LEE- Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi-Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19240

Gözat

19. yüzyıl tarihi demiryolu binalarında yapısal malzeme ve yapım teknolojilerinin deprem performansına etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-25) Küçükayan, Sena Merve ; Çelik, Oğuz Cem ; 502211513 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Bu tez çalışması, Osmanlı Devleti döneminde inşa edilen tarihi demiryolu hatları ve demiryolu yapılarını, yapısal ve mimari özellikleri ile birlikte deprem performanslarını içermektedir. İlk olarak, Osmanlı'da önemli demiryolu ağları olan İzmir-Aydın, Rumeli, Anadolu, Bağdat ve Hicaz demiryolu hatları ve güzergâhları detaylıca araştırılmış ve bu güzergâhların oluşmasında göz önünde bulundurulan durumlar incelenmiştir. Demiryolu duraklarının konumu belirlenirken, stratejik önemleri, doğal kaynaklar ile ilişkisi, ekonomik katkısı, ticaretin gelişebilmesi ve şehir merkezlerine olan yakınlığı gibi durumlar etkili olmuştur. İncelenen tarihi demiryolu projeleri, devletin modernleşme ve kalkınma sürecinin bir parçası olarak başlasa da zamanla ekomomik durumlardan ötürü yabancı yatırım ve alanında uzman mimar ve mühendislerin katksısı ile gelişmiştir. İnşa edilen demiryolu hatları ile birlikte Osmanlı Devleti'nin iç ve dış ticareti gelişmiş, zamanla hatların genişlemesi ile birlikte farklı bölgeler birbirlerine bağlanmıştır. Yabancı şirketlerin katkısı ve kullanılan yapım teknikleri de demiryolu hatlarının gelişmesi sürecinde önemli bir rol oynamıştır. Demiryolu yapılarında sıkça görülen, ancak günümüzde yaygın olmayan perçin teknolojisi ile birlikte çelik yapılar strüktürel açıdan incelenmiştir. Yığma, ahşap ve çelik yapı malzemeleri ile taşıyıcı ve çatı sistemleri hakında da detaylı bir şekilde inceleme yapılmıştır. Son olarak, tarihi demiryolu garlarının ve istasyonlarının zaman içerisinde yaşanan depremler sonrasında performansları analiz edilmiş ve meydana gelen hasar boyutları ele alınmıştır. Bu kapsamda, demiryolu yapılarının ciddi oranda etkilendiği iki deprem olan 10 Temmuz 1894 İstanbul depremi (~M 7.0) ve 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri (Mw 7.9 ve 7.8) ele alınarak farklı bölgelerde yer alan istasyon yapılarının nasıl etkilendiği detaylandırılmıştır. Yapılan analizler ile birlikte, tarihi demiryolu yapılarının gelecek kuşaklara güvenle aktarılabilmesi için kapsamlı olarak yapısal bakımdan incelenmesi gereği ortaya çıkmıştır. Demiryolu yapılarının incelenmesi, bir yandan ait olduğu dönemin teknolojisini ve mühendislik başarısı ile birlikte yapıların nasıl inşa edildiğini, kullanılan malzemeleri, uygulanan tekniklerini ve dönemin koşullarını göstermektedir. Sonuç olarak bu çalışma, demiryolu yapılarınının detaylı bir şekilde incelenerek yapısal sistemlerinin anlaşılmasını ve tarihi demiryolu yapılarının korunması ve güçlendirilmesi için önemli kararların alınmasına yönelik öneriler sunmaya yöneliktir. Tarihi demiryolu yapılarının yapısal özelliklerini ve depremlere dayanıklılığını anlamak, tarihi mirasın gelecek nesillere aktarılabilmesi için önemli bir süreçtir. Çalışmanın, tarihi demiryolu yapılarının yapısal ve mimari değerini anlamak ve korunmasını isteyen uzmanlar, tarihçiler, mimarlar ve mühendisler için yol gösteren bir kaynak olması hedeflenmektedir.
Alüminyum panel ve çubuk giydirme cephe sistemlerinin çok katlı bir bina örneği üzerinden performans karşılaştırması

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Turan, Mevlüde Melike ; Büyüktaşkın, Halet Almıla ; 782352 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı

Teknolojinin son yüzyılda gelişiminin hız kazanmasıyla yapıyı dış koşullardan koruyan ve ayırt edici bir özellik kazandıran bina kabuğunda kullanılan malzemeler ve sistemlerde de önemli ölçüde farklar oluşmuştur. Geleneksel yığma duvar sistemleri yerine çerçeve sistemlerine yönelim artmıştır. Ağırlıklı olarak çerçeve sistemlerinde kullanılan alüminyum ve cam malzemelerinin üretiminde sanayi devrimi sayesinde kolaylık sağlanmıştır. Özellikle yapı teknolojisindeki bu gelişmeler bina kabuğundan ortam koşullarına olan dayanım, hızlı üretim, estetik, hafiflik sağlaması gibi farklı konular için beklentilerin artmasına neden olmuştur. Mimari bir projenin oluşturulmasında öncelikli olarak binanın bulunduğu bölgenin ilgili standartları ve projenin teknik şartnamesinin hazırlanması gerekmektedir. Standartlarla ilgili bir eksiklik ya da hata binanın ve cephenin kullanım ömrünü azaltarak arızalara sebebiyet verebilmektedir. Bu sebeple projede sorumlu kişilerin teknik şartnameleri dikkatli bir şekilde incelemesi gerekmektedir. Giydirme cephelerde oluşan yenilikler birçok farklı projede kullanılmasına ve talep artışının yaşanmasına sebep olmuştur. Seçimi yapılan cephede en çok kullanılan standart tasarımlara yer verildiği gibi kullanılacak binaya özgü tasarımlarla da oluşturulabilme imkanı sağlamaktadır. Binaya özgü tasarımlar çok farklı malzeme türlerinin de kullanılmasına yol açmaktadır. Talep artışını karşılamak için çok fazla malzeme ve sistem üreticisi firma açılmıştır. Bu sebeple proje ve malzeme seçimi yapacak olan mimarların seçim yapmasını artan firmalar, yeni sistem çeşitleri ve yeni çıkan farklı malzemeler zorlaştırmıştır. Tez kapsamında giydirme cephelerde en çok tercih edilen panel ve çubuk sistemlerin farklılıklarına odaklanılmıştır. Bu sistemler binalarda en çok tercih edilen sistem çeşitlerindendir. Bu sebeple bu konu ile ilgilenen kişilerin bu sistemlerin avantaj veya dezavantaj sayılabilecek özelliklerine hakim olması beklenmektedir. Çalışma belirlenen amaç ve kapsam doğrultusunda beş bölümden oluşturulmuştur. Tezin birinci bölümünü amaç, kapsam, araştırma soruları, hipotez ve yöntemin oluşturduğu giriş bölümü oluşturmaktadır. Tezin ikinci bölümünü literatür araştırması oluşturmaktadır. Bölümün ilk kısmında alüminyum giydirme cephe sistem tanımına yer verilmiştir. Daha sonra giydirme cepheyi oluşturan her bir bileşenin sistem içerisindeki görevine ve malzemelerin özelliklerine yer verilmiştir. Son kısımda ise çeşitli cephe sistemleri arasından en yaygın kullanımı olan çubuk ve panel sistemler görsellerle desteklenerek açıklanmıştır. Üçüncü bölümde cepheden beklenilen performans gereksinimlerine değinilmiştir. Bina kabuğuna etki edebilecek her tür etken için giydirme cephe binada koruyucu bir tabaka oluşturmaktadır. Tez kapsamında ele alınan binaya etki edebilecek önemli etkenlerden bazıları; ölü yük, rüzgâr yükü, deprem yükü, su ve nem performansı ve son olarak yangın ile ilgili performanstır. Performanslardan bahsedilirken ilgili şartnameler ve görsellerden faydalanılmıştır. Tezin dördüncü bölümünde panel ve çubuk sistemlerin performans karşılaştırması yapılmıştır. İlk olarak karşılaştırmanın yapılacağı bina ve bulunduğu şehir hakkında genel bir bilgi verilmiştir. Projede kullanılan malzemeler ve şartnamelerde belirtilen tasarım yüklerine değinilmiştir. Ayrıca proje kapsamında şartnamece belirtilen sehim limitlerinden bahsedilmiştir. İki sistemin profil, cam, ankraj gibi elemanlarının hesapları yapılarak hesapların yapıldığı programlardan elde edilen görsellerle ulaşılan sonuçlar desteklenmiştir. İmalat, montaj, toleranslara uyumları, dahil oldukları cephe testleri, su tahliye sistemleri ve çalışma ortamlarındaki güvenlik düzeyleri ile ilgili kıyaslamalarda bulunulmuştur. Tezin beşinci ve son bölümünde ise sonuç ve öneriler kısmı yer almaktadır. Bu bölümde yapılan çalışma sonucunda elde edilen veriler değerlendirilerek çalışmayı oluşturan soruların cevaplarına yer verilmiş ve ileriye dönük önerilerde bulunulmuştur.
An evaluation of chromic glazing as smart material in high-rise office building facades within the scope of sustainability

(Graduate School, 2022) Karakaya, Ayşenur ; Özgünler Acun , Seden ; 741166 ; Environmental Control and Construction Technologies Programm

Today, buildings have a large amount of energy consumption throughout their life cycle, starting from the production stage, including the use and demolition processes. Heating, cooling, and lighting energy used in buildings cause depletion of energy resources and significant problems such as global warming. Therefore, the importance of sustainable architecture and energy-efficient building design should be the target. The facade is a building element that separates the interior and exterior environment in buildings and is an interface that interacts with physical, chemical, and biological factors throughout the building life cycle. Due to the interaction with the outdoor conditions, most of the energy-loss of a building occurs in the facade, especially in the window systems. In high-rise office buildings, facade systems with high window to wall ratios have become widespread in today's technology due to changing user needs and aesthetic values. Factors such as daylight, visual, and thermal comfort on the facades of high-rise office buildings affect the quality of the work, interior comfort conditions, and energy consumption. Transparent elements on the high-rise office building facades are important factors for user comfort and annual energy consumption. Technological developments in materials science and architecture allow the development of new facade materials consequently. In this context, innovative window systems have been developed to prevent and minimize energy gains and losses. Smart materials, which are thought to be of great importance within the scope of sustainability, have become a new research area. Smart materials, which are used and intended to be used in many fields of architecture, also have a wide extent for facade technologies. Today, chromic materials, one of the most advanced groups of smart materials, are generally used in window systems. The main varieties of smart windows are film-coated window systems consisting of electrochromic, thermochromic, or photochromic materials. In these innovative window systems, the window aims to balance heat losses and gains by changing the opacity level according to the solar radiation intensity to provide thermal insulation and lighting control. It is aimed to provide user comfort by balancing heating, cooling, and lighting loads. In this study, the features, examples, and control strategies of electrochromic, thermochromic, and photochromic window systems, together with a preferred window technology today, are explained.
Bambu donatılı betonarme kirişlerin düşey yükler altında göçme davranışlarının deneysel olarak incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Zambak Karakuş, Özlem ; Çelik, Oğuz Cem ; 714254 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı

Bambu, özellikle tropikal ve yarı-tropikal iklim özelliklerine sahip birçok ülkede hızlı bir şekilde büyüyen ve kısa sürede olgunluğa erişen bir bitkidir. Kullanım alanları oldukça geniş olan bambu, gerek sürdürülebilir doğal bir kaynak olması, gerekse yüksek dayanım özelliklerini barındırmasından dolayı eski çağlardan beri yapı malzemesi olarak inşaat sektöründe yerini almıştır. Daha çok su kanalları, köprüler ve kırsal evlerin inşasında taşıyıcı yapı elemanı olarak tercih edilen bambunun günümüzde tümüyle bambudan üretilen strüktürleri de bulunmaktadır. Son zamanlarda içerdiği yüksek dayanım özellikleri sayesinde betonun düşük çekme dayanımını gidermek amacıyla betonda çelik donatı yerine kullanılması için çeşitli araştırmalar yapılmıştır. Alternatif donatı elemanı olarak deneyleri gerçekleştirilen bambunun uygun koşullar sağlandığı durumda başarılı sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Konu ile ilgili çalışmalar hızlanmakla birlikte, bu çalışma kapsamında ele alındığı biçimde kirişlerde seçilen bazı parametrelerin incelendiği deneysel bir çalışmaya ulaşılamamıştır. Bu doğrultuda, bambu ile ilgili literatür araştırması sonucu ortaya çıkan bu çalışma, çeşitli parametreler göz önünde bulundurularak farklı tiplerde oluşturulan bambu donatı malzemesinin sürdürülebilir bina üretimi uygulamalarında kullanımına odaklanılacak deneyleri kapsamaktadır. Bu bağlamda, ilk olarak bambu donatılı betonarme kiriş numunelerinde donatı elemanı olarak kullanılacak bambu kültürlerinin (culm) öngörülen çekme dayanımlarını belirlemek amacı ile İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Yapı Malzemesi Laboratuvarı'nda çekme dayanım testleri gerçekleştirilmiştir.10 adet düğümsüz, 4 adet düğümlü olmak üzere toplam 14 adet çekme numunesine dayanım testi uygulanmıştır.
BIM ortamında bina yangın emniyet önlemlerinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-01) Beşiroğlu, Şafak ; Serteser, Nuri ; 502171531 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Teknolojinin gelişmesiyle birlikte kullanımı giderek yaygınlaşan BIM kavramı, 'Building Information Modelling' yani Bina veya Yapı Bilgi Modelleme olarak dilimize çevrilebilir. Birden fazla çalışma alanında verimlilik sağlayan BIM'i gün geçtikçe artan beklentileri karşılamak amacıyla başka disiplinler de kendi süreçlerine dahil etmeye çalışmaktadır. BIM'in hala belirli bir tanımı olmadığından, ne olduğu ve nasıl kullanılabileceği hakkında fikirler farklılık göstermektedir. Bu durum BIM'in potansiyel faydalarını ifade etmeyi zorlaştırmaktadır. BIM, bir yapının tüm özelliklerinin dijital temsilidir; başlangıcından itibaren yaşam döngüsü boyunca karar vermek için paylaşımlı bir bilgi kaynağıdır. Bu tezin amacı, BIM ortamında yangından koruma konusundaki mevcut durumu incelemek ve kullanılabilirliğini sınamak, BIM ortamında binalarda pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerine ilişkin kriterleri uygulayabilmek için geçen süreçleri ve yöntemleri değerlendirmektir. Bu çalışmada, mimari projeler için yaygın kullanılan BIM platformlarından biri olan Autodesk Revit yazılımı kullanarak projelenen bir ofis binası üzerinde yangın emniyetiyle ilgili Amerika ve İspanya ülkelerinde geliştirilen yangın emniyeti alanında kullanılan CYPEFIRE Design ve FINEFIRE yazılımları yardımıyla BIM ortamında bu alanda kullanılan yazılımların kullanılabilirliği değerlendirilmektedir. Daha önce yapılan çalışmalar, BIM'in bu alanda sağladığı olanaklar ve eksiklikleri kavramak için ulusal ve uluslararası mevcut bilgi durumu tez kapsamında incelenmiştir. Yazılım seçimi yaparken; BIM ortamında yangın emniyet önlemleri ile ilgili kriterleri tasarlama ve denetleme imkanı sağlayan, aynı zamanda BIM'in diğer platformlarıyla bilgi paylaşımı olan ve kullanım kolaylığı sağlayan tasarımcı odaklı uygulamalar tercih edilmiştir. Bunlar mimari proje süreçlerinde oldukça kullanımı olan Autodesk Revit (Amerika) ve yangın emniyeti alanında farklı ülkelerde kullanımı olan CYPEFIRE Design (İspanya) ve FINEFIRE (Amerika) yazılımlardır. Değerlendirilen yazılım sayısında, yazılımların lisanslarına erişim sınırlayıcı olmuştur. BIM sistemi kullanılarak yürütülen projeler, disiplinler arası koordinasyon gerektirir. Tez kapsamında uygulanan model, mimari model ve yazılımlar yardımıyla oluşturulan pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerini içeren yangın emniyet modelleri olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Yangın emniyet önlemlerini içeren kriterler ülkemizde yürürlükte olan Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (BYKHY) başta olmak üzere ilgili standartlarda yer alan maddelerden üretilmiştir. Yazılımların olanakları çerçevesinde oluşturulan yangın emniyeti modelleri üzerinde analizler yapılmış, belirlenen pasif ve aktif yangın emniyet önlemleri kriterlerini ne kadar karşıladığı kontrol edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda yönetmelik ve standartlara uygunluk değerlendirmesi bir ofis binasının sağlaması gereken pasif ve aktif toplamda 25 adet yangın emniyet önlemi kapsamında yapılmıştır. Belirlenen 25 kriter, başta BYKHY olmak üzere, ilgili standartlarda yer alan maddelerden türetilmiştir. Pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerine ilişkin değerlendirilen 25 kriter, yönetmelik ve bahsedilen standartlardaki bir binanın karşılaması gereken temel özelliklerin önem derecesine göre belirlenmiştir. Yangın emniyetini sağlamak için seçilen 25 kriter yazılımların kontrol edebileceği düzeyde sınırlandırılmıştır. Belirlenen 25 kriterden 12'si pasif yangın emniyet önlemlerinden, 13'ü aktif yangın emniyet önlemlerinden oluşmaktadır. Pasif yangın emniyet önlemleri çerçevesinde 12 kriterden CYPEFIRE Design yazılımı 7'sini, FINEFIRE yazılımı 1'ini yazılımların olanakları kapsamında denetleyebilir durumdadır. Bu rakamlar da yüzdelik olarak CYPEFIRE Design yazılımı için %58, FINEFIRE yazılımı için %0.8 karşılanmaktadır. Aktif yangın emniyet önlemleri çerçevesinde ise belirlenen 13 kriterden CYPEFIRE Design yazılımı 6'sını, FINEFIRE yazılımı 9'unu yazılımların olanakları kapsamında denetleyebilir ve düzenleyebilir bir konumdadır. Yüzdesel karşılıkları CYPEFIRE Design yazılımı için %46, FINEFIRE yazılımı için %69 olarak hesaplanmaktadır. Toplamda çalışma kapsamında ele alınan 25 adet yangın emniyet önlemi çerçevesinde değerlendirildiğinde CYPEFIRE Design yazılımı 13 yani %52, FINEFIRE yazılımı 10 yani %40 oranında yönetmelik ve standartlara göre uygunluk kontrolü sağlamaktadır. Bu analizlere göre CYPEFIRE Design yazılımı pasif, FINEFIRE yazılımı ise aktif emniyet önlemlerine ilişkin kriterleri daha büyük oranda karşıladığı sonucuna ulaşılmıştır. BIM yazılımlarının kullanılmaya uygunluğunu değerlendirmek için "kullanılabilirlik" parametreleri belirlenmiştir. Özellikler belirlenirken, Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) standartlarından biri olan EN ISO 9241-11 başta olmak üzere bu konuda daha önce yapılmış çalışmalar referans alınmıştır. Bu çalışmada kullanılabilirlik beş özellik ile ilişkilendirilmiştir. Bunlar; öğrenilebilirlik, verimlilik, akılda kalıcılık, hatalar, memnuniyettir. Elde edilen yazılım çıktıları ve yangın emniyeti modelleri çalışma kapsamında belirlenen BIM yazılımlarının kullanılabilirlik parametrelerine göre değerlendirilmiştir. Belirlenen kullanılabilirlik parametrelerine göre verimlilik ve hatalar değerlendirmesinde CYPEFIRE Design yazılımı, öğrenilebilirlik ve akılda kalıcılık değerlendirmesinde FINEFIRE yazılımı daha önde yer almaktadır. Değerlendirme sonucuna göre her iki yazılım da birbirinden farklı olarak belirli başlıklarda daha fazla avantaj oluşturmaktadır. Memnuniyet kriterleri ise her iki yazılımda da ortak olarak kabul edilebilir düzeydedir. Sonuç olarak, CYPEFIRE ve FINEFIRE gibi bilgisayar destekli BIM yazılımları ile tasarımın ilk aşamalarından itibaren projenin mimariyle birlikte yangın emniyeti ekseninde ele alınması, tasarım sürecinde doğru kararlar verilmesini destekleyecektir. Pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerinin tüm binaya etkisini analiz edebilen bu yazılımlar ile elde edilen veriler doğrultusunda alınacak kararların, yangın emniyeti tasarlama sürecini daha etkili bir şekilde yönetilmesini desteklediği açıktır. Bu nedenle, BIM ortamında yangın emniyeti üzerine yapılan literatür taraması ve yangın emniyeti sağlayan BIM yazılımları aracılığıyla yapılan analizlere dayanarak, yangın emniyet önlemlerinin BIM'in doğal bir parçası olabileceği yönündedir. Yazılımların binalar için gerekli kontrolleri sağlayabilecek olanakları olsa bile, düzenlemelerin ve kontrollerin proje ekibinde yer alan bir yangından korunma uzmanı tarafından yürütülmesi ve denetlenmesi gerekmektedir. Konuyla ilgili ileriye dönük olarak yapılacak çalışmalar, bu alanda kullanılan yazılımların eksiklerinin analiz edilerek bunların giderilebildiği uluslararası veya yerel yazılımların üretilmesine destek olmalıdır.
Bitişik nizam binalarda cephe yangınlarının yatay yönde yayılımında rüzgar etkisinin incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-27) Yazkan, Nilüfer Gizem ; Serteser, Nuri ; 502201512 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojileri

İnsanların yaşama, barınma, çalışma gibi pek çok ihtiyacını karşılayan binaların dış ortamla ara kesitini oluşturan cepheler, belirli performans koşullarını yerine getirmelidir. Isıl konfor, gün ışığından yararlanma, gürültü kontrolü gibi faktörlere göre planlama yaparken, meydana gelebilecek bir yangının cephe yoluyla yayılma riski de dikkate alınmalıdır. Yangın yayılımını sınırlandırmak için tasarım sürecinin başından itibaren pasif yangın emniyet önlemleri ile desteklenmesi gerekir. Günümüze dek cephe yangınları ile ilgili yapılan çalışmaların genelinde rüzgar faktörü göz ardı edildiği görülmektedir. Bu çalışmalara göre yangın sırasında oluşan alev ve dumanın cephedeki açıklıktan dışarı çıktıktan sonra yukarı yönlü hareketi dikkate alınmış ve yönetmeliklerde yangının üst katlara yayılmasını engellemek için sınırlamalar getirilmiştir. Rüzgarı bir parametre olarak hesaba katan çalışmalarda açıklıktan dışarı çıkan alev ve dumanın rüzgar nedeniyle farklı yönlerde hareket ettiği görülmüştür. Bu durum, yangının düşey doğrultu dışında farklı yönlerde de yayılma ihtimali olduğunu ve dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Tezin birinci bölümünde tezin amacı, kapsam ve sınırlamaları ile birlikte literatür araştırmasına yer verilmiştir. Tez kapsamında rüzgar faktörünün cephe yangınlarının yayılmasına etkisi incelenmiştir. Açıklıklar arası yatay mesafenin ve farklı rüzgar yönlerinin yangının yayılmasını nasıl etkilediğini ifade edilmiştir. Tezin ikinci bölümünde, cephe yangınlarına değinilmiştir. Cephe yangınlarının nasıl başladığı ve yayıldığından bahsedilmiştir. Cephe yangınlarında alev ve duman yayılımında hangi faktörlerin etkili olduğundan söz edilmiş ve bu faktörlerin cephe yangınlarını nasıl etkilediği belirtilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde ise cephe yangınlarını önlemek amacıyla ulusal ve uluslararası yönetmeliklerde ne gibi önlemler alındığı incelenmiştir. Genel anlamda yangının yukarı yönlü yayılmasını, çatı yolu ile bitişik binaya geçmesini, radyasyon yolu ile karşı binalara yayılmasını önlemek amacı ile yönetmeliklerde yer alan maddelere değinilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde, tezde gerçekleştirilen sayısal model ile ilgili bilgiler ve sayısal benzetimin sonucunda elde edilen bulgular yer almıştır. Sayısal modelin özellikleri ve kriterleri ile birlikte kullanılan yazılım ile ilgili bilgiler verilmiş ve gerçekleştirilen senaryolar ifade edilmiştir. PyroSim programında oluşturulan bir yapı adasının sokağa komşu orta bölümünde yer alan beş katlı iki bitişik bina modellenmiştir. Belirlenen yangın senaryosuna göre 360 saniye boyunca sayısal ortamda yangın benzetimleri yapılmıştır. Pencerelerin yangın esnasında kırıldığı veya açık bırakılmış kabul edildiği ve cephe elemanlarının yangına dayanımının dikkate alınmadığı senaryolarda yangının bitişik nizam binaların birinde başladığı ve cephe açıklığı vasıtasıyla yayıldığı düşünülmüştür. Yayılmanın etkilerinin incelenebilmesi için birbirine komşu iki bina arasındaki en yakın cephe açıklıklarının yatayda birbirleri arasındaki mesafeler değiştirilerek farklı yangın senaryoları oluşturulmuştur. Senaryolarda referans olması için rüzgarsız durum bağımsız olarak incelenmiş; rüzgarın etkin olduğu senaryolarda ise rüzgar hızı ve cepheye geliş açısı değiştirilerek rüzgar faktörünün yangının yayılmasında ne ölçüde etkili olduğu incelenmiştir. Bu amaçla dokuz farklı senaryo oluşturulmuştur. Senaryoların sayısal benzetimlerinden elde edilen bulgular sunulmuştur. Tezin beşinci bölümünde ise sayısal benzetimden elde edilen sonuçların karşılaştırılması ve değerlendirmeleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, rüzgar faktörünün cephe yangınlarında alev ve duman hareketini etkilediği görülmüştür. Rüzgar faktörünün ihmal edildiği durumda yukarı yönlü hareket eden alev ve dumanın, rüzgar faktörünün dahil edilmesiyle birlikte yatayda da yayılarak hareket ettiği ve bitişik nizamdaki bir binayı açıklıkları vasıtasıyla etkileyebileceği tespit edilmiştir.
Biyomimetik bina kabukları: Bir meta-analiz

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-05-17) Erşahin, Esra Nur ; Çetiner, İkbal ; 502191507 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojileri

Biyomimikri teriminin özellikle 2000'li yılların başından itibaren popüler bir kullanıma ulaştığı; ancak çoğu zaman bu kullanımın herhangi bir kavramlaştırma olmaksızın ezbere gerçekleştirildiği, yaygın tanımların sıkça dile getirildiği ve o tanımlara biçimsel olarak benzeyen nicelerinin eklendiği görülmüştür. Ne olduğu tam olarak anlaşılmayan biyomimikrinin mimarlıkta nasıl kullanılabileceği üzerine yollar üretmek, deyim yerindeyse havanda su dövmek gibidir. Bu nedenle, benzer hataların tekrarlanmaması için sıkça unutulan "nedir" sorusu tezde tekrar gündeme getirilmiştir. Beş bölümden oluşan tez çalışmasının ilk bölümünde; çağın sorunlarına ve bu sorunlar karşısında mimarlığın ve mimarın oynadığı role değinilmiş, tez çalışmasının problemi belirlenmiş, tezin amacı, tezin kapsamı, araştırma soruları, araştırmanın hipotezi, yöntemi ve kurgusu açıklanmıştır. İkinci bölümde; biyomimikri kavramının sınırları çizilmiştir. Kavramı oluşturan doğa, yaşam ve taklit kavramlarının birer birer ele alınması sonucunda biyomimikrinin, insanın, kendi doğasını gerçekleştirken karşılaştığı sorunların giderilmesi için, teknik alanındaki konularda, yaşamın –yaşayanların ve yaşama yardımcı öğelerin- taklit edilmesinin gerektiği kabulünü temele alan bir yaklaşım olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Literatürün taranması ve ortaya konulan biyomimetik ürünlerin gözlemlenmesiyle, yaşamın iki perspektiften taklit edilebileceği; ve bu perspektifleri, temel biyomimikri ilkelerinin sağladığı düşünülmüştür. Böylece temel ilkeler, genel biyomimimikri ilkeleri ve özgül biyomimikri ilkeleri olarak iki grupta ele alınmıştır. Üçüncü bölümde; biyomimetik mimarlık kavramının sınırları teorik açıdan çizilmiştir. Belirlenen temel ilkeler mimarlık alanına taşınmış ve bu alandaki yansımaları üzerinde durulmuştur. Ortaya konulan biyomimetik mimarlık örneklerinin incelenmesiyle, biyomimetik mimarlıkta tek farkın temel biyomimikri ilkelerinden kaynaklanmadığı; aynı zamanda taklit metotlarının ve taklit seviyeleri ile seviyelerin boyutlarının farklı kombinasyonlarının, farklı nitelikte mimari ürünlere ulaşılmasını sağladığı görülmüştür. Bu niteliklerin, bina kabuğu performans gereksinmeleri ile ilgili olduğu fark edilmiştir. Böylece biyomimetik mimarlık tarzları, yüzeysel tarz ve derinsel tarz olmak üzere iki grupta ele alınmıştır. Dördüncü bölümde; biyomimetik mimarlık kavramının sınırları pratik açıdan çizilmiştir. Bu doğrultuda, ilk kez bu tez kapsamında adı konulan, genel ilkeleri ve özgül ilkeleri temele alan yüzeysel tarz ve derinsel tarzdaki örneklerin birbirlerine göre farklarının gösterilmesi hedeflenmiştir. Bu nedenle, öncelikle literatür taramasıyla ulaşılan 90 yayın için, ardından bu yayınlar içerisinde geçen örnekler arasından seçilen 150 biyomimetik mimarlık örneği için sistematik derleme ve meta-analiz yöntemleri kullanılarak detaylı bir inceleme gerçekleştirilmiştir. Yayınların meta-analizi iki boyutta gerçekleştirilmiştir. Yayınlar, tanımlayıcı bilgiler boyutunda, yayın dili, yayın türü, yayın yılı, yayımlandığı ülke, yazar, yayımlandığı yer ve anahtar kelimeler; bağlam boyutunda ise, araştırma kapsamı, araştırma yaklaşımı, veri toplama metodu ve biyomimetik mimarlık örneği içermesi açılarından ele alınmıştır. Biyomimetik mimarlık örneklerin meta-analizi iki boyutta gerçekleştirilmiştir. Örnekler, mimari özellikler boyutunda, durum, yıl, konum, iklim sınıfı, mimar/araştırmacı, tasarım ölçeği, brüt taban alanı, yükseklik, işlev ve kabuktaki uygulama alanı; biyomimetik özellikler boyutunda ise, biyolojik öğe sayısı, biyolojik esin kaynağı ve belirgin özelliği, temel biyomimikri ilkesi ve numarası, taklit seviyesi ve boyutu, taklit metodu, biyomimetik tarz ve sağlanan performans gereksinmesi açılarından ele alınmıştır. Daha sonra, biyomimetik özellikler boyutu için çapraz karşılaştırma hazırlanmış, burada bazı ölçütlere dair 10 farklı ikili ilgi incelenmiştir. Bunlar; biyolojik esin kaynağı ile taklit seviyesi, temel biyomimikri ilkesi ile biyolojik esin kaynağı, taklit seviyesi ile temel biyomimikri ilkesi, taklit metodu ile biyomimetik tarz, biyomimetik tarz ile temel biyomimikri ilkesi, biyomimetik tarz ile taklit seviyesi, biyomimetik tarz ile taklit seviyesinin boyutu, biyomimetik tarz ile sağlanan performans gereksinmesi, sağlanan performans gereksinmesi ile temel biyomimikri ilkesi ve sağlanan performans gereksinmesi ile taklit metodu arasındaki ilgilerdir. Tezin son bölümünde ise, araştırma sorularına bulunan yanıtlar özetlenmiş ve hipotezin doğruluğu ispatlanmıştır.
Cam elyaf takviyeli beton panel-doğrama birleşimi su geçirimsizlik detay tasarım önerileri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-08) Yıldız, Pelin ; Türkeri, A. Nil ; 502181532 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Yirminci yüzyılın başından bu yana kullanılan ön üretimli beton, tasarımcılara yerinde döküm betonun sağlayamadığı birçok avantaj sağlamıştır. Betonun kontrollü üretim tesislerinde kalıplara dökülüp sahaya getirilmesi, bina üretiminde hızı ve kaliteyi artırmıştır. Kalıp kullanımına bağlı olarak ince detay ve çeşitli yüzey bitişleri vadeden ön üretimli beton, yapı sektöründe yoğun bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Bu yeni üretim metodu betonun cephede kullanımına alan tanımış ve malzemenin geliştirilmesi için çalışmalar yapılmasını teşvik etmiştir. Özgün tasarımlara imkân sağlayıp yapı ağırlığının azaltılması için betonun kesit kalınlığını azaltıp dayanımını artıracak çözüm arayışlarına girilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda 1960'ların sonunda cam elyaf takviyeli beton (CTB) elemanlar yapı sektöründe kullanılmaya başlanmış ve günümüzde halen yaygın bir şekilde kullanılmaya devam etmektedir. CTB panel, her proje için özel olarak üretilen bir yapı bileşenidir. Cephe tasarımının ilk aşamalarından itibaren üretici ile birlikte çalışılması gerekmektedir. CTB panelin diğer yapı elemanları ile oluşturdukları birleşimlerin doğru tasarlanıp uygulanmaması birçok yapı kusuruna yol açabilmektedir. Cephede en çok rastlanan birleşimlerden biri olan panel-doğrama birleşimi, doğru tasarlanıp uygulanmadığında su sızıntısı problemiyle karşı karşıya kalmaktadır. Bu sebeple tez çalışması CTB panel-doğrama birleşimi su geçirimsizlik performansına odaklanmıştır. Tez yedi bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde tez çalışması ile ilgili sorun, amaç, kapsam, yöntem ve hipotez hakkında bilgi verilen giriş bölümü yer almaktadır. İkinci bölümde; cam elyaf takviyeli beton panellerin tarihten günümüze gelişimi ile birlikte, üretim, sevkiyat ve montaj süreçleri incelenmiştir. CTB paneli oluşturan tüm bileşenler sonraki bölümlerde yararlanmak üzere detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Üçüncü bölümde; CTB panel, literatürden ve firmalardan elde edilen bilgilere göre sınıflandırılmıştır. Panel yüzeyine uygulanabilecek işlemler, yüzey özellikleri bölümünde ele alınmıştır. Panellerin cephede bir araya geliş biçimleri, aralarında oluşacak derzlerin düzeni, cephe düzeni bölümünde ele alınmış olup doğrama sistemi de bölümün devamında incelenmiştir. CTB cephe sistemi; panel, doğrama ve panel-doğrama birleşim noktası olarak ele alınmıştır. Bu bileşenler dördüncü bölümde cephe sisteminde sağlanması gereken performans gereksinimleri başlığı altında incelenmiştir. Tez çalışması kapsamında su ile ilgili performansa ağırlık verilmiş olup cephe bileşenlerinin su geçirimsizliği detaylı bir şekilde incelenmiştir. Beşinci bölümde panel-doğrama birleşim noktası su geçirimsizlik performansı ve detay tasarım ilkeleri incelenmiştir. Ele alınan ilkeler bölümün devamında firmalardan ve literatür örneklerinden alınan uygulanmış projeler üzerinden analiz edilmiştir. İncelenen tüm projeler cephede çelik karkaslı CTB panel ve bir doğrama birleşimi içermektedir. Proje inceleme bölümünde her bir projenin künyesi ve plan-kesit-görünüş seti 1/20 ölçekte verildikten sonra 1/5 nokta detayı incelemesi yapılmıştır. Bölüm başında incelenen detay tasarım ilkelerinden oluşan bir lejant oluşturulmuş, her bir ilkeye bir renk atanmıştır. Detay analiz sayfasında nokta detayın 1/5 ölçekli çizimi, detayın grafik temsili ve oluşturulan lejant yer almaktadır. Analiz edilen her bir detayda ele alınan ilkelerden hangilerinin ne şekilde kullanıldığı açıklanmış, ilkelerin kullanım sıklıkları grafiklerle anlatılmıştır. Altıncı bölümde; örnek analizlerinden ve literatürden elde edilen veriler doğrultusunda, yüzeyde su geçirimsizliği sağlayacak alternatif panel-doğrama birleşim detayları tasarlanmıştır. Tasarlanan detaylar, örnek analizlerde yer alan lejant kullanılarak irdelenmiş ve yüzeyde su geçirimsizlik ilkesinin ne şekilde sağlandığı açıklanmıştır. Oluşturulan seçenekler ile incelenen örnekler karşılaştırılmış olup mimarların ve CTB üreticilerinin bu çalışmadan ne şekilde faydalanabilecekleri sonuç raporunda açıklanmıştır.
Cephe kaplama sistemi için bir teknik şartname format önerisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-18) Berker Tızman, Didem ; Türkeri, Ayşe Nil ; 502191504 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Tez çalışması kapsamında ele alınan kaplamalı cephe sistemlerinde, kaplama malzemesi için seramik karo ve porselen karo, tespit sistemi için mekanik tespit sistemi seçilmiştir. Çalışma dört aşama takip edilerek geliştirilmiştir. İlk aşamada cephe sisteminin tanımı, tarihçesi ve sınıflandırılması üzerinde durulmuştur. Cephe sistemlerinden kaplamalı cephe sistemlerinin katmanlaşma modeli ve sistem performansları açıklanmış, ardından cephe kaplamaları malzemelerine ve tespit sistemlerine göre sınıflandırılmıştır. Kaplama malzemelerinden seramik karo ve porselen karo, tespit sistemlerinden ise mekanik tespit sistemi detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Sonraki aşamada teknik şartnamelerin nasıl tanımlandığı ve sınıflandırıldığı üzerinde durulmuştur. Ardından teknik şartname hazırlama esaslarının ulusal ve uluslararası kurumlarda ele alınış yöntemleri incelenmiş ve bu alanda faaliyet gösteren uluslararası kurumlardan olan Yapım Şartnameleri Enstitüsü (CSI - Construction Specifications Institute) tarafından yayınlanan, teknik şartname yazımına ve standartlaşmasına ilişkin örnek bir format sunan SectionFormat incelenmiştir.
Cephe malzemeleri ve nanoteknoloji çalışmaları

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-13) Büyükcingi, Bahadır ; Büyüktaşkın, Halet Almıla ; 502181521 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Kaynakların verimli kullanılmasının önem kazandığı günümüzde, yeni malzemelerin geliştirilmesi ve mevcut malzemelerin niteliklerinin geliştirilmesi hedeflenen malzeme çalışmaları yürütülmektedir. Nano maddelerin de bu alanda yürütülen malzeme çalışmalarında kullanıldığı bilinmektedir. Nano maddelerin cephe malzemelerine yönelik malzeme çalışmalarında, mevcut ticari ürünlerde ve uygulamalarda kullanımının irdelenmesi, ülkemizde nano maddelere sahip olan cephe malzemeleri özelinde mevcut durumun ve malzemelere yönelik öngörü-beklentilerin belirlenmesi amacıyla tez çalışması yürütülmüştür. Bu kapsamda konu alanında araştırmacılara, tasarımcı ve uygulamacılara yararlanabilecekleri teknik ve pratik bilgileri içeren Türkçe kaynak oluşturulması hedeflenmiştir. Tez çalışması kapsamında cephe tanımı yapılmış, tanımlama çerçevesinde cephenin katmanları; kaplama, gövde ve yalıtım katmanları olarak ele alınmıştır. Kaplama katmanı iç ve dış kaplamalar olarak sınıflandırılırken, gövde; yüzeyinin kaplanma durumuna göre sınıflandırılmıştır. Yalıtım katmanı ise ısı, ses ve yangın gibi yalıtılması hedeflenen etkenlere göre alt başlıklar altında incelenmiştir. Söz konusu katmanların oluşturulmasında kullanılan ve konuya ilişkin kaynaklarda sıklıkla irdelenen malzemelere ait bilgiler incelenerek nano maddelerin kullanıldığı çalışmaların daha rahat takip edilebilmesi ve örnek malzemelerin niteliklerinin kolaylıkla anlaşılabilmesi amaçlarıyla malzemeler rehber niteliğindeki kaynaklardan yararlanılarak sınıflandırılmış, niteliklerine kısaca değinilmiştir. Çalışma kapsamında malzemelerin üretimleri, uygulamaları ve nitelikleri üzerinde durulmuştur. Derleme sonucu elde edilen bilgiler, cephe malzemelerinin kullanıldıkları katmanlar ve üretimlerinde kullanılan malzemelere göre alt başlıklar altında paylaşılmıştır. İlgili cephe malzemesi başlıkları altında malzeme çalışmalarında tercih edilen bir yöntem olan nanoteknoloji çalışmaları incelenmiştir. Bölüm, nanoteknolojiye dair; tanımlar, sınıflandırmalar, kısa tarihçe, inşaat alanında kullanımı, konu hakkındaki riskler-belirsizlikler ve bölümde değinilen malzemelere yönelik örnek çalışmalardan oluşan derlemeyi içermektedir. Derleme çalışması nano maddelerin malzeme çalışmalarında kullanımlarının ve başarılarının belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Derleme çalışmasında; 2000-2021 yılları arasında yayımlanmış ve nano maddeler kullanılarak çeşitli sonuçlara ulaşılmış örneklere yer verilmiştir. Örnek çalışmalar, taranan makaleler arasından sonuçlarını neden-sonuç ilişkisiyle rahatlıkla aktaran örneklerden seçilmiştir. Ayrıca seçim sırasında ilgi çeken sonuçlara ve yöntemlere sahip makalelere de yer verilmiştir. Çalışmalar cephe katmanları ve malzeme alt başlıkları altında sınıflandırılarak aktarılmıştır. Malzeme grupları ve cephe katmanına özel olarak üzerinde durulan nitelikler ve bu niteliklerin nasıl geliştirilebileceğine yönelik temellere değinilmiştir. Çalışma bulgularından hangi nano maddelerin hangi amaçlarla kullanıldığı çıkarımı yapılmıştır. Derleme çıktıları, bölüm sonunda tablolar halinde paylaşılmıştır. Tablolarda nano maddelerin kazandırmış oldukları yeni ve geliştirilmiş niteliklere yer verilmiştir. Çalışmaların derlenmesi sürecinde sıklıkla görülen akademik bulguların, uygulama alanına yansımalarının değerlendirilmesi amacıyla örnek projeler incelenmiş popüler akademik bulgular daha detaylı olarak irdelenmiştir. Nano maddeler içeren malzemelerin kullanıldığı uygulamalara ve popüler niteliklere yer verilmiştir. Bölüm içerisinde; kendi kendini temizleme, su iticilik, anti bakteriyellik, üstün ısı yalıtımı ve anti grafiti gibi yeni veya geliştirilmiş nitelikler; örnekler ve temel çalışma prensipleriyle açıklanmıştır. Derleme, örnek proje incelemesi ve anket sürecinde ön plana çıkan nano maddelere sahip boyaların ülkemizdeki mevcut durumumun belirlenmesi amacıyla, anket katılımcıları tarafından belirtilen ürünler üzerinde üreticilerinin 2019-2020 katalogları ve teknik bilgi föyleri üzerinde tarama yapılmıştır. Bu çerçevede 8 markaya ait 35 ürün grubundan 75 ürüne ait üretici verileri bir araya getirilerek, sektörde nano maddelerin yaygınlık durumu irdelenmiştir. Çalışma sonucunda 23 ürüne ait üretici açıklamaları, teknik belge ve pazarlama enstrümanlarında nano obje, nano içerik veya nanoteknolojik ifadelerinin kullanıldığı görülmüştür. Bu kapsamda "dış cephelerde ve iç mekanlarda kullanılan boyaların oluşturduğu sektörde nano maddelerin ticari olarak kullanımının yaygınlaştığını söylemek mümkündür" yargısına ulaşılmıştır. Ülkemizdeki nano nesnelere sahip cephe malzemelerinin mevcut durumu ve malzemelere yönelik öngörü-beklentilerin sağlıklı bir şekilde belirlenebilmesi amacıyla anket çalışması yürütülmüştür. Çalışma alanı olarak 01-04 Nisan 2021 tarihleri arasında gerçekleştirilen "43. Yapı Fuarı-Turkey Build İstanbul" fuarı, ülke genelinden örnek grubu oluşturmaya elverişli katılımcı ve ziyaretçi sayısına sahip olması ve sektör içerisinde farklı mesleki faaliyetler yürüten katılımcıların bir araya getirebilmesi nedeniyle seçilmiştir. Anket soruları 200 katılımcıya yöneltilerek örnek grup oluşturulmuştur. Anket katılımcılarının mesleki olarak cephe malzemelerinin üretim, ithalat, tasarım ve uygulama aşamalarından en az birinde rol almış olmalarına özen gösterilmiştir. Cevaplar, örnek grubun mesleki faaliyetleri göz önünde tutularak oluşturulan profillere göre değerlendirilmiştir. Anket formu çoktan seçmeli, Likert Ölçeği ve basit evet/hayır seçimleri içeren sorularla oluşturulmuştur. Sorular; mesleki profillerin cephe malzemeleri üzerine ilgi ve beklentilerini belirlemek üzere sıralanmıştır. Anket sonuçları üzerinde frekans ve tek yönlü varyans analizleri yapılmış, elde edilen veriler grafiklerle aktarılmıştır. Katılımcıların nano maddelere sahip malzemeleri kullanıp kullanmadıkları sorularak malzemelerin tasarımcı-uygulamacı profilindeki popülerliği araştırılmıştır. Üretici-ithalatı profilindeki katılımcılara da aynı amaçla ürün kataloglarında söz konusu ürünlerin bulunup bulunmadığı sorulmuştur. Tüm katılımcılara yöneltilen sorulardan malzemelerin gelecekte ne kadar popüler olabileceği yönünde çıkarımlar yapılmıştır. İki profil arasında en farklı görüş; malzeme seçiminde maliyetin rolü üzerine olmuştur. Tasarımcı-uygulamacı profili daha çok nitelikleri ön planda tutarken üretici-ithalatçı profilinin maliyet konusunu daha ön planda tuttuğu anlaşılmıştır. Ortak olarak her iki profil de yeni malzemeleri deneyimlemeye açık olduklarını belirtmiştir. Her iki grup, nano maddelerin kullanıldığı malzemelere yönelik olarak "boya" örneğini göstermiştir. Tek yönlü varyans analizlerinde ise Tez kapsamında yürütülen derleme, katalog taraması, örnek proje incelemesi ve anket çalışmalarının bulguları tartışılmış, nano maddeler kullanılarak yürütülen malzeme çalışmalarının büyük çoğunluğunun başarılı sonuçları olduğu görülmüştür. Çalışmalarda hedeflenen çıktılara ulaşıldığı, ancak malzemelere yönelik uzun süreli ve büyük ölçekli testlerin yerine daha çok laboratuvar şartlarında ve ölçeğinde testlerin yürütüldüğü görülmüştür. Ayrıca malzemelerin niteliklerindeki gelişmelerin veya malzemelere kazandırılan yeni niteliklerin mali anlamda sağlayacakları kazançları, mevcut durumları ile karşılaştıran çalışmaların sayısının nispeten daha az olduğu görülmüştür. Bu kapsamdaki ekonomik benzetim çalışmalarının genellikle ısıl nitelikler üzerinde yürütüldüğü saptanmıştır. Dolayısı ile konu üzerinde olası kaynak tasarruflarının belirlenmesi için malzemelerin tüm yaşam döngüsünü içerecek benzetim çalışmalarının yürütülmesi ve kaynaklarda olası tasarruflar hesaplanırken mali kazançların da göz önünde bulundurulması gerektiği tez çalışması sonucunda gelecek çalışmalara öneri olarak sunulmuştur. Derleme sonucunda malzeme türünden ziyade nano maddelerin karakteristik özelliklerinin hedeflenen çıktılara ulaşılmasında etkili olduğu anlaşılmıştır. İncelenen uygulamalarda da farklı malzeme grupları ile aynı nano maddeler kullanılarak benzer çıktılara ulaşılabildiği görülmüştür. Bu bağlamda nano maddeler ölçeğinde geliştirilen yeni niteliklerin daha büyük ölçekteki cephe malzemeleri üzerinde uygulanabileceği ön görülmüştür. Tüm çalışmalarda nano maddelerin popüler olarak kullanıldığı görülen boya malzemeleri alanında ülkemizdeki eğilimin de bu yönde pozitif yönlü olduğu katalog taraması çalışmasıyla anlaşılmıştır. Anket çalışmasında toplanan yanıtlardan da ülkemiz inşaat sektöründe malzeme niteliklerinin geliştirilmesinde nano maddelere yönelik pozitif bir tutumun mevcut olduğu, gelecekte oluşacak yeni ihtiyaç ve beklentilerin karşılanması amacıyla nano maddelere sahip malzemelerin kullanımına olumlu bakıldığı kanısına varılmıştır.
Combined Axial Load and Bending Moment Interaction Diagrams for Steel-Concrete Composite Columns in Tall Buildings

( 2019-06-14) Fidanboy, Hazal ; Çelik, Oğuz Cem ; 0000-0002-2106-1115 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi
Construction methods and seismic retrofitting suggestions for vernacular timber houses, case studies of an Istanbul house, rumah gadang and kyomachiya

(Graduate School, 2022) Özcan, Feriha Kamile ; Büyüktaşkın, Halet Almıla ; 712823 ; Environmental Control and Construction Technologies Programme

Timber has been a crucial building material for residential architecture. Especially in earthquake-prone regions, timber is preferred over other building materials due to its lightweight and strength. In this research, the special properties of timber are discussed. The advantages of timber over other materials are also emphasised. The effects of earthquakes on timber structures are explained. The methods for recording and simulating earthquakes are briefly explained since these systems are crucial in the development of quantitative measurement methods of residual damages on timber structures after earthquakes. Three case study buildings are selected for the research. The case studies are chosen from different parts of the world namely Turkey, Indonesia and Japan. The cultural importance, seismic environment and the construction dates of the structures are considered in the selection. The literature is devoid of research that discusses the similarities of Indonesian and Turkish vernacular timber houses. However, a few studies discuss the similarities between the Japanese and Turkish timber houses. Additionally, countless research projects discuss the similarities and differences of European and Japanese timber houses even though the environmental conditions of these two are significantly different. It is essential to study Turkey, Indonesia and Japan to recognise the similarities and differences in their local construction solutions against earthquakes. The literature review and records from previous site visits by the author are used as a basis to decipher the structural properties of the cases. It is presented that the case studies experience similar lateral loads due to the earthquakes. Diverse structural configurations are used by the local builders to overcome the seismic loads. Therefore, the residual damages and repair works are significantly different for each case. These properties of the cases are explained in detail to be able to suggest suitable future solutions for their sustainability. The existing seismic retrofitting methods that are used in each case study region are discussed. The suitable retrofitting methods are chosen for each case study. The suggested solutions are listed in a table.
Deprem bölgelerindeki prefabrike betonarme endüstri binaların yapısal sistemlerinin değerlendirilmesi ve eğimli çatı kirişleri için alternatif tasarımlar

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Koca, Selin ; Çelik, Oğuz Cem ; 845849 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı

Prefabrike betonarme elemanlar üretim tesislerinde seri olarak üretilen, inşaat alanında kaldırma araçları kullanılarak montajı yapılan ve bu aşamalara göre özel olarak tasarlanan yapı elemanlarıdır. Bu elemanlar kolon, kiriş, perde, panel, çift cidarlı panel, döşeme, duvar ve hücre elemanlar şeklinde olabilir. Prefabrike yapılar çubuk sistemler (kolon-kiriş), panel sistemler, hücre sistemler ve karma sistemler olarak sınıflandırılabilir. Türkiye'de prefabrike betonarme binalar özellikle sanayi/endüstri tesisi, ticaret merkezi, spor salonu, depo, daha az sıklıkla konut, okul, hastane ve otopark amaçlı olarak inşa edilmektedir. Üretimin seri ve kontrollü olması, ön ya da ardgerme yöntemlerinin kullanılmasına olanak sağlaması, hızlı yapım tekniği ile prefabrike binaları geleneksel yöntemlerle inşa edilmiş binalara göre pek çok bakımdan üstün kılmaktadır. Çoğunlukla tek katlı olan kolon-temel bağlantılarının ankastre, kolon-kiriş birleşimlerinin mafsallı teşkil edildiği prefabrike betonarme endüstri yapılarında çatı kirişlerinin konfigürasyonunun önemi büyüktür. Yapıların geometrisi, inşa edileceği bölgenin iklim-zemin koşulları, yapı elemanlarının üretim yeri/yöntemi vb. parametreler düşünüldüğünde bu kirişlerin farklı boyut ve tasarımlarda üretilmesi mümkündür. Kiriş biçiminin seçimi aynı zamanda tüm yapısal sistemin seçimini de büyük ölçüde etkilemektedir. Bu tez kapsamında, öncelikle dünyada farklı çatı kirişi tasarımları araştırılmıştır. Prefabrike betonarme çatı kirişlerinin tasarımında gözönünde bulundurulan hususlar değerlendirilmiş ve farklı kiriş alternatifleri üzerinden örneklendirilmiştir. Geçilmek istenen açıklık, net/faydalı kat yükseklikleri, çatı eğimi, kafes-kemer-Vierendeel tipi kirişler, kiriş gövdelerinde bırakılan boşluklar, birleşim bölgelerinin detaylandırılması, yatay ve düşey yük taşıma kapasiteleri farklı ülkelerde tasarlanmış ve üretilmiş çatı kirişleri üzerinden incelenmiştir. Hazır kalıp tekniği ve prefabrikasyon teknolojisinin sağladığı olanaklarla yeni tasarımların önü her zaman açıktır. Çalışmanın ikinci bölümünde, çatı kirişlerinin yapısal hesaplarını etkileyen yatay ve düşey yük bileşenlerine detaylıca değinilmiştir. Tüm dünyada artan enerjisi krizi ile birlikte her türden binada (sanayi, okul, konut, hastane vb.) yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı araştırılmakta, güneş enerjisi sistemleri ön plana çıkmaktadır. Mevcut binaların çatı düzeyine monte edilebilen sistemlerin binalara ve yapı elemanlarına etkisi sayısal örneklerle değerlendirilmiştir. Türkiye'de en yaygın kullanılan 4 prefabrike betonarme sistem, yapı elemanları, yapım türü, mevcut binalarda karşılaşılan sorunlar ve deprem performansı yönünden açıklanmıştır.
Discussion of design for disassembly principles under the guidance of design for manufacture and assembly strategies in the construction industry

(Graduate School, 2023-01-13) Aydeniz, Esma Gül ; Edis, Ecem ; 502181526 ; Environmental Control and Construction Technology

Today, when the life of a building is complete, the general practice is to take the valuable parts and send the remaining ones to landfills. This practice; cannot be sustained in any respect since the wastes related to the construction industry have one of the highest percentages of the earth's waste amount. Besides, the construction industry is responsible for more than one-third of overall carbon emissions. At this point, Design for Disassembly (DfD) in buildings is a promising concept that targets the non-destructive separation of components and materials to recycle, reuse, or relocate at the end of initial use. Even though DfD has been studied in product design areas for a couple of decades and construction since the late 90s, with the urging need to create a more sustainable environment, it recently started to be discussed more as a solution to fight building obsolescence. However, However, the application of DfD is based on design guides and principles, and there is no systematic quantitative method for the construction industry. Another design methodology with similar concerns is Design for Manufacture and Assembly (DMfA), which is based on the principles of optimization of materials and coordination and aims to reduce part counts, assembly time, and overall costs ultimately. Early DfMA studies date back to the 70s in product design to respond to the competitiveness of the production industry. However, it received attention in the construction industry mainly in recent years. In reviewing the literature associated with DfD and DfMA, one finds that both methodologies have common approaches as reducing part counts, adopting modular and standard design principles, considering orientation and handling for the process, etc. In addition, it has been spotted that DfMA, which is a former and more settled methodology, has been examined more systematically than DfD. At this point, it is questioned if there is a possibility of enabling DfD principles and establishing a framework for a systematic methodology under the guidance of DfMA applications in the construction industry. The main goal of this thesis is to search for the above-stated possibility and whether one can find a set of practical solutions to identify the missing points of the DfD and approach for increasing the reuse possibilities of building elements and components and to provide data that can develop the necessary methodologies to extend its application. The remainder of this thesis has organized as follows. In the first chapter, the thesis's objective, scope, and method are presented, and the flowchart of the study is given. In brief, this thesis aims to examine the DfD methodology and determine its most comprehensive current principles, identify barriers to its implementation, and examine the DfMA methodology by identifying strategies via literature review and then discuss these strategies in line with DfD principles. The concept of DfD is defined in the second chapter, and its study area is explored. Its relationship with the building life cycle and possible end-of-life scenarios are explained. The aims, benefits, and advantages of DfD are expressed, and then the state of DfD in the product and the construction industry is investigated. In the end, limitations and challenges for DfD implementation are discussed. The chapter concludes by questioning the possibilities of DfMA as another DfX methodology as an exemplary field for DfD. In the third chapter, comprehensive research on the DfMA field explores the possibility of creating a more detailed and comprehensive framework for implementing DfD. In this context, the DfMA methodology has been explored in all its possibilities in the product and construction industries. First, the origin of this concept is searched in the manufacturing industry. Its qualitative and quantitative assessment methodologies were listed. Then, a systematic database search is conducted to fully understand how DfMA is used in the manufacturing and construction industries. From this literature search, studies related to the architecture, engineering, and construction (AEC) field were refined and examined in more detail to understand the scope of DfMA applications in this field and to evaluate whether they can serve as an example for DfD. AEC-related search results were analyzed with context-specific research questions. The systematic literature review in this chapter showed that DfMA applications are quite different in the manufacturing and construction industries. That can be attributed partly to the fact that construction outputs like buildings and bridges are more than mass-manufactured products. Because they are all custom-made and created in their unique environments, each must fulfill a particular composition of functional requirements. Besides, the main difference between these two industries is found in how DfMA is applied. More systematic tools are developed in manufacturing, and the study area boundaries are much more distinct than in construction. The efforts to implement DfMA in the AEC sector were found to be worthwhile and gave researchers and practitioners a starting point even though a thorough strategy has yet to be created. However, the DfMA characteristics and approaches used in this research can offer a common framework for the DfD roadmap. DfMA characteristics and approaches used in this research were found promising to guide DfD implementation. In the fourth chapter, a series of discussions were held on the results of the DfMA study in the scope of enabling DfD use in AEC. Those discussions demonstrated that learning from DfMA has a significant potential to establish a systematic DfD approach and, thus, increase the implementation of DfD in the AEC sector. Before the discussions, the results of research questions regarding DfMA enablers/strategies and parameters are organized to set a comparable context. The DfMA strategies are grouped under five categories, of which four are found relevant to building cycle stages, which are (i) planning and programming, (ii) conceptual design, (iii) detailed design, and (iv) construction stage. The fifth category involves technology-related enablers. Regarding the discussion of DfMA parameters for DfD, parameters are refined first, and input parameters are considered for discussion. Then, their use possibility is discussed, considering different end-of-life scenarios. It has been found that the importance of an input parameter may differ in different DfD end-of-life scenarios. For example, one parameter may be highly relevant for one scenario while it may not be considered essential for another. That also varies when considering different parts, such as materials and components. Comparative evaluation of input parameters showed that parameters considered in DfD are currently in a limited variety and need to be enriched to a broader application. This study presents the first attempts in this way and shows there is potential to improve. Altogether, the research and discussions showed that DfD could benefit from DfMA, and in-depth studies of DfMA applications serve as a suitable foundation for creating a more comprehensive DfD approach. For future studies, a research framework is also proposed. In the fifth chapter, this thesis is concluded with a general evaluation of the overall study. Also, the limitation of this study is identified, and suggestions are made for future research.
Embodied energy potential of demolition waste caused by earthquake and urban transformation

(Graduate School, 2024-07-09) Çakar, Ceren ; Üstündağ, Cenk ; 502211502 ; Environmental Control & Construction Technology

Earthquakes have been causing significant destruction and damage in Turkey for centuries. Positioned in a region where many active fault lines intersect, Turkey is experiencing a rapid increase in construction sector activities in many cities with high earthquake risk due to the growing population and industrialization. In the past years, the necessity of earthquake-resistant construction emerged to reduce the loss of life and property caused by earthquakes. Therefore, while current earthquake regulations are prepared for new structures, urban transformation applications have also emerged for existing structures with low seismic resistance and completed lifespans.Although urban transformation applications are essential and beneficial for renewing the building stock and making it more earthquake-resistant, they lead to a significant amount of construction and demolition waste due to the increase in construction and demolition activities in the construction sector.The ongoing earthquakes in Turkey generate sudden and substantial amounts of demolition waste, while increasing urban transformation projects are causing significant environmental problems, thereby enhancing the environmental impacts of the construction sector. This thesis focuses on the environmental harms caused by demolition waste resulting from earthquakes and urban transformations, while also examining the relationship between energy and buildings in detail by considering the embodied energy potential of structures. Following earthquakes in our country, construction waste cannot be managed sustainably and is not being recycled. At this point, deficiencies in the management of construction waste not only cause environmental issues but also prevent the effective use of resources in terms of energy efficiency. Additionally, in the construction sector, particularly in urban transformation projects, there is a lack of infrastructure and incentives for sustainability. This situation leads to ineffective control of environmental factors and the failure to adopt sustainable construction methods. The effective management of construction and demolition waste involves not only storing and removing these wastes from urban centers but also planning them in a way that contributes to environmental sustainability. For this, it is important to focus on processes such as the reuse and recycling of construction and demolition waste. These wastes consist of a variety and large amounts of building materials. The embodied energy possessed by the building materials used in construction can be reintroduced into the system through their reuse and recycling. Embodied energy is defined as the amount of energy required to produce a unit amount of a material. Various methods are available for calculating the amount of embodied energy. This thesis conducts a comprehensive literature review on earthquakes, urban transformation, construction and demolition waste, and the relationship between construction and energy. Additionally, the methodology for simulating operational energy and embodied energy aims to evaluate in more detail the issues of non-recyclability of construction waste and the ineffective utilization of embodied energy potential. Within the scope of this thesis, to better understand the embodied energy potential of construction waste that may arise during accelerated urban transformation activities due to the increased earthquake risk, the embodied energy, excavation waste quantity in case of demolition, and one year's operational energy of the selected sample structure in the example study have been calculated. The embodied energy potential of structures includes the energy incurred in the production, transportation, and assembly of construction materials. This embodied energy potential is a critical factor in determining the environmental impacts of structures throughout their lifespan. The aim of the thesis is to reveal the environmental damages of urban transformation projects and the reasons for the unsustainable management of construction waste after earthquakes. Additionally, the thesis seeks to propose more effective policy recommendations in this regard. Simultaneously, it aims to understand the relationship between energy and structures by taking into account the embodied energy potential of buildings and to develop strategies for using this potential more sustainably. These efforts could be a significant step in increasing environmental sustainability in the construction sector in Turkey and optimizing energy efficiency. The first chapter of the study, the introduction, relates our country's earthquake, urban transformation, and construction and demolition waste management issues. Current situations and problems are identified. The insufficiency of regulations, laws, technical knowledge, and resources related to the sustainable management of construction and demolition waste in our country is emphasized. In addition, reviews are made on past studies that may be relevant to the identified topic in the thesis. In the second chapter of the study, earthquake and urban transformation topics are explained in detail. The material, mental, and environmental destruction of earthquakes is thoroughly discussed. In this context, the destructive effects of earthquakes on the physical infrastructure, as well as the emotional, social, and environmental impacts experienced by people, are highlighted. Moreover, the environmental dimension of urban transformation is extensively examined, and its relationship with the concept of sustainability is reinforced. The third chapter of the study addresses construction and demolition waste in detail. The importance of effective management of construction and demolition waste within the scope of environmental sustainability is emphasized. The principles of sustainable construction and demolition waste management are explained. In the fourth chapter of the study, the connection between the built environment and energy is discussed. The relationship of the construction sector with energy sources in Turkey and worldwide is explained. Emphasis is placed on the seriousness of energy consumption originating from the construction sector. The embodied and operational energies in structures are explained in detail. The fifth chapter of the study focuses on better understanding the embodied energy potential of structures by selecting a sample building and calculating its embodied energy and operational energy using different simulation programs. Additionally, the quantities of construction waste that will arise in case of demolition of the sample building are calculated. In the sixth chapter, these results are used to understand the quantities of construction and demolition waste and embodied energy that will arise in the event of an expected earthquake in the context of the anticipated Istanbul earthquake. In the conducted study, the embodied energy, operational energy, and the potential amount of construction waste in case of demolition for the sample building have been calculated. As a general observation: According to the data obtained from study, the embodied energy per square meter in reinforced concrete residential buildings with poor concrete quality, which are expected to collapse in the anticipated Istanbul earthquake, is lower compared to current reinforced concrete residential structures. Although this may seem positive in terms of the embodied energy potential of demolition waste after the earthquake, the recycling of demolition waste from these buildings should also be considered in the context of environmental sustainability, given the large number of similar buildings expected to collapse in the anticipated Istanbul earthquake. The embodied energy contained in demolition waste represents a substantial potential for recoverable energy. Recovering this energy has the potential to reduce the environmental damages caused by the construction sector. The quantities of demolition waste that would occur suddenly due to earthquakes are considerable. Conducting detailed studies on the management of this demolition waste and creating regulations and laws to support these studies are crucial for Istanbul, given its high earthquake risk and population density. Sustainable management of construction and demolition waste can reduce the costs associated with construction materials and create new employment opportunities. This approach contributes not only environmentally but also economically to the country.
Enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında yapılaşma şartlarının etkisinin incelenmesine yönelik bir çalışma

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-26) Adalıoğlu, Seren ; Akşit, Şule Filiz ; 502171529 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojileri

Enerji etkinliği, çevresel ve ekonomik açıdan büyük bir öneme sahiptir. Enerji etkinliği konuları dikkate alınmadığında, binalarda sağlanan koşullarla konfor koşulları arasındaki fark artmaktadır. Bunun sonucunda binanın doğal yollarla gereksinimleri karşılanamamakta, bu da enerji tüketimini artırmaktadır. Bu durum, yalnızca ekonomik değil, aynı zamanda çevresel olumsuzluklara da neden olarak verimli ve sağlıklı bir yapma çevre oluşturma sürecine zarar vermektedir. Türkiye'de binalarda harcanan enerji, toplam enerji tüketimin %36'sını oluşturmaktadır (Özyurt & Karabalık, 2009). Bu yüksek oran, tüm karar vericilere bir sorumluluk getirmektedir. Bu tez çalışmasında, enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında yapılaşma şartlarının etkisi incelenmiştir. Çalışma, İstanbul'un ılımlı-nemli iklim koşullarında gerçekleştirilmiş olup, yapılaşma şartlarının yerleşme dokusu üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmada, farklı yapılaşma şartları, kat sayıları ve emsal kombinasyonları kullanılarak tanımlanmış ve bu kombinasyonların enerji tüketim yükleri üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Çalışma beş ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, enerji etkinliğinin önemi ve mevcut durum üzerinde durulmuştur. Enerji etkinliğinin, hem çevresel sürdürülebilirlik hem de ekonomik açıdan kritik öneme sahip olduğu vurgulanmıştır. Bu bölümde, enerji etkinliği konusunda şehir plancıları ve mimarların rolü de tartışılmıştır. İkinci bölümde, enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında etkili olan değişkenler belirlenmiştir. Bu değişkenler; iklime ilişkin değişkenler, yerleşme ve binaya ilişkin değişkenler ve kullanıcıya ilişkin değişkenler olarak üç ana başlıkta incelenmiştir. İklime ilişkin değişkenler, güneş ışınımı, dış hava sıcaklığı, dış hava nemliliği ve rüzgar gibi dış iklim değişkenleri ile iç hava sıcaklığı, iç yüzey sıcaklığı, iç hava nemi ve iç hava hareketi gibi iç iklim değişkenlerini kapsamaktadır. Yerleşmeye ilişkin değişkenler ise, yerleşmenin çevresine ait arazi kullanımı ve jeomorfolojik/topoğrafik durumlar gibi unsurları içermektedir. Binaya ilişkin değişkenler, binanın yönlendirilme durumu, hacim organizasyonu, bina formu, bina aralıkları ve bina kabuğunun optik ve termofiziksel özelliklerinden oluşmaktadır. Üçüncü bölümde, Türkiye'de şehir ve bölge planlama sürecinin yapılaşma şartlarına etkisi detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Türkiye'de şehir ve bölge planlama süreci, imar mevzuatı kapsamında planlar, plan notları ve yönetmeliklerle yapılaşma şartlarını belirlemektedir. Bu şartlar, yerleşme dokusu ve bina tasarımı üzerinde doğrudan etkili olmaktadır. İmar mevzuatı, enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında kritik bir rol oynamaktadır. Yapılaşma şartları, yapı nizamları, çekme mesafeleri, TAKS (Taban Alanı Kat Sayısı), KAKS (Katlar Alanı Kat Sayısı), emsal, bina yükseklikleri ve kat sayıları gibi unsurlarla belirlenmektedir. Bu şartlar, şehir ve bölge planlama sürecinde enerji etkinliğini sağlamak amacıyla optimize edilmelidir. Dördüncü bölümde, enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında yapılaşma şartlarının etkisine yönelik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu bölümde, İstanbul'da farklı yapılaşma şartları ve yerleşme dokusu seçenekleri belirlenmiş, modellenmiş ve bu seçenekler üzerinden enerji hesapları yapılmıştır. Design Builder programı kullanılarak yapılan modelleme ve simülasyonlarla, farklı yapılaşma şartlarının enerji yükleri üzerindeki etkileri analiz edilmiştir. Çalışma, yapılaşma şartlarının ısıtma, soğutma ve toplam enerji yüklerini nasıl etkilediğini ortaya koymaktadır. Beşinci bölümde, çalışmanın sonuçları ve gelecekte yapılacak araştırmalar için öneriler sunulmuştur. Bu bölümde, enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında yapılaşma şartlarının etkisini belirlemek için yapılan çalışmanın sonuçları özetlenmiş ve bu sonuçların şehir plancıları ve mimarlar için nasıl yol gösterici olabileceği tartışılmıştır. Ayrıca, yapılaşma şartlarının enerji yükleri üzerindeki etkilerini daha detaylı analiz etmek için gelecekte yapılacak araştırmaların önemi vurgulanmıştır. Özetle, enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında yapılaşma şartlarının etkisini analiz ederek, daha verimli ve sağlıklı bir yapma çevre yaratmak için gerekli stratejilerin belirlemesi amaçlanmaktadır. Böylece bu tez çalışması, yapılaşma şartlarının doğru bir şekilde belirlenmesi ve uygulanmasını sağlayarak, şehir plancıları ve mimarlar için enerji etkin yerleşme ve bina tasarımında dikkate alınması gereken önemli bir rehber niteliği taşımaktadır.
Geleneksel düğmeli evlerin enerji performansı açısından değerlendirilmesi: Ormana / İbradı örnekleri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-16) Topkaya Tüfekçi, Seçil ; Manioğlu, Gülten ; 502141519 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

İnsanların barınma ve yerleşme gereksinimi iklim koşullarının zorlayıcı etkilerinin doğal bir sonucudur. Geleneksel mimari örnekleri incelendiğinde, binalara ve yerleşmelere ilişkin kararların su, güneş ve rüzgar gibi çevresel unsurlardan bağımsız olmadığı görülmektedir. Geleneksel mimaride öncelikli amaç, binanın içinde bulunduğu iklime bağlı olarak yılın her döneminde (ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemlerde) konfor koşullarının sağlanmasıdır. Anadolu'da farklı iklim bölgelerindeki geleneksel örnekler incelendiğinde; ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemden baskın olanına göre tasarım kararlarının alındığı görünmüştür. Böylece zaman içinde şekillenen tasarımlar, bulundukları bölgenin kültür ve coğrafyasına da bağlı olarak yöreye özgü bir mimari kimliğin oluşmasını sağlamıştır. Farklı iklim bölgelerindeki geleneksel binalar incelendiğinde; binalarda mimari tasarım kararları ve malzeme seçiminde iklime bağlı olarak bölgeden bölgeye farklılık gösterdiği, ancak geçmişten gelen bu tasarım bilincinin günümüz binalarında görülmediği tespit edilmiştir. Bu nedenle, deneyimle gelişen bu özgün mimarinin, enerji etkin ve konfor koşullarının sağlandığı binaların tasarlanmasına yardımcı olması açısından incelenmesi oldukça önemlidir. Bu çalışma geleneksel İbradı, Ormana Düğmeli Evlerinin enerji performansının değerlendirilmesi ve elde edilen sonuçların, günümüz mimari tasarım tekniklerine bir veri oluşturması açısından önem kazanmaktadır. Çalışma kapsamında İbradı, Ormana bölgesinde seçilen geleneksel düğmeli ev örnekleri ölçüm ve simülasyon aracılığıyla değerlendirilmiştir. Bu kapsamda arazi ve iklim koşullarına göre şekillenen geleneksel mimarinin incelenmesi, çağdaş mimariye yol gösterici olacaktır.
Investigation of fire spread in industrial wooden buildings with numerical simulation

(Graduate School, 2024-06-27) Beceni, Ceyda ; Serteser, Nuri ; 502211501 ; Environmental Control & Building Technology

Wood, which is used in traditional Turkish houses, is nowadays mostly replaced by concrete building materials. With the increase in technological possibilities, the use of building systems produced with industrial wood is becoming widespread in developed countries. The use of wood as a structural element and system in a building offers many advantages: wood material is sustainable, resistant to earthquakes, more aesthetic, more economical, and practical structural systems can be built as a result of the production of suitable tree species. The main objective of the thesis is to investigate the effects of temperature, flame and smoke propagation in case of fire when industrial wood is used in different structural forms in buildings. The studies carried out for this purpose analyzed the temperature, flame and smoke movement in case of fire in model buildings with three different structural systems produced using industrial wood elements. These systems are categorized as panel systems, frame systems, and hybrid systems inspired by existing buildings in various countries of the world. As a reference, the fire situation in a model building made of reinforced concrete, which is a widely used structural material today, is also considered. The fire behaviour of the reference building and four model buildings were investigated by performing fire analyses in the FDS-based Pyrosim program. The analyses were carried out in a model building with 5 stories and 2 flats on each floor in the residential use class. In the first part, the objectives, scope, and limits of the thesis are presented. It is explained why this topic was chosen and which methodology was used in the research. Studies on the subject in our country and in the world have been examined and these studies have been mentioned. In the second part, information about industrial wood material is given. Industrial wood types are mentioned and their usage possibilities are mentioned. Wooden building systems produced from these materials are mentioned and various buildings in the world where these systems are used are given as examples. The behavior of timber building material in case of fire and the passive and active measures to be taken in response to it are expressed. In addition, the regulations on the protection of wood against fire in various fire regulations in our country and in the world are explained at the end of the second part. In the third section, the methodology used in the study is given. Information about the software used for numerical simulation is given. The characteristics of the model building in the numerical simulation are introduced, and explanations are made about where the systems consisting of reinforced concrete and industrial wood elements are used in the model building. Then, the fire simulation model of the designed model building created in Pyrosim environment was introduced. Parameters such as where the fire starts, HRR value, duration of the numerical simulation, and the assumptions made are expressed. In the fourth section, the results of numerical fire simulation of four different structural systems are evaluated separately and the differences between them are analyzed. The results are evaluated with visuals and graphs taken at periodic intervals. In the fifth section, explanations and comments on the findings are made. Among the four different uninsulated systems, the reference reinforced concrete building is the system with the least heat and smoke emission between the spaces and in the building core. Compared to the reinforced concrete system, the hybrid system has slightly more heat and smoke emissions. This is likely due to the use of both industrial timber frame and concrete together. It has been observed that the temperature and smoke emission in the timber frame system is faster and more than in the hybrid system. The building constructed with the panel system was determined as the system with the fastest temperature and smoke emission.
Işık geçiren betonun optik fiber oranları ve yerleşimlerine göre özelliklerini incelemeye yönelik deneysel bir çalışma

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-01-13) Emanet, Sinem ; Büyüktaşkın, Halet Almıla ; 502181516 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Beton, günümüzde başta yapı sektörü olmak üzere çok çeşitli alanlarda kullanılmakla birlikte 20. yüzyılda teknolojinin daha da ilerlemesi farklı beton türlerinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Son yıllarda beton, tasarımlarıyla dikkat çeken birçok yapıda ve serbest formlu yapılarda tercih edilmektedir. Kullanıcıların ve tasarımcıların tekdüze betonarme yapı tasarımlarının dışına çıkmak istemeleri malzeme alanında da yeni ürünlerin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Ülkemizde yapısal uygulamalarda sıkça tercih edilen beton da gelişen teknolojiyle birlikte farklı katkı maddelerinin geliştirilmesiyle ve içeriğine konulan farklı malzemelerle yeni özellikler kazanmıştır. Malzeme ve yapısal alandaki bu yeni gelişmeler estetik ve yaratıcılık değeri yüksek yapıların ortaya çıkmasında tasarımcılara da imkanlar sunmaktadır. Ayrıca son yıllarda estetik özelliklerin yanısıra yapılarda enerji tüketimini azaltmak amacıyla sürdürülebilir malzemelerin kullanımına da önem verilmeye başlanmıştır. Bu çalışmada da özellikle mimarların ve sanatçıların estetik anlamda farklı ve dikkat çeken bir tasarım yapmak için kullanabilecekleri ışık geçiren betonun özellikleri araştırılmıştır. Işık geçiren beton (light transmitting concrete) ya da saydam beton (translucent concrete), opak bir malzeme olan betonun içerisine optik fiber, cam, polimer reçine gibi ışık geçiren bir malzeme konularak oluşturulmaktadır. Yapılan uygulamalarda daha çok polimer içerikli optik fiberler ve polimer şeffaf malzemeler kullanılmaktadır. Işık geçirgenliğine imkan vermesi sebebiyle yapılarda karanlık alanlarda ya da cephe paneli olarak kullanılması durumunda enerji tüketimini azaltacağı düşünülmektedir. Işık geçiren panellere LED yerleştirilerek farklı renklerde ışığı geçirmesi de sağlanabilmektedir. İstenilen renk ve formda üretilebilmesi bu anlamda tasarımcıya da çeşitlilik sunmaktadır. Bununla birlikte, ışık geçiren betonun inşaat sektöründe uygulanması işçilik maliyeti ve üretim sürecinin karmaşıklığı gibi nedenlerden dolayı küçük ve az sayıda üretimlerle sınırlı kalmıştır. Tez çalışması için yapılan literatür araştırması ışık geçiren betonun özellikleri, içerdiği malzemelerin özellikleri, üretici firmalar ve ürünleri, uygulama örneklerini içermektedir. Işık geçiren betonun farklı optik fiber oran ve yerleşimlerine göre mekanik özellikleri, ışık geçirgenlik özellikleri ve durabilite özelliklerini incelemeye yönelik bir deneysel çalışma yapılmıştır. Deneysel çalışmada plastik optik fiberler ve PMMA şeffaf üniteler betona yerleştirilerek ışık geçiren beton üretimi yapılmıştır. Optik fiberli gruplar için farklı oranlarda ve farklı yerleşimlerde plastik optik fiber konulmasının malzemenin mekanik özelliklerinde bir değişime sebep olup olmayacağı konusu araştırılmıştır. Ayrıca optik fiberli bir grupta hızlandırılmış yaşlandırma koşullarının numunelerin dayanımına etkisi belirlenmiştir. Fibrobeton Yapı Elemanlar A.Ş. firmasından temin edilen PMMA şeffaf ünitelerin kullanıldığı numune grubuna da hızlandırılmış yaşlandırma koşulları uygulanmış ve numune özelliklerindeki değişimler belirlenmiştir. Deneysel çalışmanın ilk aşamasında optik fiberlerle farklı desenler ortaya çıkarabilmek için bir üretim yöntemi belirlenmiştir. Çizgisel düzende ve demet halinde optik fiber gruplarının kullanılmasıyla farklı desen tipleri oluşturulmuştur. Bunlardan çizgisel düzene sahip olan numune grubu AR1 ve demet düzenine sahip olan numune grubu AR2 ismini almıştır. Yapılan üretimlerde 0,5 mm çapındaki optik fiberler karşılıklı olarak elek telinden geçirilerek belirlenen desenler oluşturulmuştur. Optik fiberlerin beton dökümü sırasında gerilmesiyle istenilen desenler elde edilebilmiştir. Beton, kalıba dökülüp sertleştikten sonra kesilerek belirlenilen numune boyutlarına getirilmiştir. Numune üretimleri gerçekleştikten sonra planlanan deneyler uygulanmıştır. 0,5 mm optik fiber içeren gruplardan iki farklı optik fiber yerleşimine sahip 3 farklı optik fiber oranında toplamda 6 alt grup oluşturulmuştur. Kullanılan optik fiber hacimsel oranları %1, %1,6 ve %2,4'tür. Yapılan çalışmalarda optik fiberli iki grup (AR1 ve AR2) için 28 günlük basınç ve eğilme dayanımı, ışık geçirgenliği gibi özellikler karşılaştırılmıştır. Çizgisel düzende optik fiberlerin yerleştiği AR1 grubu numunelerinde hızlandırılmış yaşlandırma etkileri sonrası dayanım testleri yapılmıştır. Testler yapıldıktan sonra numunelerin özellikleri karşılaştırılmıştır. 2 mm çapında şeffaf tüplerden oluşan PMMA ünite konulan numune grubu PX olarak adlandırılmıştır. PX grubu numunelerinin, 7 ve 28 günlük basınç ve eğilme dayanımı, ışık geçirgenliği belirlenmiştir. Ayrıca numunelere donma-çözülme ve ıslanma-kuruma çevrimleri ve yüksek sıcaklık uygulanmıştır. Hızlandırılmış yaşlandırma etkileri sonrasında numune dayanımları belirlenip 28 günlük dayanımları ile karşılaştırması yapılmıştır.
İçi beton dolu çift cidarlı çelik tüplerin (CFDST) eksenel basınç altında deneysel olarak incelenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-01) Yılmaz Cihan, Berika Ceren ; Çelik, Oğuz Cem ; 502171521 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Kompozit yapı elemanları ve özellikle çelik–beton/betonarme kompozit kolonlar günümüzde çok katlı iskeletli yapılarda, bilinen üstün özellikleri nedeniyle, sıkça kullanılmaktadır. Kompozit yapı elemanı çelik, beton/betonarme, FRP gibi birden fazla malzemenin bir araya getirilmesiyle oluşur ve yapısal davranış özellikleri/performansları oldukça arttırılmış bir elemana dönüşürler. Çok katlı yapılar ve köprü ayaklarında kompozit kolonların kullanımı yüksek dayanım, göreceli olarak daha küçük kesit geometrileri, deprem yükleri altında üst düzey davranış, süneklik gibi üstünlükler sunmaktadır. Çelik-betonarme kompozit kolonların betonarme ve yalın çelik kolonlara göre bir çok önemli yapısal üstünlüğü bulunmaktadır. Çelik çekme kuvveti, beton/betonarme basınç yükleri altında yüksek dayanım gösteren bir yapı malzemesi iken, çelik betonarme kompozit kolonlar her iki malzemenin de yapısal özelliklerini taşıyarak daha yüksek yapısal performans sunmaktadır. Kısa bir geçmişe kadar kutu ya da boru kesitli çelik tüp kolonların gerek dayanım özelliklerinin iyileştirilmesi gerekse yangın dayanımlarının arttırılması için içleri çelik donatılı ya da donatısız olarak beton ile doldurulmaya başlanmıştır. Bu şekilde üretilen kolonlar ile ilgili olarak pek çok kuramsal ve deneysel çalışma günümüze kadar ulaşmıştır. Son zamanlarda yüksek binalarda mimari gereksinimler ve kiralanabilir alanın arttırılması hedefleri nedenleriyle kolonlarda kesit boyutlarının sınırlandırılmasına koşut olarak iç içe tüplerin kullanımı gündeme gelmiş, bu tür kolonların davranışının incelenmesi bu alanda çalışanlar için ana araştırma konularından biri olmuştur. Böylece, taşıma kapasitesindeki önemli artışların yanı sıra yangın sorununa da daha iyi bir çözüm getirilmiştir. Çift cidarlı olarak oluşturulan bu tür kolonların iç ve dış tüpler arasında kalan bölümlerinin beton ile doldurulması çoğunlukla yeterlidir. Literatürde içi beton dolu çift cidarlı çelik tüp kolonların (CFDST) eksenel basınç altındaki davranışlarını bir çok parametre kapsamında inceleyen sınırlı sayıda deneysel ve sayısal çalışmalar bulunmaktadır. Bu parametrelerden doluluk-boşluk oranının CFDST kolonların basınç dayanımına olan etkisine dair kesin bir sonuca varılamadığı görülmüştür. Lif katkıların betonun basınç dayanımını önemli derecede etkilediği bilinmesine karşın, CFDST kolonlarda lif katkılı beton kulanımını inceleyen çalışmalar sınırlı sayıdadır. Bu çalışmanın özgün yönlerinden biri de seçilen doluluk boşluk oranları ve lif katkılı beton kullanımının CFDST kolonların yapısal performansına etkisini incelemektir. CFDST'lerin eksenel basınç altındaki davranışını incelemek amacıyla basınç deneylerinde kullanılmak üzere toplam 8 adet numune güncel standartlara göre tasarlanmış, İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) Yapı Malzemesi Laboratuvarı'nda üretilmiş ve test edilmiştir. Tasarlanan numuneler 4 gruba ayrılmakta olup 1. grupta içi boş çift cidarlı çelik tüp numuneler (DST), 2. grupta içi referans beton dolu çift cidarlı çelik tüp numuneler (CFDST-R), 3. grupta içi polipropilen lif donatılı beton dolu çift cidarlı çelik tüp numuneler (CFDST-P) ve 4. grupta ise içi çelik tel donatılı beton dolu çift cidarlı çelik tüp numuneler (CFDST-D) bulunmaktadır. Her grupta iki adet numune yer almakta olup numunelerden birinin doluluk-boşluk oranı 0.50 diğerinin ise 0.75'tir. Tüm numuneler 300 mm yüksekliğinde ve 170 mm dış çelik tüp çapına sahiptir. Tüm numunelerde kullanılan iç ve dış çelik tüplerin kalınlıkları eşit olup 3.58 mm'dir. Test süresince şekildeğiştirme ölçerler ve yerdeğiştirme ölçerlerden veri toplanmış, elde edilen veriler ile numunelerin yük-şekildeğiştirme ve yük yerdeğiştirme eğrileri elde edilmiştir. Bu eğriler ile numunelerin akma dayanımları, maksimum yük kapasiteleri ve süneklik oranları belirlenmiş ve detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Deneylerden önce numunelerin tahmini eksenel yük taşıma kapasiteleri AISC 360-16, EN 1994-1-1, AIJ ve ÇYTHYE-2016 yönetmeliklerinde yer alan bağıntılar ile hesaplanmış, deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca, numunelerin göçme modları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Doluluk-boşluk oranı ve sandviç beton türü farketmeksizin, içi beton dolu çift cidarlı çelik tüp (CFDST) numunelerin içi boş çift cidarlı çelik tüp (DST) numunelere göre, çok daha yüksek düşey basınç dayanımına sahip olduğu ve daha sünek davranış sergilediği görülmüştür. Çelik tüplerin arasına dökülen sandviç beton, çift cidarlı çelik tüplerin eksenel basınç dayanımını (%35~85.5) ve süneklik oranını (%306~333) önemli ölçüde arttırmaktadır. Ayrıca, doluluk-boşluk oranındaki artışın, çelik tüp enkesit alanının artmasına bağlı olarak, içi boş çift cidarlı çelik tüp (DST) numunelerin eksenel basınç dayanımını %26.9 oranında ve sünekliğini %19.2 oranında arttırdığı görülmektedir. Buna karşın, beton enkesit alanının azalmasına bağlı olarak beton karışımı lifli ya da lifsiz farketmeksizin, doluluk-boşluk oranındaki artışın tüm içi beton dolu çift cidarlı çelik tüp (CFDST) numunelerin eksenel basınç dayanımını %1.28.9 aralığında azalttığı görülmüştür. Buna ek olarak, CFDST numunelerin genel olarak oldukça sünek davranış sergilemelerine karşın doluluk-boşluk oranındaki artışın CFDST'lerin sünekliğini olumsuz etkilediği görülmüştür. Çelik tel ve polipropilen lif donatılı betonların CFDST'lerin eksenel basınç kapasitesine olan etkisi incelendiğinde doluluk-boşluk oranı ile doğrudan ilişkili olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Doluluk-boşluk oranı 0.75 olan numunelerde çelik tel ve polipropilen lif donatılı beton kullanımının CFDST'lerin eksenel basınç dayanımına önemli bir etkisinin olmadığı, buna karşın, doluluk-boşluk oranı 0.50 olan numunelerde çelik tel ve polipropilen lif donatılı betonların CFDST'lerin eksenel basınç dayanımını %7.65 oranında arttırdığı görülmüştür. Lif donatılı betonun, doluluk-boşluk oranındaki artışa bağlı olarak azalan beton hacmi nedeniyle, etkisini tam olarak göstermediği düşünülmektedir. Doluluk boşluk oranı farketmeksizin, polipropilen lif donatılı beton dolu numunelerin referans beton ve çelik tel donatılı beton dolu numunelere kıyasla daha sünek davranış sergiledikleri sonucuna ulaşılmıştır. Numunelerin göçme modları incelendiğinde, çelik tüplerin arası beton dolu/boş farketmeksizin, istisnasız tüm numunelerde fil ayağı şeklinde göçme (üst kısımdan itibaren ~%10h) meydana geldiği görülmüştür. DST ve CFDST numunelerin dış çelik tüplerinin burkulma modlarında farklılık görülmezken, DST numunelerin iç çelik tüplerinin dışa doğru, CFDST numunelerin iç çelik tüplerinin ise içe doğru burkulduğu görülmüştür. Bu durum, eksenel basınç etkisindeki betonun yanal genişlemesi ile iç çelik tüpte oluşturduğu basınçtan kaynaklanmaktadır. CFDST numunelerin göçme modları karşılaştırıldığında ise tüm numunelerin dış ve iç çelik tüplerinin burkulma modları aynı olmasına karşın, dış çelik tüplerde meydana gelen burkulmaların doluluk boşluk oranına bağlı olarak farklı bölgelerde yoğunlaştığı görülmüştür. Doluluk-boşluk oranı 0.75 olan CFDST'lerin dış tüplerinde meydana gelen burkulmaların genel olarak numunenin üst kısmına yakın bölgelerde (%(2030)h), doluluk-boşluk oranı 0.50 olan numunelerde ise dış tüpte meydana gelen burkulmaların genel olarak numunenin orta kısımlarında (üst kısımdan itibaren %(4060)h) yoğunlaştığı görülmüştür. Bu durumun, doluluk-boşluk oranı arttıkça artan çelik tüp enkesit alanı ile numunelerin daha rijit hale gelmesi ve iç çelik tüpün beton üzerinde oluşturduğu sınırlama etkisinin artmasıyla betonun yanal genişlemesinin kısıtlanmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Ayrıca, çelik tüpler ve betonda oluşan deformasyon/hasarların en gerçekçi biçimde anlaşılabilmesi, betonda oluşan çatlakların izlenebilmesi ve beton ile çelik arasındaki ilişkinin gözlemlenebilmesi amacıyla numuneler deney sonrası ikiye kesilmiştir. İkiye kesilen numuneler incelendiğinde, beton ve çelik tüpler arasında göçme bölgeleri (çelik tüplerin burkulduğu bölgeler) haricinde boşluk gözlenmemiş olup çelik tüpler ve betonun aderansının iyi olduğu görülmüştür. Referans beton dolu numunelere kıyasla, çelik tüplerin burkulduğu bölgelerde oluşan çelik tüpler ve beton arasındaki boşlukların lif donatılı beton dolu numunelerde daha fazla olduğu görülmüştür. Bu durum, lif donatıların basınç kuvveti etkisiyle agregaların etrafında oluşan çatlak ilerleyişini durdurması dolayısıyla betonun yanal genişlemesini sınırlandırmasından kaynaklanmaktadır. İkiye kesilen numunelerin dış çaplarındaki artış/değişim ve eksenel kısalmaları ölçülmüştür. Artan beton hacmine bağlı olarak, doluluk-boşluk oranı azaldıkça referans beton dolu DST'lerin dış çaplarında meydana gelen genişlemenin arttığı (%5.3) görülmüştür. Polipropilen lif ve çelik tel donatılı beton dolu DST'lerin dış çaplarındaki genişlemeler karşılaştırıldığında ise doluluk-boşluk oranı arttıkça numunelerin daha rijit hale geldiği ve dış çaplarındaki genişlemenin azaldığı (sırası ile %5.3 ve %3) görülmüştür. Bu durum, lif donatıların yüksek beton hacimlerinde daha etkili olması ve betonun yanal genişlemesini sınırlandırması ile açıklanabilir. Numunelerin eksenel kısalmaları karşılaştırıldığında, doluluk-boşluk oranı farketmeksizin referans beton dolu numunelerin lif donatılı beton dolu numunelere göre eksenel yük altında daha fazla deplasman yaptığı görülmektedir. Sonuç olarak, lif donatılı betonlar CFDST numunelerin rijitliğini önemli derecede arttırmaktadır. Tez aşağıdaki bölümlerden meydana gelmektedir: 1. Bölüm'de tezin amacı, motivasyon, kapsam ve yöntem açıklanmıştır. Parametreler kapsamında incelenen CFDST'ler ile ilgili daha önce yapılmış deneysel ve sayısal çalışmalar 2. Bölüm'de özetlenmiştir. 3. Bölüm numunelerin tasarım parametrelerine, malzeme özeliklerine, malzeme deneylerine, numune üretim sürecine, deney düzeneğinin hazırlanmasına, deney süresince kullanılan ölçüm/veri toplama cihazlarının konumlandırılmasına ve deneysel hazırlık sürecinin detaylarına ayrılmıştır. Eksenel basınç deneyleri süresince yapılan gözlemlere ve elde edilen veriler ile çizilen eğrilerin değerlendirilmesine 4. Bölüm'de yer verilmiştir. 5. Bölüm'de deneylerden elde edilen sonuçlar parametreler kapsamında birbirleri ve yönetmelik bağıntıları yardımıyla yapılan hesaplamalar ile karşılaştırılmıştır. 6. Bölüm'de ise çalışma kapsamında elde edilen sonuçlardan ve gelecekteki olası çalışmalar için önerilerden söz edilmektedir.

Gözat

Başlık ile LEE- Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi-Yüksek Lisans'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri