Gezilemeyen teras çatılardaki su yalıtımı uygulamalarının üretim ve yapım süreci çevresel etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of the production and construction processes environmental impacts of different waterproofing applications in non-walkable flat roof
Yazar: ŞEYMA LEVENT
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, 2019
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Günümüzde inşaat faaliyetlerine bağlı olarak enerjilerin ve doğal kaynakların sektör içerisindeki tüketimleri de artmaktadır. Bir binanın yaşam döngüsü boyunca söz konusu tüketimin azaltılması çevre dostu, ekonomik, enerji ve kaynak etkin tasarımlar gerçekleştirilmesi ile mümkün olacaktır. 
Türkiye'de binalarda su yalıtımı yapılması zorunlu hale gelmiştir ve su yalıtımı uygulamaları malzemenin üretim ve yapım süreci boyunca enerji tüketimine sebep olan uygulamalardandır. Her yıl su yalıtım malzemelerinin tonlarla ifade edilecek miktarlarda üretimi yapılması ve binalarda uygulaması gerçekleştirildiği dikkate alındığında; malzeme seçimi sırasında yaşam dönemleri boyunca gösterdikleri fiziksel, kimyasal vb. performans özelliklerinin yanı sıra çevresel ve ekonomik açılardan uygunluklarının da değerlendirilmesi gerekmektedir. Tezin amacı; gezilemeyen teras çatılarda uygulanan serme ve sürme tip su yalıtım malzemelerinin üretim ve yapım süreçlerindeki çevresel etkilerinin, yaşam döngüsü yaklaşımı ile değerlendirilmesidir. 
Tez çalışması, üç aşamadan oluşmaktadır: 
İlk aşaması; su yalıtımı ve uygulamaları ile ilgili kaynakların, yönetmeliklerin, standartların ve malzeme üretimi yapan firma kataloglarının incelenmesi, uygulamaların sahada gözlenmesi ve firma yetkilileri ile görüşülmesi sonucu elde edilen bilginin gözden geçirilmesidir. Elde edilen bu bilgiler doğrultusunda, çalışmada üretim ve yapım süreci çevresel etkisini değerlendirmek üzere Türkiye'de betonarme binaların teras çatılarında sıklıkla uygulanmaları nedeniyle polimer bitüm esaslı su yalıtım örtüsü, PVC esaslı su yalıtım örtüsü ve bitüm esaslı sürme tip su yalıtım malzemesi seçilmiştir. Bu malzemelerle gerçekleştirilecek uygulamalar ise klasik teras çatıda polimer bitüm esaslı su yalıtım örtüsü, ters teras çatıda polimer bitüm esaslı su yalıtım örtüsü, ters teras çatıda bitüm esaslı sürme tip su yalıtım malzemesi, klasik teras çatıda PVC esaslı su yalıtım örtüsü, ters teras çatıda PVC esaslı su yalıtım örtüsü, klasik teras çatıda mekanik yöntemle sabitlenen PVC esaslı su yalıtım örtüsü ile yapılan uygulamalar olarak belirlenmiştir. 
İkinci aşaması; çevresel değerlendirme yöntemlerinden Yaşam Döngüsü Değerlendirme (YDD) Yönteminin tarihsel gelişiminin ve aşamalarının kitap, e-kitap, standartlar ve ilgili yönetmelikler kapsamında incelenmesidir. Seçilen su yalıtımı uygulamalarının üretim ve yapım süreçleri çevresel etkilerinin analizleri için, YDD yöntemi esas alınarak tasarlanmış SimaPro benzetim programının kullanılmasına karar verilmiştir. 
Üçüncü aşaması, ilk aşamadan elde edilen veriler ile belirlenen 6 farklı su yalıtımı uygulamasına ait üretim ve yapım süreci verilerinin, SimaPro benzetim programı ile çevresel etkilerinin analiz edilmesi ve değerlendirilmesidir. Uygulamalara ilişkin üretim süreci verileri, üretici firmalardan sağlanamadığı için benzetim programı içerisinde bulunan Ecoinvent veri tabanından yararlanılmıştır. Yapım süreci verileri ise; polimer bitüm esaslı su yalıtımı örtüsünün uygulaması ile PVC esaslı su yalıtımı örtüsünün saha ortamında gözlemlenmesi sonucu elde edilmiştir. Bitüm esaslı sürme tip su yalıtımı uygulaması için veriler sahada gözlemi yapılamadığından, firma kataloglarından ve firmalara ait uygulamaların görüntülerinden edinilmiştir. Analiz sonuçları; uygulamaların üretim, yapım, üretim ve yapım süreçleri toplam etkileri; orta ve son nokta etki kategorileri esas alınarak değerlendirilmiştir. 
Değerlendirme sonuçlarına göre: 
Üretim süreci için en fazla çevresel etkiye sahip olan uygulama; klasik teras çatı sisteminde mekanik yöntemle sabitlenen PVC esaslı su yalıtım örtüsü ile yapılan su yalıtımıdır. En az çevresel etkiye sahip olan uygulama ise ters teras çatı sisteminde uygulanan bitüm esaslı sürme tip su yalıtımıdır. Uygulamaların yapım süreçlerinde en yüksek çevresel etkiye sahip olan uygulama klasik teras çatı sisteminde polimer bitümlü örtü ile yapılan su yalıtımıdır. En az çevresel etkiye sahip olan uygulama ise klasik çatıda mekanik olarak sabitlenen PVC esaslı su yalıtımıdır. Uygulamaların toplam çevresel etkileri karşılaştırıldığında; en yüksek etkiye sahip olan uygulama klasik teras çatı sisteminde mekanik yöntemle sabitlenen PVC esaslı su yalıtım örtüsü ile yapılan su yalıtımıdır. En az çevresel etkiye sahip uygulama, ters teras çatıda bitüm esaslı sürme tip su yalıtımıdır.
Üretim süreci çevresel etkisi açısından en fazla değere sahip olan orta nokta etki kategorileri; sıralama her bir uygulamada değişmekle birlikte yenilenemeyen enerji, zehirlilik-insan sağlığı (kanser dışı), küresel ısınma, solunum yolu inorganik etkileri ve zehirlilik- insan sağlığı (kanser) kategorileridir. En az çevresel etkiye neden olan orta nokta etki kategorisi ise mineral çıkarımıdır. Yapım süreci çevresel etkisi açısından en fazla değere sahip olan orta nokta etki kategorileri; Solunum yolu inorganik etkileri, yenilenemeyen enerji ve küresel ısınmadır. En az çevresel etkiye neden olan orta nokta etki kategorisi ise ozon tabakası tüketimidir. Toplam çevresel etkiler açısından en fazla değere sahip olan orta nokta etki kategorileri; sıralama her bir uygulamada değişmekle birlikte yenilenemeyen enerji, zehirlilik-insan sağlığı (kanser dışı), küresel ısınma, solunum yolu inorganik etkileri ve zehirlilik- insan sağlığı (kanser) kategorileridir. En az çevresel etkiye neden olan orta nokta etki kategorisi ise mineral çıkarımıdır. 
Üretim ve yapım süreçlerine ilişkin son nokta etkileri ayrı ayrı incelendiğinde; her iki süreçte de çevresel etkilerin en fazla değere sahip olduğu kategoriler insan sağlığı, kaynaklar ve iklim değişikliği; en az etkiye sahip olan kategori ise ekosistem kalitesidir.
Tezde, su yalıtımı uygulamalarının üretim ve yapım süreçlerine ait çevresel etkiler değerlendirilmiştir. Söz konusu uygulamaların, sadece üretim ve yapım sürecinin değil, tüm yaşam dönemi boyunca verdiği çevresel etkilerinin de ileride yapılacak farklı tez çalışmaları veya diğer akademik araştırmalar ile incelenmesi, çevresel etki değerlendirmesi açısından daha bütüncül ve gerçekçi sonuçlar verecektir. Çalışmadan elde edilen sonuçlar, su yalıtımı uygulaması yapan mimarlar, mühendisler için malzeme tercihlerinde çevresel etkiyi dikkate alan seçimler yapmalarına yardımcı olacaktır. Ayrıca su yalıtımı uygulamalarının çevresel açıdan değerlendirileceği çalışmalar için rehber niteliği taşımaktadır.

Abstract:
Today the consumption of energy and natural resources increases depending on construction works. Reducing the amount of consumed energy and natural resources is an important topic. Waterproofing application, which became compulsory in Turkey, is one of the factors that affect the energy consumption with its production and construction. Each year tons of waterproofing materials are produced and applied on buildings. Besides the performance of waterproofing materials against water and moisture, it is required to assess their environmental impacts. The aim of this thesis is to evaluate the environmental impacts of the felt and liquid-applied waterproofing materials' applications in buildings' non-walkable flat roofs by life cycle assessment approach. The production and construction processes of the selected waterproofing systems are taken into account for the evaluation of their environmental effects.
The thesis study consisted of three stages. 
The first stage was the review of the knowledge on waterproofing materials/applications by reference to data acquired from the literature review, the analysis of related regulations and standards, the examination of web sites of manufacturing firms and their product catalogs, the observation of field applications, and interviewing with company executives. In line with the obtained data, to investigate their production and construction processes environmental impacts, mainly three waterproofing types were selected; polymer modified bitumen based waterproofing membrane, PVC single-ply roofing membrane and bitumen based liquid-applied waterproofing materials. The applications using these materials were determined as polymer modified bitumen based waterproofing felt application in non-walkable conventional flat roof system, polymer modified bitumen based waterproofing felt application in non-walkable inverted flat roof system, bitumen based liquid-applied in non-walkable inverted flat roof system, PVC single ply-roofing application in non-walkable conventional flat roof system, PVC single ply-roofing application in non-walkable inverted flat roof system and mechanically fastened PVC single ply-roofing application in non-walkable conventional flat roof system of reinforced concrete buildings. 
The second stage was the examination of life cycle assessment method, one of the impact assessment methodologies, in the scope of its historical development, related literature and regulations. SimaPro, which is one of the well-known simulation programs using the life cycle assessment method for the analysis of the environmental impacts, was selected at this stage to be used in the evaluation of selected waterproofing applications. 
The third stage of the study was the analysis of the environmental impacts of six different waterproofing applications selected by the data obtained from the first stage via SimaPro simulation tool. 
The results of the analyses were assessed based on the midpoint and endpoint environmental impact categories and considering the impacts of production and construction processes of the applications separately and in total.
According to the assessments:
When the environmental impacts of waterproofing applications are compared, it is found that mechanically fastened PVC single ply-roofing applied in the conventional flat roof system has the highest amount of environmental impacts during the production process. The application with the least environmental impact is bitumen based liquid waterproofing type on the inverted terrace roof. Amongst the waterproofing applications, polymer modified bitumen waterproofing system in the conventional flat roof has the highest environmental impacts during the construction process; mechanically fastened PVC single ply-roofing applied in the conventional flat roof system has the lowest environmental impacts during the construction process. When the total environmental impacts of the applications are compared; mechanically fastened PVC single ply-roofing in the conventional flat roof system has the highest environmental impacts during the total processes. The application with the least environmental impact is the bitumen based liquid waterproofing type on the inverted terrace roof during the total processes.
During the production process, the most influential midpoint categories, ranking varies in each, are non-renewable energy, human toxicity (non-carcinogenic), global warming, respiratory inorganics effects  and human toxicity (carcinogenic). Bitumen based liquid-applied in non-walkable inverted flat roof system has the lowest environmental impacts. The lowest midpoint category is mineral extraction in the production process. When the environmental impacts of the construction process are compared, it is found that respiratory inorganics effects, non-renewable energy and global warming have the highest environmental impacts. The lowest midpoint impact category is ozone layer depletion in the production process. During the total processes, the most influential midpoint categories, ranking varies in each, are non-renewable energy, human toxicity (non-carcinogenic), global warming, respiratory inorganics effects and human toxicity (carcinogenic). The lowest midpoint impact category is mineral extraction in the total processes.  
When the endpoint effects related to the production and construction processes are examined separately; the categories in which environmental impacts have the highest value in both processes are human health, resources and climate change; the category with the least impact is ecosystem quality.
In the scope of the thesis, the environmental impact of production and construction processes are analyzed. SimaPro simulation tool is used for the evaluation of data. Whereas the production data of waterproofing materials could not be provided from manufacturing firms, the database of Ecoinvent is used which is inside the simulation tool. It is required to do more practice on the analysis of environmental impacts in Turkey.