Enerji harcamalarının azaltılmasını hedefleyen yerleşme dokusu tasarım parametrelerinin BIM aracılığı ile optimizasyonu

İnsanların temel gereksinimlerinden biri olan barınma ihtiyacının karşılanabilmesi ve gün geçtikçe yükselen yaşam standartlarıyla beraber, dünyada konut üretimi hızla artmaktadır. Hızlı yapılaşma ve plansız kenteşmeye bağlı olarak ortaya çıkan, yeni konut ve yerleşme alanları halihazırda büyük oranda fosil yakıtlara bağımlıdır ve enerji tüketim miktarlarında önemli bir pay sahibidir. Fosil yakıtların çevreye verdiği zararlar da düşünüldüğünde, son yıllarda sürdürülebilir çevrelerin oluşturulması ve enerji etkin tasarım yaklaşımlarının uygulanması konuları giderek önem kazanmaktadır. Bu nedenle enerji konularının ve çevresel sorunların çözümünde enerji kaynaklarının tüketiminde büyük bir pay sahibi olan konut ve yerleşme alanları, sürdürülebilir enerji ve enerji verimliliği açısından öncelikli olarak ele alınmalıdır. Yerleşme alanlarında enerji etkinliğin sağlanması, enerji etkin tasarım parametreleri için optimimum değerlerin belirlenmesi ile mümkündür. Bu tasarım parametreleri yerleşme ölçeğinde; yer, binaların biribirne göre konumu ve bina aralıkları, bina ölçeğinde ise; bina formu, yönlendiriliş durumu, bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleridir. Diğer taraftan yapım sektörünün yıllardır süregelen geleneksel yöntemleri, farklı yaklaşımların benimsenmesi ve uygulanması açısından kapalı bir sistemdir ve sürdürülebilir değildir. Bunun üstesinden gelebilmek için ortaya konulan çeşitli arayışlar, son dönemlerde ortaya çıkan ve gelişimini sürdüren BIM kavramını ortaya çıkarmıştır. BIM kavramı sağladığı kolaylıklar ve yenilikler ile yapım sektöründe üst düzey koordinasyon ve entegrasyonu hedeflediği için benimsenmiştir ve uygulanmaya başlamıştır. BIM'in sağladığı önemli faydalardan bir tanesi de enerji etkin tasarım yaklaşımlarının, tasarım ve inşa aşamalarında uygulanabilirliğini arttırmasıdır. Bu çalışma kapsamında, konut ve yerleşme alanlarında enerji harcamalarının azaltılmasında etkili olan enerji etkin tasarım parametreleri, günümüzde giderek önem kazanan BIM kavramı üzerinden değerlendirilmiştir. Güncel bir BIM programı olan Revit ve eklentisi Green Building Studio aracılığıyla analizler yapılmıştır ve ortaya çıkan ısıtma ve soğutma enerjisi harcamaları kıyaslanarak enerji etkin tasarım parametreleri için en uygun değerlerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu hedef doğrultusunda, tez çalışması, beş bölümden oluşmaktadır. Çalışmanın birinci bölümü, giriş kısmıdır. Problemin tanımı, çalışmanın amacı, kapsamı ve yöntemi anlatılmıştır. Binalarda, enerji sorunlarının çözümünde enerji etkin tasarım yaklaşımının önemi, enerji harcamlarının azaltılmasında etkili olan tasarım parametreleri ve BIM sistemleri hakkında bilgi verilmiştir. İkinci bölümde, yerleşme dokusunda enerji harcamalarının azaltılmasında etkili olan tasarım parametreleri detaylı olarak anlatılmıştır. Tasarım parametreleri, iklimsel konfor koşullarına ilişkin parametreler, dış çevreye ilişkin parametreler ve yapma çevreye ilişkin parametreler olmak üzere üç ana başlık altında incelenmiştir. Üçüncü bölümde, BIM kavramının ortaya çıkışı ve gelişme süreci, günümüzde kullanımı, faydaları, zorlukları ve BIM tabanlı programlar incelenmiştir. BIM'in enerji harcamalarının azaltılmasına yönelik tasarıma katkıları, uygulama yöntemi ve enerji analizlerinde sağladığı avantajlar ve dezavantajlar irdelenmiştir. Dördüncü bölümde, yerleşme dokusunda enerji harcamalarının azaltılmasında etkili olan tasarım parametreleri için uygun değerler belirlenerek, yerleşme dokusu alternatifleri geliştirilmiştir. Simülasyonlar için ihtiyaç duyulan iklim ve dış çevreye ilişkin parametreler, kullanıcıya ilişkin parametreler ve aktif bina alt sistemlerine ilişkin kabuller tanımlanmıştır. Geliştirilen yerleşme dokularında referans binalar için enerji analizleri yapılarak ısıtma ve soğutma enerjisi harcamaları hesaplanmıştır. Ortaya çıkan sonuçlar değerlendirilerek tasarım parametrelerinin enerji harcamaları üzerindeki etkisi incelenmiştir ve enerji harcamaları açısından en iyi performansı gösteren parametre değerleri belirlenmiştir. Beşinci bölümde, tez çalışması kapsamında elde edilen sonuçlar açıklanmıştır. Sonuç olarak, yapılan hesaplamalar irdelendiğinde, referans binalardaki enerji harcamaları, yerleşme ölçeğinde ve bina ölçeğinde tasarım parametrelerine göre önemli ölçüde değişkenlik göstermektedir. Bu nedenle, enerji etkin ve sürdürülebilir yapma çevreler sağlanması için tasarım parametreleri için uygun değerlerin optimizasyonuna yönelik çalışmalar ön tasarımda aşamasında gerçekleştirilmelidir. Bu bağlamda tasarımcının ön tasarım aşamasında hızla gelişmekte olan BIM sistemleri aracılığıyla kolay ve hızlı yapacağı analizler, mimari tasarıma enerji etkin tasarım yaklaşımının entegre edilmesi açısından önemli bir adım atılmasını sağlamaktadır.