Dış duvarların operasyonel ve gömülü enerji bağlamında çevresel sürdürülebilirliğinin değerlendirilmesi, İstanbul'dan otel binası örnekleri
The evaluation of environmental sustainability in the context of operational and embodied energy on exterior wall, examples of hotel buildings from Istanbul
Yazar: EZGİ YILDIRIM
Danışman: DOÇ. DR. FATİH YAZICIOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Dış duvarların operasyonel ve gömülü enerji bağlamında çevresel sürdürülebilirliğinin değerlendirilmesi ile ilgili hazırlanan bu tez kapsamında incelenen ilk konu dış duvarlardır. Dış duvar kavramı hakkında yapılan literatür taraması çalışmalarında, binanın dış ortam koşullarına en çok maruz kalan, iç ortam ile dış ortam arasında koruyucu işlev gösteren binanın en önemli ve bina kabuğunun büyük bir kısmını oluşturan elemanı olduğu görülmüştür. Enerji tüketiminin ve bu tüketimin dünya üzerindeki olumsuz etkilerinin oldukça artması sebebiyle binalardaki enerji tüketiminin azaltılması ve sürdürülebilir bina özelliği taşıması çeşitli performans gereksinimlerini yerine getiren dış duvarlar ile sağlanabilmektedir. Bundan dolayı çalışmada, dış duvarların operasyonel ve gömülü enerji bağlanmında çevresel sürdürülebilirliğinin İstanbul'dan otel binası örnekleri üzerinde değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
Çalışma problemin tanımı, amaç, hipotez, kapsam ve yöntemi içeren giriş bölümü, 3 ana bölüm ve sonuç ve değerlendirme kısmından oluşmaktadır: 
Çalışmanın giriş bölümünde artan nüfus, gelişen teknoloji, enerji tüketiminin artması, sürdürülebilirlik kavramı, ortaya çıkış nedenleri ve türleri, çevresel sürdürülebilirlik, yapı teknolojisinin artması ile binalarda yüksek konfor beklentisi, dış duvarların konfor üzerindeki etkisi gibi unsurlara bağlı olarak problemin tanımı ortaya konmuştur. 
Amaç, bina kabuğunun büyük bir bölümünü oluşturan dış duvarlarının operasyonel ve gömülü enerji bağlamında çevresel sürdürülebilirlik ölçütlerine göre İstanbul'dan otel binası örnekleri üzerinden değerlendirilmesi, operasyonel ve gömülü karbondioksit değerlerinin belirlenmesi ve tasarım aşamasında binaların daha sürdürülebilir tasarlanması için önerilerin oluşturulmasıdır.
"Binaların dış duvarlarında çevresel sürdürülebilirlik çok boyutlu tasarım girdisi olarak kullanılmamaktadır. Sadece operasyonel enerji boyutu göz önünde tutulmakta, gömülü enerji boyutu ihmal edilebilmektedir. "ifadesi çalışmanın hipotezini oluşturmaktadır. 
İstanbul jeopolitik konumu yüksek önem taşıyan ve kültürel, ticari ve turizm açısından odak noktası olan bir şehirdir. Bu çalışmanın coğrafi kapsamını oluşturur. Tipolojik olarak çalışmada, öncelikli hedefi kullanıcı gereksinimi ve konforu olan otel binaları seçilmiştir. Çalışmanın konusunun mimarlıkta en çok tartışılan konu olması sebebiyle zamansal kapsam günümüz modern binaları olarak ortaya konmuştur. Her birinin ayrı ve önemli işlevi olan, temeller, duvarlar, döşemeler, çatılar, kolonlar, merdivenler ve  pencereler binayı meydana getiren başlıca elemanlardır. Binanın dış ortam koşullarına en çok maruz kalan elemanı olan dış duvarlar, bu çalışma kapsamında ele alınmıştır. Dış duvarlar son yıllarda daha çok önemi artan çevresel sürdürülebilirlik üzerinden değerlendirilmiştir. 
Çalışmanın yöntemi sırasıyla anahtar kelimelerin belirlenmesi, kitap taraması, Ulusal Tez Merkezi taraması, elektronik veri tabanı ile uluslararası makale/bildiri taraması, konu belirlenmesi, konu ile ilgili spesifik kitap/makale/bildiri taraması, örnek seçimi çalışması, elde edilen sonuçlara göre değerlendirme ve iyileştirme önerileri getirilmesi kısımlarından oluşmaktadır. 
Çalışmanın ikinci bölümünde, bina kabuğunun büyük bir bölümünü oluşturan dış duvar kavramı, dış duvarların tarihsel gelişimi ve sınıflandırılması açıklanmıştır. Dış duvarlarda performans konusu 6 başlıkta incelenmiş ve bölüm sonlandırılmıştır. 
Üçüncü bölümde, çevresel sürdürülebilirlik ve dış duvar ilişkisi analiz edilmiştir. Bu sebeple öncelikle, sürdürülebilirlik kavramı ve çevre konusu başlık altına alınmıştır. Bu başlık altında sürdürülebilirlik kavramı, temel ilkeleri, türleri, çevresel sürdürülebilirlik ve çevresel değerlendirmenin ortaya çıkış süreci belirtilmiştir. Ardından, bina yaşam döngüsünde çevresel sürdürülebilirliğin önemi ve enerji kullanımının yeri, dış duvarlarda malzeme üretiminden kaynaklı enerji (gömülü enerji), dış duvarların kullanım süreci harcamalarına etkisi (operasyonel enerji) ve son olarak dış duvarlarda çevresel sürdürülebilirliğin değerlendirilmesi konuları açıklanmıştır. 
Çevresel sürdürülebilirliğin değerlendirilmesi derinlikli bir konudur. Bundan dolayı seçilen otel binalarının dış duvarlarının operasyonel ve gömülü enerji üzerinden değerlendirilmesi uygun görülmüştür. 
Çalışmanın dördüncü bölümünü oluşturan alan çalışması bölümünde, öncelikle amaç ve yöntem belirtilmiş, sonrasında İstanbul'dan seçilen 5 otelin mimarlık ofislerinden elde edilen bilgileri ve dış duvar detayları sunulmuş, dış duvar detaylarının u değeri, yıllık ısıtma enerjisi ve buna bağlı ortaya çıkan CO2  miktarı ve gömülü karbondioksit miktarları hesaplanmıştır. 
Değerlendirme bölümünde alan çalışmasından elde edilen bilgiler üzerinden veriler elde edilmiş, çıkarımlar yapılmış, otellerin dış duvar detayları ve detayların   operasyonel ve gömülü karbondioksit miktarları karşılaştırılmıştır. Sonuç bölümünde ise, çalışma önceki bölümdeki otellerin değerlendirilmesi sonucu oluşan çıkarımlara ek olarak tasarımcılara bazı öneriler getirilerek ve referans alınabilecek bazı bilgiler sunularak sonlandırılmıştır.

Abstract:
External walls are the first subject examined in this thesis about the evaluation of environmental sustainability in the context of operational and embodied energy. In the literature review study on the concept of exterior wall, revealed that the building, which is the most exposed to the outdoor conditions of the building, is the most important element of the building and is big part of the building envelope. Due to the high increase in energy consumption and the negative effects of this consumption on the world, the energy consumption in the buildings and the sustainable building feature can be provided by the external walls which fulfill the various performance requirements. Therefore, the aim of this study is evaluating the environmental sustainability of the external walls in operational and embodied energy in hotel buildings examples from İstanbul.  
The thesis is consisted of; the introduction which includes the definition, purpose, hypothesis, scope and methodology, three main chapters and conclusion and evaluation chapter. 
At the beginning of the work, the definition of the problem has been revealed depending on such factors as increasing population, developing technology, increasing energy consumption, sustainability, reasons for the emergence of sustainability, environmental sustainability, high user comfort expectation in buildings with the increase of construction technology, the effect of external walls on user comfort.
The aim is to evaluate the external walls that cover up a large part of the building envelope in terms of operational and embodied energy according to environmental sustainability criteria from Istanbul through hotel building samples, to determine operational and embodied carbon dioxide values and to create proposals for more sustainable design of buildings in the design phase.
"Environmental sustainability in the external walls of buildings is not used as a multi-dimensional design input. Only the size of the operational energy is taken into account, the embodied energy size can be neglected." This expression constitute the hypothesis of the study.
Istanbul is a geopolitical location with a high importance and a landmark in terms of cultural, commercial and tourism. This constitutes the geographical scope of the work. In the typological study, hotel buildings with priority and user needs and comfort were selected. Due to the fact that the subject of the study is the most discussed subject in architecture, the temporal scope has been revealed as modern buildings. The foundations, walls, floors, roofs, columns, staircases and windows, each of which have a distinct and important function, are the main elements of the building. The exterior walls, which are the most exposed elements of the building to the outer environment, are covered in this study. External walls have been evaluated over environmental sustainability, which has become more important in recent years.
In additon, İstanbul is a country which has over twenty million inhabitants in daytime. The city is constantly developing and old buildings are being renewed. Old industrial and business areas of İstanbul has been changed into service-oriented areas. The buildings which are related to service-oriented areas are increasing. This variety provides a new identity for İstanbul in terms of architectural design, exterior wall systems, selection of materials and building elements that creates a big potential about performance based architectural researchs. In the study, high-end hotel buildings from İstanbul have been selected. These buildings are reflecting creative architectural visualization and satisfying user comfort requirements.
The methodology consists of the selection of key words, book review, national thesis centers review, international articles / papers with electronic databases review, topic designation, specific books / articles / papers review related to the subject, example selection study, evaluation and proposals for the implementation. 
In the second part of the study, the concept of the exterior wall which constitutes a large part of the building envelope the historical development and classification of the exterior walls are explained. Performance on the exterior walls was examined in 6 headings and the section was finalized. 
In the third chapter, the relationship of environmental sustainability and external wall were analyzed. For this reason, the concept of sustainability and environmental issues are taken under the title. Under this heading, sustainability concept, basic principles, types, environmental sustainability and the process of emergence of environmental assessment are mentioned. Then, the importance of environmental sustainability in the building life cycle and energy use, the energy from the production of materials on the exterior walls (embobied energy), the effect of the external walls on the usage process expenditure (operational energy) and finally the evaluation of environmental sustainability on the exterior walls were explained.
Assessing environmental sustainability is a comprehensive issue. One of the method of assessing environmental sustainability is LCA (Life Cycle Assessment). LCA addresses the environmental aspects and potential environmental impacts (e.g. use of resources and environmental consequences of releases) throughout a product's life cycle from raw material acquisition through production, use, end-of-life treatment, recycling and final disposal (i.e. cradle-to-grave). Lifecycle emissions resulting from buildings consist of two components: operational and embodied emissions. A great deal of effort has been put into reducing operational energy as it is assumed that it is higher than embodied energy. However, studies have revealed the growing significance of embodied emissions on buildings but its importance is often underestimated in lifecycle emissions analysis. Therefore, this paper has been considered appropriate to evaluate environmental sustainability in the context of operational and embodied energy on the external walls of different hotel buildings.
In the case study section which constitutes the fourth part of the study, firstly the purpose and method are given, then the information obtained from the architecture offices of the 5 hotels selected from Istanbul and the exterior wall details are presented, the u value of the external wall details, the annual heating energy and the amount of CO2 resulting and the embedded carbon dioxide amounts were calculated. 
In the evaluation section, data obtained from the field study were obtained, inferences were made, and the operational and buried carbon dioxide amounts of the exterior wall details and details of the hotels were compared. In the conclusion section, the study was finalized by introducing some suggestions to the designers in addition to the inferences resulting from the evaluation of the hotels in the previous section and by providing some information that can be taken as reference.