Yapı bilgi modelleme aracılığı ile enerji etkin yapı tasarımı ve geliştirilmesi: Bir konut projesi örneği

Yapılarda enerji etkin tasarım ve geliştirme enerji sorunlarının çözümünde ve sürdürülebilirliğin sağlanmasında önemli bir adımdır. Diğer taraftan, mimari projelerde enerji etkinliğin planlanması, gelişen bilgisayarlı modelleme ve simülasyon programları ile gün geçtikçe kolaylaşmaktadır. Yapı bilgi modelleme programları, binalarda çok yönlü, güncel ve etkileşimli bir tasarım aracı olarak enerji etkinlik çalışmalarına katkı sağlayan çeşitli veri saklama ve simülasyon özelliklerine sahiptir. Bu açıdan tez çalışmasında, giriş bölümünde çalışmanın amacı, kapsamı açıklandıktan sonra, ikinci bölümde öncelikle enerji etkin tasarım ve geliştirme iyileştirme teknikleri, dünyadaki ve ülkemizdeki ilgili yasal mevzuatlar, hedefler, sertifika ve mevcut çalışmalar derlenmiştir. Yapılarda enerji etkin ve iklime uyumlu tasarımların kullanımı ve endüstri devrimi sonrasında ortaya çıkan çevre sorunlarına duyarlı tarafların ele aldıkları kavramlar ayrıntılı olarak irdelenerek, gelişen bilgisayarlı enerji hesaplamaları açıklanmıştır. Daha sonra ülkemizdeki binalarda uygulanan standartlar ve yasal mevzuat tartışılarak, çevre üzerindeki istenmeyen etkileri azalttığı gibi yapılara değer kazandıran ve dünyanın birçok yerinde uygulanan sertifikasyon sistemleri örneklerle açıklanmıştır. Mimaride enerji korunumunu sağlamak için hazırlanmış uzun süreli enerji hedefleri kapsamında ise, gezegenimizin gelecekte sürdürülebilir ve enerji etkinliği sağlamaya yönelik ulusal ve uluslararası enerji stratejileri ele alınmıştır. Pasif sistemler kapsamında; gün ışığı kontrolü, gölgeleme ve ışık yansıtıcı elemanlar, pasif güneş enerjisi kullanımı, yapı elemanlarının yalıtımı, doğal havalandırma tasarımları, aktif sistemler kapsamında ise HVAC sitemleri açıklanmıştır. Yeni inşa edilecek yapılarda, araziye yerleşim, yapının yönlendirilmesi, iklime göre bina formu ve mekan yerleşimi, termal kütle ve doğrudan gün ışığı kazançları da açıklanmıştır. Üçüncü bölümde, yapı bilgi modelleme kavramı ve gelişimi ele alınmış, konu alanındaki programların çalışma prensipleri incelenmiş, kullanımına ilişkin özellikler açıklanmıştır. Programların vektörel sistemlerden veri taşıyan objelere doğru gelişimi, desteklediği sistemler açısından olgunluk düzeyleri, kullanılabilen veri analizi türleri açısından boyutlarının yanı sıra ortak format ve özgün format özelliklerine açıklanmıştır. Projelerin çeşitli evrelerinde kullanım avantajları, dezavantajları, kullanıcıların yetkinlik ve sorumlulukları ile dünyadan uygulamalara ilişkin çalışma ve standartlar sunulmuştur. Ayrıca, programlar ve simülasyonları aracılığı ile yapılan enerji etkin yapı tasarım ve geliştirme çalışmaları ele alınarak, literatür araştırması içerisinde, bina enerji modeli, yeşil yapı bilgi modelleme, yaşam döngüsü analizi ile ilişki ve benzeri kavramlar ele alınmıştır. Dördüncü bölümde, yapı bilgi modelleme aracılığı ile enerji etkinliğin geliştirilmesi için mevcut çok katlı bir konut projesi seçilerek, örnek bir uygulama çalışması gerçekleştirilmiştir. Seçilen proje, TS 825 ısı yalıtımı standartlarına göre inşa edilmiş, TOKİ tarafından geliştirilmiş bir yapıdır. Örnek uygulama çalışmasında yapı bilgi modelleme programı ve ilgili simülasyonlar ile referans binanın modeli oluşturulmuş ve yapı, enerji etkinliği açısından irdelenmiştir. Güneş enerjisi potansiyeli ve gün ışığı alımı çalışmaları sonrasında, referans için enerji etkinliğini geliştirmek hedefine yönelik senaryo oluşturulmuştur. Sekiz senaryo, dört farklı simülasyon stratejisi ve iki yapı bilgi modelinden elde edilmiştir. Senaryo 1 ve 2, referans bina modeline, senaryo 3 ve 4 ise mevcut binaya alternatif olarak sunulan alternatif tasarım bina modeline dayanmaktadır. Simülasyon aracılığı ile elde edilen sonuçlar; referans bina için program içerisinde mevcut olan ve önerilen senaryolar ile yapı bilgi modeli üzerinde tasarım alternatifleri içeren senaryolar açısından karşılaştırılmıştır. Senaryo sonuçları incelenerek, mevcut ve alternatif tasarım modellerinde programın enerji etkin geliştirme potansiyeli oranları belirlenmiştir. Sonuç bölümünde, yapı bilgi modelleme ve simülasyon yöntemleri ile mevcut yapıların enerji etkin geliştirilmesi için çeşitli önerilerde bulunulmuştur.