Cephe tasarımında enerji tüketimi ve karbon salımı açısından uygun seçeneklerin belirlenmesine yönelik bir yaklaşım
An approach for determining appropriate alternatives in facade design in terms of energy consumption and carbon emissions
- Tez No: 991624
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜL KOÇLAR ORAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Enerji, Architecture, Energy
- Anahtar Kelimeler: Bina cephesi, Büro binaları, Cephe tasarımı, Enerji etkin yapı, Karbon emisyonu, Yapı bilgi modellemesi, Building facade, Office buildings, Facade design, Energy efficient building, Carbon emission, Building information modeling
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilimleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsanoğlunun yaşamını sürdürmek için enerjiye olan bağımlılığı ve enerji tüketimi, nüfusun çoğalması, teknoloji ve yaşam standartlarının gelişmesine paralel olarak artmıştır. 1970'li yıllarda başlayan geleneksel kaynak olan petroldeki kriz, enerji fiyatlarındaki artış, yapay enerji üretiminin ve tüketiminin doğal çevre üzerindeki olumsuz etkilerinin farkına varılması, enerji etkin bina tasarımı yaklaşımlarının yaygınlaşmasına yol açmıştır. Bu bağlamda, yaşam döngüsü için gerekli olan enerjiyi en verimli şekilde kullanan ve karbon salımı düşük olan binalar gündeme gelmiştir. Binalarda enerji etkinliği konusunda, iç ve dış çevreyi ayırması bakımından en önemli öğenin yapı kabuğu olduğu bilinmektedir. Yapı kabuğunun performansı, sahip olduğu bileşen ve malzeme özelliklerine bağlı olarak, bina enerji performansını önemli ölçüde artırmakta; enerji tüketimini, gömülü ve operasyonel karbon salımlarını azaltmada kritik bir rol oynamaktadır. Bu çerçevede, ülkeler, binalarda enerjinin etkin kullanılması, karbon salımının az olması konusunda 1990'lı yıllardan bu yana çeşitli sözleşmeler, protokoller yapmışlardır. Türkiye'de de aynı hedeflere yönelik mevzuat çalışmaları bulunmaktadır. Yapılan eylemler gereği hacim içi gerekli iklimsel ve görsel konforu sağlayan mekanları barındıran binaların kabukları, mimari tasarım aşamasında özenle ele alınmalıdır. Böylece, bina kabuklarının dış ortam koşulları, hacmin kullanım amacı, gerçekleştirilecek eylemler ve kullanıcı özelliklerine uygun olarak tasarlanmasının gömülü karbon salımı, yapay enerji tüketimi ve operasyonel karbon salımlarının azaltılmasına yardımcı olacağı açıktır. Belirtilen konular bağlamında, tez çalışmasında yeni yapılacak binalarda mekan kullanıcılarının iklimsel ve görsel konforunu sağlayan, yapay enerji tüketimini, gömülü ve operasyonel karbon salımını en aza indirebilen cephe/bina seçeneklerinin belirlenmesini hedefleyen bir yaklaşım önerisi yapılmıştır. Tezde, ayrıca önerilen yaklaşımın Türkiye'nin farklı iklim bölgelerinde yeni yapılacak ofis binaları üzerinde uygulanarak sınanmasına yönelik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yaklaşımın uygulamasında işlevi ofis olarak belirlenen yeni yapılacak binalar için Türk Standardları Enstitüsü'nün (TSE)“TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları: 2024”Standard'ındaki üç farklı iklim bölgesini temsilen belirlenen Antalya, İstanbul ve Erzurum illeri ele alınmıştır. Çalışmada ayrıca, TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları Standardı'nın 2013 ve 2024 yılı versiyonları arasındaki farklılığın binanın enerji tüketimi ve karbon salımı üzerindeki etkisi de ortaya konmuştur. Senaryolardaki bina modelleri Yapı Bilgi Modellemesi (YBM) yöntemi ile hazırlanmış, enerji tüketimi ve karbon salımı hesaplamaları yapılmıştır. Tez çalışması ile ülkemizde de yürürlükte bulunan mevzuata uygun, enerji verimli ve karbon salımı düşük binaların üretilmesine yol gösterici bilgiler sunulmuştur. Geliştirilen yaklaşım, günümüzün ve geleceğin ihtiyaçlarını göz önünde bulundurarak kullanıcı konforunu ve sağlığını ön planda tutan sürdürülebilir çevrenin tasarlanmasına yardımcı olacaktır. Yaklaşımının uygulamasından elde edilen bulgular, bina kabuğuna ilişkin enerji ve karbon performansının iyileştirilmesinde tasarımcıları, politika yapıcıları ve düzenleyici kurumları destekleyebilecek bilimsel bir temel oluşturmaktadır. Böylece, yeni yapılacak binalarda enerji açısından verimliliğin artırılması, karbon salımların azaltılması ile hem ülke ekonomisine hem de çevre sorunlarının önlenmesine olumlu yaklaşımlar sağlanacaktır.
Özet (Çeviri)
Global energy demand has significantly increased due to population growth, technological advancements, and rising living standards. The oil crises beginning in the 1970s, rising energy prices, and increasing awareness of the negative impacts of artificial energy production and consumption on the natural environment led to the widespread adoption of energy-efficient building design approaches. As a result, energy efficiency has become one of the primary focuses in architectural practice, leading to the integration of energy-efficient strategies into building design. In this context, buildings delivering optimized energy performance, reduced carbon emissions, and minimal environmental impact throughout their life cycle are increasingly prioritized in both architectural design practices and policy frameworks. At the building scale, the envelope is regarded as the most significant component in separating interior and exterior environments. The performance of the building envelope strongly influences the overall energy efficiency of the building, depending on the properties of its constituent materials and components. Moreover, the envelope plays a critical role in minimizing energy consumption as well as operational and embodied carbon emissions. Consequently, improvements to the building envelope not only mitigate environmental impacts but also provide economic benefits by reducing operational costs. Since the 1990s, countries worldwide, including Türkiye, have engaged in various agreements and protocols aimed at improving energy efficiency in buildings and reducing carbon emissions. In line with these actions, the building envelopes of structures that include spaces requiring thermal and visual comfort should be carefully considered at the architectural design stage. It is evident that designing building envelopes in accordance with external climatic conditions, the functions of interior spaces, intended activities, and occupant characteristics can significantly contribute to reducing artificial energy consumption, embodied carbon, and operational carbon emissions. In this context, this doctoral thesis proposes a methodological approach that aims to determine facade/building alternatives for new buildings that can ensure the thermal and visual comfort of occupants while minimizing artificial energy consumption as well as operational and embodied carbon emissions. Additionally, the proposed approach has been applied to new office buildings located in different climatic zones of Türkiye. The proposed methodology was applied to three climatic zones in Türkiye based on TS 825: Thermal Insulation Requirements for Buildings Standard: 2024, with Antalya, Istanbul, and Erzurum selected as representative cities. Furthermore, the study compared the 2013 and 2024 versions of the TS 825 Thermal Insulation Requirements for Buildings Standard in terms of their impact on building energy consumption and carbon emissions. The building models in these scenarios were prepared using the Building Information Modeling (BIM) method, and their energy consumption and carbon emissions were calculated. This thesis provides essential and guiding knowledge for the design of energy-efficient and low-carbon buildings that comply with the current regulations in Türkiye. The developed approach facilitates the design of a sustainable built environment that prioritizes occupant comfort and health, while addressing present and future requirements. Furthermore, the findings provide a scientific basis to support designers, policymakers, and regulatory bodies in improving building envelope–related energy and carbon performance at both project and policy levels. Consequently, the findings contribute to the design of energy-efficient and low-carbon buildings, offering significant environmental and economic benefits for a sustainable future.
Benzer Tezler
- Türkiye'de uygulanacak eğitim yapılarının mimari tasarım ve dış cephe kaplama malzemesi özelliklerine göre çevresel etki yüklerinin değerlendirilmesi
Evaluation of environmental impact loads based on architectural design and exterior cladding material characteristics in educational buildings
DİLFURUZ KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER GÖÇER
- Comparative life cycle assessment of concrete structures on architectural design models: Marble waste integrated vs. standard concrete
Beton yapıların mimari tasarım modelleri üzerinde mermer atığı entegreli ve standart beton için karşılaştırmalı yaşam döngüsü değerlendirmesi
SEYYARE ECE AKDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL AKÇAY KAVAKOĞLU
- Comparative evaluations of traditional house to achieved passive house standard in terms of global warming potential and energy efficiency
Geleneksel ev ile ulaşılan pasif ev standardının küresel ısınma potansiyeli ve enerji verimliliği açısından karşılaştırılması
SİMGE VAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE SÖZER
- An approach for active energy system optimization in office buildings
Ofis binalarında aktif enerji sistemleri optimizasyonuna yönelik bir yöntem
BARAN TANRIVERDİ
Doktora
İngilizce
2023
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY ZORER GEDİK
- A system proposal for façade apertures to prevent acoustic problems of naturally ventilated buildings
Doğal havalandırma olan binalarda akustik problemlerin önlenmesi için bir cephe sistemi önerisi
ONURCAN ÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURGÜN TAMER BAYAZIT