Dikey tarım yapılarında operasyonel enerji ve karbon performansının BIM tabanlı tasarım senaryoları üzerinden analizi: Muğla örneği
Analysis of operational energy and carbon performance in vertical farming buildings through bim-based design scenarios: The case of Mugla
- Tez No: 1025230
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT IŞIKDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enformatik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimari ve Kentsel Enformatik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geleneksel tarım yöntemlerinin iklim değişikliği, hızlı nüfus artışı ve kentsel küreselleşme baskısı karşısında yetersiz kalması, dikey tarım gibi teknoloji odaklı ve kapalı ortam üretim modellerini öne çıkarmaktadır. Bu süreçte Kontrollü Çevre Tarımı (CEA) prensiplerine dayanan dikey tarım tesisleri, su kullanımını azaltma ve birim alandan yüksek verim elde etme potansiyelleriyle öne çıkmaktadır. Ancak, doğal güneş ışığının yerini alan yoğun yapay aydınlatma (LED) ve 7/24 kesintisiz çalışan iklimlendirme (HVAC) sistemleri, bu yapıları aşırı enerji tüketen tipolojilere dönüştürmektedir. Bu yüksek enerji iştahı ve beraberinde gelen operasyonel karbon ayak izi, mimari tasarım süreçlerinde veriye dayalı ve bütüncül dijital karar destek mekanizmalarının kullanımını zorunlu kılmaktadır. Bu tez çalışması, Muğla ili Milas ilçesinin ekstrem sıcaklık ve yüksek güneş ışınımı içeren mikroklimatik verileri temelinde kurgulanan bir dikey tarım tesisinin operasyonel enerji performansını ve karbon emisyonlarını Bina Bilgi Modellemesi (BIM) tabanlı simülasyonlar aracılığıyla incelemeyi amaçlamaktadır. Metodoloji kapsamında; 20,00 m x 20,00 m taban alanına sahip jenerik bir modüler kütle Autodesk Revit ortamında“Enerji Analitik Modeli”ne (EAM) dönüştürülmüş ve EnergyPlus motorunu kullanan Autodesk Insight ile Autodesk Forma platformları üzerinden üç temel senaryo altında test edilmiştir. Birinci senaryoda yapı kabuğu yalıtımının (pasif sistemler), ikinci senaryoda ise yenilenebilir enerji entegrasyonunun (aktif sistemler) bina performansı ve finansal fizibilite üzerindeki etkileri incelenmiştir. Analiz sonuçları; geleneksel yapılarda soğutma yükünü düşüren yapı kabuğu yalıtımının, dikey tarım tesislerindeki yoğun LED ve otomasyon kaynaklı içsel ısı yükleri nedeniyle dış ortama ısı tahliyesini engelleyerek bir“termal hapis”(yalıtım paradoksu) etkisine yol açtığını ve soğutma yüklerini artırdığını göstermiştir. Buna karşılık, çatı tipi 80 kWp fotovoltaik (PV) sistem entegrasyonu ile tesisin yıllık enerji ihtiyacının %125'inin yerinde karşılanabildiği, yaklaşık 4-5 yıllık makul bir amortisman süresiyle operasyonel karbon salınımının sıfırlanarak binanın karbon nötr hedeflerine ulaşabileceğini saptamıştır. Sonuç olarak çalışma; dikey tarım mimarisinde karbon nötr hedeflerine ulaşılabilmesi için pasif yalıtım stratejilerinden ziyade aktif yenilenebilir enerji entegrasyonunun belirleyici olduğunu ve BIM tabanlı erken aşama analizlerinin kritik rolünü ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The insufficiency of conventional agricultural methods in the face of climate change, rapid population growth, and urban globalization pressures highlights technology-oriented and closed-environment production models such as vertical farming. In this process, vertical farming facilities based on Controlled Environment Agriculture (CEA) principles stand out with their potential to reduce water usage and achieve high yields per unit area. However, intensive artificial lighting (LED) replacing natural sunlight and continuously operating HVAC systems transform these structures into energy-intensive building typologies. This high energy demand and the accompanying operational carbon footprint necessitate the use of data-driven and holistic digital decision-support mechanisms in architectural design processes. This thesis aims to analyze the operational energy performance and carbon emissions of a vertical farming facility—designed based on the microclimatic data of the Milas district in Muğla province, characterized by extreme temperatures and high solar radiation—through Building Information Modeling (BIM)-based simulations. Within the scope of the methodology, a generic modular mass with a base area of 20, 00 m x 20,00 m was converted into an Energy Analytical Model (EAM) in Autodesk Revit and tested under three main scenarios (Baseline, Scenario 1, and Scenario 2) using Autodesk Insight and Autodesk Forma platforms powered by the EnergyPlus engine. In the first scenario, the effects of building envelope insulation (passive systems) were examined, while in the second scenario, the integration of renewable energy (active systems) on building performance and financial feasibility was evaluated. The analysis results demonstrated that building envelope insulation—which typically reduces cooling loads in conventional buildings—led to a“thermal trapping”effect (insulation paradox) by preventing internal heat dissipation caused by intensive LED lighting and automation systems, thereby increasing cooling loads in vertical farming facilities. In contrast, the integration of an 80 kWp rooftop photovoltaic (PV) system enabled the facility to meet 125% of its annual energy demand on-site, eliminated operational carbon emissions with a reasonable payback period of approximately 4–5 years, and allowed the building to achieve“Net Positive”and“Carbon Neutral”statuses. Consequently, the study reveals that active renewable energy integration is more decisive than passive insulation strategies in achieving carbon-neutral targets in vertical farming architecture, highlighting the critical role of BIM-based early-stage performance analysis.
Benzer Tezler
- Bazı limon çeşitleri ve bunların melezlerinin morfolojik karakterleri ile uçkurutan (phoma tracheiphila kanc. ve ghik) hastalığına dayanıklılık arasındaki ilişkiler
Başlık çevirisi yok
GÜLİZ GÖRGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatÇukurova ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER TUZCU
- Özel düzenlenmiş plyometrik antrenmanların genç basketbolcuların anaerobik güç performansına etkisi
Effects of regular specific plyometric training on anaerobic power of young basketball players
YÜKSEL SAVUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
SporFırat ÜniversitesiBeden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MEHMET KUTLU
- İstanbul çevresinin bazı Colchicum türleri üzerinde morfolojik, anatomik ve sitolojik araştırmalar
Başlık çevirisi yok
ORHAN KÜÇÜKER
- Anadolu karaçamı (Pinus nigra Arn.ssp.pallasiana Lamb.Holmboe)nın coğrafik varyasyonları
Variabilite geographique de Pinus nigra Arn.ssp.pallasiana Lamb. Holmboe
C. ÜNAL ALPTEKİN
Doktora
Türkçe
1986
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiSilvikültür Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAD ÜRGENÇ