performative architecture as a guideline for transformation of the defence line of amsterdam a ...

121 Pages·2011·6.08 MB·English

PERFORMATIVE ARCHITECTURE AS A GUIDELINE FOR TRANSFORMATION OF THE 
DEFENCE LINE OF AMSTERDAM 

A THESIS SUBMITTED TO 
THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES 
OF 
MIDDLE EAST TECHNICAL UNIVERSITY 

BY 

CANAN ALBAYRAK 

IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS 
FOR 
THE INTERNATIONAL JOINT DEGREE OF MASTER OF SCIENCE 
IN 
THE DEPARTMENT OF ARCHITECTURE 
IN 
COMPUTATIONAL DESIGN AND FABRICATION 
TECHNOLOGIES IN ARCHITECTURE 
BY 
MIDDLE EAST TECHNICAL UNIVERSITY 
DELFT UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 

JANUARY 2011 

i
Approval of the thesis: 

PERFORMATIVE ARCHITECTURE AS A GUIDELINE FOR TRANSFORMATION OF THE 
DEFENCE LINE OF AMSTERDAM 

submitted by CANAN ALBAYRAK in partial fulfillment of the requirements for the  
degree of Master of Science in Architecture Department, Middle East Technical 
University, and Delft University of Technology by, 

Prof. Dr. Canan Özgen                                                            ____________________ 
Dean, Graduate School of Natural and Applied Sciences 

Assoc. Prof. Dr. Güven Arif Sargın                                        ____________________ 
Head of Department, Architecture 

Prof. Dr. Can Baykan                                                               ____________________ 
Supervisor, Architecture Dept., METU 

Examining Committee Members: 

Assoc. Prof. Dr. Arzu Gönenç Sorguç                                   ____________________ 
Architecture Dept., METU 

Prof. Dr. Can Baykan                                                               ____________________ 
Architecture Dept., METU 

Assoc. Prof. Dr. Rudi Stouffs                                                  ____________________ 
Building Technology Dept., TU Delft 

Assist. Prof. Dr. Bige Tunçer                                                  ____________________ 
Building Technology Dept., TU Delft 

Assist. Prof. Ir. Huib Plomp                                                    ____________________ 
Building Technology Dept., TU Delft 

                                                                                Date:       28/01/2011 

ii
I hereby declare that all information in this document has been obtained and presented 
in accordance with academic rules and ethical conduct. I also declare that, as required 
by these rules and conduct, I have fully cited and referenced all material and results 
that are not original to this work. 

Name, Last Name: CANAN ALBAYRAK 

Signature              : 

iii
ABSTRACT 

PERFORMATIVE ARCHITECTURE AS A GUIDELINE FOR TRANSFORMATION OF THE 
DEFENCE LINE OF AMSTERDAM 

Albayrak, Canan 
International Joint M.S. Programme of Computational Design and 
Fabrication Technologies in Architecture, Department of 
Architecture 
Supervisor: Prof. Dr. Can Baykan 

January 2011, 107 pages 

The main topic that is researched in this study is: what performative architecture is and 
its role in the design process and product. In the scope of performative architecture the 
aim is to focus what a building does rather than what it is and the fact that architecture 
should  have  the  capability  of  being  adaptable  to  changing  time,  conditions  and 
environment. A design problem is taken under consideration and designed from the 
scope of performative architecture. The design problem is the transformation of the 
Defence Line around Amsterdam, designing new buildings with the recent technologies as 
additions to the forts remaining from 1900’s. A “performative model”, which supports 
design from the conceptual stage until production of scale prototypes is structured by the 
author for this specific design problem. This performative model is used as a case study 
for the research of the role of the computational design tools in the design process and 
product of performative architecture. In addition to the design process, the role of using 
computer‐aided manufacturing to increase performativity is envisioned and the proceeds 
of it to the relationship of design is also researched. 

Keywords:  Performative  Architecture,  Performance  Evaluation,  Parametric  Modelling, 
Computational Design Tools, Computer Aided Manufacturing  
iv
ÖZ 

AMSTERDAM SAVUNMA HATTININ DÖNÜŞTÜRÜLMESİNDE KILAVUZ OLARAK EDİMSEL 
MİMARLIK 

Albayrak, Canan 
Mimarlıkta Sayısal Tasarım ve Üretim Teknolojileri Uluslararası Ortak 
Yüksek Lisans Programı, Mimarlık EABD 
Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Can Baykan 

Ocak 2011, 107 sayfa 

Bu  çalışmada  öncelikli  olarak  edimsel  mimarlığın  ne  olduğu,  tasarım  sürecindeki  ve 
sonucundaki rolü incelenmiştir. Edimsel mimarlık kapsamında binanın ne olduğu değil ne 
yaptığı  üzerine  odaklanıp  mimarlığın  zamana,  şartlara  ve  çevreye  adapte  olabilmesi 
özelliğine sahip olması amaçlanmıştır. Bir tasarım sorunu edimsel mimarlık kapsamında 
ele  alınıp,  tasarlanmıştır.  Tasarım  sorunu  Amsterdam  etrafındaki  savunma  hattının 
dönüşümü, 1900lerden kalma kalelere ek olarak günümüz teknolojilerini yansıtan ek 
binalar  tasarlanmasıdır.  Tasarımı  konsept  aşamasından  ölçekli  prototip  oluşturma 
aşamasına kadar destekleyen bir “edimsel model” bu belirli tasarım problemi için  yazar 
tarafından oluşturuldu. Bu edimsel model sayısal tasarım araçlarının, edimsel mimarlığın 
tasarım  süreci  ve  sonucundaki  rollerini  araştırmak  için  örnek  incelemesi  olarak 
kullanılmıştır. Tasarım sürecine ek olarak, üretim aşamasındaki bilgisayar destekli üretim 
sistemlerinin kullanımının edimselliği arttırmadaki rolü de öngörülüp, tasarım ve üretim 
ilişkisine getirileri inceleniştir.  

Anahtar  Kelimeler:  Edimsel  Mimarlık,  Performans  Değerlendirmesi,  Parametrik 
Modelleme, Sayısal Tasarım Araçları, Bilgisayar Destekli Üretim 

v
To my grandfather Kazım Albayrak

vi
ACKNOWLEDGMENTS 

I wish to express my sincere gratefulness to my thesis supervisor, Prof. Dr. Can Baykan, 
for his guidance and contributions throughout this study.  

I would also like to thank my jury members Prof. Dr. Can Baykan , Assoc. Prof. Dr. Arzu 
Gönenç Sorguç,  Assoc. Prof. Dr. Rudi Stouffs, Assist. Prof. Dr. Bige Tunçer, and Assist. 
Prof. Ir. Huib Plomp for their valuable critics, suggestions and comments.  

I would also offer sincere thankfulness to my studio tutors, for the graduation project in 
TU Delft: Ir. Huib Plomp, Dr.ir. Bige Tunçer, and Ir. Sander Mulders for their encouraging 
criticisms and meaningful guidance.  

I wish to express a very special appreciation to Dr.ir. Rudi Stouffs, as the program 
coordinator, and Dr.ir. Bige Tunçer. Their endless support and mentoring was precious, 
and to them I owe deep gratitude.  

 I would like to thank to my family, my parents Neslihan and Ertuğrul Albayrak and my 
sister Ceren Albayrak, for their support and encouragement in all aspects of life. My 
gratitude can never be enough. 

 Finally, I am grateful to Rui Colaço for his continuous support and motivation in all terms.  

vii
TABLE OF CONTENTS 

ABSTRACT....................................................................................…………………...................iv 

ÖZ....................................................................................................………………................. v 

ACKNOWLEDGMENTS ...................................................................…………………...............vii 

TABLE OF CONTENTS......................................................................…………………............. viii 

LIST OF TABLES ...............................................................................………………….............. xi 

LIST OF FIGURES ..........................................................................………………...................xii 

CHAPTER 

1‐INTRODUCTION……………………………………………………………………………………………………..…..1 

2‐ CATEGORIZATION OF DIGITAL MODELS…………………………………………………………………….4 

  2.1. CAD models………………………………………………………………………………………..………4 

2.1.1M.art.A. Museum…………………………………………….………………….…..…..5 

2.1.2 Kunsthaus Graz…………………………………………..…..…………………………..6 

2.2 Formation Models………………………………………………………….…………………………..8 

2.2.2 Dynaform BMW Pavilion………………………………..……………………..…….8 

2.3 Generative Models……………………………………………………….…………………………..10 

2.4 Performance Models………………………………………………………………………………...11 

2.4.1 Performance based formation models……………..……………………....13 

       2.4.1.1 City Hall………………………………………………………….13 

2.4.2 Performance based generation models……………………………………..15 

2.4.2.1 Port Authority Gateway…………………………….…..15 

3‐ PERFORMATIVE DESIGN…………………………………………………………………………………….……17 

  3.1 Performative Design as a technical development……………………………………..17 

3.1.1 Morpho‐Ecological Approach for Design……………….…………………..18 
viii
3.2 Performative Design as a shift of orientation in architecture. ……………………19 

3.2.1 Performance as controlling the unbuilt ……………………………………..20 

    3.2.1.1.Louvre Museum……………………………………………………….…21 

    3.2.2 Architecture as performance……………………………………………………..23 

3.2.2.1.D‐Tower……………………………………………………………………..24 

3.2.2.2 Kunsthaus Graz…………………………………………………………..25 

3.2.3 Movement as Performance ……………………………………………………….26 

3.2.3.1 Filamentosa …………………………………………………………….…26 

  3.3 Definition of performative architecture ……………………………………………………28 

4‐ PERFORMANCE ASSESSMENT……………………………………………………………………………..…..30 

4.1 Building performance evaluation levels…………………………………………………..…30 

4.2 Review of Projects That Are Related With Digital Models………………………….32 

4.3 Categorization of architectural performances……………………………………….….34 

4.4 Computational Tools Related with Performance …………………………………..….34 

4.4.1 Analytical …………………………………………………………………………………..35 

4.4.2 Generative……………………………………………………………………………..….40 

4.4.3 Performative………………………………………………………………………………42 

4.4.4 Need for yet to be Made Tools…………………………………………………..44 

5‐ GENERAL CHARACTER OF THE DEFENCE LINE AND ITS 
 TRANSFORMATION………………………………………………………………………………………………….….46 

5.1 Today and Future of the Defence Line……………………………………………………..…49 

5.2 Computing Urbanization Levels for Each Site…….……………………………….………52 

5.3 Defining New Functions and Additions………………………………………………….…..58 

5.4 Defining Performance Criteria……………………………………………………………….…..60 

ix
5.4.1 Structural Performance……………………………………………………………...62 

5.4.2 Illuminative Performance …………………………………………………….…….66 

      5.5.4.1 Woody Plants……………………………………………………………...67 

      5.5.4.2 Grassland…………………………………………………………………….67 

      5.5.4.3 Water Bodies…………………………………………………………..…..68 

      5.5.4.4 Micro climates………………………………………………………….….68 

6‐ PERFORMATIVE DESIGN MODEL……………………………………………………………………………….70 

6.1 Parameterization and Articulation of the Model ……….……………………………….71 

6.1.1 Regional Design Stage………………………………….………………………………73 

6.1.2 Urban Design Stage……………………………………………………………….…….74 

6.1.3 Building Design Stage…………………………………………………………………..76 

6.1.3.1 Computing Catenary Arches…………………………………………76 

6.1.3.2 Computing Sunlight Angles……………….………………………….79 

6.1.4 Production of Scale Models Stage…………………………………………………81 

6.2 “Instances Set One” ………………………………………………………………………………..….83 

6.3 “Instances Set Two” …………………………………………………………………………..……….91 

7 –CONCLUSION…………………………………………………………………………………………………………….99 

REFERENCES…………………………………………………………………………………………………………..…….105 

x