4D printing of hygroscopic wood based actuators for climate responsive skin
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MİMARLIK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: MEHMET OĞUZ NAS
Danışman: Arzu Sorguç
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Adaptif bina sistemleri, enerji tüketimini azaltırken kullanıcı konforunu artırmak amacıyla tasarlanmıştır. Ancak, çevreyi algılamak ve ilgili hareketi oluşturmak karmaşık sistemler gerektirir. Bu geleneksel sistemlerin kurulum, bakım ve enerji tüketim maliyetleri yaygın olarak benimsenmelerini engellemektedir. Daha verimli bir çözüm, doğada, malzemelerin yapısında bulunan özelliklerden yararlanılarak bulunabilir. Çam kozalaklarından ilham alan son araştırmalar, farklı şişme ve büzülme oranlarına sahip ahşap çift katmanların, çevresel nem değişikliğinde pasif olarak şekil değiştirebildiğini ortaya çıkardı. Bükülme yönünü, ekstrüzyon tabanlı 3B yazıcılar tarafından kontrol edilebilen lif doğrultusu belirler. Higroskopik ahşap aktüatörlerin iklime duyarlı cephelerde kullanılması umut vaat ederken, hareket öngörülebilirliği, tepki hızı ve ölçeklenebilirlik konusundaki zorluklar devam ediyor. Bu nedenle bu araştırma kontrollü, ölçeklenebilir hareket için mezoyapısal ve makroyapısal tasarım alanını araştırmaktadır. Aktivasyon dinamiklerini gözlemlemek için kontrollü bir ortamda tasarım ve imalat parametreleri üzerine sistematik bir çalışma yapılmıştır. Toplanan veriler kullanılarak, makroyapısal tasarım keşiflerinde şekil değişikliklerini kontrol etmek ve tahmin etmek için bir model geliştirilmiştir. İki uygulama önerilmiştir: ilki hareket amplifikasyonu için birleştirilmiş aktüatörleri kullanırken, ikincisi aktivasyon hızını kontrol etmek için bistabiliteyi kullanır. Ahşap bazlı filament ve ahşap kaplama aktüatörleri kullanan ½ ve 1:1 ölçeklerinde yapılan deneyler, çoklu aktüatörlerin çalıştırma hızını önemli ölçüde artırdığını doğrulamıştır. Bunun yanında, öngerilmeli bistabil yapılar sayesinde şekil değiştirmeyi tetikleyen nem seviyesinin ayarlanabileceği gösterilmiştir. Bu, çeşitli iklim koşullarına uyum sağlaması ve binalarda daha yüksek enerji verimliliği sağlaması açısından umut vericidir.