Tarihi binalara ek bina tasarımında yapısal bütünleştirme performansını değerlendirmek için bir model önerisi
Constructional performance integration assessment model for historical building extension design
Yazar: LORY ZAKAR
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM EREN
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Ana Bilim Dalı / Yapı Bilgisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Arayüz tasarımı = Interface design ; Bina tasarımı = Building design ; Kentsel koruma = Urban conservation ; Tarihi koruma = Historic preservation

Özet:
Türkiye'de, tarihi çevrenin sürdürülmesi, tarihi binaların uyarlanarak yeniden kullanımı ve tarihi çevrede yeni yapılaşma ile ilgili karar ve uygulamalarda, koruma ve restorasyon (müdahale miktarı) dengesinin kurulması için gerekli bilimsel, teknik ve teknolojik alt yapının uygulamaya aktarılamaması, lineer tasarım süreci yerine çok disiplinli bütünleşik tasarımın hayata geçirilememesi, estetikten yoksun, tek düze, tarihi binayı taklit etme eğilimi olan, tarihi binayı fiziksel ve/ya anlamsal açıdan zedeleyen yeni yapılar ile tarih çevrenin niteliksizleştirilmesi gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Tarihi çevrede yeni mimarinin, geleceğin kültürel mirası olacağı düşüncesi tüm boyutlarıyla kavranmış ve benimsenmiş durumda değildir.
Bu alana bir katkıda bulunma amacıyla ortaya konan bu çalışma, tarihi binalara getirilen çağdaş ek binaları temel alarak, tarihi bina ve ek bina sistemi arasında estetik, kuramsal ve yapısal bir uyum elde edilmesine yönelik bir değerlendirme modeli ortaya koyar. Çalışmada, tarihi binalara ek yapımında bütünleşiklik elde edebilmek için temel kriterler tanımlanmış, tarihi bina ve ek bina birleşimine yönelik bir tipoloji ortaya konmuş ve AHY aracı kullanılarak, tarihi bina ile ek bina yapısal arayüzü için en uygun çözümün seçilmesine olanak sağlayan bir model geliştirilmiştir.
Korunması gerekli yapılar ve taşıdıkları değerler, uyarlanabilir yeniden kullanım ile ilgili kavramlar, uluslararası tüzüklerde ve Türkiye'de tarihi binalarda yeniden kullanım ve ek yapımı ile ilgili yasal düzenlemeler ve karar verme konuları incelenmiştir. Tarihi binaların sürdürülmesi ve yeniden kullanımı ile ilgili bu kavramların yanı sıra, bütünleştirme kavramı ve Analitik Hiyeraşi Yöntemi (AHY) değerlendirme aracı bu çalışmanın temelini oluşturan unsurlar olarak tanıtılmıştır.
Tarihi bina ile ek bina birleşimi, tarihi binaya ek bina tasarımı ve yapımı olmak üzere iki kısımda açıklanmış ve bu sürecin bütünleştirilmesinde etkin olan kriterler ortaya konmuştur. Tarihi binaya ek bina tasarımının konuma ve mimari kompozisyona göre tasarım imkanları tanıtılarak, bir tarihi bina-ek bina birleşim tipolojisi oluşturulmuştur. Tarihi binaya ek bina yapımında ise mevcut tarihi bina sisteminin analizi, onarımı, güçlendirilmesi ve tarihi binalara ek bina yapımı ile ilgili yapısal sorunlara değinilmiştir. Tarihi binaya ek bina tasarımında bütünleştirme kriterleri, Koruma, Değer, Mimari Kompozisyon ve Yapısal Bütünleştirme ile ilgili kriterler olmak üzere dört ana grupta tanımlanmış ve alt kriterlerle detaylandırılmıştır. 
Tarihi bina ve ek bina birleşimi ile ilgili tipoloji ve bütünleştirme kriterlerinin tanımlanması ile "Tarihi Bina ve Ek Bina Yapısal Bütünleştirme Performansını Değerlendirme Modeli"nin işleyişi açıklanmıştır. Model, kontür ve gabari olarak tanımlanmış bir tarihi bina ve ek bina birleşiminde, tarihi bina ve ek bina yapısal arayüzünün ön tasarım ve/ya ayrıntılı tasarım düzeyinde değerlendirilmesine yarar. Hangi tasarım aşamasında olursa olsun bir birleşim önerisinin modelde değerlendirilmesi, birleşimin ön kısıtlamalara uygunluğunun denetlenmesi ile başlar. 
Tarihi Bina ve Ek Bina Yapısal Bütünleştirme Performansını Değerlendirme Modeli, "Bilgi Toplama", "Değerlendirme Kriterlerinin Belirlenmesi", "Alternatiflerin Oluşturulması ve Olabilir Alternatiflerin Belirlenmesi" ve 	"Değerlendirme ve Uygun Alternatifin Seçimi" olmak üzere dört temel aşama içermektedir. Modelde değerlendirilecek olan ilk tasarım, ön tasarım aşamasında sınanıyor ise en azından kontür, gabari, cephe doluluk-boşluk bölgeleri açısından tanımlanmış olmalıdır. Detaylı tasarım aşamasında gerçekleştirilen bir değerlendirme için modelde sınanacak olan ilk tasarım, malzeme ve konstrüksiyon açısından daha detaylı bir şekilde çözülmüş olmalıdır. Modelde sınanması istenen ilk tasarımın, modelin iki temel ön kısıtlamasına uygun olmak durumundadır. İlk tasarımda ortaya konan tarihi bina ve ek bina birleşimindeki her iki kitle bina olma özelliği taşımalıdır. Tarihi binaya getirilen ek bina hacmi, mevcut yasal kabullerde ortaya konan kitle ve oturum kısıtlamalarını aşmayan durumda olmalıdır.
Modelin ön kısıtlamalarını karşılayarak, modelde değerlendirilebilecek durumda olan ilk tasarım için bilgi toplama aşaması başlatılır. Bilgi  toplama aşamasında, tarihi bina ve ek bina ile ilgili, fiziksel, bölgesel, yasal, sosyal ve çevresel tüm veriler toplanır. "Değerlendirme Kriterlerinin Belirlenmesi" aşamasında. Tarihi bina ve ek bina birleşimini gösteren ilk tasarım çalışmada tanımlanan bütünleştirme kriterlerine göre değerlendirilerek, ilk tasarımın kuramsal, estetik ve yapısal açıdan olumlu ve olumsuz yönleri ortaya konur. Bu yorumlar ışığında değerlendirmede kullanılacak olana ayrıntılı bütünleştirme kriterleri seçilir. Değerlendirme kriterlerinin belirlenmesi ile birlikte "Alternatiflerin Oluşturulması ve Olabilir Alternatiflerin Belirlenmesi" aşamasına geçilir. 
Tarihi bina ile ek bina arayüzünün belirlenmesi, bu arayüz için yapısal alternatiflerin oluşturulması, alternatiflerin yapısal kısıtlamalar açısından incelenip kısıtlamalara uymayanların elenmesi ile "olabilir yapısal arayüz alternatifleri" elde edilmiş olur.  Modelin son aşaması olan "Değerlendirme ve Uygun Alternatifin Seçimi"nde, AHY hiyerarşi tablolarının oluşturulması ve değerlendirmenin gerçekleştirilmesi sonucunda tarihi bina ve ek bina arayüzü için en iyi yapısal alternatif belirlenir. Tarihi bina ve ek bina yapısal bütünleştirme performansını değerlendirme modeli iki farklı uygulama üzerinde denenmiş ve her iki uygulama için en uygun yapısal alternatifler belirlenmiştir.
Türkiye'de tarihi çevrede yeni yapılaşma ile ilgili karar mercii bulunan Koruma Kurulları'na proje sunma aşamasında, bu  çalışmada sunulan modelden yararlanılması, mimara bu süreçte yapılması gerekli disiplinler arası çalışmayı kolaylaştırma, optimize etme ve bilimsel bir temele oturtma imkanı sağlamaktadır. Bu amaçla, mimarlık, mühendislik ve yapım ile ilgili danışmanlık hizmeti veren kişi ve kurumların kullanımına açık olan bu modelin esnek ve kullanım kolaylığı sağlayan yapısı sayesinde rahatlıkla uyarlanabilir, güncellenebilir ve ileriki çalışmalara temel oluşturacak şekilde geliştirilebilir.

Abstract:
Sustainable development strategies for historical environments have become adopted globally and locally in urban development. Turkey is facing problems such as poor decision-making for adaptive reuse of historical buildings and extension design; inability to implement up-to-date conservation science, techniques and technologies; not embracing multi-discipline integrated design processes instead of linear ones; and, negatively impacting urban environments by new additions that disturb existing historical textures. Inability to comprehend and adopt the idea that new architecture in any urban fabric will form the architectural heritage of the future results in poor decision-making and implementation of new architecture in historical contexts.
Concentrating on contemporary extensions and additions to historical buildings, this study presents an assessment model that aims to obtain aesthetic, theoretical and constructional compatibility between an historical building and its new addition. The main criteria for integration of the historical building and the new addition are defined, a combination typology for historical building and addition is produced and, using the AHP (Analytic Hierarchy Process) tool, a model is developed to enable the selection of optimum constructional solutions for historical building and addition interface. 
The study covers the analysis of fundamental concepts of sustainable development of historical environments, integrated design and assessment tools. Fundamental information from the main concepts is synthesized to obtain the main criteria for historical building and addition integration in terms of aesthetics, theory of conservation and building performance. Following the analysis and synthesis processes, the Constructional Performance Integration Assessment Model for Historical Building Extension Design is developed. 
One of the fundamental concepts of the study, sustainable development of historical environments, is examined from the perspectives of values, adaptive re-use, conservation theory and legislation about addition design. Adaptive re-use underlines the importance of understanding and relying on the physical, structural, theoretical adaptability potential of an historical building when making decisions about its re-use. Sustainability of an historical building can be achieved by preserving the building together with its social and historical values, adapting it to a suitable use and managing its utilization in an optimal way. 
The combination of an historical building and a new extension is  analysed in two chapters on extension design and construction. Criteria affecting the integration of an historical building and a new extension combining process are defined. Extension design is expressed in possibility sets of location and architectural composition. A typology for historical building and extension combination is developed using aspects of location and integration level for the merging process of two buildings. The extension construction chapter comprises three sub-sections: analysis of existing historical building systems, repair and consolidation of existing historical building systems and constructional problems related to building extensions onto historical buildings. Integration criteria in extension design for historical buildings are defined in four main groups, "Conservation", "Social and Historical Values", "Architectural Composition" and "Building Integration". These main criteria aim to cover theoretical, constructional, aesthetic, legal etc. aspects of extension design.  
Integration criteria for an historical building and a new extension combination create a synthesis based on all aspects of extension design. However, beginning and evaluating within this framework, this study focuses on the structural interface between two buildings. An assessment model is devised to evaluate the structural interface between the historical building and the new extension and to produce an optimal constructional solution according to related evaluation criteria. 
The assessment model developed within this study, constructional performance integration assessment model for historical building extension design, can be used both in preliminary design and detailed design phases. A design draft that will be evaluated in the model, referred as "the initial design", should be at least defined in contour and height if the evaluation is done in the preliminary design phase.  A more detailed initial design can be the input of the model, if the model is run in the detailed design phase. 
The constructional performance integration assessment model for historical building extension design consists of four phases: Data collection, determination of evaluation criteria, production of alternatives and determination of possible alternatives, assessment and selection of the most suitable alternative. An initial design should match the preliminary constraints of the model. Both the historical building and the new addition part of the combination should exhibit characteristics of a single building itself. Also, the initial design should not exceed the plot and height limitations stated by relevant legislation regarding new architecture in historical environments.  
The evaluation process of the model begins with the data collection phase, in which all physical, social, constructional, legal, environmental, etc., information on the initial design is gathered. After the completion of data collection, the evaluation criteria are determined in two steps: Preliminary evaluation according to the integration criteria and selection of circumstantial integration criteria. The first step, "Determination of evaluation criteria", the preliminary evaluation according to the integration criteria reveals the advantages and disadvantages of the initial design. Provided with a profile of the strengths, weaknesses and potentials of the initial design, general and circumstantial integration criteria are selected to be used in AHP evaluation. The determination of evaluation criteria leads to the next step, the production of constructional alternatives for the initial design. 
In the third phase of the model, the structural interface between the historical building and the new addition is determined. Constructional alternatives to the interface in initial design are created with the help of material, constructional and structural variations. These constructional variations are evaluated according to stated constructional constraints and finally, variations fulfilling the constraints are determined as possible alternatives. Constructional constraints acting on the variations here correspond to all legal limitations on materials, construction and building systems, matching with the initial design to a detailing extent and remaining within an acceptable degree of change in terms of constructional gauge. The generation of possible interface alternatives leads to the assessment phase of the model. In this final phase, hierarchies based on AHP are built, alternatives are evaluated by decision-makers and the most favourable alternative is presented by the model. The final part of this study demonstrates two different case studies of the constructional performance integration assessment model for historical building extension design.
The model is designed for architects to use in decision-making for the process of implementing new architecture in historical environments. The present functioning of Heritage Conservation Boards in Turkey creates a chaotic atmosphere for both architects who are preparing extension projects and other parties needed for implementation. Architects without a background in conservation are generally not equipped to deal with the challenges of working with historical buildings. Engineers and other consultants usually become involved with the project after the approval of HCBs, which require revisions on the approved project, resulting in another approval process. Considering the rarity of communication opportunities between architects and the HCB and the ambiguity of the capability of parties to blend all criteria affecting the extension design process, negotiations between parties and approval of a project by an HCB can take a very long time, usually around a year per project. Given that the problems are mainly caused by the lack of an integrated design process with defined integration criteria, this model is offered as a tool to catalyze the preparation period for an architect who is presenting a historical building extension project to the HCB. Providing defined criteria to organize integration between an historical building and a new extension the model can both facilitate interdisciplinary work and expedite the HCB process. This model can be used by firms on projects that require expertise from disciplines and is therefore suitable for use by architectural, engineering and consulting companies. Owing to the user-friendly and flexible nature of this model, it can be easily adapted and improved for future studies.