Sustainable Interactive Facades through Artificial Intelligence and Advanced Materials

Abstract

The contemporary buildings play pivotal role in overall energy consumption worldwide. Facades as the separator of external and internal environments of the building have significant impact of the sustainability of the buildings. Designing adaptive, intelligent and multifunctional facades in interactive architecture context is a promising approach to the future of smart buildings. This study aims to identify the pathways to construct interactive facades in order to improve the sustainability of buildings. To achieve this aim, the study reviews the most related literature to the topic in order to identify the main criteria of interactive facades and conceptualize how they should work accordingly. During research process, it is found that developments in artificial intelligence (AI) and advanced materials (AM) facilitates the implementation of interactive systems for facades. Through analyzing purposefully selected case studies based on extracted criteria of interactive facades, this study highlights the strengths and gaps of implementation of interactive facades. Then, this study relates the detected gaps to developments in AI and AM in order to propose pathways for improving interactive architecture in designing facades. These proposals and pathways are presented in terms of architectural implications and recommendations for future studies in final chapter of this study. Keywords: Interactive facades, Artificial intelligence (AI), Advanced materials (AM), Intelligent buildings.

ÖZ: Çağdaş binalar dünya genelinde toplam enerji tüketiminde çok önemli bir rol oynamaktadır. Binanın dış ve iç ortamlarının ayrıştırıcısı olarak cephelerin, binaların sürdürülebilirliği üzerinde önemli etkisi vardır. Etkileşimli mimari bağlamda uyarlanabilir, akıllı ve çok işlevli cepheler tasarlamak akıllı binaların geleceğine umut verici bir yaklaşımdır. Bu çalışma, binaların sürdürülebilirliğini artırmak için etkileşimli cepheler inşa etme yollarını belirlemeyi amaçlamaktadır. Bu amaca ulaşmak için çalışma, interaktif cephelerin ana kriterlerini belirlemek ve buna göre nasıl çalışması gerektiğini kavramsallaştırmak için konuyla en ilgili literatürü gözden geçirmektedir. Araştırma sürecinde yapay zeka (AI) ve ileri malzemelerdeki (AM) gelişmelerin cepheler için etkileşimli sistemlerin uygulanmasını kolaylaştırdığı bulunmuştur. Bu çalışma, interaktif cephelerin çıkarılan kriterlerine dayalı olarak seçilen vaka çalışmalarını analiz ederek, interaktif cephelerin uygulanmasının güçlü yönlerini ve boşluklarını vurgulamaktadır. Daha sonra bu çalışma, cephelerin tasarımında interaktif mimariyi geliştirmek için yollar önermek amacıyla AI ve AM'deki gelişmelerle tespit edilen boşlukları ilişkilendirmektedir. Bu teklifler ve yollar, bu çalışmanın son bölümünde mimari sonuçlar ve gelecekteki çalışmalar için öneriler açısından sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Etkileşimli cepheler, Yapay zeka (AI), İleri malzemeler (AM), Akıllı binalar.