Metro istasyonlarında kullanılan kaplama malzemelerinin, üretim ve kullanım süreci çevresel etkilerinin değerlendirilmesi: Çırçır İstasyonu örneği
Evaluation of environmental impacts of finishing materials used in metro stations, based on production and use process energy: The case of Çırçır Station
Yazar: NURCAN KALKAN
Danışman: DOÇ. DR. İKBAL ÇETİNER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Çevre kirliliği ve küresel ısınma sonucu ortaya çıkan iklim değişiklikleri, azalan hammadde ve enerji kaynakları, nüfus artışına paralel artan enerji ihtiyacı gibi etkenlerin bir araya gelmesi, tüm sektörleri enerji ve çevre konularında araştırma yapmaya yöneltmiştir. Yapı sektörü paydaşları, özellikle malzeme ve inşaat sektöründen firmalar, akademik çevreler ve yerel yönetimler, harcanan enerjinin azaltılması, çevresel etkiler ve sera gazı salımlarının azaltılması amacıyla çalışmalar yapmaktadır.
Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD), yapı ürün ve malzemelerinin veya binaların, yaşam döngülerinde sebep oldukları çevresel etkilerin değerlendirilmesi amacıyla geliştirilmiş ve günümüzde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. 
Sürdürülebilir tasarım yaklaşımının, Dünyadaki ulaşım ve özellikle metro sistemleri ile ilgili çalışan kamu ve özel sektör kuruluşlarının gündemine girmesi ile, istasyonlarda eco-etiketli malzemelerin kullanımı ve istasyon yapılarına yeşil bina sertifikalarının alınmaya başlanması gibi gelişmeler ortaya çıkmıştır. Tez kapsamında, metro istasyonlarında kullanılabilecek döşeme, duvar ve tavan kaplama malzeme seçenekleri belirlenmiş ve bu kaplamaların üretim enerjileri kaynaklı çevresel etkileri hesaplanarak en az etkiye sahip kaplamalar saptanmıştır. Bununla birlikte, kaplamalar arasında daha doğru bir kıyaslama yapılabilmesi amacıyla, çalışma kapsamına; kaplamaların üretim enerjilerinin yanı sıra, metro istasyonları için kabul edilen min. 100 yıllık yapı yaşam süresi boyunca gerçekleşeceği varsayılan yenilenme sayıları da dâhil edilmiştir. 
Tez çalışması kapsamına dâhil edilen çevresel etki kategorileri ise, TS EN 15804+A2 standardına göre çevresel ürün beyanlarında (EPD belgesi) hesaplanması zorunlu olan yedi orta nokta etki kategorisi; küresel ısınma (Global warming- GWP), ozon tabakasının incelmesi (Ozone depletion- ODP), asitlenme (Acidification- AP), ötrofikasyon (Eutrophication- EP), fotokimyasal sis oluşumu (Photochemical ozone creation- POCP), abiotic kaynakların tükenmesi- elemanlar (Depletion of abiotic resources, elements- ADPE), abiotic kaynakların tükenmesi-fosil yakıtlar (Depletion of abiotic resources, fossil fuels- ADPF) dır. 
Tez çalışmasının başlangıcında, çevresel etki değerlendirmesi programlarının kullanılması düşünülmüş olmasına karşın, kaplama malzemelerinin ve tüm alt bileşenlerinin üretim aşamaları ile ilgili firmalardan veri teminindeki sıkıntılar sebebiyle, firmaların ürünleri için bağımsız kuruluşlara hazırlattıkları EPD belgeleri kullanılmıştır. 
EPD belgelerinde yer alan farklı birimlerdeki orta nokta etki kategori değerlerinin ortak bir birime (Pt) getirilmesinin ardından, her kaplama için toplam çevresel etkinin hesaplanabilmesi için, Avrupa'da yaygın olarak kullanılan Impact 2002+ metodunun hesap yöntemi kullanılmıştır. Kıyaslama yapılırken, döşeme, duvar ve tavan kaplamaları kendi aralarında karşılaştırılmıştır. 
İlk olarak 1m2'lik işlevsel birim için yapılan çevresel etki hesaplamaları, daha sonra örnek olarak seçilen Çırçır istasyonunun kaplama metrajları ile çarpılarak, bir metro istasyon yapısı için gerçekleştirilmiştir. 
Metro istasyonlarının büyük ölçekli yapılar olması ve kullanılan malzeme miktarının fazla olması sebebiyle, üretim süreçlerinden kaynaklı çevresel etkileri yüksek olmaktadır. Metro istasyonları üzerine yapılan bu tez çalışması ile, İstanbul'da ya da Türkiye genelinde yapılacak tüm metro istasyon tasarımlarında malzeme kararlarıyla ilgili dikkate alınabilecek somut sonuçlara varılabilmiştir. 
Bu ve benzer çalışmalar sayesinde; ilgili resmi birimlerin kararları şekillendirilerek, aynı projenin çevresel etkisi daha düşük şekilde gerçekleştirilmesi, malzeme seçiminde işlevsellik, dayanım, bakım kolaylığı, maliyet ve estetik gibi özelliklerin yanı sıra çevresel etkilere de dikkat edilmesi sağlanacaktır.
Raylı sistem tasarımı yapanlar ve bu alandaki karar vericilerin, özellikle mimari tasarım ekiplerinin, konu hakkındaki farkındalığı ile çevresel etkisi düşük malzeme tercihleri ve teşvikleri, malzeme üreticilerinin ürünleriyle ilgili çevresel ürün beyanları yayınlamasını ve üretim süreçlerinde iyileştirmeler yapmalarını teşvik edecektir.
Tez çalışmasının bölümleri ve içerikleri özetle;
İkinci bölümde, kent içi ulaşım sisteminin Dünya ve Türkiye özelinde tarihsel gelişiminden bahsedilmesinin ardından, metropollerde ana ulaşım sistemi olarak yaygınlaşan metro sistemlerine değinilmiştir.
Çalışmanın üçüncü bölümünde, sürdürülebilir gelişme kapsamındaki önemli tarihi gelişmelerden ve bu süreçte ortaya çıkan yaşam döngüsü değerlendirmesi (YDD) kavramından bahsedilmiştir. YDD aşamaları, YDD ile ilgili standartlar, veri tabanları, yazılımlar ve metotlar da yine bu bölümde değinilen konular arasındadır. Bu bölümün son kısmında ise, orta ve son nokta çevresel etki kategorilerinden, inşaat sektörü kaynaklı ortaya çıkan çevresel etkilerden ve ürün/ malzemelerin üretim enerjisinden bahsedilmiştir.
Dördüncü bölüm, metro istasyonları özelinde malzeme konusunun işlendiği bölümdür. Metro istasyonlarında kullanılacak malzemelerin performans gerekliliklerinden bahsedilmesinin ardından, döşeme, duvar ve tavan kaplamaları için uygulama örnekleri verilmiştir. Son olarak, ürün/malzemeler için hazırlanan Çevresel Ürün Beyanları (EPD– Environmental Product Declaration) ve bu belgelerin hem inşaat sektöründe ve hem de metro projelerinde yaygınlaşmasında değinilmiştir.
Beşinci bölümün başında, tez kapsamında yapılacak çalışmanın örneklenmesinde kullanılacak olan metro istasyonundan bahsedilmiştir. Seçilen kaplama malzemeleri (döşeme, duvar, tavan) ve yapılacak çevresel etki hesabı için kabullerin neler olduğu sıralanmıştır. Bölümün sonunda ise çevresel etki hesabı ve sonuçları verilerek, kaplama malzemelerinin toplam çevresel etki sonuçları, seçilen Çırçır İstasyonu'na uygulanarak, bir istasyon için ortaya çıkacak toplam çevresel etki hesaplanmıştır.
Altıncı bölüm ise son bölüm olup, çalışmanın sonunda varılan genel tespitler, sonuçlar ve öneriler sıralanmıştır.

Abstract:
Climate changes caused by environmental pollution and global warming, decreasing raw materials and energy resources and increasing energy needs in parallel with the population growth have led all sectors to do scientific research on energy and environmental issues. The stakeholders of the building sector, especially companies from the materials and construction sector, academias and local authorities are working to reduce energy consumption, environmental impacts and greenhouse gas emissions.
Life Cycle Assessment (YDD) is a method that has been developed and used widely today in order to evaluate the environmental effects of building products and materials or buildings, in their life cycle stages.
Developments such as the sustainable design approach become one of the main topic of public and private sector organizations, working on transportation and especially metro systems in the world, the use of eco-labeled materials at the metro station construction, and the start of receiving green building certificates for the metro stations have ensued. Within the scope of this dissertation, flooring, wall and ceiling finishing material alternatives that can be used in metro stations have been determined and the environmental effects of these finishings, due to the production process, have been calculated and then the interior finishings with the least environmental effect have been determined.
In order to make a more accurate comparison between interior finishings, the scope of work is not limited with the first construction of, renewal numbers of finishings are also included during the 100-year building lifetime of metro stations.
The environmental impact categories included in the scope of the dissertation are seven midpoint impact categories that must be calculated in environmental product declarations (EPD document) according to the TS EN 15804 + A2 standard, global warming, ozone layer depletion, acidification, eutrophication, photochemical ozone creation, abiotic depletion for non-fossil resources, abiotic depletion for fossil resources.
Although it is planned to use SimaPro software at the beginning of the dissertation study process, the use of environmental impact assessment software has been abandoned due to the difficulties in obtaining data from the companies, regarding the production stages of the finishing materials and all it's sub-components, instead, EPD documents for products, prepared by the independent companies, have been used. 
The midpoint effect category values in the EPD documents were brought to a same unit value (Pt), the calculation method of the Impact 2002+ LCA method, which is widely used in Europe, was used to calculate the total environmental impact for each interior finishings. While making comparison, floor, wall and suspended ceiling finishings were compared among themselves. 
First the environmental impact calculations for the 1m2 functional unit were calculated, then impacts are multiplied by the finishing quantities of the Çırçır station chosen as an example.
Since the metro stations are large-scale buildings, the amount of used materials is very high. The reduction in the environmental effects of the finishing materials will reach to significant amounts. With this dissertation study on metro stations, tangible results that can be taken into account in material selections at metro station design have been reached. These results can be used in all new station design in Istanbul and throughout Turkey. 
Owing to this and similar Works/dissertations, the decisions of official units related to metro systems can be directed, and the same project will be able to be realized with a lower environmental impact, and the materials can be chosen by considering the environmental effects as well as functionality, strength, ease of maintenance, cost and aesthetics.
By means of such studies on building products and materials, a sustainable and environmentally friendly design approach can be established in the design of metro systems, which are the most important transportation system in metropolitan areas.
The environmental impact assessment study carried out under the scope of this thesis, based on coating materials in metro stations, is the first study conducted in the context of sustainable design in metro stations and will be inspiring and encouraging for new studies to be carried out.
rail system designers', official decision-makers' and especially architectural design teams' awareness on environmental impact reduction, will also encourage the production companies to publish environmental product declarations about their products and to make improvements in their production processes.
Dissertation chapters and summarized contents;
In the second chapter of the dissertation, after the mention of the urban transport systems' historical development in the World and Turkey, it was mentioned about widespreading metro system as the main transport system in metropolitan areas.
In the third chapter of the dissertation, important historical developments in terms of sustainable development and emerging processes of the life cycle assessment notion are mentioned. LCA stages, LCA related standards, databases, software and methods are also among the topics mentioned. In the last part of this chapter, the middle and endpoint environmental impact categories, environmental impacts originated from the construction sector and the embodied energy (production energy) of the product/materials are mentioned.
The fourth chapter is the part where the material usage in the metro stations is handled. After mentioning the performance requirements of materials to be used in metro stations, application examples for flooring, wall and ceiling coverings are given. Finally, Environmental Product Declarations (EPD) prepared for products/materials and the spreading of these documents both in the construction industry and in metro projects are mentioned.
At the beginning of the fifth chapter, the metro station that is used as the case study of the dissertation is explaned and then the selected interior finishing material alternatives (for floor, wall, ceiling) and the assumptions for environmental impact calculations are mentioned. By giving the environmental impact calculation and results at the end of the chapter, the total environmental impact results of the interior finishing materials are applied to the selected Çırçır Station and the total environmental impact that will originated from a metro station is calculated.
In the sixth and last chapter of dissertation, the general findings, conclusions and suggestions reached at the end of the dissertation are listed.