Biyofilik tasarım

Biyofilik tasarım (İklime duyarlı mekan tasarımı), doğal malzemeler, doğal havalandırma, doğal aydınlatma doğadan ilham alan şekil ve formları modern yapılı çevreye dahil etmeyi içeren yapı tasarım ilkeleridir. Bu unsurların, sağlıklı olma özellikleri ile bireysel ve toplumsal yaşanabilirliği artırdığı görüşüne dayanır.:Biophilia (Biyofili) kelimesi, Yunanca'dan gelen Bio (Hayat) ile Philia (Düşkünlük, Sevgi) kelimelerinin birleşiminden oluşur. İnsanların doğa ve diğer canlılarla içgüdüsel olarak bağlantı kurma, bir arada olma eğilimini ifade eder.  "Biyofili"  terimi ilk kez sosyolog  Erich Formm  tarafından 1964 yılında kullanmıştır. Biyolog Edward Wilson, 1984 tarihli "Biophilia" kitabı ile insan ve diğer türlerin bağını detaylandırarak bu yeni kavramın gelişimine öncülük etmiştir.   Edward Wilson, bu kitapta biyofiliyi İnsanın diğer canlı organizmalara karşı doğuştan gelen duygusal yakınlığı" olarak tanımlamıştır.  Wilson'un ortaya attığı biyofili hipotezine göre insanların doğayla iç içe olduğunda daha sağlıklı bir yaşamları olur. Edward O. Wilson hipotezini oluştururken herhangi bir bilimsel araştırmadan destek almamış olsa da bilim insanları yaptıkları araştırmalar sonrası bu kuramı desteklemiş ve hipotezin sağlığa yararlı olduğunu ispat etmiştir.Biyofilik tasarım ise sosyal ekoloji profesörü Stephen Kellert’ın 1980'lerde ortaya attığı bir terimdir. Stephen Kellert, biyofilik tasarımı “İnşa edilmiş çevrenin tasarımı için biyofili fikrinin değerlendirilmesi” olarak tanımlamıştır. Ekolojik ve sürdürülebilir tasarımın da bir kolu olan bu alan, Biyolog Edward O. Wilson’un "insanların doğal sistemlere ve süreçlere duydukları içgüdüsel eğilim şeklinde özetlenen biyofili hipotezinden ilham almıştır. Stephen R. Kellert  doğuştan gelen biyofili eğiliminin faydalarını işlevsel hale getirmek için kişisel deneyim ve sosyokültürel destek gerektiğini belirtmiş ve  biyofilik değerleri hem genetik hem kültürel yapıya sahip olan biyo-kültürel bir olgu olarak sınıflandırmıştır.Biyofilik tasarım yaklaşımı, inşa edilmiş çevrede, insan-doğa etkileşiminin ve doğanın yararlı etkilerinin sürdürülmesinin yollarını araştırmayı içerir. Stephen Kellert’ın mimari tasarım için hazırladığı biyofilik tasarım ilkeleri, iç mimari tasarım bakış açısıyla yeniden değerlendirilip bir rehber hazırlanmıştır.2001 yılında yayımlanan "Biophilic Design" kitabının yazarları Judith H. Heerwagen ve Bert Gregory,  biyofiliyi ve doğaya olan erişim arzusunu kültürel bir tercihten ziyade temel bir insani ihtiyaç olarak tanımlamıştır.Modern kentsel yaşamdaki yapılı çevre tasarımının, doğal sistemlerin bozulmasına böylece insanın doğa ile olan bağının kopmasına yol açtığı; bu yaşam biçiminin doğal kaynakların aşırı  tüketimine, biyoçeşitliliğin azalmasına ve atmosferik bozulmalara neden olarak  insan sağlığını olumsuz etkilediği düşüncesinden hareketle; mimarlıkta yeni tasarım stratejilerine gereksinim duyulması ile biyoofilik tasarım kavramı ortaya çıkmıştır. Dönüşen kentsel yaşamda insan ve doğanın yararlı temasını teşvik eden tasarım stratejilerine duyulan gereksinim sonucu, “biyofilik tasarım” adı verilen çeşitli tasarım kriterleri tanımlanmıştır.Biyofilik tasarım ilkeleri ilkel koşullarda yaşamayı değil, karmaşık ve doğa ile bağlantılı olan mekânları teşvik eden ilkelerdir. Bu tasarım yaklaşımı, sürdürülebilir tasarıma dayanan; çevreye doğrudan, dolaylı veya sembolik yollarla doğal atıfta bulunan bir takım organik tasarım stratejilerinin gereğine işaret etmektedir. Kellert bu tasarım modelini “onarıcı çevre tasarımı” olarak nitelendirmiş ve bu ilkeler doğrultusunda gerçekleşen tasarımların,  gerek doğal çevre üzerindeki olumsuz etkileri, gerekse modern kentsel yapılı çevre ile insan yaşamı arasındaki mesafeyi en aza indirgeyerek faydalı temasın arttırılabileceği ifade etmiştir.İngiliz coğrafyacı ve doğa bilimci Jay Appleton 1975 yılında  yayımlananThe Experience of Landscape adlı kitabında ortaya attığı "olası sığınak" ve "habitat teorisi" ile; ABD'li mimar ve  mimarlık tarihçisi olan Grant Hildebrand ise 1999 yılına yayımlanan Origins of Architectural Pleasure adlı kitabındaki görüşleri ile Erich Fromm ve Edward Wilson’ın biyofili düşüncesini genişletmiştir. Hildebrand,   insanın doğaya olan yatkınlığını açıklayan altı davranış özelliği belirlemiştir: “beklenti ve sığınak, düzen ve karmaşa, cazibe ve tehlike”Kellert, disiplinler arası çalışmaların derlenmesiyle hazırlanan ve biyofili hipotezinin başucu kitabı olarak kabul edilen “Biophilic Design” (2008)adlı kitabında, biyofilik tasarımı "organik/doğal" ve "mekânsal/yerel" şeklinde iki temel boyut olarak incelemiş ve biyofilik tasarımın iki temel boyutunu altı biyofilik tasarım ögesi ile ilişkilendirmiştir.Biyofilik tasarımın ilk temel boyutu  yapılı çevrede doğanın doğrudan, dolaylı ve sembolik olarak kullanılmasıdır. Doğrudan deneyim; gün ışığı, bitki örtüsü, hayvanlar ile doğrudan temas halinde olmayı ifade eder. Dolaylı deneyim; saksı bitkilerinin, su ögesinin kullanımını ifade eder. Sembolik deneyim ise taklit yoluyla doğadan süsleme, görsel ve seslerin analojiler şeklinde kullanımını içermektedir.Biyofilik tasarımın ikinci temel boyutu, mekânın bulunduğu coğrafyaya ve kültürel zemine olan bağlılığını tanımlayan yerel özelliklerini ifade etmektedir.Stephen Kellert, biyofilik tasarımın iki temel boyutunu altı biyofilik tasarım ögesi ile ilişkilendirmiştir.Doğal Şekiller ve Formlar: Yapıların iç mekan ve cephe tasarımlarında kullanılan doğal temsiller ve benzetmeler içeren biçimsel unsurlardır.Doğal Modeller ve Süreçler: Doğal şekiller ve süreçlerin, temsilden öte yapılı çevreye dahil edilmesiyle ortaya çıkan unsurlardır.Mekana Dayalı İlişkiler: Yapının konumlandığı coğrafya ve ait olduğu kültürün, içerisinde bulunduğu doğal ortam ile ilişkisine dayana unsurlardır.Evrimsel İnsan-Doğa İlişkisi: İnsanın doğa ile arasındaki ilişkiyi evrimsel bakış açısıyla inceleyen, mekanın ruhunu yansıtan unsurlardır.Heerwagen ve Gregory, Biophilic Design adlı kitapta sinirbilimci Nicholas Humphrey'in doğa temelli tasarıma dair fikirlerini temel alarak biyofilik tasarım yaklaşımının temelini oluşturacak yedi nitelik belirledi Bu nitelikler şunlardır:; duyusal zenginlik, hareket, tesadüf, bir temadaki çeşitlilik, esneklik, serbestlik duygusu, beklenti ve sığınak.Birçok  uzman, yaptıkları çalışmalarla yapılı çevredeki tasarım uygulamalarında biyofilinin insana sunduğu faydaları açıklamış ve insan sağlığına, fizyolojisine, psikolojisine faydalı parametrelerin tespiti için çalışmıştır. Browning ve arkadaşları, Judith Heerwagen, Rachel ve Stephen Kaplan, Kellert ve Ulrich bu alanda çalışan uzmanlardandır. Bu çalışmalar sonunda on dört parametreden oluşan biyofilik tasarım modelini oluşturmuştur.14 biyofilik tasarım unsuru üç kategoride incelenir: Mekandaki doğa, Doğal analojiler ve Mekanın doğasıMekanda doğanın doğrudan, fiziksel varlığına ilişkin parametreler "mekandaki doğa" kategorisinde incelenir ve yaygın örnekleri olarak saksı bitkileri, akvaryum, avlu bahçeleri gösterilebilir. Mekandaki doğa, 7 biyofilik tasarım unsurunu içerirDoğal anaolojiler kategorisindeki parametreler, mekanda doğanın cansız ve dolaylı çağrışımlarının varlığına ilişkin parametrelerdir; örnek olarak organik şekilli mobilyalar, işlenmiş doğal malzemelerin kullanımı verilebilir.  3 biyofilik tasarım unsurunu içerir:İnsanoğlunun etrafındaki yerleşik doğal dünyanın tasarımına ve onunla nasıl bağlantı kurduğuna ilişkin parametreler, "mekanın doğası" kategorisi altında yer alır  4 biyofilik tasarım parametresini içerir.Faydacı(Utilitarian): Doğanın maddesel olarak kullanımı. [Tanım]. Fiziksel sürdürülebilirlik, güvenlik. [İşlev].Doğacı(Naturalistic): Doğa ile doğrudan etkileşimden ortaya çıkan mutluluk. [Tanım]. Merak, zihinsel ve bedensel gelişim. [İşlev].Ekolojik-Bilimsel(Ecologic-Scientific): Doğanın kurallarının öğrenilmesi ve bilime katkısı. [Tanım]. Bilgi, gözlemsel beceri. [İşlev].Estetik (Aesthetic): Doğanın fiziksel güzellik ve çekiciliği. [Tanım]. İlham, armoni, yaratıcılık. [İşlev].Sembolik (Symbolic): Doğa ile ilgili sembollerin dil ve iletişimde kullanılması. [Tanım]. İletişim, zihinsel gelişim. [İşlev].İnsani (Humanistic): İnsanın doğaya ve tüm canlılara karşı duyduğu derin sevgi ve bağlılık. [Tanım]. Bağlılık, paylaşım. [İşlev].Ahlaki (Moralistic): Doğayı korumak amacıyla üzerimize düşen etik sorumluluklar. [Tanım]. Hayatın anlamı ve düzeni. [İşlev].Hükmedici (Dominionistic): İnsanın hayatını sürdürebilmesi için doğayı kontrol altına alması. [Tanım]. Mekanik beceriler, kontrol. [İşlev].Olumsuz (Negativistic): Doğal unsurlara karşı duyulan korku ve uzaklaşma. [Tanım]. Güvenlik, korunma. [İşlev].Sürdürülebilir yaklaşım ile beraber yapılı çevrenin nasıl yapıldığına, hayatına nasıl devam edeceğine, nasıl işletileceğine dair yeni yaklaşımlar ortaya çıkmaktadır. Bu yaklaşımlardan bir tanesi halihazırda başarılı bir örnek olan ekosistem içerisindeki canlı organizmaların karmaşık ilişkisini anlamak, bu ilişkileri öğrenmek, bu ekosistem içerisindeki hayatı taklit etmektir. Herkesin karşılıklı fayda sağladığı bu canlı ilişkiler ağının taklidine dayanan, sürdürülebilir, hatta yenilenebilir potansiyele sahip yeni bir düşünce olarak biyomimikri, sürdürülebilir tasarım yaklaşımları arasında geleceğe dönük olarak önemli bir yaklaşımdır.Model olarak doğa: Biyomimikri, doğada var olan modelleri inceler ve bu tasarımları sorun çözümü için kullanır.Ölçü olarak doğa: Biyomimikri ekolojik dengeyi kullanarak tasarımın iyi ya da kötü olduğuna karar verir.Öğretici olarak doğa: Biyomimikri doğadan kazanım ya da çıkarım elde edilecek bir yaklaşım değil, doğadan öğrenme temelli bir yaklaşımdır.Biyomimikri ile birlikte mimarlık alanında; dünyada uyum içinde yaşayabilmek ve  sürdürülebilir bir çevre yaratmak için biyolojik sistemlerden esinlenerek yeni, uygulanabilir ve uzun ömürlü çözümler üretmek hedeflenmektedir. Biyomimikri terimi, ilk defa Montana’lı bir yazar ve bilim gözlemcisi olan Janine M. Benyus tarafından ortaya atılmış bir kavramdır. Doğayı taklit etmek anlamına da gelen bu kavram, "bios-hayat" ve "mimesis-taklit etmek" köklerinden gelmektedir ve benzer şekilde “Biyomimesis”, “Biyognosis” ve “Biyonik” terimleri ile de anılmaktadır.“Doğanın yolunu öğrenip, yaşama biçimimizi, üretimimizi doğanın yaptığı gibi yapabiliriz.” diye öneren Benyus biyomimetik bir dünyada hayvanlar ve bitkiler gibi üretip, güneş ve basit bileşenler kullanarak doğada yok olabilen fiberler, seramikler, plastikler ve kimyasal üretilebileceğin iddia etmektedir. Benyus biyomimikriyi doğadan faydalanılacak üç unsurla açıklamıştır:Biyologlar ve ekolojistler hayvan ve bitki fizyolojisini ve davranışlarındaki çevresel faktörleri çalıştırmaktadırlar. Bu bilgi, analiz ve gözlemleri mimarlığın bilinmeyeni üzerine dönüştürmeye çalışmaktadırlar. Hayvanların iskelet, sinir sistemi, beslenme, iletişim, duyumsal sistemleri gibi binaların da strüktür, sirkülasyon, korunma, enerji ve su kullanımı, iletişim, termal dengeleme gibi sistemleri vardır. İç sistemlerin kendisini çevreleyen çevre ile ilişkisi ağına bakıldığında -ki oda küresel ağın parçasıdır- hayvanların ekolojik sistemle olan etkileşimi sürdürülebilirlik ilkesine sahiptir. Canlılar genetik bilgi dağarcıklarına dayalı olarak içgüdüsel bir şekilde, hafif, stabil, enerji etkin yapılar inşa edebilmektedirler. Bu doğal biçimlerin ortaya çıkması; mimar ve tasarımcılar biyoloji ve ekoloji alanında araştırma ve çalışmalar yaparak doğada var olarak küresel uyum ağından fayda sağlamayı amaçlamakta ve sürdürülebilir, yapılı çevre yaratmayı hedeflemektedirler. Bu tip doğal yapılara örnek olarak;Güneşten enerji elde etmek için fotosentez süreci vb. doğanın ardında yatan bilgi dağarcığına işaret etmektedirler.Mimarlık, biyomimikri üzerine birçok farklı yaklaşım bulunmaktadır. Akademisyen mimar Ilaria Mazzoleni biyomimikri üzerine yaptığı özgün araştırmaları sonucunda, hayvanların sisteme adepte olmaları için geliştirdikleri özellikleri ve derileri ile ilgili çarpıcı bulgular elde etmiştir. Deri çok maksatlı fonksiyonu itibarıyla, mimaride ilham kaynağı olarak alınacak en ideal organdır. Vücudun en görülen, okunabilen ve tariflenebilen parçadır. Aynı zamanda iç ve dış sistem arasında eşiktir. Deri bir bariyerdir. Bunu hem biyolojik olarak hem mimari olarak bu şekilde tanımlamak mümkündür. Deri pek çok kritik fonksiyonunu barındırır. Isı kaybı ve kazancında termo düzenlenmeyi sağlar. Aynı şekilde su kaybı ve kazanımında da su dengesini korur. Memelilerin, balıkların, kuşların, amfibiyanların ve sürüngenlerin değişik deri katmanları bulunmaktadır. Mazzoleni, hayvan derisi ve bina zırhı ile olarak;Biyomimikri mimarlıkta farklı düzeylerde uygulanabilmekte ve bunu üç ana başlıkta toplanabilir. Bunlar;Biçim ve süreç, ekosistem içerisinde yer alan taklit edilebilir unsurlardır. Ekosistem ise taklit edilebilecek unsurların gözlemlenebildiği ortamdır. Doğadan örnek vermek gerekirse, bir kuş tuyu biçimsel olarak taklit edilebilir fakat bu durum sürdürebilir yaklaşım olmayabilir. Fakat biraz daha derine inip süreci taklit ettiğimizde tüyün vücut sıcaklığında, zehirli atık ya da yüksek basınca ihtiyaç duymadan doğal kimyasal süreçler sonunda ortaya çıktığı gözlemlenmektedir. Bunlar biçim ve süreç düzeyinde yapılan incelemeler ile ekosistem düzeyinde tüyün kuş üzerinde nasıl durduğu, beraber nasıl var oldukları, bütün olarak biyosfer içerisinde varlığını diğer organizmalar ile sürdürmek biçimi incelendiğinde ekosistem düzeyine gelinmektedir.Biyomorfik(hayat-şekilli) tasarım veya mimarlığın kökleri sürrealistlere ve Art Nouveau’ya kadar dayanmaktadır. Bir sürrealist olarak bilinen Gregory Grigson, 1936’da biyomorfizm terimini ortaya atmıştır ve o zamandan beri bir stil olarak varlığını korumuş, günümüzde hesaplamalı tasarımın gücünü kullanarak doğada yer alan serbest formlara benzeyen veya onları taklit eden bir tasarım yaklaşımıdır. Özellikle Öklid geometrisi ile açıklanamayan ve fraktal geometrisi yardımıyla açıklanabilen doğada var olan matematiğin anlaşılması ile beraber doğal formları, yüzeyleri, hacimleri anlayabilmek ve modelleyebilmek mümkün hale gelmiştir. Fakat bu tip form bulma yöntemi, tasarımın sonuçlarından beklenen önemli bir gereksinimden yoksun olmaktadır ve bu da yaşayan canlıyı taklit etme üzerine kurulan bir yöntemin işleve uyarlanamamasıdır.Biyomorfik tasarım, bir stil olarak farklı zamanlarda farklı coğrafyalarda gözlemlenebilmektedir. Amerika Birleşik Devletleri’nde Frank Lloyd Wright organik dünya ile insan yaratımlarının arasındaki uyumdan söz ederken, İspanya’da Antonio Gaudi doğada var olan güçlerin bir organizma üzerindeki etkilerini yansıtarak ünlü La Sagrada Familia’yu tasarlamıştır. Gaudi’nin modern varisi olarak düşünebileceğimiz Calatrava, hem estetik hem de yapısal kaygıları beraber ele alınarak biyomorfik biçimler tasarlamıştır. Aynı Gaudi gibi doğal yükleri düşünerek  organik biçimler elde etmeye çalışırken, beraberinde canlı formlara referans veren bir tasarım anlayışı gelişmiştir. Milwaukee Sanat Müzesi için ek olarak tasarlanan Quadracci Pavyonu üzerinde bulunan Burke Brise Soleil adı verilen güneş engelliyici strüktür. Calatrava, doğada var olan bir canlı olan kuş formuna referans vererek, tasarımını kuş biçiminde geliştirip, beraberinde ortaya çıkan mühendislik sorununu, biçimsel olarak kuşun kanat-iskelet yapısını geometrik bi şekilde ele alarak çözmüştür. Biyomorfik yapı için başka örnek, Kolombiya’da Planb+ ve JPRCR isimli mimarlık ofisleri tarafından tasarlanan Orquideorama, mimarlık ve yaşayan organizmaların ilişkilerinden ortaya çıkmıştır ve büyük ölçekte görenler tarafından bir ormanın uzantısı olarak algılanabilecek şekilde tasarlanmış. Benedetta Tagliabue (EMBT) tarafından 2010 Şangay Dünya Sergisi için tasarlanan İspanyol Pavyonu, biyomorfik tasarım özelliklerine sahiptir.Biyomimetrik projelerin öncülerinden ve en çok bilinenlerden bir tanesi, İngiltere’de gerçekleşmiş olan Eden Project’tir. Her ne kadar kusursuz olmasa da, biyomimikri ve mimarlık ortaklığının ilk ve başarılı bir uygulamasıdır. Eden Project, Cornwall, İngiltere’de bulunan büyük ölçekli bir bitki tiyatrosudur. Projenin mimari tasarımı Ay’dan ilham alınarak 1996 yılında Nicholas Grimshaw tarafından yapılmıştır. Proje çelik ve termoplastik kullanılarak  yapılmış ve 2001 yılında tamamlanmıştır. 50 metre yüksekliği bulan yapı, 23.000metrekare alanı kaplamaktadır. Dev bir böceğe benzer ve içerisinde binlerce bitki türüne ev sahipliği yapmaktadır. Tasarım konsepti, doğal olarak meydana gelen geometrilerdir.Doğa kendisi için bir yaşam kaynağı olan atmosferi temizleyerek mekanizmaları geliştirmiş olsa da, bu mekanizmalar, günümüzde özellikle büyük kentlerde, yoğun bir şekilde kirlenmiş atmosferi temizlemek için yeterli olmayabilmektedir. Bu durumdan yola çıkarak Mario Caceres ve Cristian Canonico “SHIFT Boston” yarışması için, Treepod adını verdikleri ve ağaçların karbon filtreleme özelliklerini taklit eden bir proje geliştirmişlerdir. Treepod sistemleri, havadaki karbondioksiti ayırma ve nem salımını ismi verilen bir süreç sonucu karbondioksitten oksijene açığa çıkarma becerisine sahiptir. Buna ek olarak solar paneller ve üzerlerinde ziyaretçin oynayabileceği tahtarevallilerden elde ettikleri kinetik enerji ile hem hava filtreleme süreci hem de aydınlatma için gerekli olan enerjiyi üretebilmektedir. TREEPOD’lar plastik şişelerin geri dönüştürülmesi sonucu üretilmektedirler. Projenin tasarımcıları, bu ağaçların sadece ilgi çekici bir kent mobilyasının ötesine geçmesini hedefleyerek, biyomimikriden faydalanarak gerçek bir ağacın işlevine sahip ve doğaya fayda sağlayan bir buluşma alanı olmasını amaçlamışlardır.Tasarımı Wilkinson Eyre tarafından Singapur’un güney marina bölgesi tasarlanan Super Trees projesi bünyesinde 18 adet, sürdürülebilir malzemeler ile üretilmiş ağaç yapılarından oluşmaktadır. Ağaçların yapısı; betorname bir çekirdek üzerinde yer alan çelik gövde, bitki panelleri ve örtü sisteminden oluşmaktadır. Doğayla iç içe olan, ağaç yapısını hem biçimsel hem de bitkilerin yetişebilmesi için uygun koşulları sağlamak amacıyla taklit eden bu proje, enerji ve karbon salınımı konusunda da etkin bir yapıya sahiptir.Winnipeg, Kanada’da Red ve Assiniboine nehirleri arasında kalan bölgede kayak yapanlar için soğuktan ve rüzgardan korunabilecekleri bir barınak birimi ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Patkau Architects, kayakçı barınakları projeleri için, buffaloların korunma davranışlarını taklit ederek sert kış koşullarına karşı kolayca tedbir alabilmektedir. Kontrplak duvarlar, üçgen bir zemin ve omurga üzerine yerleştirerek inşa edilmektedir. Barınaklar kontrplaktan yapılmıştır ve biçimleri rüzgarın aerodinamik etkisini gözünde bulundurarak düşünülmüştür.Mavi ve yeşil altyapı odaklı tasarım, nüfus artışından kaynaklı hızla büyüyen kentlerin iklime duyarlı ​sürdürülebilir kentlere dönüşümünü sağlamak amacıyla uygulanan mekansal çözümlemelerden birisidir. Gri, mavi ve yeşil tasarım öğelerinin bir arada yer aldığı; sürdürülebilir, sağlıklı ve dirençli şehirlerin tasarlanmasının amaçlandığı bu yaklaşımda toplumdaki her bireyin kullanabilmesine ve erişebilmesine imkan sağlayan aktif yeşil alanların oluşturulmasını ve bu alanların birbirleri ile ilişkilerini ortaya konmaktadır.Yeşil altyapı, doğal su döngüsünü koruyan, eski haline getiren veya taklit eden bir su yönetimi yaklaşımıdır. Ekonomiktir ve toplum güvenliğini ve yaşam kalitesini artırır. Yeni bir su arıtma tesisi inşa etmek yerine ağaç dikmek ve sulak alanları restore etmek, yeni bir su tedarik barajı inşa etmek yerine su verimliliğini desteklemektir.Yeşil altyapı, temiz su sağlamak, ekosistem değerlerini ve işlevlerini korumak ve insanlara ve vahşi yaşam için çok çeşitli faydalar sağlamak için hem doğal çevreyi hem de mühendislik sistemlerini birleştirir.Yeşil altyapı çözümleri, ev veya bina seviyesinden daha geniş peyzaj seviyesine kadar farklı ölçeklerde uygulanabilir. Yerel düzeyde, yeşil altyapı uygulamaları arasında yağmur bahçeleri, geçirgen kaldırımlar, yeşil çatılar, sızma ekicileri, ağaçlar ve ağaç kutuları ve yağmur suyu toplama sistemleri bulunmaktadır. En büyük ölçekte, doğal peyzajların (ormanlar, taşkın alanları ve sulak alanlar gibi) korunması ve restorasyonu yeşil altyapının kritik bileşenleridir.Yeşil altyapı yatırımları ekonomiyi canlandırır, toplum sağlığını ve güvenliğini artırır ve rekreasyon, vahşi yaşam ve diğer faydaları sağlar.Geleneksel yağmur suyu yönetimi altyapısı, en büyük su hacmini bir sahadan mümkün olan en kısa sürede taşımak ve yeraltı yapılarında yüzey akışını toplamak için tasarlanmıştır. Sürdürülebilir yağmur suyu yönetimi, suyu kaynağa daha yakın bir yerde yakalayarak birleşik kanalizasyon taşmalarını, göllenmeyi ve karayolu taşkınlarını azaltır. Bu süreçte yağmur suyu, kentsel ekolojiyi, mikro iklimleri, hava kalitesini ve kamusal alanın estetik kalitesini iyileştirmek için bir geliştirmedir.Bioswales, akış aşağı hareket ederken yağmur suyu akışını yakalamak, tedavi etmek ve sızmak için tasarlanmış bitki örtüsü, sığ, peyzajlı çöküntülerdir. Tipik olarak, bir fırtına olayından kaynaklanan ilk ve çoğu zaman en kirli su hacmi olan "ilk sifon" olarak da bilinen su kalitesi olayını işlemek için boyutlandırılırlar.Bioswales, altta yatan yeraltı suyu seviyesini yeniden şarj ederken, akış hızını yavaşlatma ve suyu temizlemede en etkili yeşil altyapı tesisi türüdür. Ortancalar, çıkmaz sokaklar, ampul çıkışları ve diğer kamusal alan veya trafik sakinleştirme stratejileri ile entegre olmalarına olanak tanıyan esnek yerleşim gereksinimlerine sahiptirler.Akışlı ekiciler, geçirimsiz bir tabana sahip sert kenarlı yağmur suyu yönetim tesisleridir. Sızma önleyici veya yüksek yoğunluklu kentsel alanlar için uygun olan akışlı ekiciler, akışın toprak matrisinden geçmesine ve bir alt drenaj sistemine filtrelenmesine izin vererek suyu arıtır.Geçirgen şeritler, akışı yakalayan ve yavaşlatan uzun, doğrusal peyzajlı alanlar veya geçirgen kaplamanın doğrusal alanlarıdır. Altta yatan yeraltı toprağı durumuna bağlı olarak, geçirgen şeritler bir miktar sızma sağlayabilir, ancak bu, biyolojik kanallardan çok daha az ölçüdedir.Geçirgen şeritler, kentsel yağmur suyu yönetiminde ucuz bir başlangıç ​​adımı sunar, ancak bir sokağın tam su kalitesi olayının arıtılması için yeterli kapasite sağlamaları pek olası değildir.Peyzaj temelli stratejilerin kısıtlandığı veya daha az istendiği durumlarda, geçirgen kaplama etkili bir şekilde yağmur suyu akışını tedavi eder, engeller ve sızar. Geçirgen kaldırımlar, kaldırımlar, sokak mobilya bölgeleri ve tüm yollar (veya sadece park şeritleri veya oluk şeritleri bölümleri) dahil olmak üzere birden fazla uygulamaya sahiptir.Geçirgen kaplamalar, doğal toprak altı sızma oranını hesaba katacak şekilde tasarlanmalıdır. Geçirgen tabakanın derinliği, boşluk alanı ve alttaki toprakların sızma hızı, tesisin istenen depolama hacmini ve amaçlanan drenaj süresini sağlar.Küresel ısınma ile birlikte yaşanan iklim değişiklerinde karbon salınımının büyük ve önemli bir payı vardır.  Karbon salınımı, bir bireyin ya da kurumun çevreye yaydığı karbon miktarını ifade eder. Şehir ölçeğinde ele alındığında enerji tüketimi, ulaşım, atık yönetimi, yapılaşma, sanayileşme gibi başlıklarda şehirlerin karbon salınımının iklime etkilerini incelemek mümkündür.Küresel ısınma ile birlikte yaşanan iklim değişiklerinde karbon salınımının büyük ve önemli bir payı vardır.  Karbon salınımı, bir bireyin ya da kurumun çevreye yaydığı karbon miktarını ifade eder. Şehir ölçeğinde ele alındığında enerji tüketimi, ulaşım, atık yönetimi, yapılaşma, sanayileşme gibi başlıklarda şehirlerin karbon salınımının iklime etkilerini incelemek mümkündür.Karbon salınımının önlenemediğini ya da azaltılamadığı takdirde ciddi problemlere yol açacağının farkında olan yöneticiler, daha yaşanabilir ve sürdürülebilir bir dünya için "karbon nötr" kavramını gündeme getirmişlerdir. Küresel ölçekte karbon salınımını azaltmak ve sıfıra indirmek amacıyla ortaya çıkan bu kavramı takiben Karbon Nötr Şehirler Birliği (CNCA) kurulmuştur.  Bu birliğin uzun vadedeki amacı, 2050 yılına kadar üye şehirlerin karbon nötrlüğe ulaşması ve bunun halka ve işletmelere birçok konuda fayda sağlaması yönündedir. Bu bağlamda ülkelerin karbon nötr olma sözü ile Paris Anlaşması da ivme kazanmıştır.Dünyanın en yeşil şehirlerinden olarak bilinen Kopenhag (Danimarka),  Daha Yeşil Şehir Eylem Planı (GCAP) ile şehrin sürdürülebilir bir ekonomiye dönüşümünü destekleyen ve karbon salınımını azaltmak için bazı hedefler belirleyen Vancouver (Kanada) ve 2021 yılına kadar enerji kullanımının %50’sini yenilenebilir enerjilerden karşılamayı hedefleyen Sidney (Avustralya) dünyada karbon nötr olma yolunda ilerleyen şehirlerden sadece birkaçı.İklim değişikliğinin önemli nedenlerinden biri de artan şehirleşmedir. İnsan yoğunluğunun ve kent yaşamının giderek artması ile birlikte, kaynakların tüketilmesi, çevresel kirlilik, karbon salınımının artması gibi faktörler iklim değişikliği üzerinde etkili olur. Kent yaşamının çeşitli yönlerini kullanarak daha sürdürülebilir ve yaşanabilir şehirler oluşturmak mümkündür. Şehrin kültürel ve bölgesel farklılıkları göz önünde bulundurularak çeşitli çözümler geliştirilebilir.Artan şehirleşmenin beraberinde gelen yapılaşma ile birlikte akıllara gelebilecek en önemli sorulardan biri de mevcut olan binaların ne olacağı ile ilgili olabilir. Enerji kullanımı için fosil yakıt tüketmeyen binalara sıfır karbonlu bina (bkz. Karbon ayak izi)denir. Mevcut binaların karbon nötr olabilmesi için, enerji verimliliği önlemleri alınarak enerji tüketimi azaltılabilir, fosil yakıt kullanımına son verilerek enerjisini kendi kaynakları ile karşılayan dahili sistemler kurulabilir ya da enerjisini dışarıdan karbonsuz yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlayabilir.