Mevcut binaların enerji etkinliğini artırmada üretken tasarım ile çatı yüzeyi optimizasyonu

Abstract

Sanayi devriminden sonra, hızla artan fosil tabanlı enerji kullanımının sonucu olarak, günümüzde, İkim Krizi ile mücadele edilmektedir. Fosil yakıtların kullanılması ile oluşan sera gazları Dünya'ya ulaşan güneş ışınlarının yerkürede hapsolmasına neden olmakta; bu da yerkürenin ısınmasına yol açmaktadır. Yapılan bilimsel araştırmalar yerkürede süregelen enerji kullanımı alışkanlıklarımızın devam etmesi halinde çok yakın bir gelecekte Dünya'nın daha fazla ısınacağını, buna bağlı olarak olağandışı hava olaylarının çok daha fazla görüleceğini, bunların göçe, kıtlığa, kuraklığa, sellere neden olabileceği yönündedir. İklim değişikliğinin etkilerini azaltabilmek için yapılması gerekli en önemli adım, sera gazı emisyonlarını azaltmaktır. Bunun için enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılan fosil yakıtların, sera gazı oluşturmayan ve sürdürülebilir enerji kaynakları ile değiştirilmesi gereklidir. Mevcut bina stokunun işletim aşamasında kullandığı enerji, Dünya'da tüketilen nihai enerjinin büyük bir bölümünü oluşturmaktadır. Bu nedenle binalarda kullanılan enerji türünün sürdürülebilir ve düşük karbon emisyonlu yeni sistemler ile değiştirilmesi; iklim değişikliğinin etkilerini azaltmak için önemli bir adım olarak görülmektedir. Bunun için önerilen çalışma, mevcut yapıların enerji ihtiyaçlarını kendi ekosistemi içinde karşılayacak, doğaya zararlı gaz salınımında bulunmayan çözümlerdir. Türkiye'nin bulunduğu coğrafi konum ve buna bağlı olarak güneşlenme süreleri dikkate alındığında önerilebilecek çözümlerden birisi; yapıların çatılarında kullanılacak fotovoltaik paneller ile yapının kendi enerji ihtiyacını karşılamasıdır. Ancak mevcut binaların çatı çözümleri güneş enerjisinden maksimum düzeyde yararlanmak için tasarlanmamıştır. Bu nedenle bu tez çalışmasında mevcut binaların enerji etkin binaya dönüşümünde çatı tadilatlarının yapılmasının gerekliliği vurgulanmakta ve bu tadilatların yapımına başlanmadan önce güneş enerjisi potansiyelinden maksimum düzeyde yararlanabilmek için tasarlanabilecek çatı alternatiflerinin Üretken Tasarım metodu ile gerçekleştirilmesinin öneminden bahsedilmektedir. Üretken Tasarım, BIM araçları ile kullanılabilen görece yeni bir hesaplamalı tasarım yöntemidir ve tekrarlanan karmaşık süreçleri otomatikleştirerek geleneksel yöntemlerle yapılması uzun zaman gerektiren adımları kısa sürede gerçekleştirir. Parametrik olarak modellenen çatı yüzeylerinin, belirlenen kısıtlayıcılar ve hedef çıktı doğrultusunda, Üretken Tasarım metodu ile tasarım alternatiflerinin oluşturulması ve amaçlanan hedefe en yakın tasarım alternatifinin bulunması amaçlanmıştır. Bu çalışma, mevcut yapı stokunun enerji etkin binalara dönüşümünde yer alacak proje paydaşlarının kullanacağı ön görülerek gerçekleştirilmiştir.