Afet Mimarlığında Enerji Verimliliği Ve Sürdürülebilirlik İçin Bir Yaklaşım: Türkiye Deki Afet Sonrası Barınaklarının Değerlendirilmesi

Abstract

Doğal ve beşeri afetler her yıl büyük can ve ekonomik kayıplara neden olan sürekli bir tehdit yaratmaktadır. Artan nüfus ile, dünyanın maruz kaldığı doğal afetler kaçınılmaz olarak artmaktadır. Artan nüfus aynı zamanda küresel enerji talebini de arttırmaktadır. Fosil yakıt kullanımından dolayı ortaya çıkan enerjinin tüketimi CO2 gazının serbest kalmasına, atmosferde sera etkisinin yoğunlaşmasına; böylelikle küresel ısınmaya neden olmaktadır. Bu gibi kirlilik oluşturan maddelerin yanı sıra binalar dünyaya en çok zarar veren; gelişmiş ülkelerde kullanılan enerjinin yarısını tüketen ve iklim değişikliğine sebep olan gazların yarısından fazlasını üreten başlıca kirletici unsurdur. Ancak, enerji kullanımının ve CO2 emisyonlarının azaltılması duyulan ihtiyaca rağmen, genellikle afet sonrası durumlar, temel barınma ihtiyaçlarını karşılamaya yetersiz ve verimsiz yollar ile çözülmektedir. Bu çözümler genel olarak temel çevresel ve sürdürülebilir önerilere uymayan, yeterli mimari yanıtlar değildir. Bu tez çalışması, enerji verimliliği sağlayan ve çevreye daha az zararlı etkisi olan sürdürülebilir acil durum barınaklarını geliştirmek için etkili faktörler hakkında bir ön analizi temsil eder. İlk olarak, barınakların konumlanacağı afet bölgesindeki iklim faktörünün göz önüne alınmasına ve tasarıma entegre edilmesine işaret edilmiştir. Öte yandan, sürdürülebilirlik kriterlerinin barınakların tasarım, inşaat ve geliştirilmesine dahil edilmelidir. Bu tez, bu tip mimari yapıların enerji verimliliğinin iyileştirilmesi için daha iyi bir değerlendirme yolu sağlayabilecek ileri bir araştırmaya temel olmayı hedefliyor. Türkiye nin farklı iklim bölgelerinde yer alan üç acil sığınma evleri hakkında yapılan simülasyon çalışmaları ve analizleri sayesinde farklı tip yapı kabuklarının enerji performansı hakkında veri elde etmek mümkün olmuştur. Prototip acil durum barınakları için yerel anlanlandırma ve adaptasyonu sayesinde daha verimli yapılar elde etmek mümkündür. Bu tezde, acil durum barınakları odaklı yeni bir sürdürülebilirlik derecelendirme sistemi geliştirmiştir. Tezin örnek çalışmasında bu üç farklı barcnak sürdürülebilirliğin farklı alanlarındaki güçlü ve zayıf yönlerini kontrol etmek amacvyla bu derecelendirme sistemi ile değerlendirilmiştir. Acil durum mimarisine yönelik bu yeni sürdürülebilirlik derecelendirme sistemi, acil durum barınaklarının enerji verimli performansı için gerekli çevre kriterlerini destekleyen yeni bir kılavuz ve yöntem olmayı hedeflemektedir. Sistem aşağıdaki 5 parametreye dayanmaktadır:  Yer seçimi. Afet sonrasında barınakların yerleşim alanlarının seçimi ve gelişiminde çevre üzerindeki etkiler ve sürdürülebilirlik kavramı dikkate alınmamaktadır. Çevresel açıdan sürdürülebilir arazi seçimi ve gelişim ilkeleri mevcut şartları korumak ve çevresel bozulmaları (erozyon, ormanların yok edilmesi gibi) önlemek için sunulmaktadır. Yerel çevresel kaynaklara verilen önemin yetersizliğini önlemek için araziye ve tarımsal geçim kaynaklarına verilen zararı minimize eden, emniyet ve güvenliği sağlayan maddeler önerilmiştir.  Malzeme. Afet sonrası inşaat projeleri için çevresel olarak en uygun malzeme kullanımını tanımlamayı amaçlamaktadır. Çevre ve insanlar üzerinde en az olumsuz etkiye sahip barınakların tasarımı için malzeme seçimi, satın alma ve kullanımı hakkında sürdürülebilir farkındalık getiren bir yaklaşım sunmaktadır.  Enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji. Acil durum barınaklarının ihtiyacı olan enerjiyi en sürdürülebilir şekilde karşılamak için yol göstermektedir. Enerji verimliliğini artırmak ve atmosfere verilen CO2 gazını azaltmak için yenilenebilir enerji kaynaklarını ve teknolojilerin kullanımını içermektedir.  Su verimliliği. Çevresel sürdürülebilirliği vurgulayarak kullanıcının refahını arttıran su ve sanitasyon sistemlerini teşvik etmekte ve uygulamaktadır.  İç mekan konforu. Sakinlerinin refahı için iç mekan konforuna katkıda bulunmayı hedeflemektedir. Bu da havalandırma, gün ışığı, konfor sıcaklığı ve diğer etkili faktörler ile ilgili doğal ve mekanik sistemleri sürdürülebilir bir noktadan içerir. Enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik alanlarında acil durum mimarlığını anlamak için uygun temsili örnekler arasında bir analiz yapılması gerektiği düşünülmüştür. Dünya çapında farklı yerlerde uygulanmış üç acil durum barınağı, Türkiye de uygulandığında göstereceği enerji performansını incelemek için seçilmistir. Türkiye bu çalışma için ideal bir alandır çünkü ülke önemli bir deprem bölgesi üzerindedir (7 büyüklüğü aralığında) ve bölgelerinde sundugu geniş iklim çeşitliligi kısmen afetlere açık diğer bölgelere çıkarım olabilmektedir. Yerel ölçekte geniş bir analiz sağlamak amacıyla farklı iklimlerde simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Her acil durum barınagı gerçek durumlarda kullanılan seçenekleri en geniş kapsayacak şekilde seçilmiştir ve bunların her biri, acil durumlarda kullanılan malzemelerin ana tipolojilerini temsil eder: ahşap, plastik ve metal kabuklu yapı tipolojileri. Seçim için kullanılan diğer kriterler: Seçilen acil durum barınakları önemli sayıda inşa edilmiştir ve deprem sonrası durumlarda kullanılmıştır; tümü 4/5 kişilik bir aile için, 18m2 etrafında inşa alanı (5 kişilik bir aile için kişi başı en az 3.5m2 kapalı yaşam alanı kuralına dayalı), tek katlı ve basit inşaat modeline sahiptir; sakini olacak insanlar için özel inşa edilmiş acil durum barınaklarıdır. Ayrıca yerel koşullara dayanabilen bir çeşit tasarım verimliliği teşvik etmektedir.  Ahşap kabuklu tipoloji. 2009 yılındaki Sumatra depreminde kullanılan 18m2 lik, kereste iskeletli, palmiye çatılı ve ahşap duvarlar ile yapılan barınaktır. Barınak yerel malzemelerden tedarik edilmiştir ve montaj için özel alet ya da ekipman gerektirmez. Malzemelerde strüktür için ahşap iskelet, kontrplak duvarlar, palmiye fiber tavan ve palmiye hasır vardır. 5 kişilik bir yapım ekibi tarafından hızla 2 gün içinde inşa edebilir.  Plastik kabuklu tipoloji. 2010 yılındaki Haiti depreminde kullanılan 18m2 lik çelik konstrüksiyon ve plastik kaplama duvar ile yapılan barınaktır. Barınak için kısmen yerel kaynaklı ve kısmen prefabrik malzemeler kullanır. Prefabrike çelik konstrüksiyon çözümü ithal ve nispeten pahalı olsa da, plastik kaplama duvarlar yerel ve ucuz elde edilebilir. Malzemeleri ülkeye geldiği andan itibaren barınak hızla 2 günde inşa edilebilir.  Metal kabuklu tipoloji. 2011 yılındaki Van depreminde kullanılan güçlendirilmiş alüminyum profil iskelet ve duvarlarla yapılmış ve poliüretan dolgulu metal panelli çatı ile yapılan prefabrik bir barınaktır. Mevlana evi olarak adlandırılan barınak, 18 m2 lik kullanım alanına sahip bir prefabrik yapidır. Her evde 4/5 kişi konaklayabilir. Herhangi bir temel ya da yapısal montaj gerekli değildir. Yeni bir sürdürülebilirlik derecelendirme sistemi aracılığıyla yapılan değerlendirmelerde ahşap barınak plastik ve metal barınaklara göre daha iyi bir sürdürülebilir davranış gösterdiği görülmüştür. Bu sonuç, ithal malzeme veya prefabrik sistemler kullanımı yerine yerel malzeme kullanımının önemini pekiştirmektedir. Sürdürülebilirlik derecelendirme sisteminde ayrıca geçerli acil barınaklarda yenilenebilir enerjinin kullanım eksikliğini vurgulamaktadır. Bazı temiz enerji sistemlerinin tasarım ve kuruluşu ile (örneğin güneş enerjisi veya rüzgar enerjisi) enerji tüketimi ve de CO2 emisyonu önemli ölçüde azalabilmektedir. Tasarım yapının yeniden kullanılması üzerine yapılmış ise, yenilenebilir enerji kaynaklarının dahil edilmesi için ilk yatırım göze alinabilir. Bunun yanında, fiyat konusunda bu felaket bölgesinde belirli özelliklerine uyarlanmış bir yerel olarak üretilen barınak, görüş ekonomik ve ekolojik açıdan daha sürdürülebilir olabilir olduğu görülmektedir. Ayrıca, fiyat konusunda felaket bölgesinin belirli özelliklerine uyarlanmış, yerel olarak üretilen barınak ekonomik ve ekolojik açıdan daha sürdürülebilir olabilir. Yapılan acil durum barınaklarının enerji simülasyonları aracılığıyla metal kabuklu barınak, plastik barınağa göre daha iyi bir enerji davranışı ve daha az enerji tüketimi sergilediği gösterilmiştir; plastik barınak ise en kötü enerji davranışı ve en büyük enerji tüketimine sahiptir. Bu metal barınaklardaki sandviç panellere entegre edilmis izolasyondan ve plastik barınakların izolasyon eksikliğinden kaynaklanmaktadır. Aslında bu gerçek barınaklarda doğal ve sürdürülebilir izolasyon kullanımının önemini pekiştiriyor (Etkilenen felaket alanının yerel özelliklerine malzemede adapte edilen kalınlık ve tip ile birlikte) ve en yaygın olarak kullanılan plastik acil çadırların yetersiz olduğu ve yerine malzemelerin daha geniş bir çeşitlilik aralığına sahip olması gerektiği bu çalışmada kanıtlanmaktadır. Acil durum barınaklarının hiçbiri tek başına tam olarak yeterli enerji verimli ve sürdürülebilir bir çözüme sahip değildir. Bir varsayımsal felaket durumunda, bu çalışmanın sonuçları ışığında, bir acil durum barınağı çözümü için analiz edilmiş faktörler ve elde edilen sonuçlar dikkate alınarak seçim yapılmalıdır. Kullanılan acil barınma yeni sürdürülebilirlik derecelendirme sistemi yaklaşımında en yüksek puan ile uygulamalıdır. Ayrıca bu uygulamanın fazla sayıda yapılacak üretim için uygun ekonomik maliyete sahip olması gerekmektedir. Ve son olarak, acil durum barınakları için her birinin enerji verimliliğinin güçlü olduğu yönlerini birleştirmek ve geliştirmek gerekir. Bu yönlerin uygulanmasıyla, tasarlanmış ve / veya yeniden kullanılan acil durum barınakları enerji verimliliği ve sürdürülebilirlik açısından doğru yönde olacaktır.

Natural and human disasters such as earthquakes and military conflicts cause every year extensive loss of lives, hamper development and bring economic losses, particularly in developing countries, where many people reside in buildings and areas that are vulnerable to disasters. With growing population, the world’s exposure to natural hazards is inevitably increasing, as well as the global energy demand. Energy consumption by use of fossil fuels releases CO2 emissions into the atmosphere intensifying the natural greenhouse effect and causing global warming. Buildings are one of the main contributors to world energy consume and CO2 releasing. Therefore an efficient use of energy in buildings is key to reduce CO2 emissions. In the aftermath of a disaster, the basic needs of the victims are generally solved with first aid and basic plastic tents. While this is a necessary step usually doesn’t involve essential environmental and sustainable premises thus not providing an adequate architectural response. In the relief phase in the event of a disaster, the need for energy efficient and sustainable solutions for emergency shelters appears in order to protect the environment and conserve scarce natural resources. In this thesis, the current state of the art in emergency shelter design and the emergency management in the world are investigated. A research on the current green standards for buildings is conducted. Supported on this research, a selection of sustainable criteria for emergency shelters is provided. This criteria is the base for an approach to a new green rating system focused on emergency architecture. Three prototypical emergency shelters are selected and analyzed from energy efficiency point of view. These case studies are checked through the new green rating system previously established. Following this, the emergency shelters are simulated in five different cities of Turkey corresponding to different climatic zones of the country. Turkey has had a long history of large earthquakes that makes it an appropriate field for the research and improvement of energy efficient and sustainable post-disaster emergency shelters.