Yeşil çatı sistemlerinin su ve enerji dengesi açısından değerlendirilmesi: İstanbul örneği
Evaluation of the green roof systems in terms of water and energy balance: a case study in Istanbul
Yazar: MERT EKŞİ
Danışman: PROF. DR. ADNAN UZUN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı / Peyzaj Mimarlığı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Peyzaj Mimarlığı = Landscape Architecture
Dizin: Enerji dengesi = Energy balance ; Peyzaj mimarlığı = Landscape architecture ; Yüzeysel drenaj = Surface drainage ; Çatı bahçesi = Roof garden ; İstanbul = Istanbul

Özet:
?Yeşil Çatı? kavramı ilk olarak 1800'lü yıllarda İskandinavya'daki yapılarda ısı yalıtımı yapılması amacıyla ortaya çıkmıştır. Binaların üzerinde tesis edilen yeşil çatıları İskandinavya'daki insanlar yoğun olarak kullanmış ve bu yaklaşım Kuzey Avrupa'da da yayılmıştır.Modern yeşil çatı sistemleri günümüzden yaklaşık 60 yıl kadar önce yapılar üzerinde kullanılmaya başlanmıştır. Kentlerde her geçen gün oluşan yoğun kullanımlar ve kaybolan yeşil alanlar sonucu, yeşil çatıların önemi artmaktadır. Yeşil çatılar, genellikle küçük boylu bitkiler ya da yer örtücülerden, sığ yetişme ortamlarından, geri dönüştürülmüş malzemelerden elde edilmiş hafif yapı malzemelerinden oluşmaktadır. Bu sayede, yeşil çatılar fazla bakım gerektirmeyen, kurulumu kolay olan ve üzerinde bulunduğu binaya fazla ağırlık getirmeyen yapılardır. Yeşil çatılar, özellikle binalarda ısı yalıtımı, soğutma ve ısıtma giderlerinin düşürülmesi, enerji tasarrufu, şehirlerde aşırı sıcaklık etkilerinin azaltılması, yüzeysel akış kontrolü, suyun yeniden kullanılması ve şehrin kanalizasyon sistemindeki yükün azaltılması amacıyla kullanılmaktadırlar.Bu çalışmanın amacı, farklı iklim şartlarına sahip olan ülkemizde, örnek bir yeşil çatı kurularak, yapılan ölçümler yardımıyla, özellikle Marmara Bölgesi'ne hitap edecek koşullarda, yeşil çatıların ısı yalıtımı, su tutma kabiliyetleri, bitkilerin büyüme durumu, rüzgar etkileri, üzerinde bulundukları bina ile olan ilişkileri, yaban hayatına olan etkileri ve dolayısıyla bu sayede şehre getirecekleri katkıların belirlenmesi açısından bu çalışma önem taşımaktadır.Çalışma kapsamında öncelikle yeşil çatı sistemlerinin dünyadaki güncel durumu ve bu konuyla ilgili yapılan çalışmalar araştırılmıştır. Yapılan ön denemeler yardımıyla bitki türlerinin seçimi gerçekleştirilmiş ve Sedum türlerinin yeşil çatı sistemlerine uygunluğu belirlenmiştir. Çalışma kapsamında, detaylı araştırmaların yapılabilmesi için bir araştırma alanı tesis edilmiştir. Araştırma alanında, çeşitli ölçüm ekipmanları ile yeşil çatı sistemlerinin İstanbul şartlarında su ve enerji dengesi açısından değerlendirmesi yapılmıştır. Bu sayede İstanbul şartlarındaki bir yeşil çatının sürekliliği, kente ve üzerinde bulunduğu yapıya getirdiği faydalar tespit edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında, ortaya çıkan veriler temel alınarak İstanbul ölçeğinde değerlendirilmiştir.Çalışma sırasında yapılan ölçümler yeşil çatı sisteminin yüzeyinde oluşan sıcaklık değişiminin referans çatıya göre daha hızlı olduğunu ancak yüzeyde oluşan bu değişimin yeşil çatı sistemi tarafından %79 oranında azaltılabildiğini ortaya koymaktadır. Aynı zamanda yeşil çatı sistemi çatı yüzeyine gelen yağışın yüzeysel akışa dönüşmesini 23 saate kadar geciktirebilmekte ve %12,8 - %100 oranında engelleyebilmektedir.

Abstract:
Green Roof concept initially arrived aiming to be used for the heat insulation of the houses in Scandinavia in 1800?s. People, who had lived in Scandinavia, used the green roofs on their houses for this purpose and this approach had spread in North Europe.Modern green roofs have been used for nearly 60 years on modern buildings. As a result of intensive usage and lost green areas in the cities, the importance of green roofs has increased. Green roofs usually consist of small plants or ground covering plants, shallow growing medium, light-weight materials which are produced from recycled materials. Therefore, green roofs have low maintenance needs, easy installation opportunities and also they don?t bring too much weight to the building below. Green roofs are used for heat insulation on the buildings, reducing the energy costs of cooling and heating, stormwater run-off control, reducing the urban heat island effect and waste water management.Aim of this study is to investigate the constructional properties of a typical extensive green roof and its relation with the environment in climate conditions of Istanbul through comparative field measurements in research station. Thus, performance of green roofs will be measured with this study. For our country which has different climate conditions, especially in Marmara Region, this study has an importance to determine some of the properties of the green roofs like heat insulation, water retention abilities, growing speed of the plants, wind effects, relations with the building, effects to biodiversity and by this way benefits that they bring to the city.In this study, actual status of the green roofs and academic studies related with this subject was investigated. With the initial experiments, plant species were detected and suitability of Sedum species for the green roofs were determined. A research station was established to perform detailed analysis. With this study, evaluation of a green roof system was performed in terms of water and energy balance. Sustainability of a green roof in Istanbul climate and its benefits to the building were determined.Measurements during study period show that, temperature fluctuations on the green roof surface were higher than reference roof due to rapid warming-cooling cycle of the roof surface. However, impacts of extreme temperature fluctuations on the surface of the green roof to the building envelope were reduced by the green roof system by 79%. Green roof system delayed the runoff between 1 to 23 hours in several rain events. In addition, green roof prevented the runoff between 12,8% and 100%.