BIM ortamında bina yangın emniyet önlemlerinin incelenmesi
Investigation of building fire safety measures in BIM environment
Yazar: ŞAFAK BEŞİROĞLU
Danışman: DOÇ. DR. NURİ SERTESER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Çevre Kontrolü ve Yapı Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Bilgisayar destekli modelleme = Computer aided modelling ; Yangın güvenliği = Fire safety ; Yapı bilgi modellemesi = Building information modeling

Özet:
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte kullanımı giderek yaygınlaşan BIM kavramı, 'Building Information Modelling' yani Bina veya Yapı Bilgi Modelleme olarak dilimize çevrilebilir. Birden fazla çalışma alanında verimlilik sağlayan BIM'i gün geçtikçe artan beklentileri karşılamak amacıyla başka disiplinler de kendi süreçlerine dahil etmeye çalışmaktadır. BIM'in hala belirli bir tanımı olmadığından, ne olduğu ve nasıl kullanılabileceği hakkında fikirler farklılık göstermektedir. Bu durum BIM'in potansiyel faydalarını ifade etmeyi zorlaştırmaktadır. BIM, bir yapının tüm özelliklerinin dijital temsilidir; başlangıcından itibaren yaşam döngüsü boyunca karar vermek için paylaşımlı bir bilgi kaynağıdır.
Bu tezin amacı, BIM ortamında yangından koruma konusundaki mevcut durumu incelemek ve kullanılabilirliğini sınamak, BIM ortamında binalarda pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerine ilişkin kriterleri uygulayabilmek için geçen süreçleri ve yöntemleri değerlendirmektir.
Bu çalışmada, mimari projeler için yaygın kullanılan BIM platformlarından biri olan Autodesk Revit yazılımı kullanarak projelenen bir ofis binası üzerinde yangın emniyetiyle ilgili Amerika ve İspanya ülkelerinde geliştirilen yangın emniyeti alanında kullanılan CYPEFIRE Design ve FINEFIRE yazılımları yardımıyla BIM ortamında bu alanda kullanılan yazılımların kullanılabilirliği değerlendirilmektedir. Daha önce yapılan çalışmalar, BIM'in bu alanda sağladığı olanaklar ve eksiklikleri kavramak için ulusal ve uluslararası mevcut bilgi durumu tez kapsamında incelenmiştir. 
Yazılım seçimi yaparken; BIM ortamında yangın emniyet önlemleri ile ilgili kriterleri tasarlama ve denetleme imkanı sağlayan, aynı zamanda BIM'in diğer platformlarıyla bilgi paylaşımı olan ve kullanım kolaylığı sağlayan tasarımcı odaklı uygulamalar tercih edilmiştir. Bunlar mimari proje süreçlerinde oldukça kullanımı olan Autodesk Revit (Amerika) ve yangın emniyeti alanında farklı ülkelerde kullanımı olan CYPEFIRE Design (İspanya) ve FINEFIRE (Amerika) yazılımlardır. Değerlendirilen yazılım sayısında, yazılımların lisanslarına erişim sınırlayıcı olmuştur. 
BIM sistemi kullanılarak yürütülen projeler, disiplinler arası koordinasyon gerektirir. Tez kapsamında uygulanan model, mimari model ve yazılımlar yardımıyla oluşturulan pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerini içeren yangın emniyet modelleri olmak üzere iki aşamadan oluşmaktadır. Yangın emniyet önlemlerini içeren kriterler ülkemizde yürürlükte olan Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik (BYKHY) başta olmak üzere ilgili standartlarda yer alan maddelerden üretilmiştir.
Yazılımların olanakları çerçevesinde oluşturulan yangın emniyeti modelleri üzerinde analizler yapılmış, belirlenen pasif ve aktif yangın emniyet önlemleri kriterlerini ne kadar karşıladığı kontrol edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda yönetmelik ve standartlara uygunluk değerlendirmesi bir ofis binasının sağlaması gereken pasif ve aktif toplamda 25 adet yangın emniyet önlemi kapsamında yapılmıştır. Belirlenen 25 kriter, başta BYKHY olmak üzere, ilgili standartlarda yer alan maddelerden türetilmiştir. Pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerine ilişkin değerlendirilen 25 kriter, yönetmelik ve bahsedilen standartlardaki bir binanın karşılaması gereken temel özelliklerin önem derecesine göre belirlenmiştir. Yangın emniyetini sağlamak için seçilen 25 kriter yazılımların kontrol edebileceği düzeyde sınırlandırılmıştır. Belirlenen 25 kriterden 12'si pasif yangın emniyet önlemlerinden, 13'ü aktif yangın emniyet önlemlerinden oluşmaktadır. Pasif yangın emniyet önlemleri çerçevesinde 12 kriterden CYPEFIRE Design yazılımı 7'sini, FINEFIRE yazılımı 1'ini yazılımların olanakları kapsamında denetleyebilir durumdadır. Bu rakamlar da yüzdelik olarak CYPEFIRE Design yazılımı için %58, FINEFIRE yazılımı için %0.8 karşılanmaktadır. Aktif yangın emniyet önlemleri çerçevesinde ise belirlenen 13 kriterden CYPEFIRE Design yazılımı 6'sını, FINEFIRE yazılımı 9'unu yazılımların olanakları kapsamında denetleyebilir ve düzenleyebilir bir konumdadır. Yüzdesel karşılıkları CYPEFIRE Design yazılımı için %46, FINEFIRE yazılımı için %69 olarak hesaplanmaktadır. Toplamda çalışma kapsamında ele alınan 25 adet yangın emniyet önlemi çerçevesinde değerlendirildiğinde CYPEFIRE Design yazılımı 13 yani %52, FINEFIRE yazılımı 10 yani %40 oranında yönetmelik ve standartlara göre uygunluk kontrolü sağlamaktadır. Bu analizlere göre CYPEFIRE Design yazılımı pasif, FINEFIRE yazılımı ise aktif emniyet önlemlerine ilişkin kriterleri daha büyük oranda karşıladığı sonucuna ulaşılmıştır.
BIM yazılımlarının kullanılmaya uygunluğunu değerlendirmek için "kullanılabilirlik" parametreleri belirlenmiştir. Özellikler belirlenirken, Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) standartlarından biri olan EN ISO 9241-11 başta olmak üzere bu konuda daha önce yapılmış çalışmalar referans alınmıştır. Bu çalışmada kullanılabilirlik beş özellik ile ilişkilendirilmiştir. Bunlar; öğrenilebilirlik, verimlilik, akılda kalıcılık, hatalar, memnuniyettir. Elde edilen yazılım çıktıları ve yangın emniyeti modelleri çalışma kapsamında belirlenen BIM yazılımlarının kullanılabilirlik parametrelerine göre değerlendirilmiştir. Belirlenen kullanılabilirlik parametrelerine göre verimlilik ve hatalar değerlendirmesinde CYPEFIRE Design yazılımı, öğrenilebilirlik ve akılda kalıcılık değerlendirmesinde FINEFIRE yazılımı daha önde yer almaktadır. Değerlendirme sonucuna göre her iki yazılım da birbirinden farklı olarak belirli başlıklarda daha fazla avantaj oluşturmaktadır. Memnuniyet kriterleri ise her iki yazılımda da ortak olarak kabul edilebilir düzeydedir.
Sonuç olarak, CYPEFIRE ve FINEFIRE gibi bilgisayar destekli BIM yazılımları ile tasarımın ilk aşamalarından itibaren projenin mimariyle birlikte yangın emniyeti ekseninde ele alınması, tasarım sürecinde doğru kararlar verilmesini destekleyecektir. Pasif ve aktif yangın emniyet önlemlerinin tüm binaya etkisini analiz edebilen bu yazılımlar ile elde edilen veriler doğrultusunda alınacak kararların, yangın emniyeti tasarlama sürecini daha etkili bir şekilde yönetilmesini desteklediği açıktır. Bu nedenle, BIM ortamında yangın emniyeti üzerine yapılan literatür taraması ve yangın emniyeti sağlayan BIM yazılımları aracılığıyla yapılan analizlere dayanarak, yangın emniyet önlemlerinin BIM'in doğal bir parçası olabileceği yönündedir. Yazılımların binalar için gerekli kontrolleri sağlayabilecek olanakları olsa bile, düzenlemelerin ve kontrollerin proje ekibinde yer alan bir yangından korunma uzmanı tarafından yürütülmesi ve denetlenmesi gerekmektedir. Konuyla ilgili ileriye dönük olarak yapılacak çalışmalar, bu alanda kullanılan yazılımların eksiklerinin analiz edilerek bunların giderilebildiği uluslararası veya yerel yazılımların üretilmesine destek olmalıdır.

Abstract:
Computer-aided design tools, which entered our lives with the development of technology, continued to improve themselves to meet the ever-increasing expectations. This process, which started in two dimensions, has undergone great changes until today. BIM, which has become increasingly popular in recent years, is a term that includes many concepts. The concept of BIM can be translated into our language as 'Building Information Modeling'. Other disciplines are trying to incorporate BIM, which provides efficiency in more than one work area, into their processes to meet the increasing expectations. As BIM still has no specific definition, opinions differ about what it is and how it can be used. This makes it difficult to articulate the potential benefits of BIM.
BIM is the digital representation of all the features of a structure, a shared source of information for decision making throughout its lifecycle from its inception. This system, which is open to the communication of all relevant actors, has the potential to increase efficiency and shorten the process with the digital information it shares compared to traditional methods. With the realization of this potential, demand for software has emerged not only in architecture and engineering disciplines but also in different disciplines to solve their specific problems. Over time, experts working in this field have started to include BIM in their production processes due to the benefits it provides. Compared to other disciplines, BIM interaction was insufficient in the field of fire safety.
As a rapidly gaining popularity, BIM is being studied by many construction professionals who question its potential benefits in their projects. Although it is a new concept, BIM technologies are rapidly being adopted by the disciplines in the architecture and construction industry, with the support of companies and especially the encouragement of American and European states. The lack of defined requirements for fire safety in the BIM environment compared to other areas created a need for more information.
This thesis aims to examine the current state of fire protection in the BIM environment and test its usability, to evaluate the processes and methods to implement the requirements for passive and active fire safety measures in buildings in the BIM environment.
In this study, an office building modeled using Autodesk Revit software, which is one of the widely used BIM platforms for architectural projects, is evaluated on the CYPEFIRE Design and FINEFIRE software used in the field of fire safety developed in the USA and Spain in this field, and the usability of the software used in this field in the BIM environment. Previous studies have been examined within the scope of the thesis, to understand the possibilities and deficiencies of BIM in this field.

Since the 2000s, the importance of BIM technology has gradually increased and various application providers have started to develop BIM software. A few of this software that started to be developed were also in the field of fire safety. Some share information and models of their products that can only be added to fire safety models in the BIM environment, while others provide the opportunity to design and verify fire safety systems. Some of the software used in the field of fire safety was chosen according to certain criteria within the scope of the thesis. When choosing software; Criteria such as being designer-oriented, which provides the opportunity to design and control fire safety measures in the BIM environment, as well as sharing information with other platforms of BIM and providing ease of use, were taken into consideration. These are Revit (USA), which is widely used in architectural project processes, and CYPEFIRE Design (Spain) and FINEFIRE (USA) software, which is used in different countries in the field of fire safety. Access to software licenses was limited in the number of software evaluated.
Projects carried out using the BIM system require interdisciplinary coordination. The model applied within the scope of the thesis consists of two stages: fire safety models, which include passive and active fire safety measures created with the help of architectural models and software. Necessary parameters were defined on the model, fire safety models were created with the help of software, and then the data obtained were evaluated. Criteria including fire safety measures are produced from the substances in the relevant standards, especially the Regulation on the Protection of Buildings from Fire (BYKHY) in force in our country.
Analyzes were made on the fire safety models created within the framework of the capabilities of the software, and it was checked how well they meet the determined passive and active fire safety measures. As a result of the analyzes made, the evaluation of compliance with the regulations and standards was made within the scope of a total of 25 passive and active fire safety measures that an office building should provide. The determined 25 requirements are derived from the items in the relevant standards, especially BYKHY. The 25 criteria evaluated regarding passive and active fire safety measures have been determined according to the degree of importance of the basic features that a building must meet in accordance with the regulation and the mentioned standards. The 25 requirements selected to ensure fire safety are limited to the level that the software can control. Design decisions that affect the architecture are not among the 25 requirements determined in the evaluation while the architectural project is being created. Of the 25 requirements, 12 are passive fire safety measures and 13 are active fire safety measures. Within the framework of passive fire safety measures, CYPEFIRE Design software can control 7 of 12 requirements and FINEFIRE software 1 within the scope of the capabilities of the software. These figures are met as a percentage of 58% for CYPEFIRE Design software and 0.8% for FINEFIRE software. Within the framework of active fire safety measures, it is in a position to control and regulate CYPEFIRE Design software 6 and FINEFIRE software 9 of the 13 requirements determined within the scope of the software's capabilities. The percentage equivalents are calculated as 46% for CYPEFIRE Design software and 69% for FINEFIRE software. When evaluated within the framework of 25 fire safety measures considered within the scope of the study, CYPEFIRE Design software provides 13, 52%, FINEFIRE software, 10, 40%, compliance control according to regulations and standards. According to these analyzes, it has been concluded that CYPEFIRE Design software meets the requirements of passive safety measures and FINEFIRE software meets the requirements of active safety measures to a greater extent.
"Usability" parameters were determined to evaluate the suitability of BIM software for use. While determining the features, previous studies on this subject, especially EN ISO 9241-11, one of the International Standards Organization (ISO) standards, were taken as reference. In this study, usability was associated with five features. These; learnability, efficiency, memorability, mistakes, satisfaction. The resulting software outputs and fire safety models were evaluated according to the usability parameters of the BIM software determined within the scope of the study. According to the determined usability parameters, CYPEFIRE Design software is ahead in the evaluation of efficiency and errors, and FINEFIRE software is ahead in the evaluation of learnability and memorability. According to the results of the evaluation, both software is different from each other and creates more advantages in certain titles. Satisfaction criteria, on the other hand, are at an acceptable level in both software.
As a result, considering the project on the axis of fire safety together with the architecture from the first stages of the design with computer-aided BIM software such as CYPEFIRE and FINEFIRE will support making the right decisions during the design process. It is clear that the decisions to be taken in line with the data obtained with these software, which can analyze the effect of passive and active fire safety measures on the entire building, support the management of the fire safety design process more effectively. Therefore, based on the literature review on fire protection in the BIM environment and the analysis made through BIM software that provides fire safety, it is that fire safety measures can be a natural part of BIM. Even if the software has the capabilities to provide the necessary controls for the buildings, the regulations and controls must be carried out and supervised by a fire protection specialist in the project team. Future studies on the subject should support the production of international or local software that can be resolved by analyzing the deficiencies of the software used in this field.