Yapı kabuklarının termoregülasyonu: Biyomimetik bir yaklaşım
Thermoregulation of building skins: A biomimetic approach
Yazar: BETÜL AYDIN YAZICIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. SEMRA ARSLAN SELÇUK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Enerji tüketiminde büyük bir orana sahip olan yapı sektörü, enerjiyi çoğunlukla yapıları ısıtmak ve soğutmak için kullanmaktadır. Bu nedenle enerjinin etkin kullanımı mimarlık disiplininde çözülmesi gereken başlıca sorunlardan biridir. Değişken dış ortam sıcaklığından etkilenmeksizin iç ortamı belirli bir sıcaklık aralığında tutma eylemi olarak açıklanabilecek yapı kabuklarının termoregülasyonu, pasif iklimlendirme yöntemleri ile kurgulandığında yapının harcayacağı enerji miktarını önemli ölçüde etkilemektedir. Mimarların, kullanıcılar için konforlu bir iç ortam sunma isteği termal konforu sağlama gerekliliğini de doğurmaktadır Mimarlıkta geleneksel tasarım yöntemlerinin termoregülasyonu sağlamada yetersiz kaldığı durumlarda araştırmacıların dikkatini, yüzyıllardır çözüm ve bilgi biriktiren doğayı "taklit etme" yoluyla geliştirilen araştırmalar çekmiştir. Öyle ki, biyolojik bilgi hazinesi, organizmaların yüzyıllardır geliştirdiği fizyolojik, morfolojik ve davranışsal adaptasyonlar ile doğanın zorlu koşullarında hayatta kalma yöntemlerini barındırmaktadır. Etkili termoregülasyon yöntemlerinin doğada araştırılması mimarlık disiplini için de akılcı çözümleri beraberinde getirebilir mi sorusu ile başlayan bu tez çalışmasının temel amacı ısı transferlerinin en yoğun olduğu yapı bileşeni olan yapı kabuklarında termoregülasyonu sağlamak için doğadaki örnekleri ve canlılar tarafından geliştirilen termoregülasyon yöntemlerinin mimariye uygulanabilirliğini araştırmaktır. Bu doğrultuda ısı transfer yöntemleri, doğadaki canlıların termoregülasyon yöntemleri ve doğayı taklit etme bilimi olan biyomimikri kavramıyla ilgili alan yazın taraması yapılmıştır.  Örnekleme çalışması için seçilen canlıların doğadaki termoregülasyon yöntemleri ve bu yöntemlerden ilham alınarak tasarlanan cephe kesitleri yazın taraması ile elde edilen veriler doğrultusunda analiz edilmiştir. Elde edilen veriler, doğadaki canlıların geliştirdiği stratejilerin, mimari tasarıma yön vermesinin ancak disiplinler arası bir çalışma ile olanaklı olduğunu, yapı kabuklarında termoregülasyonu sağlamak amacıyla yapılan çalışmalarda "biyomimetik bir yaklaşımı" uygulamanın tasarımcılar için potansiyel çözümler barındırdığını ortaya koymaktadır.

Abstract:
The construction sector, which has a large share in energy consumption, uses energy to heat and cool buildings. Therefore, the effective use of energy is one of the main problems to be solved in the discipline of architecture. Thermoregulation of building skins, which can be explained as the action of keeping the indoor environment within a certain temperature range without being affected by the variable outdoor temperature, affect the amount of energy the structure will spend when it is constructed by passive air conditioning methods. The desire of the architects to provide a comfortable interior for its users also necessitates thermal comfort. In the cases where traditional design methods in architecture fail to provide thermoregulation, researchers' attention has been drawn to the research developed by "imitating" the nature that has accumulated solutions and knowledge for centuries. In fact, the wealth of biological information includes physiological, morphological and behavioral adaptations developed by organisms for centuries and methods of survival in the harsh conditions of nature. The main purpose of this thesis study, which starts with the question of whether effective investigation of thermoregulation methods in nature can bring rational solutions with the discipline of architecture, is to investigate the applicability of thermoregulation methods developed by living beings and the nature developed by living things to provide thermoregulation in building skins which are the most intense of heat transfers. In this direction, the literature on the concepts of heat transfer methods, thermoregulation of living things in nature and concept of biomimicry, which is science of imitation of nature, has been searched. The thermoregulation methods of the living organisms selected for the sampling study and the façade sections designed with inspiration from these methods were analyzed in line with the data obtained by literature survey. The data obtained show that the strategies developed by living things in nature can only possible to lead the architectural design through an interdisciplinary study. And in the studies carried out in order to provide thermoregulation in building skins, it shows that applying "a biomimetic approach" contains potential solutions for designers.