Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mimarlık, Türkiye
Tez Danışmanı: Nurgün Bayazıt
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Türkiye'de inşaat sektörü ülkenin en önemli ekonomik sektörlerinden biridir. İnşaat sürecinde kaynak tüketiminin en aza indirilebilmesi için sürdürülebilir tasarım konusu son yıllarda daha çok önem kazanmaktadır. Sürdürülebilir bina tasarımlarında enerjinin korunması, yapının gelecekteki ihtiyaçlara uyum sağlaması ve çevreye duyarlı yapı malzemesi kullanımı ile birlikte kullanıcıların her türlü konfor şartlarının sağlanması zorunludur. Konforun sağlanması ısı, ışık, ses, su, yangın gibi faktörlerin kontrol altına alınması ile gerçekleşir. Bu parametrelerin sağlanmasında yapı malzemelerinin seçiminde doğru karar verilmesi önemlidir. İşitsel konforun ses yalıtımı ile sağlanması konusunda Türkiye'de, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından 31 Mayıs 2017 tarihinde "Binaların Gürültüye Karşı Korunması Hakkında Yönetmelik" yayınlanmıştır. Yönetmelik, binaların akustik performansını sınıflandırmaktadır ve yeni yapılan binalar için, en az C performans sınıfı sağlanmalıdır. A veya B akustik performans sınıfını hedefleyen binalar için, "Akustik Performans Belgesi", binanın akustik koşullarını değerlendirmek ve belgelendirmek için hazırlanmaktadır. Hava doğuşlu ses yalıtım performansında C akustik performans sınıfı değerlerini sağlamak, B veya A sınıflarına yükseltmek ve sözkonusu performans belgesini alabilmek için, sınıflar arası kriterlerin de birbirine yakın olması nedeniyle yapı elemanlarının ses yalıtım performansı tasarım aşamasında mutlaka hesaplanmış olmalıdır. Türkiye'de tasarımcıların yararlanabileceği duvarların hava doğuşlu ses yalıtım performansını gösteren hazır bir el kitabı bulunmamakta; malzeme olarak ele alındığında Türkiye'de üretilen tek gövdeli yapı malzemeleri ise tek başına çoğunlukla istenilen değerleri sağlamakta yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle tasarım aşamasında hesaplama yapılırken genellikle tek gövdeli yapı elemanının performansı belirlenmekte ve elemanın tasarımında iyileştirmeler yaparak en uygun duvar tipi elde edebilmektedir. Ses yalıtım performansını iyileştirmek için genel prensiplerden 1- kalınlık artışı ile kütle ve yoğunluğu arttırmak 2- çift gövdeli tasarım 3-esnek bağlantı oluşturmak 4- katmanlar arasına hava boşluğu uygulamak 5- hava boşluğu kalınlığını arttırmak 6- boşluktaki gözenekli malzeme kullanmak 7- duvarlar arasında ses köprüsü oluşturacak faktörlerden kaçınılması (Servis boruları bağlantı noktalarında, duvarlardan geçen kanallarda yalıtım vb.) uygulamaları gerekli olmaktadır. Ancak, karar aşamasında, bu uygulamaların diğer tasarım parametreleri üzerindeki etkisi de dikkate alınmalıdır. İlk olarak, bu uygulamalar bir binanın işlevini değerlendirmede önemli bir kriter olan "maliyeti" etkilemektedir. Dünyada kaynakların sınırlı olduğu göz önüne alındığında, maliyeti en aza indirmek her zaman projeler için temel amaç olmalıdır. İkincisi, yapı elemanlarına ilave katmanlar ağırlığı arttırmaktadır. Ancak, ülkemiz deprem kuşağında olduğu için hafif binalar tasarlamak önem taşımaktadır. Hafif duvar malzemeleri taşıyıcı sistem üzerindeki baskıyı azaltır ve depreme karşı direnci arttırır. Üçüncüsü, ses yalıtım performansını artırmak için daha kalın duvarlar tasarlamak hem birim maliyetini hem de ağırlıkları arttırmaktadır. Binalardaki ısı kazancını ve kayıplarını değiştirir, enerji tüketimini de etkiler. Bu nedenle, tasarımda optimum kalınlığın belirlenmesi önemlidir. Binaların Gürültüye Karşı Korunması Hakkında Yönetmelik'e uygun olup hava doğuşlu ses yalıtım performansının en üst düzeyde; maliyet, ağırlık, kalınlık ve ısı yalıtımında u değeri parametre değerlerinin ise minimum olduğu optimum iç ve dış duvarları bulmak çok sayıda alternatif söz konusu olduğunda mimarlar ve mühendisler için yapı elemanlarının tasarımında karar verme problemini ortaya koymaktadır. Bu nedenle çalışmada, karar verme durumlarında alternatifler arasında en iyi seçimin bulunmasına imkân veren Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKY) yöntemleri ele alınmıştır. ÇKKY yöntemleri içerisinden TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution- İdeal Çözüme Benzerlik Yoluyla Sıralama Tercihi Tekniği) yöntemi, büyük ölçekli verilere uygun olması ve en iyi alternatifi hızlı bir şekilde belirlemesi nedeniyle tercih edilmiştir. Ancak parametreler arasında öncelik sırası bulunduğunda hangi parametreye ne kadar ağırlık (önem)katsayısı verileceği tasarımcı için sorun teşkil edebilmektedir. Bu nedenle aynı öncelik sırasını sağlayan farklı katsayılarla elde edilen TOPSIS sonuçlarını birlikte değerlendirerek tek bir sıralama elde etmek için Copeland yöntemi uygulanmıştır. TOPSIS ve Copeland yöntemlerinin birarada ele alındığı bütünleşik yaklaşım mimari alanda daha önce uygulanmamış olup bu tez çalışmasında önerilen yöntemdir. Çalışma kapsamında öncelikle ülkemiz inşaat sektörünün durumu incelenmiş, ulusal envanterler araştırılmıştır. Buna göre binalar çoğunlukla konut olarak ve taşıyıcı sistem tiplerine göre örme sistemle oluşturulmaktadır. Bu nedenle tez çalışmasında konutlarda iki bağımsız birim arasındaki yalnızca örme kagir iç (bölme) ve dış duvarlar (cephe) ele alınmıştır. Kagir duvarlar için yapı malzemesi olarak tuğla ve gazbeton bloklar tercih edilmiştir. Bunun nedeni Türkiye'de, TÜİK Bina Sayımına göre, tuğlanın en yaygın kullanılan malzeme olarak belirtilmesi ve Türkiye'nin Avrupa'nın en büyük küresel gazbeton üreticilerinden biri olmasıdır. Çalışmada yalnızca Türkiye'de üretilen ve standartlarda belirtilen kalınlık ve boyutlara göre duvar sistemleri tasarlanmıştır. Yapı elemanları ise öncelikle gövde özelliklerine, daha sonra kaplama ve kaplamanın tespitine göre, yalıtım malzemesi içerip içermeyişlerine ve toplam sistemin simetrik olup olmamasına göre çeşitlenmektedir. Duvar alternatiflerinin oluşturulmasına bu nedenle tek tabakalı duvarların tasarlanması ile başlanmıştır. Daha sonra alternatifler ses yalıtımını iyileştirmek için genel prensipler göz önünde tutularak çoğaltılmıştır. Oluşturulan duvar alternatifleri, iç duvarlarda iki oda arasında (kaynak ve alıcı oda) tek gövdeli, çift gövdeli ve alçı levha giydirme yapılan tek ve çift gövdeli duvar şeklinde olup dış duvarlarda benzer şekilde tek gövdeli, çift gövdeli ve içeriden ve dışarıdan ısı yalıtımı uygulaması yapılan tek ve çift gövdeli duvar şeklindedir. Uygulama ve malzeme kombinasyonlarına göre iç duvarlarda 490 adet, dış duvarlarda 574 adet duvar elde edilmiştir. Alternatiflerin iç duvarlarda ses yalıtım, maliyet, ağırlık, kalınlık parametreleri, dış duvarlarda ses yalıtım, maliyet, ağırlık, kalınlık ve ısı yalıtım parametrelerinin değerleri hesaplanmıştır. İç duvarlar için ses yalıtım limitleri, kaynak odasının gürültüye karşı hassas (derece I) ve alıcının odasının orta gürültülülük düzeyinde (OG) olması durumu göz önüne alınarak belirlenmiştir. Dış duvarlarda ise TS 825'e göre 2. bölgede yer alan İstanbul ili için U değeri limiti belirlenmiştir. Maliyet, ağırlık ve kalınlık parametreleri için hedeflenen durum değerlerin minimum olmasıdır. Hesaplama sonuçlarına göre istenilen hava doğuşlu ses yalıtımı veya U değeri sınır değerini sağlamayan alternatifler değerlendirmeden çıkarılmıştır. Son durumda iç duvarların 436 tanesi, dış duvarların ise 509 tanesi değerlendirmeye alınmıştır. Değerlendirilen duvar tiplerinin parametre değerleri hesaplanırken ses yalıtım değerlerinin hesaplanabilmesi için yapılan literatür araştırması ve kullanılan simülasyon programına girdi olarak kabul edilebilecek yapı malzemelerinin fiziksel özelliklerine ilişkin araştırmalar da bu çalışmada yer almaktadır. Yaklaşık yapım maliyeti tahmininde T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı'na ait İnşaat Birim Fiyat Yöntemi (BFY) kullanılmış olup Çalışmada 4734 Sayılı Kamu İhale Kanununa uygun Hakediş, Yaklaşık Maliyet, Teklif ve Kesin Hesap Programı olarak kullanılan "AMP- Hakediş ve Yaklaşık Maliyet Modülü" ile hesap yapılmıştır. Isı yalıtımı hesapları ve iç yüzeyden ısı yalıtımı yapılan duvarlar için yoğuşma kontrolü TS 825'e uygun olarak İZODER tarafından hazırlanan Hesap Programında yapılmıştır. Yangın kontrolü için A sınıfı hiç yanmaz malzemeler seçilmiştir. Optimum duvar alternatifinin belirlenebilmesi için Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKY) Yöntemlerinden TOPSIS yöntemi ile yapılan hesaplamalarda, karar verilme aşamasında paramatreler için iç duvarlarda öncelik sırası 1. Ses Yalıtım, 2. Maliyet 3. Ağırlık = Kalınlık, dış duvarlarda ise 1. Ses Yalıtım, 2. Maliyet 3. Ağırlık = Kalınlık = U değeri durumunu sağlayacak şekilde belirlenmiştir. Yönetmelikte sınıflandırma olması ve kriterlerin sağlanması gerekliliği birinci önemde olmasının nedenidir. Maliyet konusu inşaat sektöründe sınırlı kaynakları en etkin şekilde kullanmak için ele alınmaktadır. Diğer parametreler de birbirleriyle eşit önemde kabul edilmiştir. Optimum duvarın belirlenmesinde verilen ağırlık katsayıları en önemli rolü oynamaktadır. Çalışmada öncelik koşullarını sağlayan eşit değerlere yakın 3 farklı ağırlık katsayısı verilmiş ve seçim yöntemleri içerisinden Copeland yöntemi ile tek bir sıralama elde edilmesi sağlanmıştır. Çalışmanın sonucu olarak TOPSIS ve Copeland birleşik yöntemlerinin uygulanmasının tasarım aşamasında optimum değerlerin elde edilmesi için kullanılabilir bir yaklaşım olduğu ortaya konulmaktadır. Bu yaklaşımın uygulanması, inşaat sektöründe alınacak yapısal kararlarda, farklı parametrelerin birarada etkilediği alternatifler arasından seçim yapılması gerekli durumlarda, parametrelerin öncelik sırası bilindiğinde ancak önem katsayısı verme konusunda kararsız kalındığında daha güvenilir sonuçların elde edilmesini sağlayarak mimar ve mühendislere yol gösterici olacaktır.