Konutlarda yapı kabuğunun ses yalıtımı ve maliyet etkinlik açısından optimizasyonu
Optimization of the building envelope in dwellings in terms of sound insulation and cost efficiency
- Tez No: 1006580
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET NURİ İLGÜREL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Mimari akustik, Yatırım maliyeti, Yaşam dönem maliyeti, Çok kriterli optimizasyon, Architectural acoustic, Investment cost, Life cycle cost, Multi criteria optimization
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yapı kabuğu, yapının iç ortam konforunu korurken, çevresel etkilerini de kontrol eden temel yapı bileşenidir. Yapı kabuğunun performansını etkileyen tüm parametrelerin maliyet-etkin yaklaşımla bir arada değerlendirilmesi, Avrupa Komisyonu'nun 2010 yılında güncellediği binalarda enerji verimliliğini artırmaya yönelik direktif (EPBD) kapsamında zorunlu halde mimari uygulamalarda yapı kabuğu performansı çoğunlukla enerji ve maliyet ilişkisi üzerinden ele alınmakta, akustik performans ihmal edilmektedir. Akustik gereksinimlere bağlı müdahaleler yapı kabuğu enerji performansı ve maliyet analizlerini değiştirmektedir. Bu çalışmada, Rhinoceros/Grasshopper programı ve baskın olmayan sıralı genetik algoritma (NSGA-II) kullanarak yapı kabuğu tasarımında ilk yatırım maliyeti, yaşam döngüsü maliyeti ve akustik performansın eşzamanlı olarak değerlendirildiği çok amaçlı optimizasyon yaklaşımı geliştirilmiştir. Bu kapsamda, Türkiye'nin altı derece-gün bölgesini temsilen seçilen altı pilot ilde; dört saydamlık oranı ve dört yönelime yönelik 96 senaryo ele alınmıştır. Her bir senaryoda çift cam, üçlü cam ve ikincil pencere sistemleri değerlendirilmiştir. Camların farklı kalınlık alternatifleri, low-e/solar low-e film kaplaması, hava/argon dolgulu olma seçenekleri hesaplanmıştır. Benzer bir şekilde tek ve çift cidarlı duvar kesitleri gaz beton ve yatay delikli tuğla alternatifleri kullanılarak farklı yalıtım kalınlığı önerileri ile değerlendirilmiştir. Her bir senaryo için ilk yatırım maliyeti (İYM), yaşam döngüsü maliyeti (YDM) ve ses geçiş kaybı değerleri hesaplanarak pareto küme elde edilmiştir. Elde edilen bulgular, yapı kabuğu tasarım kararlarının yalnızca ısıl performans değil; akustik konfor ve maliyet etkinlik kriterleri ile bütüncül şekilde değerlendirilmesi gerektiğini göstermiştir. Çalışma; cam sistemi, cam kalınlığı ve duvar tipolojisi seçimlerinde akustik gereksinimlerin, film kaplama seçiminde derece-gün bölgesinin etkili olduğunu göstermiştir. Tüm yönelim ve derece-gün bölgelerinde hava ara boşluk dolgusunun tercih edildiğini, yatay delikli tuğlanın uygun yalıtım kalınlığı ile tüm derece-gün bölgelerinde İYM ve YDM açısından öne çıktığı görülmüştür. Yapılan analizlerde yönelim parametresinin enerji tüketimi açısından cam seçimi ve duvar seçimine etki edecek bir ağırlığının olmadığı anlaşılmıştır. Yapılan çalışma ile İYM, YDM ve akustik performansın bir arada değerlendirildiği bir yaklaşım geliştirilerek, bütüncül tasarım anlayışına katkı sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The building envelope is a fundamental building component that maintains indoor environmental comfort while controlling the building's environmental impacts. The integrated evaluation of all parameters, affecting the performance of the building envelope, through a cost-effective approach is mandatory within the scope of the Energy Performance of Buildings Directive (EPBD), updated by the European Commission in 2010. However, in architectural practice, building envelope performance is predominantly addressed through the relationship between energy and cost efficiency, and acoustic performance is generally neglected. In this study, a multi-objective optimization approach is developed for building envelope design, in which investment cost, life-cycle cost, and acoustic performance are evaluated simultaneously using the Rhinoceros/Grasshopper platform and the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II). Within this scope, 96 scenarios are considered for four window-to-wall ratios (WWR) and four orientations in six pilot cities selected to represent Türkiye's six degree-day regions. In each scenario, double glazing, triple glazing, and secondary window systems are evaluated. Different thickness alternatives of glazing, low-e and solar low-e coatings, and air or argon-filled configurations are calculated. Similarly, single and double-layer wall assemblies are evaluated using autoclaved aerated concrete and horizontally perforated brick alternatives with various insulation thicknesses. For each scenario, initial investment cost (IC), life-cycle cost (LCC), and sound transmission loss values are calculated, and a pareto set is obtained. The findings indicate that building envelope design decisions should be evaluated holistically not only in terms of thermal performance, but also with respect to acoustic performance and cost-effectiveness criteria. The study demonstrates that acoustic requirements play a determining role in the selection of glazing systems, glazing thicknesses, and wall typologies, while the degree-day region emerges as a key factor in the selection of coating types. The results indicate that air-filled cavities are preferred across all orientations and degree-day regions, and that horizontally perforated brick, when combined with an appropriate insulation thickness, stands out in terms of investment cost and life-cycle cost across all degree-day regions. The analyses indicate that the orientation parameter does not have a significant impact on glazing selection or wall selection in terms of cost efficiency. Through this study, an approach in which investment cost, life-cycle cost, and acoustic performance are evaluated simultaneously is developed, thereby contributing to a holistic design approach.
Benzer Tezler
- Konutlarda gürültü denetimi için uygun kesit seçeneklerinin modelleme yoluyla belirlenmesi
Determining appropriate building elements for dwellings by modelling in terms of noise control
BİLLUR TEKİNBAYKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE AKDAĞ
- Isı izolasyonu ve dış duvarlarının enerji etkin yenilenmesi
Thermal insulation and retrofitting of the exterior walls
NURAY EVCİL
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Yapı tasarımında gürültü faktörünün Türkiye ve Almanya gürültü yönetmelikleri kapsamında incelenmesi: Konut örneği
Examination of noise factor in building design within the scope of Turkish and German noise regulations: Housing example
SİMGE TÜMER ARGÜDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE AKDAĞ
- Dış kaynaklı ses yalıtım yönetmeliklerinin Türkiye koşullarında konut yapıları için irdelenmesi
Comparison of the sound insulation regulations of different countries for dwellings built in Turkey's condition
ÖZGÜL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
MimarlıkDokuz Eylül ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NESLİHAN GÜZEL