LEE- Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi-Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 35
-
ÖgeEmbodied energy potential of demolition waste caused by earthquake and urban transformation(Graduate School, 2024-07-09)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.
-
ÖgeAlüminyum panel ve çubuk giydirme cephe sistemlerinin çok katlı bir bina örneği üzerinden performans karşılaştırması(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023)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.
-
ÖgeEnerji etkin yerleşme ve bina tasarımında yapılaşma şartlarının etkisinin incelenmesine yönelik bir çalışma(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-26)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.
-
ÖgePost-disaster temporary housing alternatives for enhanced structural, constructional, and architectural performances(Graduate School, 2022)Hundreds of devastating earthquakes occur in the world every year, and as a result, temporary shelters are needed to assist people in their post-disaster lives. By research done on existing temporary post-earthquake houses around the world, it has been determined that there are deficiencies in terms of structural, architectural, and constructional features in these houses. This study aims to develop an alternative type of post-disaster residential units depending on occupants' different dwelling needs by evaluating existing post-disaster houses' physical, architectural, structural, and constructional criteria. While there are several solutions such as fast-assembly and post-disaster shelters, the missing piece is an omni-efficient design that can adapt to occupant demands from both physical and psychological perspectives and can be turned into a permanent habitation as time passes. This study is dedicated to filling in this gap. After studying the most catastrophic earthquakes that have occurred throughout the world, the first chapter estimates that more than one thousand post-disaster housings will be required in Iran and Turkey in future, based on earthquake scenarios that may occur. The temporary earthquake houses that need to be built should be examined in suitable solution models, including safety, energy efficiency, and offering an optimal level of living comfort, among other factors. In the second chapter, the most destructive earthquakes with a magnitude of Mw=5.0 or higher, which occurred in Iran and Turkey between 1999 and 2012, are discussed. This chapter discusses and explains the most prevalent kind of post-disaster housing offered by the government to the homeless in Iran (tent) and its long-term issues for the residents. The third chapter provides a detailed description of the various forms of post-disaster housing (emergency shelter, temporary shelter, temporary housing, and permanent housing). However, the focus of this research is on the design and construction of temporary housing that can be turned into permanent dwellings for people over time. The fourth chapter explains the challenges that prefabricated houses may have in usage and some examples of post-disaster prefabricated dwellings. The study of these houses is based on structural and physical features, different types of layouts, various localities, and the countries in which they were built. The primary goal of inspecting these houses is to investigate and evaluate structural, user expectations, physical, and constructional criteria for the case studies to determine the best structure, construction, foundation, and plan shape by studying and comparing samples. In the fifth chapter, the calculation of the minimum area of the living room and bedroom and each portion's micro-spaces and surface area are discussed according to the Iranian building code. Three designs are offered, each suited for 2, 4, and 6 people, with structural and constructional details sketched and developed for each type. Temporary earthquake housing enhances people's comfort and social psychology by providing secure and readily available dwellings while also contributing directly to the country's economy. Chapter six is devoted to the conclusion obtained from this work. Also, some recommendation for potential future work are given. Proposed houses should provide a safe, secure, and comfortable interior atmosphere that gives the inhabitants a sense of home. So, individuals can continue their daily activities like going to work or attending school. Furthermore, as life gets back to normal, and these houses are no longer needed in the region, they can be easily disassembled and transferred to some other place and assembled again without causing any structural and physical damage to their components.
-
ÖgeConstruction methods and seismic retrofitting suggestions for vernacular timber houses, case studies of an Istanbul house, rumah gadang and kyomachiya(Graduate School, 2022)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.