Türkiye'de sürdürülebilir bina sertifikalı ve yerel mevzuata göre inşa edilmiş sanayi yapılarında kabuk elemanlarının çevresel etki değerlendirmesi
Environmental impact assessment of envelope elements of industrial buildings with sustainable building certificate and costructed according to the local regulations in  Turkey
Yazar: BETÜL TÜRKMEN
Danışman: DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Nüfus artışı, iklimsel değişimlerin sebep olduğu kaynak azalması, tüketim toplumlarının artması ve sanayileşme ile gelen plansız ekonomik büyüme hedefleri gibi pek çok etken beraberinde çevre sorunlarını getirmiştir. Sanayi devriminden günümüze kadar çevreye yapılan tahribatın hızla arttığının farkına varılmış ve çevreyle ilgili politikalar da geliştirilmeye başlanmıştır.  Çevresel sürdürülebilirliği tanımlamak için önce sürdürülebilirlik tanımlanmalıdır. Sürdürülebilirlik, tanımlanmış bir davranışı süresiz olarak sürdürme yeteneğidir. Çevresel sürdürülebilirliğin amacı, doğal kaynakları korumak, çevre kirliliğini ve çevreye zararı azaltırken alternatif enerji kaynakları geliştirmektir. Çevresel sürdürülebilirlik konusunda yapılan projelerin birçoğu ormanların yeniden ekilmesini, sulak alanların korunmasını ve doğal kaynakların korunmasını içermektedir.  Sürdürülebilir kalkınma kavramı, bu fikir birliği ile ortaya çıkmış ve yapı sektörünü doğrudan etkilemeye başlamıştır. Sürdürülebilir yapım tanımının ortaya çıkması ile yapı sektöründe alınabilecek önlemler öğrenilmiştir. Dünya'da çevreye verilen zararın yaklaşık yarısının yapı sektörü kaynaklı olduğu düşünülürse, çevresel sürdürülebilirlik için yapı ve yapımda alınacak önlemlerin bir hayli önemli olduğu görülecektir. Özellikle ülkemizde yapı malzemesi sektörü, ülke sanayisi içerisinde %10, imalat sanayisi içerisinde de %12-13 civarında bir paya sahiptir. Bu bağlamda, bu tez çalışması; yapı malzemesinin kullanım ve üretilmesinden kaynaklanan çevresel etkilerin önemli bir paya sahip olduğu fikri ile ortaya çıkmıştır. Günümüzde üretim sektörünü arttırma çabaları ile sanayi yapılarındaki artış doğru orantılıdır. Sanayi yapılarına ilişkin olarak, yapılan literatür ve piyasa araştırmaları ile birçok eksiklik veya güncellenmemiş bilgi olduğu görülmektedir. Türk literatüründe daha çok Alman kaynakların bulunması, bulunanların da çok az sayıda ve eski bilgi olması; sanayi yapısının tasarım ve inşa konularında geri kalınmasına sebep olmuştur. Özellikle Türkiye'de sanayi yapılarının ruhsat sayısı ve inşaat alanı toplamına bakıldığında; yıllara göre değişkenlik gösterse de ofis, konut, ticari vs. yapılarının sayı veya toplam inşaat alanına çok yakındır. Varlığı böylesine somut olan işlev grubuna ait çalışmaların yetersiz olması nedeniyle ve eksikliklerin tespiti için, sanayi yapıları ile ilgili çalışılmıştır. Dünya'da en çok Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) ve Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM) sürdürülebilir bina sertifika sistemleri kullanılmaktadır. BREEAM'in İngiltere sürümünde sanayi yapıları için özel bir rehberi ve uluslararası sürümünde sanayi yapılarına ait ölçütleri bulunurken, LEED'e ait böyle bir uygulama bulunmamaktadır. Ancak LEED sertifikası alan birçok sanayi yapısı bulunmaktadır. U.S. Green Building Council (USGBC)'da verilen röportajlara göre, bu konuda LEED sertifikasını güncellemek önemli bir hedef olmuştur. Özellikle üretim sektöründeki kurumsal firmaların, üretim alanlarını sertifikalandırmak istemeleri; sürdürülebilir bina uygulamalarına sanayi yapılarının dahil edilmesine sebep olmuştur. Son yıllarda sanayi yapıları, çevresel sürdürülebilir bina sertifika sistemleri ile etiketlenmeye başlanmış ve bu sayı yıllara bağlı olarak artmıştır.  1990'lı yılların ortalarında, temiz teknoloji, temiz üretim ve eko verimlilik gibi kavramlar ortaya çıkmıştır. Ecodesign ve Çevre için tasarım gibi kavramlar geliştirilmiş, üretim ve tüketim süreçleriyle ilgili çevresel sorunları ele alınmaya başlanmıştır. Bu tür kavramların gelişimi ile ürünlerin etiketlenmesi konusu önem kazanmaya başlamıştır. Ürün etkilerini ölçerek, yaşam döngüsü boyunca ürünün çevreye verdiği zararlar tespit edilmektedir. Ürünlerin yaşam döngüsünde verdiği zararların tespit edilmesi ile çevresel etkisi yüksek olan uygulamalar azaltılmış ve yeni ürünler ortaya çıkmıştır. Böylelikle inşaat sektöründe çevresel kaygılar göz önünde bulundurulduğunda, alternatif malzemelerin tercihi artış göstermiştir. Bu bilgilerin doğrultusunda tez çalışması olarak Türkiye'de sürdürülebilir bina sertifikası alan sanayi yapılarının yerel mevzuata göre yapılmış sanayi yapıları ile birlikte karşılaştırmalı olarak ele alınmasına karar verilmiştir. Sertifikali yapılarla ilişkili olarak; bu sanayi yapılarının proje bilgileri, mimari dokümanları, sertifika ölçütleri ile ilgili verileri araştırılmıştır. USGBC' a ait proje bilgilerinin internet ortamında paylaşıldığı sitede (https://www.usgbc.org/projects) LEED sertifikalı yapıların ön bilgileri alınmıştır. Daha sonra firma sahipleri ile iletişime geçilerek detaylı veriler alınmıştır. Yerel mevzuata göre yapılan fakat sertifika almayan sanayi yapıları internet üzerinden araştırılarak, LEED sertifikalı yapılara eş değer yapılar bulunmuştur. Kimi zaman paylaşılan projelerden, kimi zaman telefon görüşmeleri ile elde edilen veriler, değerlendirme bölümünde analiz edilmiş ve tartışılmıştır. İncelenen binalara ilişkin yapılan karşılaştırma gruplamalarında; sektör eş değeri ve TS 825'te tanımlı iklim bölgesi eş değeri olmasına dikkat edilmiştir. Değerlendirilen sanayi yapılarında; üretim ve ofis birimlerinin yapı kabukları ayrı ayrı ele ayrılmıştır. Üretim ve iklim bölgesine göre sınıflandırması yapılan sanayi yapılarının yapı kabuğu elemanı bazında, çevresel etkileri değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmelere göre, LEED sertifikalı yapıların kabuk elemanlarında kullanılması tercih edilen malzemelerin; yerel mevzuata göre inşa edilen sanayi yapıları ile kıyaslandığında, çevresel etkilerinin her zaman daha iyi çıkmadığı görülmektedir. Tezin sonuç ve öneriler bölümü mimarlar, mühendisler ve yatırımcılar için piyasada kullanılan ve firmaların ön plana çıkardığı malzemeler yerine; çevresel etkisi daha düşük ve iklim koşullarına daha uygun malzemeler için rehber niteliği taşımaktadır. Yapı kabuk malzemelerinin belirlenme süreci kapsamında, sanayi yapısı proje aşamalarındaki belirsizlik ve eksik bilgiler giderilerek, seçeneklerin birbiri ile kıyaslanması ile en uygun malzeme tercihi yapılabilmektedir.

Abstract:
Many factors such as population growth, reduction of resources, increase in heavily consuming societies and unplanned economic growth targets regarding industrial growth have brought along environmental problems. It has been realized that the damage to the environment has increased rapidly since the industrial revolution till today, and environmental policies have begun to be developed. In order to define environmental sustainability, sustainability should be defined first. Sustainability is the ability to maintain a defined behavior indefinitely. The aim of environmental sustainability is to protect natural resources, to reduce environmental pollution and to reduce environmental damage while developing alternative energy sources. Many projects on environmental sustainability include re-planting of forests, protection of wetlands and conservation of natural resources. The concept of sustainable development has emerged with this consensus and has started to directly affect the construction sector. With the emergence of the definition of sustainable construction, measures that can be taken in the building sector have been learned. Considering that nearly half of the damage to the environment in the world is due to the construction sector, it can be noticed that the measures to be taken in building and construction for environmental sustainability are very important. Especially in Turkey, the building material sector has a share of 10 % in the country's whole industry and 12-13 % in the manufacturing industry. Within this context, this thesis study initiated  by the fact that environmental impacts resulting from the use and production of building materials have a large share in the whole. Today, the increase in the industrial buildings is directly proportional with the efforts to increase the production. It is seen with the literature and market researches that there are many incomplete or outdated information regarding the industrial buildings., There are more German sources in Turkish literature, while the information as a whole is generally limited and aged, and this has caused falling behind to some extent in design and construction of industrial buildings. Especially when the number of building permits and total construction area regarding the industrial building in Turkey are considered; although it varies according to years, the figures are very close to those of office, residential, commercial, etc.. Although they have a large share in total and as the number of studies on these type of buildings are limited in number, industrial buildings were therefore studied in order to determine the deficiencies. Within the scope of the thesis study, a research has been made about industrial structures with wholehearted approach. Starting with a short history, development and production sectors of industrial structures; information on industrial structure design, production sector's effect on construction element and material selection are given. Thus, in addition to a limited number of resources on industrial structures, a short, up-to-date guide based on them has been created. It is aimed that the research carried out within the scope of the thesis will contribute not only to the academic environment but also to the construction sector and application related to the industrial buildings. While collecting data during the thesis study, some determinations were made from the interviews. It has been observed that there is no rigorous planning and programming in the design process of industrial buildings. The design is based on the needs program created only by the employer and the companies in the market. However, this does not always give good results. While building materials to be used in the construction were preferred, it was seen that material manufacturers had more say in this matter. The reason for this is that material manufacturers encourage the use of their own material and that both the designer and the employer cannot obtain information from any source other than the material vendor. Due to lack of information, designers, employers and investors have to choose from a few renowned material companies and the most commonly used materials. This causes a limited number of materials to be used in the large and developed construction sector. There has also been a result that the materials and details are the same in each region. With this thesis, it is aimed to create data that will contribute to change this process and environmental effects of frequently preferred materials are discussed. Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) and Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM) are the most widely used sustainable building certification systems in the world. In the UK version of BREEAM there is a specific guide for industrial buildings and in its international version there are criteria for industrial buildings, while the LEED does not. However, there are many industrial buildings that received LEED certification. According to interviews in the U. S. Green Building Council (USGBC), updating the LEED certificate has been an important goal. Especially the demands of corporate companies in the manufacturing sector to certify their production areas led inclusion of industrial buildings into sustainable building certification applications. In recent years, industrial buildings have started to be labeled with environmental sustainable building certification systems and this number has increased over the years. In the mid-1990s, concepts such as clean technology, clean production and ecoefficiency emerged. Concepts such as Ecodesign ordesign for Environment have been developed, and environmental problems related to production and consumption processes are being addressed. With the development of these kins of concepts, the issue of labeling of products has started to gain importance. By measuring the product effects, the damage to the environment during the life cycle has being identified. By detecting the damage caused during the life cycle of the products, applications with high environmental impact have been reduced and new products have emerged. Thus, considering the environmental concerns in the construction sector, the preference of alternative materials has increased. One of the methods used to examine environmental sustainability is life cycle assessment. It was found appropriate to use this method to evaluate the environmental impacts in terms of material preferences in the shell elements of selected industrial buildings, and the IE4B software, one of the software produced for this purpose, was evaluated in nine medium point environmental impact categories. These categories are global warming, acidification, eutrophication, ozone depletion, impact on human health, toxic gas, total primary energy consumption, non-renewable energy consumption and fossil fuel consumption potentials. In the evaluations of each element, impact results for 1 m2, which is determined as functional unit, are discussed. For the interpretation of environmental impacts, the results are in terms of energy consumption (total primary energy consumption, non-renewable energy consumption and fossil fuel consumption), human health (impact on human health and toxic gas) and impact on land and sea life (acidification, eutrophication and ozone depletion). group. While examining the stratification and their effects, production and office structures are discussed separately. Roof, wall and floor stratification of industrial buildings were analyzed; similarities, differences, most and least preferred system types and materials were determined. The IE4B software used for lifecycle evaluation allows you to add or remove different results from outside, information that is not in the database, and parts of the system boundaries. For example, it does not take into account the annual energy expenditure during the use phase of the structure, but if preferred, data on annual energy consumption can be uploaded to the software and taken into account in the results. However, since the annual energy and water expenditures of the buildings evaluated within the scope of the thesis could not be reached, the figures for annual energy expenditures were not taken into consideration. The selected software also provides environmental impacts from transportation. However, within the scope of the thesis, these results were omitted and excluded from the accounts. Similarly, deterioration of structures in the conditions of Turkey with American conditions, modification processes to be different; environmental impacts related to maintenance and repair phase in use phase are also neglected. In summary, when evaluating structures, raw materials (A1), production (A3), construction (A5), demolition (C1), waste (C3), destruction (C4), excluding transportation and use, from the ISO stages specified in BS ISO 15978: 2011, reuse - recycling - repair (D) phases were examined. As a result of this information, comparative investigation of industrial buildings, which have received sustainable buildings certificate and which were constructed according to local regulations, has been decided to be studied in the thesis. Regarding the buildings with sustainable building certificate, the data on these industrial buildings such as project information, architectural documents and certification criteria were investigated initially. From the web site of the USGBC, preliminary information on LEED certified buildings was obtained. Then the company owners were contacted and detailed data were collected. The industrial buildings constructed concerning local regulations but which do not receive certificates are searched over the internet, and equivalent industrial buildings to LEED certified ones have been found. The data which was collected sometimes from the projects that were shared and sometimes through telephone interviews are analzed and discussed in the evaluation section. In the groupings made for comparative investigation, attention has been paid to be the sectoral equivalent and the equivalent of the climate zone defined in TS 825. In the assessments, the envelopes of production and office units were investigated seperately. The environmental impacts of the building envelope elements of industrial buildings were analyzed individually as well (i.e. roof, exterior wall and slab-on-grade). According to the evaluations, it is seen that environmental impacts of the materials selected for the envelope elements of LEED certified buildings are not always better; when compared with those in industrial buildings constructed according to local legislation, . The conclusions and recommendations section of the thesis provides a guide for architects, engineers and investors for materials that have lower environmental impact and are more suitable for climatic conditions instead of the materials commonly used in the market. Within the scope of building envelope material specification process, the most appropriate material choice can be made by comparing the options with each other by eliminating the uncertainty and incomplete information in the project phases of the industrial building.