Application of smart materials in sustainable architecture

Abstract

Today's sustainable buildings depend on conventional products and materials, existing methods of analysis and design tools. The next generation of sustainable buildings will have to be radically different from those of today and will be designed using new approaches to materials that are expressed in this study. Smart materials are one of the components for these new approaches. These new materials, which are integrated with the environment, produce renewable energies, maintain themselves, minimize energy consumption and/or maximize the usage of natural light.The contribution of smart materials in architecture gives architects the opportunity of designing smart buildings with lightweight structures and new building elements that react to environmental conditions. The increasing interaction with the environment also leads architects to the following question: Can these material properties be used for supporting the sustainability of the building? The Increase in interaction with the environment could ensure that buildings are more compatible with their surroundings. This compatibility could support ecologically sustainable environments and this is the main idea that this study deals with. In order to examine this idea, a theoretical research about sustainable architecture has been conducted. This research puts forth selection criteria for smart materials, which are examined from the viewpoint of an architect. These smart materials are selected out of a wide range of materials with an intense research according to their application possibilities in architecture.The aim of this thesis is to analyze the application of smart materials in sustainable architecture. While the study covers a research on smart materials, it also contains a detailed examination of those selected smart materials according to their availability for use in sustainable architecture. In this context, this study examines the concept of sustainability and sustainable architecture. It proposes and questions the application of smart materials in sustainable architecture.In this study, the sustainability of smart materials themselves is not analyzed rather the properties of these materials are studied to find out how they can support sustainability. Therefore, the criteria to choose materials are related not to the chemical or physical properties of the materials but to their application in the sustainability of a building.Keywords: Smart Materials, Sustainability, Ecology, Architectural Materials, Technology

Günümüzün sürdürülebilir yapıları bilindik ürünler ve malzemelere, mevcut analiz ve tasarım yöntemlerine dayanmaktadır. Yeni nesil sürdürülebilir yapılar bugünkülerden önemli ölçüde radikal yönde farklı olacaktır ve bu çalışmada bahsedildiği gibi malzeme kullanımına getirilecek yeni yaklaşımlarla tasarlanacaktır. Akıllı malzemeler bu yeni yaklaşımların bir parçasıdır. Tepkisel davranışları bulundukları çevre ile şekillenen bu yeni malzemeler yenilenebilir enerjiler üretebilecek, kendilerini onarabilecek ve kendi bakımlarını sağlayabilecek, enerji tüketimini minimize edebilecek ve doğal ışığın maksimum kullanımını sağlayabilecek özelliklere sahiptir.Akıllı malzemelerin mimarlıkta kullanımı, mimarlara hafif yapı sistemli akıllı binalar ve çevresel koşullara göre tepki veren yeni yapı elemanları tasarlama fırsatını vermektedir. Çevre ile giderek artan etkileşim aynı zamanda mimarları şu soruya yönlendirmektedir: Bu yeni malzemelerin özellikleri yapılarda sürdürülebilirliğin desteklenmesi için de kullanılabilir mi? Çevre ile artan etkileşim yapıların aynı zamanda bulundukları ortamın koşulları ile uyumlu olmalarını da sağlayabilir. Bu uyumluluk ekolojik olarak sürdürülebilirliği destekleyebilir. Bu düşünce bu çalışmanın ana fikrini oluşturmaktadır. Bu fikri incelemek amacıyla bu çalışma kapsamında sürdürülebilir mimari ile ilgili bir araştırma yürütülmüş, bu araştırma bir mimarın bakış açısıyla birçok akıllı malzeme arasından konu ile bağlantılı olanların seçim kriterlerinin belirlenmesini sağlamıştır. Bu akıllı malzemeler birçok malzeme içinden mimaride uygulanabilirlik olasılığına göre seçilmişlerdir.Bu tezin amacı akıllı malzemelerin sürdürülebilir mimarlıkta kullanımının incelenmesidir. Çalışma, akıllı malzemeler ile ilgili bir araştırmayı kapsarken aynı zamanda seçilen akıllı malzemelerin sürdürülebilir mimarlıkta kullanılma olasılığını da incelemektedir. Bu bağlamda, bu çalışma sürdürülebilirlik ve sürdürülebilir mimarlık kavramlarını incelemekte ve mimarlıkta kullanılabilecek akıllı malzemeleri belirlerken bu malzemelerin sürdürülebilirlik açısından yapılarda kullanımını sorgulamaktadır.Bu çalışmada, akıllı malzemelerin kendilerinin sürdürülebilirliğini incelemek yerine sahip oldukları özelliklerin sürdürülebilirliğe nasıl destek olabileceği üzerinde durmaktadır. Bu nedenle, malzeme seçim kriterleri malzemelerin kimyasal veya fiziksel özelliklerinin sürdürülebilirliği ile bağlantılı değil, bu malzemelerin bir yapının sürdürülebilirliğine katkısı ile bağlantılı olarak belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Akıllı Malzemeler, Sürdürülebilirlik, Ekoloji, Yapı Malzemeleri, Teknoloji