Camilerde enerji etkin iyileştirme için çok amaçlı optimizasyon ve karar verici önceliklerine dayalı bütüncül bir model önerisi
A holistic model proposal for energy-efficient retrofitting in mosques based on multi-objective optimization and decision-maker priorities
- Tez No: 1014628
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMRA ARSLAN SELÇUK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünya genelinde her geçen gün artan enerji ihtiyacı mevcut yapıların enerji etkin iyileştirilmesi ve iyileştirme teknolojilerine olan ilginin artmasına zemin hazırlamıştır. Tüm yapı gruplarında olduğu gibi camilerde de mekanik sistemlerin kullanımı yaygınlaşmış, kullanım yoğunluğuna ve büyüklüğüne göre enerji tüketimleri artmıştır. Bu tez, mevcut cami yapılarının yapı kabuğu performansı ve termal konfor koşullarının Türkiye'nin farklı iklim bölgelerinde nasıl değiştiğini incelemekte ve enerji etkin retrofit stratejilerinin çevresel, ekonomik ve sosyal etkilerini bütüncül bir çerçevede değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu bağlamda çalışmada, farklı iklim bölgeleri için yapı kabuğu iyileştirme senaryoları MATLAB ortamında NSGA-II algoritması kullanılarak çok amaçlı bir optimizasyon yaklaşımıyla belirlenmekte ve TOPSIS çok kriterli karar verme yöntemiyle farklı önceliklere göre en uygun stratejiler sıralanmaktadır. Çalışmada doğal havalandırmalı küçük ölçekli bir cami yapısı referans alınarak yapı kabuğu iyileştirmeleri ve gece havalandırması stratejilerini içeren senaryolar oluşturularak EnergyPlus ile eşzamanlı simülasyonla enerji performansı, sera gazı emisyonları, termal konfor göstergeleri hesaplanmış ve simülasyon çıktıları ile ilişkili olarak yatırım maliyetleri geri ödeme sürelerine göre değerlendirilmiştir. Çok amaçlı optimizasyon süreci her iklim için kendine özgü Pareto optimal çözüm kümeleri üretmiş ve çalışmanın sonuçları; çevresel ve sosyal etkilerin her üç iklim bölgesi için de büyük ölçüde uyumlu olarak optimize edilebildiğini, buna karşın ekonomik etkinin her iki kriterle çatışmalı bir yapı sergilediğini ortaya koymuştur. Ana bulgular, başlangıç durumuna göre enerji tüketiminde Ankara'da yaklaşık %55-68, Erzurum'da %58-69 ve İstanbul'da %59-66 oranında; konforda ise Ankara'da yaklaşık %14-31, Erzurum'da %13-30 ve İstanbul'da %3-17 oranında iyileşme sağlandığını ortaya koymuştur. Geri ödeme süreleri ise yatırımlardan elde edilen faydalar ile Ankara ikliminde 10,84-16,84 yıl aralığında kabul edilebilir, Erzurum'da 6,52-9,04 yıl ile avantajlı, İstanbul ikliminde ise 19,39-27,36 yıl aralığı ile dezavantajlı olmuştur. Cami yapıları için iklime duyarlı, çok amaçlı ve karar destek temelli bir retrofit çerçevesi sunarak literatürdeki önemli bir boşluğu dolduran bu çalışma Türkiye genelindeki benzer cami yapıları için referans niteliğinde uygulanabilir bir yaklaşım önermektedir.
Özet (Çeviri)
The ever-increasing energy demand worldwide has led to a growing interest in energy-efficient retrofitting of existing buildings and retrofitting technologies. As with all building groups, the use of mechanical systems has become widespread in mosques, and energy consumption has increased according to usage intensity and size. This thesis examines how the building envelope performance and thermal comfort conditions of existing mosque buildings change in different climate zones of Turkey and aims to evaluate the environmental, economic, and social impacts of energy-efficient retrofit strategies within a holistic framework. In this context, building envelope retrofitting scenarios for different climate zones are determined using a multi-objective optimization approach with the NSGA-II algorithm in MATLAB, and the most suitable strategies are ranked according to different priorities using the TOPSIS multi-criteria decision-making method. Using a small-scale mosque building with natural ventilation as a reference, scenarios including building envelope improvements and night ventilation strategies are created, and energy performance, carbon emissions, and thermal comfort indicators are calculated using simultaneous simulation with EnergyPlus. Investment costs are then evaluated in relation to payback periods based on the simulation outputs. The multi-objective optimization process generated unique Pareto optimal solution sets for each climate, and the study's results revealed that environmental and social impacts could be largely optimized in harmony for all three climate zones, while economic impacts exhibited a conflicting structure with both criteria. The main findings revealed that compared to baseline, energy consumption improved by approximately 55-68% in Ankara, 58-69% in Erzurum, and 59-66% in Istanbul; while comfort improved by approximately 14-31% in Ankara, 13-30% in Erzurum, and 3-17% in Istanbul. Payback periods were acceptable in the Ankara climate (10,84-16,84 years), advantageous in Erzurum (6,52-9,04 years), and disadvantageous in Istanbul (19,39-27,36 years), depending on the benefits obtained from the investments. This study fills a significant gap in the literature by offering a climate-sensitive, multi-purpose, and decision-support-based retrofit framework for mosque building, and proposes a reference and applicable approach for similar mosque buildings throughout Turkey.
Benzer Tezler
- 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
- Toplanma amaçlı binalar özelinde camilerde enerji yönetimi ve enerji tasarrufu
Energy management and energy saving in mosques in the case of buildings used for gathering purposes
ALİ RİZA AKDAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
EnerjiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAŞAR YETİŞKEN
- Camilerde ısıl konfor ve iç ortam hava kalitesinin tespiti ve ısıtma soğutma enerji tüketiminin azaltılması için farklı stratejilerin değerlendirilmesi
Investigation of thermal comfort and indoor air quality in mosques and evaluation of heating and cooling strategies for energy consumption reduction
AHMET YÜKSEL
- Tarihi camilerin modern teknolojilerle enerji etkin aydınlatılması
Energy efficient illumination of historical mosques using modern technologies
LALE ERDEM ATILGAN
Doktora
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESMA DİLEK ENARUN
- Kubbe örtülü camilerde iç mekan hava kalitesi için uygun açıklık tasarımına yönelik bir yöntem önerisi
A suggestion of methodology toward designing of optimal aperture for the indoor air quality in domed mosques
AYŞE ŞEYMA ÇOBAN