Yapı tasarımında iklim etkilerine karşı kullanılabilecek pasif sistemler ve günümüzde uygulanabilirlikleri
Passive systems for climate resilience in building design and their contemporary feasibility
Yazar: GÖZDE BALCI
Danışman: DOÇ. DR. SAVAŞ EKİNCİ
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilgisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
İnsan yapılı çevrede yaşamını devam ettiren bir canlıdır. İnsan yaşamının büyük çoğunluğunu geçirdiği bu yapılarda konfor koşullarının sağlanması gereklidir. Konfor koşulları sağlanırken pasif ya da aktif iklimlendirme (ısıtma, soğutma ve havalandırma vb) yöntemleri kullanılmaktadır. Diğer yandan dünyamız, insanların ve bu yapıların içinde bulunduğu canlı bir sistemdir. Dünyada çeşitli ihtiyaçlar yenilenebilir veya yenilenemeyen enerji kaynakları kullanılarak karşılanmaktadır. Sanayi devriminden günümüze kadarki zaman diliminde endüstrileşme ve teknolojinin gelişmesi ile beraber enerji tüketimi katlanarak artmış, yenilenemeyen kaynaklar büyük ölçekte azalmış, çevre kirliliği ekolojik sürdürülebilirliği tehdit eder boyutlara gelmiştir. Bu sebeple enerji tüketimini ve çevre kirliliğini azaltmaya yönelik politikalar gündeme gelmiştir. Dünyada enerji tüketiminin %40'ı yapı sektöründe bunun da büyük çoğunluğu çevre koşullarına karşı konfor sağlamak üzere yapıların iklimlendirme sistemlerinde kullanılmaktadır. Yapılarda iklimlendirme ihtiyacı aktif sistemlerle enerji harcanarak karşılanabilirken pasif sistemlerle enerji kullanmaksızın mimari biçimle sürdürülebilir şekilde sağlanmaktadır.  
İklimle uyumlu sürdürülebilir yöntemlerin geleneksel (endüstri öncesi) mimarilerde örnekleri bulunmaktadır. Bu doğrultuda yapılarda enerji tüketimini azaltmaya yönelik bir yaklaşım olarak pasif sistemlerin günümüz yapılarında da kullanılması mümkün müdür sorusu gündemdedir. Bu amaçla bu çalışmada yapılarda enerji tüketimini azaltmaya yönelik yaklaşımlar açıklanmıştır. Sonrasında iklimle uyumlu tasarım yapabilmek için iklim bölgelerine özel tasarım rehberleri oluşturulmuştur. Bu bölüm kentsel ve yapısal ölçekte tasarım kararlarını içermektedir. Daha sonra yapılarda ısıtma-soğutma ve havalandırma sağlayacak yapı elemanı ölçeğinde pasif sistemler güneş ve rüzgardan yararlanma veya korunma durumlarına göre derlenmiştir. Bu pasif sistemlere ait örnekler paylaşılmış ve günümüzde uygulanabilirlikleri yapım maliyeti, bakım işletim maliyeti, yapım maliyetini  karşılama süresi, kullanım ömrünün yapı ömrüne göre durumu, yapı karakteri üzerindeki belirleyicilik durumu (estetik katkısı, görünürlüğü gibi duurmları), farklı işlevlerde kullanılabilirlik durumu, yapı taban alanına etkisi ( TAKS için), yapı  hacmine etkisi (İmar durumundaki TAKS, KAKS ve yükseklik sınırlılıkları için), gömülü enerji miktarı, enerji tüketimine etkisi, mekânsal kurguya etkisi , iklim ve coğrafyaya uyumu, verimlilik/gereklilik durumu ve yapının ihtiyaçlarına çözümü durumlarına göre tablo oluşturularak tartışılmıştır. İklimle uyumlu tasarım yapılırken kullanılabilecek pasif sistem tercih edilirken kullanılabilecek bir referans kaynak oluşturulmak hedeflenmiştir.

Anahtar Kelimeler: İklim, enerji, pasif sistemler, uygulanabilirlik

Abstract:
Humans are living beings who continue their lives within the built environment. Ensuring comfort conditions in these structures, where humans spend the majority of their lives, is essential. Both passive and active climate control methods (heating, cooling, and ventilation, etc.) are used to provide comfort conditions. Meanwhile, our planet, which encompasses humans and these structures, is a living system. Various needs in the world are met using renewable or non-renewable energy sources. Since the industrial revolution, the development of industry and technology has exponentially increased energy consumption, significantly reduced non-renewable resources, and brought environmental pollution to levels that threaten ecological sustainability. Therefore, policies aimed at reducing energy consumption and environmental pollution have become prominent. About 40% of global energy consumption occurs in the building sector, with a significant portion used for climate control systems to ensure comfort against environmental conditions. While the need for climate control in buildings can be met by expending energy through active systems, it can be sustainably achieved with passive systems using architectural forms without energy use.
Examples of climate-compatible sustainable methods are found in traditional (pre-industrial) architectures. Consequently, the question of whether passive systems can be used in modern buildings as an approach to reducing energy consumption has become relevant. In this study, approaches to reducing energy consumption in buildings are explained for this purpose. Subsequently, design guides specific to climate regions are created to enable climate-compatible design. This section includes design decisions at urban and structural scales. Later, passive systems at the building component scale that provide heating, cooling, and ventilation are compiled according to the conditions of utilizing or protecting against the sun and wind. Examples of these passive systems are shared, and their contemporary feasibility is discussed based on construction cost, maintenance and operational cost, payback period of the construction cost, durability relative to the building's lifespan, impact on building character (aesthetic contribution, visibility, etc.), usability for different functions, impact on building footprint (for FAR), impact on building volume (for zoning regulations such as FAR, maximum height restrictions), embedded energy amount, impact on energy consumption, impact on spatial configuration, compatibility with climate and geography, efficiency/necessity, and the ability to meet building needs. A reference source is aimed to be created for choosing passive systems that can be used in climate-compatible design.

Keywords: Climate, energy, passive systems, feasibility