin-mekan-kurgusu-uzerindeki-etkisi