Implementing district-level retrofit strategies by utilizing the building information modelling-based modelling on a case study
Bir vaka analizi üzerinden bilgisayar destekli bina bilgi modellemesi kullanarak bölgesel düzeyde yeniden yapılandırma stratejilerinin uygulanması
- Tez No: 895104
- Danışmanlar: Prof. Dr. HATİCE SÖZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Enerji Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim ve Teknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
İklim değişikliği ile mücadele konusunda küresel aciliyetin altını çizerek, sera gazı emisyonlarını azaltmada enerji verimliliğinin rolünü vurgulamaktadır. Özellikle, mevcut binaların modernizasyonuna (retrofitting) odaklanılmakta olup, bu binaların genellikle eski altyapıları nedeniyle enerji tasarrufu sağlama açısından önemli bir fırsat sunduğu belirtilmektedir. Tez, bölgesel düzeyde modernizasyon yaklaşımlarının, komşu yapılar arasındaki sinerjik etkiler ve ölçek ekonomileri sayesinde, bireysel bina projelerinden daha büyük faydalar sağlayabileceğini savunmaktadır. Bu bağlamda, Bina Bilgi Modellemesi (BIM) teknolojisi, enerji verimliliği önlemlerinin detaylı simülasyonu, analizi ve planlamasını sağlayan dönüştürücü bir teknoloji olarak öne çıkarılmaktadır. Tezin amacı, İstanbul'un KARTAL ilçesindeki KIZILAY Caddesi örneğini kullanarak, BIM'in bölgesel düzeyde modernizasyon stratejilerinin tasarım ve uygulamasındaki rolünü incelemektir. Temel hedefler arasında enerji tüketiminin azaltılması, maliyetlerin düşürülmesi ve karbon emisyonlarının en aza indirilmesi yer almaktadır. BIM'in enerji verimliliğini artırma konusundaki önceki çalışmalar ve projeler üzerine kapsamlı bir genel bakış literatür taraması sunmaktadır. Bu çalışmalar birkaç ana başlık altında kategorize edilmektedir: BIM Destekli Senaryo Geliştirme: Bu alandaki çalışmalar, BIM'in farklı modernizasyon senaryolarını simüle ederek enerji tasarrufu için en etkili önlemleri belirleyebileceğini göstermektedir. Etkililik Değerlendirmesi: Bu bölümde, BIM'in bina yönelimi, malzemeler ve kullanım gibi çeşitli faktörlerin enerji tüketimi üzerindeki etkisini değerlendirmek için nasıl kullanıldığı ele alınmaktadır. Maliyet ve CO2 Emisyonları Analizi: İnceleme, BIM entegrasyonunun maliyet tasarrufları ve CO2 emisyonlarındaki azalmalar üzerine detaylı analizler yapmayı nasıl mümkün kıldığını, modernizasyonun faydalarını kapsamlı bir şekilde ele almaktadır. Çoklu Yazılım Entegrasyonu: BIM'in, daha doğru ve kapsamlı modellemeler için çeşitli yazılım araçlarını entegre eden bir platform olarak rolü de tartışılmaktadır. Bu entegrasyon, detaylı enerji analizi, yaşam döngüsü maliyetlendirme ve çevresel etki değerlendirmeleri için kritik öneme sahiptir. BIM'in Benimsenmesindeki Engeller: Literatür, BIM'in benimsenmesinde karşılaşılan yaygın zorlukları, örneğin uzmanlaşmış becerilere duyulan ihtiyaç, yüksek başlangıç maliyetleri ve paydaşlar arasında değişime direnç gibi konuları belirlemektedir. Ayrıca, inceleme, net-pozitif enerji üretimi hedefleyen Pozitif Enerji Bölgesi (PED) projelerine de değinmekte ve bu kavramların BIM tabanlı stratejilerle nasıl entegre edilebileceğini ele almaktadır. Çalışmada kullanılan araştırma tasarımı, veri toplama ve analitik teknikleri ana hatlarıyla metodoloji bölümünde sunmaktadır. İlk olarak, bölgesel düzeyde veri toplama süreci detaylı bir şekilde açıklanmaktadır: Binaların Kategorizasyonu: Binalar, yaşları, işlevleri ve diğer ilgili özelliklerine göre sınıflandırılmaktadır. Nüfus ve Yeşil Alan Verileri: Demografik veriler ve kamuya açık yeşil alanlar hakkındaki bilgiler, enerji ihtiyaçları ve kentsel ısı adası etkileri üzerindeki etkilerini anlamak amacıyla toplanmaktadır. BIM tabanlı modelleme süreci, Autodesk Revit ve AutoCAD kullanılarak seçilen binaların detaylı mimari ve yapısal modellerinin oluşturulmasını içermektedir. Bu modeller daha sonra Insight 360 ve Green Building Studio gibi araçlarla enerji simülasyonları yapmak için kullanılmaktadır. Çalışma, bina performansının farklı yönlerini yakalamak için çeşitli yazılım araçları kullanmaktadır: Insight 360: Yıllık metrekare başına enerji tüketimi dahil olmak üzere başlangıç enerji profillemesi için kullanılır. Green Building Studio: CO2 emisyonları ve yaşam döngüsü enerji maliyetleri dahil olmak üzere daha ayrıntılı analizler sağlar. E-Quest ve PV Watts Hesaplayıcı: Fotovoltaik panellerin kurulumu ve HVAC sistemlerinin iyileştirilmesi gibi spesifik modernizasyon stratejilerini modellemek için kullanılır. Bu bölüm ayrıca pasif, aktif ve operasyonel yönetim önlemleri olarak kategorize edilen çeşitli modernizasyon stratejilerini de detaylandırmaktadır. Pasif stratejiler, bina yalıtımının, pencere camlarının ve gölgelendirme cihazlarının iyileştirilmesini içerir. Aktif stratejiler, fotovoltaik paneller ve ısı pompaları gibi yenilenebilir enerji sistemlerinin kurulmasını içerir. Operasyonel yönetim stratejileri ise HVAC sistem ayarlarının ve diğer operasyonel verimliliklerin optimize edilmesine odaklanır. KIZILAY Caddesi üzerine yapılan vaka çalışması, tartışılan metodolojilerin pratik bir uygulaması olarak hizmet vermektedir. Caddede yer alan binalar, eski ve yeni olmak üzere iki ana türe ayrılmaktadır. Çalışma, her bir kategoriden temsilci örnekler seçerek BIM tabanlı modelleme ve enerji analiz tekniklerini uygulamaktadır. Eski bina için, mevcut yapısal ve mimari koşullar incelenmiş ve modernizasyon yoluyla potansiyel iyileştirmeler analiz edilmiştir. BIM modeli, malzeme özellikleri, yalıtım seviyeleri, pencere türleri ve gölgelendirme cihazları gibi detaylı verileri yakalamaktadır. Enerji tüketim profilleri oluşturulmuş ve çeşitli modernizasyon senaryoları, en etkili müdahaleleri belirlemek için simüle edilmiştir. Yeni bina, daha modern inşaat standartları ile tasarlandığından, enerji verimliliği açısından bir referans noktası olarak hizmet etmektedir. Çalışma, eski binanın modernizasyon sonrası enerji performansını yeni binanın temel performansı ile karşılaştırmaktadır. Bu karşılaştırma, modernizasyon yoluyla elde edilebilecek potansiyel iyileştirmeleri anlamaya yardımcı olmaktadır. Analiz, her bir modernizasyon senaryosu için enerji tüketimi, maliyet tasarrufları ve CO2 emisyonlarındaki azalmalar üzerine detaylı hesaplamaları içermektedir. Örneğin, fotovoltaik panellerin kurulumu, elektrik tüketimini dengelemek ve karbon ayak izini azaltmak için potansiyeli değerlendirilmiştir. Çalışma ayrıca, HVAC sistem ayarlarının ve programlarının ayarlanması gibi operasyonel yönetim stratejilerinin genel enerji verimliliği üzerindeki etkilerini de incelemektedir. Vaka çalışmasının bulgularını detaylı ve yapılandırılmış bir şekilde sonuçlar kısminda sunmaktadır. Önerilen modernizasyon stratejileri ile elde edilen enerji tasarrufları, maliyet düşüşleri ve çevresel faydalar vurgulanmaktadır. Ana sonuçlar şunlardır: Enerji Azaltımı: Hem bina hem de bölge düzeyinde enerji tüketiminde önemli bir azalma. Çalışma, KIZILAY Caddesi için enerji ihtiyaçlarında %48.62 oranında bir azalma öngörmektedir. Maliyet Tasarrufları: Önerilen stratejilerin uygulanması, bölgenin enerji maliyetlerini %49.02 oranında azaltması beklenmektedir. Bu, hem enerji tüketimindeki azalmadan hem de yenilenebilir enerji üretiminden kaynaklanmaktadır. CO2 Emisyonlarının Azaltılması: Çalışma, CO2 emisyonlarında önemli bir azalma hesaplamakta ve bölgenin genel sürdürülebilirlik hedeflerine katkıda bulunmaktadır. Sonuçlar ayrıca, bu bulguların daha geniş kapsamlı uygulamaları, diğer bölgelere ölçekleme potansiyeli ve bölgesel düzeyde koordine edilmiş modernizasyon stratejisinin faydaları gibi konuları da tartışmaktadır. Bulguları sentezleyerek bölgesel düzeyde modernizasyon stratejilerinin enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmada önemini sonuç bölümünde vurgulamaktadır. BIM'in bu stratejilerin planlanması, simülasyonu ve uygulanması için güçlü bir araç olarak potansiyelini tekrar dile getirmektedir. Tez, politikacılara, kentsel planlamacılara ve bina yöneticilerine, enerji modernizasyon projelerinde BIM'in nasıl etkili bir şekilde kullanılabileceğine dair önerilerle sonlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
Addressing the imperative to reduce reliance on fossil fuels due to resource constraints underscores its significance. This study aims to diminish energy demands at the district level. Leveraging the Building Information Modeling (BIM) platform enables versatile perspectives, termed building and district levels, across various domains using diverse programs. Focused on Istanbul's KARTAL district, KIZILAY Street, this research surveys 78 buildings categorized by functionality and age, scrutinizing population, energy, cost, and greenery indicators at the district level. At the building level, two representative constructions, new and old, are chosen for BIM-based and energy modeling. Several software including Autodesk Revit, AutoCAD, E-Quest, PV watts Calculator, and Microsoft Office are used in this project. Here is a brief explanation of BIM-based and energy modeling of the selected buildings. The initial phase involves creating structural and architectural models of buildings using Revit Software to generate Building Information Modeling (BIM) models of the designated structures. These models are the basis for calculating the material quantities per square meter for each building. Subsequently, the energy profiles of the buildings are established by transferring the models to the Insight360 software. This step yields the average energy consumption per square meter for a year with other pertinent energy-related characteristics of the buildings. Furthermore, leveraging gbXML files exported from the Revit models and supplementary data inputted into the Green Building Studio program, a comprehensive analysis is conducted. This analysis encompasses various factors, such as annual energy consumption, associated costs, carbon dioxide emissions, water consumption and costs, potential wind energy utilization, and life cycle expenses. Strategies encompass passive (envelope insulation, window glazing, overhangs, blinds), active (photovoltaic panels, heat pumps), and operational management (HVAC system adjustments). The mentioned strategies are analyzed in the E-Quest energy model of each building based on the added numerical data and materials U-values to optimize energy efficiency. Extending results to the entire area allows for calculating the street's pre- and post-retrofitting needs at the district level. Furthermore, the impact of greenery and shading at the district level is assessed. In conclusion, implementing these steps at the building and district levels forecasted a reduction of KIZILAY Street's energy needs by 48.62%. The district's energy cost decreased by 49.02% which is a significant amount.
Benzer Tezler
- Bioclimatic architecture and advanced improvement strategies towards high energy efficiency at districts level
Başlık çevirisi yok
GİZEM AVGAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
MimarlıkÖzyeğin ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TURAJ ARDA AŞRAFİ
- Mahalli idare birliği olarak köylere hizmet götürme birliklerinin kırsal kalkınmadaki rolü, Sinop ili Boyabat ilçesi örneği
As being a local administration union the role of unions of service to villages in rural development, example of Sinop province, Boyabat district
MUSTAFA GEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kamu YönetimiKapadokya ÜniversitesiSiyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIFAT YILDIZ
- Kent düzeyinde döngüsel ekonomiye geçiş: Öngörülü kentsel yönetişim modeli
Transition to circular economy at urban level: An anticipatory urban governance model
EYÜP ŞEN
Doktora
Türkçe
2024
Kamu YönetimiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiKamu Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM COŞKUN
- Yapılandırmacı yaklaşıma göre tasarlanan ilköğretim programında velilerin rollerini yerine getirme düzeyi: Ankara ili - Polatlı ilçesi örneği
The level of parents' doing their roles in the primary education curriculum designed according to construvtivist apporoach: The sample of Ankara province - Polatlı district
ŞADİYE İNCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Eğitim ve ÖğretimGazi ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET TAŞPINAR
- Portfolyo değerlendirme yönteminin ilköğretim birinci kademede uygulanma düzeyi (Sakarya örneği
The application level of portfolio assessment methodology at the primary schools (an application in Sakarya)
OĞUZHAN KABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Eğitim ve ÖğretimSakarya ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. AHMET ESKİCUMALI