Yüksek binalarda enerji etkin mimari tasarım yaklaşımları ve uygulama örneklerinin incelenmesi

Abstract

Özellikle sanayi devriminden bu yana artan enerji ihtiyacı neticesinde bu ihtiyacın fosil kaynaklardan sağlanması küresel ısınmaya, ozon tabakasının delinmesine, çevre kirliliğine, enerji krizlerine ve biyoçeşitliliğin azalması gibi çevresel sorunlara yol açmıştır. Bu tahribatlar neticesinde enerji elde edilmesi için yenilenebilir kaynaklarının kullanımı ön plana çıkmış, sürdürülebilirlik, sürdürülebilir kalkınma, sürdürülebilir mimarlık ve yeşil bina kavramları tartışılmaya başlanmıştır. Sürdürülebilir mimarlık ilkesi, gelecek nesilleri de dikkate alarak, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına öncelik veren, çevreye duyarlı, enerjiyi, suyu, malzemeyi ve bulunduğu alanı etkin şekilde kullanan, aynı zamanda insanların konfor koşullarını ön planda tutan yapılar ortaya koyma faaliyetlerinin bütünü olarak tanımlanabilir. Beş bölümden oluşan tez kapsamında sürdürülebilirlikten yola çıkılarak yüksek binalarda enerji etkinliği üzerinde durulmuştur. Birinci bölümde çalışmanın amaç, kapsam ve yöntemi ele alınmıştır. İkinci bölümde sürdürülebilirlik ilkesi ekolojik, sosyal ve ekonomik boyutlarıyla ele alınmış, birbirinden ayrı düşünülemeyen sürdürülebilir kalkınma ve sürdürülebilir mimarlık tanımlamaları yapılmıştır. Sonrasında yeşil bina ve yeşil bina sertifika sistemlerinden bahsedilmiş, yüksek yapı tanımlamaları yapılmıştır. Enerji etkinliği sağlayan pasif tasarım kararları bu bölümde anlatılmış olup güneş, rüzgar, jeotermal, dalga ve biokütle enerjilerinden bahsedilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanıldığı sistemler pasif ve aktif olarak anlatılmıştır. Pasif sistemler olarak özelikle yüksek yapılarda doğal havalandırma ve ısı kontrolü sağlayan çift cidarlı cepheler ve atriumlar tanımlanmıştır. Aktif sistemler olarak ise güneş enerjisinden elektrik üreten fotovoltaik paneller, havadaki kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren rüzgar türbinleri anlatılmıştır. Sonrasında jeotermal ısı pompaları ve gelişmekte olan biyoreaktör cephe türünden bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde dünya genelinde yapılmış olan yüksek yapılar tezin ikinci ve üçüncü bölümünde anlatılan konular çerçevesinde incelenmiş, resimli açıklamalarla aktarılmıştır. Tezin son kısmı olan beşinci bölümde literatür taramaları sonucu verilmiş bilgiler dahilinde varılan sonuç ve değerlendirmeler anlatılmıştır.

The supply of energy requirement from fossil fuel sources, especially after the increasing demand since the industrial revolution, has led to environmental problems such as global warming, the depletion of the ozone layer, environmental pollution, energy crises and the loss of biodiversity. As a result of these damages, the use of renewable resources for the energy sector has come to the forefront and the concepts of sustainability, sustainable development, sustainable architecture and green buildings have begun to be discussed. Sustainable architecture principle can be defined as the whole set of activities to build structures which are environmentally sensitive, prioritizing the use of renewable energy resources, structures that effectively use energy, water, materials and the area that they are in, and also prioritize the comfort of the people that will live in them. In the thesis consisting of five sections, energy efficiency is emphasized in high-rise buildings by starting out from sustainability. The purpose, scope and method of study has been discussed in the first section. In the second chapter, the sustainability principle is addressed through ecological, social and economic aspects and sustainable development and sustainable architecture concepts which cannot be considered separate, have been defined. Later on, green building and green building certificate systems were mentioned and highrise structure descriptions were made. Passive design decisions that provide energy efficiency were described in this section and solar, wind, geothermal, wave and biomass energy sources have also been mentioned. In the third section of the thesis, the systems in which renewable energy sources are used were divided into passive and active sources. As passive systems, double-walled facades and atriums were given as examples that provide natural ventilation and temperature control in high-rise structures. As active systems, photovoltaic panels that generate electricity from solar energy, wind turbines that convert kinetic energy into electrical energy have been explained. After that, geothermal heat pumps and the developing bioreactor facade were mentioned. In the fourth chapter, the high-rise structures that have been constructed around the world have been examined with the framework of the topics given in the second and third chapters of the thesis, and they have been explained with pictorial explanations. In the fifth section, which is the last part of the thesis, the results of the literature reviews were given and the results and evaluations obtained as a result of these reviews were explained.