İklim değişikliği ve Akdeniz yöresel mimari malzemeleri: Nanoteknolojik çözümler
Climate change and Mediterranean vernacular architectural materials: Nanotechnological solutions
- Tez No: 941661
- Danışmanlar: PROF. DR. HACER MUTLU DANACI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Akdeniz yöresel mimarisi bölgenin koşullarına, tarihine ve malzemelerine dayanan zengin bir mirasa sahiptir. Çağlar boyunca taş, toprak ve ahşap gibi malzemeler, Akdeniz'in mimari bütünlüğünün korunmasını sağlamıştır. Bu malzemeler, konforu artıran niteliklere ve yerel kaynaklı oldukları için iklim değişikliği karşısında, minimum karbon ayak izine sahiptir. Yöresel inşaat uygulamaları ile imalat ve inşaat aşamaları boyunca, enerji tüketimi azaltılarak malzemelerin çevre dostu ve ekolojik olması sağlanmıştır. Öte yandan, iklim değişikliği, kaynak kıtlığı ve değişen ihtiyaçlar gibi çağdaş dönemin getirdiği problemlerle mücadelede, kullanıcı taleplerinin karşılanabilmesi için malzemelerin daha iyi bir duruma getirilmesi kritik öneme sahiptir. Mevcut problemler, çağdaş dönemde malzeme performansını iyileştirmek için yeni tekniklerin önemini vurgulamaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle bu problemleri önleyecek birçok yöntem geliştirilmiştir. İklim değişikliğinden dolayı yapılarda ısı yalıtımının daha önemli hale geldiği görülmektedir. Bu bağlamda, yöresel mimarideki tasarım prensiplerinin ve malzeme kullanımlarının, yapı kabuğu bağlamında daha iyi fiziksel çevre konforu sağladığı bilinmektedir. İklim değişikliği söz konusu olduğunda, özellikle Akdeniz Havzası'nda hissedilir derecede artan sıcaklıklara karşı, ısı yalıtımı açısından konforun önemli olduğu anlaşılmaktadır. Bu doğrultuda, yöresel tekniklerden ve nanoteknolojinin olanaklarından yararlanılarak ısı yalıtımı bağlamında ne gibi iyileştirmelerin yapılabileceği hususunda çalışma konusu şekillenmiştir. Dolayısıyla, bu çalışmada, iklim değişikliğinin etkisi altında olan ve Akdeniz Havzası'nda yer alan Akdeniz ülkelerinin (Türkiye, Kıbrıs, İtalya, İspanya, Fransa, Yunanistan, Malta, Libya, Mısır, Cezayir, Fas, İsrail, Filistin, Lübnan ve Tunus) yöresel mimarilerinin, bağlamsal (sosyo-kültürel, fiziksel çevre, iklim) ve yapısal (yapım sistemi, form, malzeme) yönleri analiz edilmiştir. Ardından, Akdeniz yöresel mimarisinde yaygın olarak kullanılan malzemelerin taş, ahşap ve toprak olduğu tespit edilmiştir. Daha sonra, bu malzemelerin avantajlarının ve dezavantajlarının belirlenmesiyle, belirli nicel (su buharı difüzyon direnç katsayısı, basınç dayanım katsayısı, ısı iletkenlik katsayısı, küresel ısınma potansiyeli, termal depolama kapasitesi, ısıl geçirgenlik direnci) ve nitel (ısı kontrolü, bakım gereksinimi, maliyet, böcek oluşumu, yangın riski) faktörlere göre değerlendirmeleri yapılmıştır. Belirlenen ve değerlendirilen dezavantajların, nanoteknolojik çözümler (nano-kaplama, nano-partikül, nano-emülsiyon, nano-tüp, nano-jel, nano-lif, nano-sensör, nano-kil) ile nasıl bertaraf edilip malzemelerin daha iyi bir düzeye getirilebileceği, çeşitli literatür araştırmaları, analizler ve gerçekleştirilen deneysel çalışmadan elde edilen veriler doğrultusunda ortaya koyulmuştur. Deneysel çalışma vasıtasıyla, ısı iletkenlik katsayısı açısından karşılaştırmalarla malzemelerin termal performansı hakkında bilimsel verilere ulaşılmıştır. Tüm bunlar göz önünde bulundurulduğunda, yöresel malzemelerin nanoteknoloji ile güçlendirilmesi, iklim değişikliğine uyum, çevresel etkinin azaltılması, minimum enerji kullanımı gibi faktörler düşünülerek çağdaş mimariye, bu verilerin nasıl uygulanabileceği üzerine bir çalışma gerçekleştirilmek istenmiştir. Bu doğrultuda, yöresel mimariden edinilen bilgilerle çağdaş mimariye fayda sağlanması bağlamında araştırmalar yapılmıştır. İklim değişikliği ile mücadele hususunda, çevresel etkisinin az olması ve üretimde, montajda, kullanım aşamalarında minimum enerji kullanımı ile fayda sağlaması gibi özellikleriyle ön plana çıkan hafif çelik sistem yapıların varlığı dikkat çekmiştir. Çalışmada, Akdeniz Havzası'ndaki iklim faktörünün yapıların termal performansı üzerindeki etkisi göz önüne alınarak çağdaş mimaride hafif çelik sistem yapılardaki cephe elemanının ısı yalıtım katmanında, nanoteknolojik ve yöresel bir malzemenin, bir arada kullanımıyla yüksek termal performansın elde edilip edilemeyeceği araştırılmıştır. Çalışmanın metodunu oluşturan deneysel çalışmanın fikri, bu sorunun cevabını elde etmeye yönelik yenilikçi bir yaklaşım geliştirmeyi amaçlayarak ortaya çıkmıştır. Araştırmanın metodu olan deneysel çalışmaya değinilecek olursa, yöresel mimarinin bileşenlerinin oluşumunda önemli bir malzeme olan ahşap, çağdaş mimaride de sıklıkla kullanılan bir malzeme olmuştur. Dolayısıyla, ahşap esaslı bir malzeme olan Yönlendirilmiş Yonga Levha (Oriented Strand Board) (OSB), çağdaş mimaride ve özellikle hafif çelik sistem yapılardaki cephe elemanında yaygın olarak kullanıldığından, deneysel çalışma için hazırlanan numunelerde kaplama ögesi olarak tercih edilmiştir. Öte yandan, sektörde yaygın kullanılan yalıtım malzemeleri Ekstrüde Polistiren (Extruded Polystyrene) (XPS), taşyünü ile Akdeniz Bölgesi'ndeki yörük çadırlarının yapımında kullanılan ve üzerinde yok denecek kadar az çalışma yapılmış olan kıl keçe (çul) ve sektörde mevcut ancak yaygın kullanımı olmayan nanoteknoloji destekli aerojel keçe ise oluşturulan hafif çelik sistem duvar elemanı numunelerinde yalıtım katmanı olarak kullanılmıştır. Çalışmada, her biri farklı bir yalıtım katmanı içeren dört adet hafif çelik sistem duvar elemanı numunesi hazırlanmıştır: Ekstrüde Polistiren (Extruded Polystyrene) (XPS), taşyünü, aerojel keçe, kıl keçe (çul) + aerojel keçe. Ayrıca, yalnızca kıl keçe (çul) malzemesinden oluşan ve hafif çelik sistem duvar elemanına entegre edilmeden, ayrı olarak test edilen bir numune daha oluşturulmuştur. Bu numunelere, ısı iletkenlik analizi deneyi uygulanmıştır ve ısı iletkenlik katsayıları tespit edilerek karşılaştırılmıştır. Çalışma ile kıl keçe (çul) yöresel malzemesinin yalıtım değerinin kanıtlanması, duvar elemanı olarak nanoteknolojik ürün (aerojel keçe) ile birlikte kullanımında elde edilecek güçlü yalıtım değerinin öngörülmesi sağlanmaya çalışılmıştır. Deneysel çalışma sonucunda, kıl keçe (çul) ve aerojel keçeden oluşturulan ısı yalıtım malzemesinin yoğunluğu fazla olduğu için kıl keçe (çul) + aerojel keçe katmanlı hafif çelik sistem duvar elemanı numunesinin ısı iletkenlik katsayısı, diğerlerine göre daha yüksek bir değerde çıkmıştır. Öte yandan, TS 642 ISO 554 (1997) ve ASTM C1113-99 (2004) standartlarına göre, malzemelerin ısı iletkenlik katsayılarının 0,065 W/mK değerinden düşük olduğu takdirde, ısı yalıtım malzemesi olarak sınıflandırılabileceği bilgisi göz önünde bulundurulduğunda, kıl keçe (çul) + aerojel keçe katmanlı hafif çelik sistem duvar elemanı numunesinin (λ = 0,05438 W/mK) ve kıl keçe (çul)'un (λ = 0,04996 W/mK) ısı iletkenlik katsayısı değerleri ile bu şartı sağladığı ve ısı yalıtım malzemesi olarak kullanılabileceği kanıtlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Mediterranean vernacular architecture has a rich heritage based on the conditions, history and materials of the region. Throughout the ages, materials such as stone, earth and wood have ensured the preservation of the architectural integrity of the Mediterranean. These materials have qualities that increase comfort because they are locally sourced and have a minimum carbon footprint in the face of climate change. By reducing energy consumption in the manufacturing and construction stages with vernacular construction practices, it has been ensured that the materials are environmentally friendly and ecological. On the other hand, in the fight against the problems brought by the contemporary era such as climate change, resource scarcity and changing needs, it is critical to improve the condition of materials in order to meet user demands. The current problems highlight the importance of new techniques for improving material performance in the contemporary era. With the development of technology, many methods have been developed to prevent these problems. Climate change necessitates increased thermal insulation in buildings. In this context, it is known that the design principles and material uses in vernacular architecture provide better physical environmental comfort in the context of the building envelope. When it comes to climate change, it is understood that comfort is important in terms of thermal insulation against noticeably increasing temperatures, especially in the Mediterranean Basin. In this direction, the subject of the study has been shaped in terms of what kind of improvements can be made in the context of thermal insulation using vernacular techniques and the possibilities of nanotechnology. Therefore, in this study, the contextual (socio-cultural, physical environment, climate) and structural (building system, form, material) aspects of the vernacular architectures of the Mediterranean countries (Türkiye, Cyprus, Italy, Spain, France, Greece, Malta, Libya, Egypt, Algeria, Morocco, Israel, Palestine, Lebanon and Tunisia), which are under the influence of climate change and are located in the Mediterranean Basin, have been analyzed. Later, it was determined that the materials commonly used in Mediterranean vernacular architecture are stone, wood and earth. Subsequently, the advantages and disadvantages of these materials were determined and evaluated according to certain quantitative (water vapour diffusion resistance, compressive strength, thermal conductivity, global warming potential, thermal energy storage capacity, thermal resistance) and qualitative (temperature control, maintenance requirements, cost, insect occurrence, fire risk) factors. It has been revealed how the identified and evaluated disadvantages can be eliminated with nanotechnological solutions (nano-coating, nano-particle, nano-emulsion, nano-tube, nano-gel, nano-fiber, nano-sensor, nano-clay) and how materials can be brought to a higher level in accordance with various literature researches, analyses and data obtained from experimental studies. Through the experimental study, scientific data on the thermal performance of the materials were obtained by means of comparisons in terms of thermal conductivity coefficient. Taking all these into consideration, taking into account factors such as the reinforcement of vernacular materials with nanotechnology, adaptation to climate change, reduction of environmental impact, minimum energy use, it was requested to conduct a study on how these data can be applied to contemporary architecture. In this direction, research has been conducted in the context of providing benefits to contemporary architecture with the information obtained from vernacular architecture. In terms of combating climate change, the existence of light steel system structures, which stand out with their features such as minimal energy use during production, installation and use stages, having minimal environmental impact and providing benefits, drew attention. In the study, considering the effect of the climate factor in the Mediterranean Basin on buildings' thermal performance, it was investigated whether high thermal performance can be achieved through the combined use of a nanotechnological and a vernacular material in the thermal insulation layer of the wall element in light steel system structures within contemporary architecture. The idea behind the experimental work that forms the methodology of the study emerged with the aim of developing an innovative approach to obtain the answer to this question. If we refer to the experimental work, which is the methodology of the research, wood, an important material in the formation of the components of vernacular architecture, has also become a material frequently used in contemporary architecture. For this reason, Oriented Strand Board (OSB), which is a wood-based material, has been preferred as a coating element in the samples prepared for experimental study, as it is widely used in wall elements in contemporary architecture and especially in light steel system structures. On the other hand, commonly used insulation materials in the industry, such as Extruded Polystyrene (XPS), rockwool, and hair felt (sackcloth), which is used in the construction of nomadic tents in the Mediterranean region and has very limited research, along with nanotechnology-supported aerogel felt, which is available in the industry but not widely used, have been used as insulation layers in the light steel system wall element samples created. In the study, four samples of light gauge steel wall elements were prepared, each incorporating a different insulation layer: Extruded Polystyrene (XPS), rockwool, aerogel felt and hair felt (sackcloth) + aerogel felt. Additionally, a separate sample composed solely of hair felt (sackcloth), which was tested separately without being integrated into the light gauge steel wall element, was produced. These samples were subjected to thermal conductivity analysis, and the thermal conductivity coefficients were determined and compared. The study aimed to demonstrate the insulation value of the hair felt (sackcloth) vernacular material and predict the strong insulation value that can be achieved by using it in combination with a nanotechnological product (aerogel felt) as a wall element. As a result of the experimental work, the thermal conductivity coefficient of the hair felt (sackcloth) + aerogel felt layered light steel system wall element sample was found to be higher than others because the density of the thermal insulation material consisting of hair felt (sackcloth) and aerogel felt was very high. On the other hand, according to the TS 642 ISO 554 (1997) and ASTM C1113-99 (2004) standards, considering that the thermal conductivity coefficients of materials can be classified as thermal insulation materials if they are lower than the 0,065 W/mK value, it has been proven that the light steel system wall element sample with a layer of hair felt (sackcloth) + aerogel felt (λ = 0,05438 W/mK) and the hair felt (sackcloth) (λ = 0,04996 W/mK) meet this criterion and can be used as thermal insulation materials.
Benzer Tezler
- Türkiye'de coğrafi işaretli ürünlerin kırsal alana olan etkilerinin üretici açısından belirlenmesi: Finike portakalı örneği
The determenation of effect to rareas of the products with geographical signs from the point of view of producers in Turkey: Finike orange case study
MÜNİRE ARIKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
ZiraatAkdeniz ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAVUZ TAŞCIOĞLU
- Akdeniz havzasında iklim değişikliğinin Türkiye açısından değerlendirilmesi
Evaluation of climate change in the Mediterranean basin according to Turkey
AYŞE KAYA DÜNDAR
- Türkiye'de iklim değişikliğinin tarımsal ürün verimliliğine etkilerinin bölgesel olarak değerlendirilmesi
Regional assessment of climate change effects on agricultural crop productivity in Turkey
FATMA SELÇUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİYE AHU AKGÜN
- How is the European Union securitizing climate change in the middle east?
Avrupa Bı̇rlı̇ğı̇ ortadoğu'da ı̇klı̇m değı̇şı̇klı̇ğı̇nı̇ nasıl güvenlı̇kleştı̇rı̇yor?
ŞAKİRE FURTUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Siyasal BilimlerOrta Doğu Teknik ÜniversitesiUluslararası İlişkiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA GÖÇER
- Ecological niche modeling and genetic structure of brown bear (Ursus arctos) in Türkiye
Türkiye'deki bozayıların (Ursus arctos) ekolojik niş modellemesi ve genetik yapısı
ERCAN SIKDOKUR
Doktora
İngilizce
2024
BiyolojiKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇAĞAN HAKKI ŞEKERCİOĞLU