YÜKSEK FIRIN BACA TOZU VE ATIK POLİETİLEN KULLANILARAK ÜRETİLEN KOMPOZİT MALZEMENİN YAPIDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN SAPTANMASI.

ÜRETİLEN KOMPOZİT MALZEMENİN YAPIDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN SAPTANMASI

Merve TUNA KAYILI

DOKTORA TEZİ

MİMARLIK ANABİLİM DALI

GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

NİSAN 2016

POLİETİLEN KULLANILARAK ÜRETİLEN KOMPOZİT MALZEMENİN YAPIDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN SAPTANMASI” adlı tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından OY BİRLİĞİ ile Gazi Üniversitesi Mimarlık Anabilim Dalında DOKTORA TEZİ olarak kabul edilmiştir.

Danışman: Prof. Dr. Gülser ÇELEBİ Mimarlık Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ……….……..

İkinci Danışman: Doç. Dr. Abdulmecit GÜLDAŞ İmalat Mühendisliği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ...………

Başkan: Prof. Dr. Ali İhsan ÜNAY Mimarlık Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ...………

Üye: Prof. Dr. Sare SAHİL Mimarlık Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ...………

Üye: Prof. Dr. Soofia Tahira ELIAS-ÖZKAN Mimarlık Anabilim Dalı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ...………

Üye: Doç. Dr. Arzuhan Burcu GÜLTEKİN Arazi Geliştirme ve Proje Yönetimi, Ankara Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ...………

Üye: Doç. Dr. Mustafa ŞAHMARAN İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Gazi Üniversitesi

Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Doktora Tezi olduğunu onaylıyorum ....………

Tez Savunma Tarihi: 12/04/2016

Jüri tarafından kabul edilen bu tezin Doktora Tezi olması için gerekli şartları yerine getirdiğini onaylıyorum.

……….…….

Prof. Dr. Metin GÜRÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Yazım Kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında;

 Tez içinde sunduğum verileri, bilgileri ve dokümanları akademik ve etik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi,

 Tüm bilgi, belge, değerlendirme ve sonuçları bilimsel etik ve ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu,

 Tez çalışmasında yararlandığım eserlerin tümüne uygun atıfta bulunarak kaynak gösterdiğimi,

 Kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı,

 Bu tezde sunduğum çalışmanın özgün olduğunu,

bildirir, aksi bir durumda aleyhime doğabilecek tüm hak kayıplarını kabullendiğimi beyan ederim.

Merve TUNA KAYILI 12/04/2016

YÜKSEK FIRIN BACA TOZU VE ATIK POLİETİLEN KULLANILARAK ÜRETİLEN KOMPOZİT MALZEMENİN YAPIDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN SAPTANMASI

(Doktora Tezi) Merve TUNA KAYILI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Nisan 2016 ÖZET

Yapı ürünlerinin yaşam süreçlerinde kullanılan kaynaklar doğal çevreyi ve insan sağlığını büyük oranda etkileyebildiğinden, doğru yapı ürünü seçimi, sürdürülebilir mimarlık bağlamında öncelikli öneme sahiptir. Sürdürülebilir mimarlık temelinde; yapı ürünlerinin estetik, sağlamlık, ihtiyacı karşılayabilme gibi özelliklerinin yanı sıra geri dönüştürülmüş malzeme içermesi, geri dönüştürülebilir olması, çevreye ve insan sağlığına zararlı salım yapmaması, düşük oluşum enerjisine sahip olması sürdürülebilir yapı ürününün temel özellikleri olarak sayılabilmektedir. Bu bağlamda, tez çalışmasının amacı; yapı ürünü üretim süreci atıklarından demir çelik üretimi ve plastik atıklarının yapı sektöründe kullanımına yönelik bir alternatif önerisi olarak, çevreye ve insan sağlığına olan etkisinin minimumda olduğu, geri dönüştürülmüş malzeme içerikli, geri dönüştürülebilir, düşük oluşum enerjisine sahip yapı sektöründe kullanılabilecek bir yapı ürünü oluşturabilmektir. Bu amaca yönelik, tez çalışmasında, yüksek üretim enerjili yapı ürünü sektörü olan demir çelik sektörü atıklarından, atık azaltımında en çok sorun yaşanan yüksek fırın baca tozları ile yine yüksek oluşum enerjisine sahip, doğada uzun bozunma süresi nedeniyle atık olarak kalabilen ve Türkiye’de en fazla kullanım ve dolayısıyla atık oranına sahip düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) atıkları kullanılarak kompozit bir malzeme üretilmiştir. Baca tozu ve LDPE atıkları ekstrüzyon yöntemi ile bir araya getirilmiş, test yöntemlerinde kullanılan standartlara yönelik oluşturulan ebatlara göre enjeksiyon makinesinde şekillendirilmiştir. Elde edilen bu malzemenin yoğunluğu, su emme oranı, ısı iletim katsayısı ve vicat yumuşama sıcaklığı gibi fiziksel; limit oksijen indeksi gibi kimyasal; çekme, eğilme, darbe, aşınma dayanımı ve sertliği gibi mekanik; oluşum enerjisi, geri dönüştürülebilirliği, sıvıya saldığı salımlar ve havaya saldığı uçucu organik bileşikler gibi çevresel özellikleri çeşitli cihaz ve analiz yöntemleri kullanılarak belirlenmiş ve elde edilen verilerle yapıda kullanım yeri belirlenmiştir. Zemin kaplama malzemesi olarak yapıda kullanımı önerilen kompozit malzemenin, plastik esaslı zemin kaplama malzemelerine (epoksi, PVC, poliüretan) alternatif olabileceği saptanmıştır.

Bilim Kodu : 80114

Anahtar Kelimeler : Sürdürülebilir yapı ürünü, Atık LDPE, Baca tozu, Zemin kaplama malzemesi, Kompozit malzeme

Sayfa Adedi : 172

Danışman : Prof. Dr. Gülser ÇELEBİ İkinci Danışman : Doç. Dr. Abdulmecit GÜLDAŞ

THE DETERMINATION OF THE USAGE OF THE COMPOSITE MATERIAL IN CONSTRUCTION PRODUCED BY BLAST FURNACE DUST AND WASTE

POLYETHYLENE (Ph. D. Thesis) Merve TUNA KAYILI

GAZİ UNIVERSITY

GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES April 2016

ABSTRACT

The selection of correct construction product is very important in the context of sustainable architecture, because the resources that are used in life cycles of contruction products effect the environment and human health. The sustainable construction products must have some properties, such as including recycled material, being recyclable, not releasing harmful emissions into the environment and human health, having low embodied energy, besides aesthetics, durability, and functionality. Within this context, the goal of this thesis is to produce a composite material by using blast furnace dust as one of wastes of iron-steel production that has high embodied energy and waste low density polyethylene (LDPE) which has long degradation time in nature and utilization and waste rate in Türkiye. Blast furnace dust and waste LDPE were gathered by using extrusion method and shaped in injection machine according to the sizes generated for the standards used in the test methods. The physical properties such as density, water absorption rate, thermal conductivity, vicat softening point; the chemical properties such as limit oxygen index; the mechanical properties such as tensile strength, flexibility, impact, wear and hardness; and the environmental properties such as embodied energy, recyclability, emissions for water and VOCs to air of obtained composite material were determined using a variety of devices and methods of analysis. And usage in construction was stated. In the end, it was determined that the composite material which can be suggested flooring in construction, can also be an alternative to the plastic based floorings (epoxy, PVC,polyurethane).

Science Code : 80114

Key Words : Sustainable construction product, Waste LDPE, Blast furnace dust, Flooring material, Composite material

Page Number : 172

Supervisor : Prof. Dr. Gülser ÇELEBİ

Co-Supervisor : Assoc. Prof. Dr. Abdulmecit GÜLDAŞ

TEŞEKKÜR

Vitruvius’a göre mimar; Aristarchus düzeyinde bir dilbilimci, Aristoksenus gibi bir müzisyen, Apelles gibi bir ressam, Myron ve Polyclitus gibi bir heykeltıraş veya Hippocrates gibi bir doktor olamasa da, bu konuların hepsinde de bilgi birikimi olması gereken bir meslek adamıdır.

Vitruvius, şehir, konut, ekonomi, estetik, fizik, müzik, malzeme ve makine biliminin mimarlıkla doğrudan ilişkili olduğunu düşünür. Günümüzde de iyi bir mimarın yolunun diğer bilim dallarıyla kesişmesi, ilk yazılı mimari kitabı bizlere kazandıran Vitruvius’u haklı çıkartır niteliktedir. Bu amaca yönelik oluşturulan ve disiplinler arası çalışmanın eseri olan bu çalışmada beni, en başından beri destekleriyle yalnız bırakmayan, çalışmalarım boyunca değerli bilgi, yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren, saygıdeğer hocam Sayın Prof. Dr. Gülser ÇELEBİ’ye, çalışmanın teknik kısmının her evresinde, eşsiz bilgi birikimiyle saat aralığı olmaksızın değerli görüşlerini bıkmadan benimle paylaşan Sayın Doç. Dr. Abdulmecit GÜLDAŞ’a teşekkürü bir borç bilirim. Tez izleme komitemde yer alarak değerli görüşleriyle beni yönlendiren değerli hocalarım Prof. Dr. Soofia Tahira Elias-ÖZKAN’a ve Prof. Dr. Sare SAHİL’e sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Tez çalışmamın bir kısmının yürütüldüğü Delft Teknik Üniversitesi, Strüktür Mühendisliği Malzeme ve Çevre/Mikro Mekanik araştırma grubu üyesi Doç. Dr. Oğuzhan ÇOPUROĞLU’na ve MikroLab çalışanlarına desteklerinden ötürü çok teşekkür ederim. Ayrıca Delft Teknik Üniversitesi Mimari Mühendislik bölümü üyesi Dr. Frederic van der VEER’a, bu çalışmaların gerçekleştirilebilmesi için maddi destek sağlayan YÖK Yurtdışı Doktora Araştırma Destek Birimi’ne ve tez çalışmasının yürütülmesine 48/2013-01 kodlu proje ile maddi destek sağlayan Gazi Üniversitesi BAP birimine ayrıca teşekkür ederim.

Zorlu malzeme üretimi süresince yardımlarını esirgemeyen, Mucit Plastik Kalıp Ltd. Şti. sahibi Mucit YİĞİT’e, enjeksiyon yönteminde yardımlarını esirgemeyen Dilaver DEMİR ve Mehmet ÇELİK’e, ekstrüzyon yönteminde değerli zamanını bana harcayan Makine Mühendisliği teknisyenlerinden Yusuf ŞAHİNKAYA’ya, diğer yardımlar için teknisyen İsmail AYAŞLI’ya ve Gazi Üniversitesi İnşaat Mühendisliği uzmanlarından Musa ÇALIŞIR’a çok teşekkür ederim.

Malzeme deneyleri sırasında donanım desteklerini esirgemeyen, Gazi Üniversitesi Metalurji- Malzeme Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Yrd. Doç. Dr. Volkan KILIÇLI’ya, Arş. Gör.

İrem Burcu ALGAN’a, İmalat Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Ahmet ÖZDEMİR’e, Yrd. Doç. Dr. Hakan GÜRÜN’e, Arş. Gör. Ömer BAYRAKTAR’a, Arş. Gör.

Onur ÇAVUŞOĞLU’na, Kimya Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Metin GÜRÜ’ye, Arş. Gör. M. Yasir AYDIN’a, İnşaat Mühendisliği öğretim üyesi Yrd. Doç. Dr.

Osman ŞİMŞEK’e, Kırıkkale Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof.

Dr. İbrahim UZUN’a, Arş. Gör. Türker AKKOYUNLU’ya, Afyon Kocatepe Üniversitesi Metalurji-Malzeme Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. İbrahim GÜNEŞ’e, Hacettepe Üniversitesi Fen Fakültesi Dekanı Sayın Prof. Dr. Bekir SALİH’e ve SAREG ekibine, Çevre Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Gülen GÜLLÜ’ye ve Pamira BABAEİ’ye teşekkürü bir borç bilirim.

Enerji analizinde kullandığım Granta CES EduPack veri tabanı ile ilgili sorularımı titizlikle yanıtlayan İsmet ANADOLU’ya, her türlü mekanik işlemlerle ilgili yardımlarını esirgemeyen Yüksel KAYA’ya ayrıca teşekkür ederim.

Manevi desteklerini esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Gülsu ULUKAVAK HARPUTLUGİL’e, Yrd.

Doç. Dr. Timuçin HARPUTLUGİL’e, Doç. Dr. Arzuhan Burcu GÜLTEKİN’e, Prof. Dr.

Ayhan ÖZÇİFÇİ’ye, Prof. Dr. Hüseyin YURTSEVER’e, her zaman yanımda olan çok kıymetli dostum Y. Mimar Gülçin SÜT’e, çok değerli arkadaşlarım Arş. Gör. Beyza ONUR’a ve Mimar Gülçin ONUR’a derin teşekkürlerimi sunarım.

Gerek tez çalışmamda, gerekse hayatta yaşadığım zorluklarda desteğini hep yanımda hissettiğim ve daima yanımda olacağına inandığım hayat arkadaşım Arş. Gör. Dr. H. Mehmet KAYILI’ya, beni okul çıkışında almasıyla başlayan süreçte küçük bir kız çocuğunun o yaştaki düşüncelerine değer verip, iş çıkışı yorgun olmasına rağmen onu sabırla dinleyen ve böylelikle bana düşüncelerimin değerli olduğunu hissettirerek, kendime duyduğum güvenin mimarı olan kıymetlim, değerli babam Hasan TUNA’ya, hayattaki zorluklara karşı her zaman direnmem gerektiğini ve bir gün mutlaka başaracağımı öğütleyerek başarımın temellerini atan sevgili annem Müberra TUNA’ya, üzerimde sayısız emeği olduğunu düşündüğüm abim M.

Muhammed TUNA’ya ve bu noktaya gelmemde katkısı olan tüm öğretmenlerime tez çalışmamı ithaf etmekten gurur duyuyorum.

. . . . . . . . . . . . A d S O Y A D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t a r a f ı n d a

İÇİNDEKİLER

Sayfa

ÖZET ... iv

ABSTRACT ... v

TEŞEKKÜR ... vi

İÇİNDEKİLER ... viii

ÇİZELGELERİN LİSTESİ ... xi

ŞEKİLLERİN LİSTESİ ... xiii

RESİMLERİN LİSTESİ ... xvi

SİMGELER VE KISALTMALAR... xviii

1. GİRİŞ

2. KAYNAK ARAŞTIRMASI

2.1. Sürdürülebilir Mimarlık ... 7

2.1.1. Yapı ürünü-çevre ilişkisi ... 10

2.1.2. Yapı ürünlerinin derecelendirme sistemlerindeki yeri ... 16

2.2. Yapı Ürünü Üretim Sürecinde Oluşan Atıkların İncelenmesi ... 18

2.2.1. Demir çelik sektörü üretim atıklarının incelenmesi ... 21

2.2.2. Plastik sektörü üretim atıklarının incelenmesi ... 27

2.3. Kompozit Malzemeler ... 31

3. MALZEME-YÖNTEM

3.1. Malzeme ... 39

3.1.1. Atık düşük yoğunluklu polietilen ... 39

3.1.2. Yüksek fırın baca tozu ... 40

3.1.3. Renkli Masterbatch ... 42

3.2. Kompozit Malzeme Üretim Yöntemi ve Karakterizasyonu ... 42

Sayfa

3.2.1. Kompozit malzeme üretim yöntemine karar verme süreci ... 42

3.2.2. Baca tozu ve atık LDPE’den oluşan kompozit granül üretimi ve şekillendirilmesi ... 43

3.2.3. Fiziksel özelliklerinin belirlenmesi ... 46

3.2.4. Mekanik özelliklerinin belirlenmesi ... 53

3.2.5. Kimyasal özelliklerinin belirlenmesi ... 59

3.2.6. Çevresel özelliklerinin belirlenmesi ... 60

4. BULGULAR

4.1. Fiziksel Özellikler ... 66

4.1.1. Yoğunluk... 66

4.1.2. Su emme oranı ... 67

4.1.3. Vicat yumuşama sıcaklığı ... 69

4.1.4. Isı iletkenlik katsayısı ... 71

4.1.5. Reolojik özellikler ... 73

4.2. Mekanik özellikler ... 77

4.2.1. Çekme dayanımı ... 78

4.2.2. Eğilme dayanımı ... 83

4.2.3. Darbe dayanımı ... 86

4.2.4. Sertlik değeri ... 88

4.2.5. Aşınma dayanımı ... 90

4.3. Kimyasal özellikleri ... 93

4.3.1. Limit oksijen indeksi... 94

4.4. Çevresel özellikler ... 96

4.4.1. Oluşum enerjisi ... 97

4.4.2. Suya salınan salımlar ... 100

Sayfa

4.4.3. Havaya salınan UOB’ler ... 101

4.4.4. Geri kazanım yöntemleri... 103

4.5. Üretilen kompozit malzemenin yapıda kullanım yeri ... 105

4. SONUÇ ve ÖNERİLER

KAYNAKLAR ... 121

EKLER ... 139

EK-1. Baca tozu tane dağılımı örnek boyut analizi ve tane boyut grafiği ... 140

EK-2. Test edilen her bir numunenin çekme deneyi sonuçları ... 141

EK-3. Test edilen her bir numunenin eğilme deneyi sonuçları ... 143

EK-4. Numunelerin aşınma deneyi sonrasında meydana gelen hacimsel kayıplara yönelik yüzey analizi örnek grafikleri... 145

EK-5. LOI cihazına ait oksijen ve nitrojen akış değerleri ... 149

EK-6. Granta Ces EduPack PE oluşum enerjisi hesaplanması ... 150

EK-7. Granta CES EduPack veritabanında atık polietilen için ekstrüzyon enerjisinin ve salınan CO2 salım değerinin belirlenmesi ... 152

EK-8. Granta CES EduPack veritabanında atık polietilen için enjeksiyon enerjisinin ve salınan CO2 salım değerinin belirlenmesi ... 153

EK-9. Eco transit çevrimiçi program çıktıları (Ankara-Kazan arası taşıma için) ... 154

EK-10. Eco transit çevrimiçi program çıktıları (Ankara-Karabük arası taşıma için) ... 159

EK-11.25 °C ve 70 °C’de belirlenen UOB ve miktarı ... 162

EK-12. Granta CES EduPack veritabanı poliüretan verileri ... 166

EK-13. Granta CES EduPack veritabanı epoksi verileri ... 167

EK-14. Granta CES EduPack veritabanı PVC verileri ... 168

ÖZGEÇMİŞ ... 169

ÇİZELGELERİN LİSTESİ

Çizelge Sayfa

Çizelge 2.1. Bazı yapı ürünlerinin oluşum enerjisi ... 12

Çizelge 2.2. EPA maksimum iç ortam hava kirletici konsantrasyonları ... 13

Çizelge 2.3. Bazı yapı ürünlerinin üretiminde oluşan kirletici atıklar ... 19

Çizelge 2.4. Dünya ham çelik üretiminde ilk on ülke ... 22

Çizelge 2.5. Demir çelik üretiminde ortaya çıkan atık baca tozu miktarı ... 27

Çizelge 2.6. Yıllara göre Petkim plastik üretim miktarları ... 29

Çizelge 2.7. Bazı ülkelerdeki atık plastik miktarı ve geri dönüşüm oranları ... 30

Çizelge 3.1. Atık LDPE malzemesinin özellikleri ... 40

Çizelge 3.2. KDÇF’den alınan baca tozu tane boyut dağılımı ... 42

Çizelge 3.3. Yüksek fırın baca tozu ve atık LDPE malzemesinin kompozit malzeme içerisindeki karışım oranları ... 44

Çizelge 3.4. Polietilen için verilen Granta CES EduPack veritabanı verileri ... 61

Çizelge 3.5. Taşıma verileri ... 62

Çizelge 4.1. Yoğunluk deneyi sonuçları ... 67

Çizelge 4.2. Su emme deneyi sonuçları ... 69

Çizelge 4.3. Vicat yumuşama sıcaklığı deney sonuçları... 70

Çizelge 4.4. Isı iletkenlik katsayısı ölçüm sonuçları... 72

Çizelge 4.5. Ergiyik akış indeksi sonuçları ... 74

Çizelge 4.6. EAİ’ye bağlı olarak kayma hızı ve viskozite değerleri ... 75

Çizelge 4.7. Çekme deneyi sonuçları ... 79

Çizelge 4.8. Eğilme deneyi sonuçları ... 84

Çizelge 4.9. Darbe deneyi sonuçları ... 87

Çizelge 4.10. Sertlik ölçüm sonuçları ... 89

Çizelge Sayfa

Çizelge 4.11. Yüzey pürüzlülüğü sonuç değerleri ... 91

Çizelge 4.12. Aşınma deneyi sonuçları... 92

Çizelge 4.13. LOI deneyi sonuçları ... 95

Çizelge 4.14. Polietilen için verilen Granta EduPack veritabanı verileri ... 98

Çizelge 4.15. Taşıma sırasında harcanan enerji ve salınan CO2 salımı (1 kg ürün bazında/% 50,6 baca tozu katkılı numune için) ... 98

Çizelge 4.16. Üretilen 1 kg kompozit malzemenin (%50,6 baca tozu katkılı numune için) tahmini oluşum enerjisi değeri ... 99

Çizelge 4.17. 25 °C’de ve 70 °C’de belirlenen TUOB miktarı ... 103

Çizelge 4.18. Kompozit malzemenin yaşam döngüsü sonunda olası yok edilebilme süreçlerinin değerlendirilmesi ... 105

Çizelge 4.19. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin verilerine erişilebilen fiziksel özelliklerinin karşılaştırılması ... 107

Çizelge 4.20. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması ... 110

Çizelge 4.21. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin üretiminde gerek duyulan enerji, su miktarı ve açığa çıkan salım değerlerinin karşılaştırılması ... 112

Çizelge 4.22. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin yaşam döngüsü sonunda olası yok edilebilme süreçlerinin karşılaştırılması ... 114

Çizelge 5.1. Farklı baca tozu katkı oranlarının, malzemenin fiziksel özelliklerine etkisi ... 117

Çizelge 5.2. Farklı baca tozu katkı oranlarının, malzemenin mekanik özelliklerine etkisi ... 118

ŞEKİLLERİN LİSTESİ

Şekil Sayfa

Şekil 1.1. Tez akış şeması ... 5

Şekil 2.1. Sürdürülebilir mimarlık temel ilkeleri ve kapsamı ... 9

Şekil 2.2. Entegre demir-çelik tesislerinde ortaya çıkan katı atık türleri ... 23

Şekil 2.3. Demir çelik üretim atıklarının tasviyesi ... 24

Şekil 3.1. KDÇF’den alınan baca tozu kimyasal bileşimi ve bileşim oranları ... 41

Şekil 3.2. YDEA sistem sınırları... 61

Şekil 4.1. Yoğunluk-baca tozu katkı oranı değişim grafiği ... 67

Şekil 4.2. Zamana göre su emme oranı- baca tozu katkı oranı değişimi grafiği... 69

Şekil 4.3. Vicat yumuşama sıcaklığı- baca tozu katkı oranı değişim grafiği ... 71

Şekil 4.4. Isı iletim katsayısı – baca tozu katkı oranı değişim grafiği ... 73

Şekil 4.5. Baca tozu katkı oranı-EAİ değişim grafiği ... 75

Şekil 4.6. Baca tozu katkı oranı-kayma hızı değişim grafiği ... 76

Şekil 4.7. Baca tozu katkı oranı-viskozite değişim grafiği ... 77

Şekil 4.8. Baca tozu katkı oranı-çekme/kopma dayanımı değişimi ... 79

Şekil 4.9. Baca tozu katkı oranı-elastisite modülü değişimi ... 80

Şekil 4.10. Baca tozu katkı oranı-maksimum çekme dayanım noktasındaki ve kopma anındaki uzama değişimi ... 81

Şekil 4.11 Baca tozu katkı oranı-akma dayanımı değişimi. ... 82

Şekil 4.12. Sırasıyla %0 ve %50 baca tozu katkılı numunede çekme davranışları ... 83

Şekil 4.13. Baca tozu katkı oranı-kopma enerjisi değişimi ... 83

Şekil 4.14. Baca tozu katkı oranı-maksimum eğilme dayanımı değişimi... 85

Şekil 4.15. Baca tozu katkı oranı-maksimum eğilme dayanımındaki yük değişimi ... 85

Şekil 4.16. Baca tozu katkı oranı-maksimum eğilme dayanımındaki uzama değişimi .. 86

Şekil Sayfa

Şekil 4.17. Darbe enerjisi- baca tozu katkı oranı değişimi ... 87

Şekil 4.18. Baca tozu katkı oranı-sertlik değeri değişimi ... 89

Şekil 4.19. Baca tozu katkı oranı yüzey pürüzlülüğü ilişkisi ... 91

Şekil 4.20. Baca tozu katkı oranı hacim kaybı ilişkisi ... 93

Şekil 4.21. YDEA sistem sınırları... 97

Şekil 4.22. Üretim sürecine göre oluşum enerjisini oluşturan enerji değerleri ... 99

Şekil 4.23. Üretim sürecine göre oluşum enerjisi ile salınan CO2 salım değerleri ... 100

Şekil 4.24. Sulu çözelti kromatogramları ... 101

Şekil 4.25. Baca tozu katkı oranı TUOB miktarı ilişkisi ... 103

Şekil 4.26. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin yoğunluk değerleri ... 108

Şekil 4.27. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin su emme oranı değerleri ... 108

Şekil 4.28. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin vicat yumuşama sıcaklığı değerleri ... 109

Şekil 4.29. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin ısı iletkenlik katsayısı değerleri ... 109

Şekil 4.30. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin elastikiyet modülü değerleri ... 110

Şekil 4.31. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin çekme ve eğilme dayanımı değerleri ... 111

Şekil 4.32. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin yüzde uzama değerleri ... 111

Şekil 4.33. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin sertlik değerleri ... 111

Şekil 4.34. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin üretiminde gerekli olan enerji değerleri ... 113

Şekil 4.35. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama malzemelerinin üretiminde açığa çıkan CO2 emisyon değerleri ... 113

Şekil Sayfa Şekil 4.36. Kompozit malzemenin ve alternatifi olabilecek zemin kaplama

malzemelerinin üretiminde gerekli olan su miktarları ... 113

RESİMLERİN LİSTESİ

Resim Sayfa Resim 2.1. Kardemir Demir Çelik Fabrikası baca tozu atıklarının sahada

depolanması ... 26

Resim 2.2. Çin Miyun Köprüsü ... 37

Resim 2.3. Atık plastik esaslı kompozit köprü ve M1 Abraham tankının geçişi ... 37

Resim 3.1. Atık LDPE parçaçıkları ... 40

Resim 3.2. Tane boyut dağılım oranı belirleme cihazı ... 41

Resim 3.3. Basınç kalıplama yöntemi ile üretilen kompozit malzemelerin mikroskobik görüntüleri ... 43

Resim 3.4. Tez çalışması kapsamında kullanılan ekstrüzyon makinesi ... 45

Resim 3.5. Tez çalışması kapsamında üretilen kompozit granüller ... 45

Resim 3.6. Enjeksiyon makinesinde şekillendirilen numune ... 46

Resim 3.7. Tez çalışması kapsamında kullanılan enjeksiyon makinesi... 46

Resim 3.8. Vakumlu etüv... 47

Resim 3.9. Desikatör ... 48

Resim 3.10. Su emme deneyi. a) Su emme deneyi için hazırlanan numuneler b)Suda bekletilen numuneler ... 49

Resim 3.11. Vicat deney numuneleri ... 50

Resim 3.12. Vicat test cihazı... 50

Resim 3.13. a) Isı iletkenlik katsayısı ölçümünde kullanılan numuneler b) Isı iletkenlik ölçüm cihazı ... 51

Resim 3.14. EAİ cihazı ... 51

Resim 3.15. a) Çekme deneyi numuneleri b) Çekme deneyi cihazı ... 53

Resim 3.16. a) Üç noktadan eğilme numuneleri b) Eğilme test cihazı ... 54

Resim 3.17. a) Darbe deneyi numuneleri b) Darbe test cihazı ... 55

Resim 3.18. a) Durometre b) Sertlik testi numuneleri ... 56

Resim Sayfa

Resim 3.19. Aşınma test cihazı ... 57

Resim 3.20. a) Zımparalama/parlatma cihazı b) Zımparalama/parlatma işlemi sonrası aşınma test numuneleri ... 57

Resim 3.21. a) Yüzey pürüzlülüğü ölçüm cihazı b) Cihaz ekranı ... 58

Resim 3.22. Profilometre ... 58

Resim 3.23. LOI test cihazı... 60

Resim 3.24. Gaz kromatografisi kütle spektroskopi (GC-MS) cihazı ... 63

Resim 3.25. UOB emisyon ölçümü için kurulan örnekleme istasyonu ... 63

SİMGELER VE KISALTMALAR

Bu çalışmada kullanılmış simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur.

Simgeler Açıklamalar

K2O Potasyumoksit

Na2O Sodyumoksit

Zn Çinko

Pb Kurşun

Cd Kadmiyum

Cu Bakır

CO2 Karbondioksit

Mj Megajoule

m³ Metreküp

m² Metrekare

ppm Milyonda bir birim

N Newton

mg Miligram

µg Mikrogram

kg Kilogram

r Yarıçap

δ Yoğunluk

λ Isı iletkenlik katsayısı

K Kelvin

°C Santigrat

eq Eşitlik

Wv Aşınan hacim

Wt Profilometre ile belirlenen aşınma derinliği

Wh Malzemenin havadaki ağırlığı

Vd Dolu hacim

Kısaltmalar Açıklamalar

AB Avrupa Birliği

ABD Amerika Birleşik Devletleri

ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating, and Air- Conditioning Engineers

ASTM American Society Testing and Materials

BRE Building Research Establisment

BREEAM Building Research Establisment Enviromental

Assessment

CML The Centre of Environmental Science

CEN Comité Européen de Normalisation

ÇED Çevresel Etki Değerlendirmesi

EAİ Ergiyik Akış İndeksi

EAO Elektrik Ark Ocağı

EMAS Eco Management and Auditing Scheme

EPA Environmental Protection Agency

EPD Environmental Product Declarations

EVA Etilvinil Asetat

GC-MS Gaz Kromatografisi Kütle Spektroskopi

GÜMF Gazi Üniversitesi Müh. Fak. Toz Metalurjisi Lab.

HDPE Yüksek Yoğunluklu Polietilen

HDT Heat Deflection Temperature

ISO International Organization for Standardization

KDÇF Kardemir Demir Çelik Fabrikası

KSS Kazan Sanayi Sitesi

LEED Leadership in Energy and Environment Design

LOİ Limit Oksijen İndeksi

LDPE Düşük Yoğunluklu Polietilen

LDPE-T Düşük Yoğunluklu Polietilen Tubuler

MEK Metil etil keton

MİBK Metil Isobutil Keton

MSDS Material Safety Data Sheet

PE Polietilen

PET Polietilen Tereftalat

PP Polipropilen

PPL Paper Plastic Laminates

PS Polistren

PVC Polivinil Klorür

SVOCs Semi-Volatile Organic Compounds

TS Türk Standartları

TUOB Toplam Uçucu Organik Bileşik

UOB Uçucu Organik Bileşik

USGBC U.S. Green Building Council

UV Ultra Viyole

VOCs Volatile Organic Compounds

WHO World Health Organization

WPC Wood Plastic Composite

YDD Yaşam Döngüsü Değerlendirme

YDEA Yaşam Döngüsü Enerji Analizi

1. GİRİŞ

Gelişen teknoloji ve sanayiyle birlikte, kaynakların sınırlılığına karşın tüketim toplumlarının çevreye verdiği atık ve kirliliğin sınırsız olması, yapı sektöründe yapılı çevrenin sürdürülebilirliğini ve bununla beraber ekolojik yapı ürünü seçimini önemli kılmaktadır.

Yapı ürünlerinin üretimi, kullanımı, bakım-onarımı ve yok edilme sürecinde ortaya çıkan etkenler, doğal çevre üzerinde doğrudan ve dolaylı olarak, onarılması güç zararlar oluşturmaktadır. Yapı ürünlerinin yaşam döngüleri boyunca ortaya çıkan girdi ve çıktılar, doğal çevreyi ve insan sağlığını büyük oranda etkileyebildiğinden, doğru yapı ürünü seçimi, sürdürülebilir mimarlık bağlamında öncelikli öneme sahiptir.

Günümüzde mimari tasarım süreci, lineer bir süreç olmaktan çıkıp döngüsel bir sürece evrilmiştir. Yapının sadece tasarım aşamasını kapsayan bu süreç, sürdürülebilirlik felsefesiyle birlikte, yapım, üretim, yıkım ve yıkım sonrası süreçlerini oluşturan yaşam döngüsü sürecini de ele alan bir yaklaşıma bürünmüştür. Bu durum, mimarların sorumluluklarının genişlemesine ve bununla birlikte yapı üretiminde sürdürülebilir yapı ürünü seçiminin ve kullanımının öne çıkmasına neden olmuştur. Sürdürülebilir mimarlık temelinde; yapı ürünlerinin estetik, sağlamlık, ihtiyacı karşılayabilme gibi özelliklerinin yanı sıra, geri dönüştürülmüş malzeme içermesi, geri dönüştürülebilir olması, çevreye ve insan sağlığına zararlı salımlar yapmaması, düşük oluşum enerjisine sahip olması, yaşam döngüsü değerlendirme yöntemiyle belirlenebilen sürdürülebilir yapı ürününün temel özellikleri olarak sayılabilmektedir. Bu nedenle, yapı ürünlerinin üretim sürecine girdi olan hammaddenin azaltımı yoluna gidilmesi hedefinde; üretim kaynaklarının atık bazlı olması, hem oluşum enerjisinin ve buna bağlı olarak maliyetin azaltılmasını sağlayacak, hem de atıklardan ve yapı ürünü üretim sürecinden kaynaklanan çevre sorunlarının en aza indirilmesinde öncü olacaktır.

Yapılı çevrenin sürdürülebilirliğine bağlı olarak, doğru, yerel, sağlıklı ve yeterli kaynak kullanımının öne çıktığı yapı ürünü seçimi, son yıllarda sürdürülebilir binaların çevresel etkilerinin değerlendirilmesi ve etki puanlarına göre derecelendirmesini yapan sertifika sistemlerince de önemli görülmektedir. Sürdürülebilir yapılar olmaya aday olan binaları sertifikalandıran bu sistemler, puanlama esnasında, yapı malzemelerinin çevresel etkisini ön planda tutmaktadır. Malzemelerin geri dönüştürülmüş ürünlerden üretilmiş olması, düşük

oluşum enerjisine sahip olması, çevresel etki değeri ve karbon ayak izinin düşük olması, atık yönetimi tedbirlerinin alınması, sertifika alımına malzeme başlığının altında etki eden temel ölçütlerdir.

Günümüzde yüksek oluşum enerjili yapı ürünlerinin üretiminde, fosil kaynaklı üretimden kaynaklanan hava kirliliğinin yanı sıra çok miktarda atık meydana gelmektedir. Bu atıklar ürünlerin kullanım sonrası sürecinde ortaya çıkmasının yanı sıra, üretim süreci sırasında da büyük miktarda atık oluşumuna neden olabilmektedir. Yapı ürünü üretim sürecinde yüksek enerjili üretim yapan ve büyük oranda üretim atıklarına sahip sektörlerden biri de demir çelik endüstrisidir. Bu endüstri, demir çelik üretimi sırasında yüksek hava kirliliği yaratımına ek olarak 1 ton çelik üretimi başına 400 g çeşitli katı atıklar ortaya çıkarabilmektedir (Robinson, 2008). Demir ve çelik tesislerinde oluşan bu katı atıklar, demir ve çelik üreticileri ve çevre için büyük bir sorun teşkil etmektedir. Büyük miktarda ortaya çıkmaları, çok ince taneli olmaları ve kimyasal kompozisyonlarında istenmeyen emprütelerin (K2O, Na2O, Zn gibi) yüksek olması, atıkların sinter yoluyla üretime geri döndürülmesine mani olmakta ve kısıtlamaktadır (Fleischanderl ve diğerleri, 1999; Kardemir Demir Çelik Fabrikası sözlü görüşme, 2013; Nyirenda, 1991). Bu açıdan en problemli atık tozlar, yüksek fırın baca tozu ve oksijen konverter tozlarıdır. Türkiye’de atık olarak çıkan yıllık baca tozu miktarı ise 375.000-425.000 ton olarak verilmektedir (Demirtepe, 2014). Bu nedenle, baca tozlarının geri kazanımı, hem depolama ve çevre problemleri açısından, hem de değer ihtiva eden metallerin geri kazanımı açısından önem arz etmektedir.

Yüksek oluşum enerjisine sahip bir diğer yapı ürünü sektörü ise petrol tabanlı olan plastiklerdir. Plastikler, dayanıklı, yalıtkan, hafif, şekil verilebilme özelliği yüksek ve esnek veya rijit olarak üretilebilmesi nedeniyle oldukça yüksek kullanım alanına sahiptir. Öyle ki, 1950 yılında 1,5 milyon ton olan dünya plastik üretiminin 2013 yılında 300 milyon tona çıktığı tahmin edilmektedir (Plasfed, 2014). Türkiye’de plastik tüketimini yönlendiren başlıca sektörler, dünyada da olduğu gibi ambalaj ve inşaat malzemesi sektörleridir. En yüksek kullanım alanına sahip ambalaj sektörünün bütün tüketim içindeki oranı %36 olup, yapı sektörü de % 23 gibi büyük bir paya sahiptir (pagev.org). Plastiklerin günümüzün her alanında kullanılması, atık miktarının da her geçen gün kaçınılmaz olarak artması anlamına gelmektedir. Plastik atıklarının azaltılması için öncelikle kaynakta azaltımın etkin bir şekilde yapılması sağlanarak plastik girdisi azaltılabilmekte, kullanım ömrü dolanlar çeşitli

işlemlerin ardından yeniden kullanılarak ya da geri dönüşüm yöntemiyle aynı ya da başka bir işlevle geri kazanılabilmektedir.

Bütün bu tespit ve kısıtlar ışığında tez çalışmasının amacı, demir çelik ve plastik atıklarının yapı sektöründe kullanımına yönelik bir alternatif önerisi olarak, çevreye ve insan sağlığına etkisinin minimumda olduğu, geri dönüştürülmüş malzeme içerikli, geri dönüştürülebilir, düşük oluşum enerjisine sahip yapı sektöründe kullanılabilecek sürdürülebilir bir yapı ürünü oluşturabilmektir. Bu amaç kapsamında, yüksek üretim enerjili yapı ürünü sektörü olan demir çelik sektörü atıklarından, atık azaltımında en çok sorun yaşanan yüksek fırın baca tozları ile yine yüksek oluşum enerjisine sahip, doğada uzun bozunma süresi nedeniyle atık olarak kalabilen ve Türkiye’de en fazla kullanım ve dolayısıyla atık oranına sahip düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) atıkları kulanılarak kompozit bir malzeme üretilmiştir.

Kompozit malzeme üretiminde kullanılan baca tozları, Karabük Kardemir Demir Çelik Fabrikası’nın günlük en fazla atık çıkaran ve içlerinde en yüksek çinko oksit oranına olması nedeniyle üretim sürecine gönderilemeyen 4. nolu yüksek fırından tesadüfi olarak alınmıştır.

LDPE atıkları ise, Ankara’nın Kazan ilçesinde plastik şeffaf örtü üretimi yapan bir fabrikanın üretim esnasında ortaya çıkan LDPE atıklarından tesadüfi olarak oluşturulmuştur.

Baca tozu ve LDPE atıkları ekstrüzyon yöntemi ile bir araya getirilmiş, test yöntemlerinde kullanılan standartlara yönelik oluşturulan ebatlara göre enjeksiyon makinesinde şekillendirilmiştir.

Elde edilen malzemenin yoğunluğu, su emme oranı, ısı iletkenlik katsayısı ve vicat yumuşama sıcaklığı gibi fiziksel; limit oksijen indeksi gibi kimyasal; çekme, eğilme, darbe, aşınma dayanımı ve sertliği gibi mekanik; oluşum enerjisi, geri dönüştürülebilirliği, sıvıya saldığı salımlar ve havaya verdiği uçucu organik bileşikler gibi çevresel özellikleri çeşitli cihaz ve analiz yöntemleri kullanılarak belirlenmiş ve elde edilen verilerle yapıda kullanım yeri saptanmaya çalışılmıştır. Bununla birlikte, zemin kaplama malzemesi olarak yapıda kullanımı önerilen kompozit malzemenin çalışmada elde edilen karakteristik özellikleri, plastik esaslı zemin kaplama malzemelerinin özellikleriyle karşılaştırılmıştır.

Yukarıda ifade edilen sorunlar ve kısıtlar kapsamında hazırlanan tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır:

Tez çalışmasının giriş bölümünden sonra, belirlenen amaca uygun olarak temel kavramlara yer verilmekte, sürdürülebilir mimarlık, çevre ve çevre sorunları kapsamında yapı ürünleri çevresel etkileri, yapı ürünlerinin derecelendirme sistemlerindeki yeri genel olarak ele alınmakta, yüksek enerjili yapı ürünü üretim sürecine dahil olan demir çelik ve plastik sektörü atıklarının niceliksel büyüklükleri ve bu atıklara yönelik çıkarılan yasa ve yönetmelikler, araştırmalar, istatistiki veriler ve sözlü görüşmeler kapsamında irdelenmektedir. Atık sorununun azaltılmasında önemli bir yol olarak görülebilecek kompozit malzemeler ve üretim yöntemlerinin yanı sıra, atıklardan üretilen kompozit malzeme temelli yapı ürünü çalışmaları, literatür taraması kapsamında sunulmaktadır.

Tez çalışmasının üçüncü bölümünde, çalışmada kullanılacak malzemeler olan atık LDPE ve baca tozuna ait bilgiler, bu atıklardan üretilecek kompozit malzeme üretim ve şekillendirme yöntemi, üretilen kompozit malzemenin yoğunluğu, su emme oranı, ısı iletkenlik katsayısı ve vicat yumuşama sıcaklığı gibi fiziksel; limit oksijen indeksi gibi kimyasal; çekme, eğilme, darbe, aşınma dayanımı ve sertliği gibi mekanik ve oluşum enerjisi, geri dönüştürülebilirliği, sıvıya saldığı salımlar ve havaya verdiği uçucu organik bileşikler gibi çevresel özelliklerini belirlemede kullanılan cihaz ve analiz yöntemleri açıklanmaktadır.

Tez çalışmasının dördüncü bölümünde, üretilen kompozit malzemenin fiziksel, kimyasal, mekanik ve çevresel özelliklerine yönelik gerçekleştirilen deney ve analizlerin nitel ve nicel sonuçlarına, malzemeye yönelik teknik tartışmalara, yapıda kullanım yeri önerisine ve plastik esaslı zemin kaplama malzemeleriyle mekanik, fiziksel ve çevresel özelliklerinin karşılaştırılmasına yer verilmektedir. Literatürde baca tozu katkılı kompozit malzeme çalışması bulunmadığından, önceki yapılmış çalışmalarla bulgu karşılaştırmasına yer verilememektedir.

Tez çalışmasının sonuç bölümünde, üretilen kompozit malzemenin yapıda kullanımına yönelik yapılan deney ve analiz sonuçlarından elde edilen sonuç bilgiler ve atıklardan üretilebilecek yeni yapı ürünleri ve önemi tartışılmaktadır.

Tez çalışmasının öne çıkan yönleri aşağıdaki şekilde sıralanabilmektedir;

-Malzemenin yapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesinin yanında çevresel performansının da detaylı olarak ele alınması,

-Literatürde baca tozu ve polietilen atıklarından oluşan bir çalışmanın bulunmaması,

-Kompozit malzemeyi oluşturan malzemelerin tamamının atık malzemelerden oluşması, -Kompozit malzeme üretim sürecinde, katkı oranının katlı oranlar yöntemi kullanılarak belirlenmesi ve katkı malzemesinin en yüksek katkı oranına ulaşılıncaya kadar denenmesi.

Tez çalışmasının kapsamı, Şekil 1.1’de akış şeması ile ifade edilmektedir.

Şekil 1.1. Tez akış şeması

2. KAYNAK ARAŞTIRMASI

Bu bölümde sunulan kaynaklar, tez çalışması ile doğrudan ilişkili üç ana başlık altında ele alınmıştır. Bu bağlamda, özellikle çevreyle dost bir yapı ürünü araştırması, sürdürülebilir mimarlık hakkında bir kaynak araştırmasını zorunlu kılmış ve ilk başlık sürdürülebilir mimarlık olarak belirlenmiştir. Yapı ürünlerinin çevre ile olan ilişkilerinin irdelenmesine bağlı olarak yapı ürünü- çevre etkileşimi üzerinde durulmuş, yapıda kullanılan ürünlerin sürdürülebilirlik bağlamında değerlendirilmesi ile malzeme ve kaynak korunumu ölçütünde puanlamaya giden bina derecelendirme sistemlerinde sürdürülebilir yapı ürünlerinin önemine değinilmiştir. Yapı ürünü üretim sürecinde ortaya çıkan atıklar, çevre sorunlarının oluşumunda büyük bir etken olması nedeniyle, bu atıklar niceliksel ve niteliksel boyutlarıyla bir diğer üst başlık olarak ele alınmıştır. Atık sorununun azaltılmasında önemli bir yol olabilecek kompozit malzemeler üst başlığı altında ise kompozit malzemeler ve bununla ilgili olarak yapılan çalışmalar hakkında bilgiler sunulmuştur.

2.1. Sürdürülebilir Mimarlık

Gelişen teknoloji ve sanayiyle birlikte yapı sektöründe yapı üretimi, kullanımı, bakım onarımı sırasında kullanılan ve yok edilmesi ya da geri dönüşümü esnasında ortaya çıkan etkenler doğal çevre üzerinde doğrudan ve dolaylı olarak, onarılması güç zararlar oluşturmaktadır. Dünyanın tatlı su kaynaklarının 1/6 ’sının, kesilen ağaçların 1/4’ünün ve fosil yakıtlar ve üretilen gereçlerin 2/5’inin tükenmelerinden yapı sektörü sorumlu tutulmaktadır (Wines, 2008). Bu konuyla ilgili binalara yönelik veri ise, Avrupa Birliği’ne üye ülkelerde, toplam enerji kullanımının % 40’tan fazlası, CO2 salımının % 30’u ve sentetik atıkların % 40’ı binalardan kaynaklandığı yönündedir (Ashford, 1998 ve 1999; Zeytun, 2000).

Sadece enerji ihtiyacı düşünüldüğünde bile, yapılı çevrenin ülke ekonomisinde büyük bir güce sahip olduğu görülürken, yapıda kullanılan ürünlerin rolü bu gücün üstündedir. Yapılar, yapım aşamasındaki kaynak kullanımı, yapı bileşenlerinin üretimi esnasında açığa çıkan kirlilik ve salımlar, kullanım aşamasındaki kaynak kullanımı ve işlevinin sona ermesiyle oluşturdukları atıklar ile ekolojiyi ve ekonomiyi büyük oranda etkileyebilmektedir. Bu bağlamda, gelişen son yüzyılda ortaya çıkan sürdürülebilirlik kavramı, hukuk, ekonomi,

felsefe, ekoloji ve mimarlık gibi birçok disiplinle ilişkilendirilen disiplinlerarası bir olgudur.

Yapı sektörünün küresel etki değerinin bu denli yüksek olması, sürdürülebilir mimarlık kavramını yapı tasarım sürecinin ana eksenine yerleştirmektedir.

Sürdürülebilir mimarlık; en genel tanım olarak “içinde bulunduğu koşullarda ve varlığının her döneminde, gelecek nesilleri de dikkate alarak, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına öncelik veren, çevreye duyarlı, enerjiyi, suyu, malzemeyi ve bulunduğu alanı etkin şekilde kullanan, insanların sağlık ve konforunu koruyan yapılar ortaya koyma faaliyetlerinin tümü” şeklinde tanımlanmaktadır (Sev, 2009). Bu bağlamda, sürdürülebilir mimarlık ile ekosistemin dengesini bozmayan, doğal kaynakları tüketmeyen, gelecek kuşakların ihtiyaçlarını karşılayabilme olanaklarını sınırlamayan ekonomik bir mimari amaçlanmaktadır.

Sürdürülebilir mimarlık ilkeleri ilk olarak 1994 yılında Charles J. Kibert tarafından ortaya konmuştur. Kibert’in ortaya koyduğu ilkeler şöyledir;

 Kaynak tüketiminin en aza indirgenmesi ( Koruma)

 Kaynakların yeniden kullanılmasının artırılması ( Yeniden Kullanım)

 Yenilenebilir veya geri dönüştürülebilir kaynakların kullanımı (Yenileme/Dönüştürme)

 Doğal çevreyi korumaya yönelik adımların atılması ( Biyotik Çevrenin Korunumu)

 Sağlıklı ve zehirli olmayan bir çevre yaratımı ( Abiyotik/Biyotik Denge)

 Yapay çevreyi yaratmada kaliteden ödün verilmemesi ( Kalite)

Sürdürülebilir mimarlık kavramının ileri sürdüğü kavramsal çerçevede, sözü edilen tüm bu çevresel sorunlara yönelik üç ana ilke altında çözüm önerileri geliştirilmektedir. Bu üç ilke, Şekil 2.1’de görülebildiği gibi, enerji, malzeme ve su korunumu ile ilgili sorunlara çözüm yöntemleri geliştiren “kaynakların korunumu”; yapı öncesi, yapı ve yapı sonrası evrelerinde karşılaşılan çevresel sorunlara çözüm yöntemleri geliştirilen “yaşam döngüsü tasarımı”;

insan sağlığı ve konforu, doğal kültürel değerlerin korunması, kent ve şantiye tasarımını ele alan “yaşanabilir insanı çevrelerin tasarımı” ilkeleridir (Çelebi, 2003).

Şekil 2.1. Sürdürülebilir mimarlık temel ilkeleri ve kapsamı (Çelebi, 2003)

Bu temel ilkelerden yola çıkılarak sürdürülebilir tasarım yöntemleri şu şekilde açıklanabilmektedir;

• Enerji ve su verimliliğinin aktif ve pasif tasarımlarla sağlanması,

• Yenilenebilir enerji kaynak kullanımının arttırılması,

• Yapının yaşam döngüsü boyunca malzeme kullanımının azaltılması, toksik ve zararlı maddelerin kaçınılması,

• İç kava kalitesinin yapı ve malzemenin yaşam döngüsü evrelerinin tamamında üst düzeyde tutulması ve salımların en aza indirilmesi,

• Geri dönüşümlü, yerel, çevresel etki değerinin ve oluşum enerjisinin az olduğu yapı malzemelerinin tercih edilmesi

• İnşaat ve yıkıntı atıklarının tasarım evresinde atık planlarının yapılması ve yeniden kullanım ve geri dönüşümüne öncelik verilmesi

• İnşa, üretim, kullanım ve bakım onarım esnasında üretilen salımların sınırlandırılması

• Mevcut altyapı sistemlerinin iyileştirilmesi ve yeniden kullanımı

• Toplu taşımacılığın arttırılması ve merkez yerleşimlere öncelik verilmesi (Dorsey ve Peterson, 2010; Gündüz, 2014).

Sürdürülebilir mimarlık anlayışı, yukarıda sayılan tasarım ilkelerinin özelliğinden kaynaklı, mimari projenin tasarım evresinde ele alınması gereken, bütüncül/entegre bir tasarım gerekliliği sunmaktadır. Birçok disiplinden oluşan uzmanlarla ele alınacak tasarımda, sürdürülebilir tasarım anlayışının projeye taşınması sağlanabilecektir. Nitekim yapılan

İlkeler

Kaynakların Korunumu

Yaşam Döngüsü Tasarımı

Yaşanabilir, İnsani Çevrelerin

Tasarımı

Stratejiler

*Enerji Korunumu

*Su Korunumu

*Malzeme Korunumu

*Binanın Yapım Öncesi Evre Tasarımı

*Yapım Evresi Tasarımı

*Yapım Sonrası Evre

*Doğal ve Kültürel Değerlerin Korunması

*Şantiye Planlaması

*Kent Tasarımı

araştırmalar, yapının tasarım ve yapım aşamasında tercih edilecek birçok çevresel faktörün göz ardı edilmekte olduğunu göstermektedir. Bu durum, yapıda kullanılacak ürün seçiminde de büyük oranda gözlenmektedir (www.dbce.csiro.au; Yılmaz ve Ciravoğlu, 2010).

Yapıların tasarımında sadece kullanıcı gereksinimlerini sağlayacak hacimlerin oluşturulmasının yanında, hem bu hacimlerin enerji gereksinimlerini minimuma indirgeyecek ve enerjinin yenilenebilir kaynaklardan sağlanmasının önünü açacak tasarım anlayışının uygulanması hem de doğal, yerel, geri dönüştürülebilir ve geri dönüştürülmüş ürünlerden üretilen yapı ürünlerinin yapıda kullanımı, uzun ömürlü, çevresel etkisi düşük yapıların oluşması açısından önemli tasarım parametreleridir (Berber, 2012; Gür, 2007;

Tuna, 2010).

2.1.1. Yapı ürünü-çevre ilişkisi

Yeryüzünden çıkarılan malzemelerin yaklaşık %50’si yapı sektörü tarafından kullanılmaktadır (WGSC, 2004). Bu bağlamda sürdürülebilirlik düzeyinin üzerinde tüketim olduğu görülmektedir. Sürdürülebilirlik düzeyinin üzerinde gerçekleşen tüketim nedeniyle yapılı çevreden kaynaklanan çevresel sorunlara etki eden etkenler arasında, yapıda kullanılan ürünlerinin rolü büyüktür. Yapı ürünlerinin yaşam süreçlerinde kullanılan kaynaklar, doğal çevreyi ve insan sağlığını büyük oranda etkileyebilmektedir. Bu bağlamda ürün seçiminde doğru, sağlıklı ve yeterli kaynak kullanımı öne çıkmaktadır (Tuna, 2010).

Yaşamları boyunca çevre ile etkileşimleri olan yapı ürünleri çevreye büyük hasarlar verebilmekte, büyük çevre sorunlarının kaynağını oluşturabilmektedir. Ürünlerin yaşamları boyunca çevre ile etkileşimi yaşam döngüsü değerlendirme yöntemi ile belirlenebilmektedir.

Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD); ürünlerin yaşam döngüleri boyunca oluşmuş ve olası çevre etkilerinin değerlendirilmesidir (Fava ve diğerleri, 1990; Gültekin, 2006).

Ürünler yaşamları boyunca, hammadde edinimi, üretim, yapıya uygulanması, kullanım, bakım onarım, geri dönüşüm ya da yok edilmesi gibi süreçlerden geçmektedir. YDD’ nin ilkesi; ürünlerin çevreye olan zararlı etkilerini belirlemek ve azaltmak, ekolojik çevreye en az düzeyde zarar veren ürünlerin seçilmesini sağlamaktır (Anderson, 2002; Jensen ve diğerleri,1997; Keoleian ve diğerleri, 1994; Scheuer ve Keoleian, 2002; Trusty ve Meil, 2000; Tuna Taygun, 2005; Vigon ve diğerleri, 1994).

Yaşam döngüsüne yönelik ilk fikirler 1960’lı yıllarda enerjinin etkin kullanımı, hammadde tüketimi ve atık maddeler gibi çevre sorunlarıyla ilgili veri çalışmalarıyla başlamış (National Risk Management Research Laboratory, 2006) ve bu çalışmalar 1980’li yılların sonunda hızlanmıştır (Jensen ve diğerleri, 1997). 1992’de ise yaşam döngüsü değerlendirme (YDD), yapı ürünlerinin yaşam döngüleri boyunca sebep olduğu çevresel etkilerin değerlendirilmesini sağlayan bir yöntem olarak küresel ölçekte kabul görmüştür (Gültekin, 2006; Menke ve diğerleri, 1996).

Yapı ürünlerinin oluşum enerjilerinin (embodied energy) hesaplanmasında ise yaşam döngüsü enerji analizi (YDEA) kullanılmaktadır. Bu analiz bir ürünün üretiminde sadece üretimine girdi olan enerji miktarının yanı sıra, üretime girdi olarak katılan ürünlerin oluşumundaki gerekli bileşenlerin, malzemelerin ve servislerin de girdilerini dikkate alan bir hesaplama yöntemidir (Haynes, 2010).

Yapı üretiminde kullanılan yapı ürünleri ve etki ettiği çevre sorunları düşünüldüğünde yapı ürünlerinin yaşam döngüleri boyunca çevresel etkileri genel olarak aşağıdaki şekilde sıralanabilir;

• Hammadde ediniminde yerel ve bölgesel ürünlerin kullanılması, hem yerel ekonomiye yarar sağlamakta hem de taşıma sırasında oluşabilecek zararların azaltılmasını sağlamaktadır (Roaf ve diğerleri, 2004). Fakat mermer, kireç taşı gibi tüketilen doğal taşların büyük bir kısmı Türkiye’de üretilmekte olduğundan taşıma sırasında oluşacak ekonomik ve çevresel zararların azalmasını sağlarken doğal taşların kaynağından elde edilirken topoğrafik yapıda meydana gelen bozulmalar ve hava kirliliği çevresel sorunlara neden olmaktadır (Onat, 2004).

• Yapı ürünlerinin üretiminde kullanılacak hammaddenin taşınması aşamasında taşıtlardan atmosfere salınan ağır metaller (Pb, Cd, Zn, Cu gibi.) ormanların ve ağaçların olmadığı ortamlarda rüzgârın etkisi ile uzun mesafelere taşınarak hava, su ve toprak kirliliğine yol açmaktadır. Hammaddenin ve atıkların taşınması için gerekli enerjinin elde edilmesinde kullanılan fosil kaynaklı yakıtlar, azot oksit ve karbonlu gazların çevreye yayılmasına neden olmakta ve bu gazlar iklim değişikliği yaratmaktadır. Ayrıca, bu gazların atmosferdeki yoğunluğunun artması sera etkisi ve asit yağmurlarını oluşturmaktadır (Dilaver, 2005).

• Yapı ürünlerinin üretiminde kullanılan enerji “oluşum enerjisi” (embodied energy) olarak adlandırılmaktadır. Çizelge 2.1’de bazı yapı ürünlerinin oluşum enerjisi verilmektedir. Bu enerji çelik, plastik, kurşun ve çinko gibi yapı ürünleri için çok yüksek değerlerdedir (Hammond ve Jones, 2006). Bu da ürünlerin üretimi sırasında daha çok enerji gereksinimini ve bu enerjinin elde edilebilmesi daha çok kaynak tüketimini gerekli kılmaktadır. Bu bağlamda bu tür ürünlerinin yapıda kullanımı sonrası, uygun toplama ve ayırma yöntemleri kullanılarak geri dönüşüm tesislerine gönderilmesi, enerji kazancı ve atık yönetimi açısından oldukça önemlidir.

Çizelge 2.1. Bazı yapı ürünlerinin oluşum enerjisi (Hammond ve Jones, 2006) Yapı ürünleri Oluşum enerjisi (Mj/kg)

Ahşap 8,5

Beton 0,95

Kalker 0,85

Tuğla 3

Çimento 4,6

Cam 15

Cam yünü 28

Çelik (%42 geri d.) 24,4

Aliminyum 155

Paslanmaz çelik 56,7

• Demir-çelik gibi yapı ürünlerinin hammaddesi olan madenlerin, ocaktan çıkarılması sırasında arazi bozulması ve toprak kaybı yaşanmaktadır (Onat, 2004).

• Plastiklerin üretimi esnasında atmosfere uçucu organik bileşikler-UOB’ler (VOCs) yayılmakta ve oluşum enerjisi olarak çok miktarda enerjiye gereksinim duyulmaktadır. Bu enerji gereksinimi, küresel ısınma, asitleşme ve sis oluşumuna, çevre kirliliğine ve biyoçeşitliliğin zarar görmesine neden olmaktadır (Calkins, 2009; Lippiatt, 2002; Sayar ve diğerleri, 2009).

• Cam üretiminde ana hammadde olarak kullanılan kum ve silis, doğada sınırlı miktarda bulunduğundan, hammaddenin bilinçli kullanımı gerekmektedir (Onat, 2004). Ancak cam ambalajlarda geri dönüşüm oranı %100’e varabilirken, bu oran düz camlarda daha düşüktür Bu bağlamda hammadde olarak atık camların kullanılması, doğal kaynakların devamlılığını sağlayacaktır (GFE, 2010; GLS BREF, 2013).

•

Vural, 2004). Sıcaklık, nem, akustik, radyoaktivite, manyetik ve elektriksel alanlar, ışık, salım ve partikül gibi parametrelerde etkili olan hatalı yapı ürünleri, iç duvar yüzeylerinin soğuk kalmasından dolayı sıcaklığın arttırılması ile solunum zorluğunun yanı sıra iç ortamda daha fazla toz ve bakteri birikimine neden olmaktadır (Varol, 1994). Ayrıca yanlış ürün seçimiyle, mekânlarda çok fazla ya da çok düşük nem oranları gözlenmektedir. Düşük nem oranı havada toz, bakteri ve mikropların daha fazla barınmasına, burun mukozasında ve boğazda buharlaşmaya neden olmasıyla istenmeyen bazı zararlı zerrelerin solunum yoluyla vücuda girmesine, deri ve saç kurumalarına neden olurken, yüksek nem oranı ise eklem romatizması ve astım hastalığında etkili olmaktadır (Çilingiroğlu, 2010; Şenkal, 2001; Varol, 1994).

Çizelge 2.2. EPA maksimum iç ortam hava kirletici konsantrasyonları (EPA, 2001) İç Ortam Kirleticileri İç Ortam Hava Kirletici Konsantrasyonları Karbonmonoksit (CO) <9 ppm

Karbondioksit (CO2) <800 ppm

Küf İç ve dış havadaki değerler aynı olmalı

Formaldehit <20 µg/m³

Toplam uçucu organik bileşikler <200 µg/m³ 4 fenil siklohekzan (4-PC) <3 µg/m³ Toplam partikül (PM) <20 µg/m³

Düzenli kirleticiler <ulusal iç ortam standardı Diğer kirleticiler <sınır değerin %5’i

• İç mekân hava kalitesini etkileyen kirleticiler, yemek pişirme (partiküller, CO, NOx), temizlik (UOB) ve sigara içimi (CO, partiküller, NOx, UOB) gibi aktivitelerle üretilebilmektedir. Ayrıca toplam uçucu organik bileşiklerin %60’ının yapı ürünlerinden kaynaklandığı belirtilmektedir (Sundell, 2004). Bu yapı ürünleri, ahşap mobilyalar, halılar/halı kaplamalar, yapıştırıcılar, boyalar, temizlik maddeleri, ev bitkileri ve banyo malzemeleri olarak sayılabilmektedir (Crump ve diğerleri, 1997; Nazaroff ve Weschler, 2004; Wolkoff ve diğerleri, 2000). Ayrıca vinil kaplama, plastik esaslı duvar kaplama malzemesi, naylon halı, ısı yalıtım malzemesi, boya, vernik ve membran gibi polimerik yapı malzemeleri, iç mekân hava kalitesini önemli oranda etkileyebilecek UOB salımlarına neden olmaktadır (EPA, 2014; Gustafsson, 1992; Maroni ve diğerleri, 1995; Schmidt-

Etkins, 1994; WHO, 1989; Yu ve Crump, 1998). İç ortamda yaygın olarak bulunan UOB’ler aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir (Hess-Kosa, 2002; Menteşe; 2009);

- Aromatik hidrokarbonlar: benzen, toluen, ksilenler.

- Alifatik hidrokarbonlar: n-pentan, n-hekzan, n-heptan, n-oktan, n-dekan.

- Ketonlar: aseton, Metil etil keton (MEK), Metil isobutil keton (MİBK), siklohekzanon.

- Alkoller: metanol, etanol, isopropanol, butanol.

- Klorlu hidrokarbonlar: metilen klorur, 1,1,1-trikloroetan, perkloroetilen, freon.

- Terpenler; Limonen, pinenler.

- Aldehitler: formaldehit, asetaldehit, etil asetat, butil asetat

Uygun olmayan hava kalitesine neden olan bir diğer madde ise uçucu organik bileşikler (VOCs: Volatile Organic Compounds) ve yarı uçucu organik bileşikler (SVOCs: Semi- Volatile Organic Compounds) olarak bilinmektedir. Bu bileşikler hava içinde bulunarak kısa ve uzun süreler içinde insan sağlığına olumsuz etki etmektedir (Çilingiroğlu, 2010). Evlerde kullanılan eşyalar da, iç hava kalitesini bozucu bazı kirleticiler yaymaktadır. Yün ve naylon halılarla yapılan çalışmalarda, yün halının naylon halıya göre iç hava kirleticilerinin arbsorblanması açısından olumlu etkilerinin fazla olduğu görülmüştür (Katsoyiannis ve diğerleri, 2006 ve 2008; Tuna-Kayılı ve Çelebi, 2015). Ayrıca, kurşun gibi kirleticilerin kaynağına, kullanılan mobilyalar, formaldehit ve biyolojik maddeler, halılar, biyolojik madde ve tozlar, eskimiş yer kaplamaları, asbest boyalar ve ahşap koruyucular, organik gazlar, kurşun bazlı boyalar örnek verilebilmektedir (İlten ve Bulgurcu, 2002).

• Yapı ürünlerinin üretimi, bakım-onarımı, kullanımı ve kullanım sonrasında çevreye salınan atıklar su ve toprak kirliliğine ve en genel anlamda habitat kirliliğine neden olmaktadır. Sanayi ve yerleşim atıklarının arıtılmadan çevreye bırakılması, inşaat ve yıkıntı atıklarının ulaşım ve yaşam mekânlarına açık alanlarda depolanması, üretimde kullanılan fosil yakıtların etkileri abiyotik ve biyotik çevreye zarar vermektedir (Akyüz, 1997;

Mackenzie, 1991). Su kirliliğine neden olan sanayi ve yerleşim atıklarının ortama bırakılmasıyla bu atıklarda yüksek oranda bulunan ağır metaller, canlılar üzerinde konsantrasyonları ile doğru orantılı olarak zehirli etki yapmaktadır. Özellikle cıva, kurşun ve krom gibi ağır metaller besin zinciri ile girdikleri canlı bünyelerinden atılamadıkları için fizyolojik olarak birikime neden olmaktadır. Bunun sonucunda sularda yaşayan canlıların ölmesine neden olmakta ve bu canlılar ile beslenen insanların yaşamını tehlikeye sokabilmektedir. İnsan vücudundaki cıva birikimi 25 mg’ı bulduğunda nörolojik

bozukluklar, 25-100 mg arasında görme ve işitme bozuklukları, denge bozuklukları ve parmak uçlarında dokunma hissi azalması, 200 mg’ın üzerindeki birikimlerde ise sağırlık, körlük, felç ve ölümler ortaya çıkabilmektedir (Altıntabak, 1996).

• Yapı ürünlerinin yok edilmesi evresinde, atıkların depolanması ile (landfill) değerli alan kullanımı ve depolama esnasında tozuşmalarla ya da ağır metallerin toprağa ve yeraltı suyuna karışmasıyla, abiyotik ve biyotik çevreye zarar verebilen toksik maddeler açığa çıkmaktadır (Sarja, 2002). Ayrıca ürünlerin geri dönüşümünde, atık toplama esnasında enerjiye gereksinim duyulurken, kaynakta ayırma yönteminin kullanılmadığı toplama şekillerinde geri dönüşüm oranı da düşebilmektedir (Apotheker, 2014; Edwards ve Schelling, 1999).

Yapı ürünlerinin yaşam döngüleri boyunca yapı ürünlerinden kaynaklanan çevresel etki sınıfları farklı şekillerde gruplandırılsa da, en geniş kapsamlı sınıflandırma aşağıdaki şekilde yapılabilmektedir (CML, 2001; Tuna, 2010);

o Abiyotik kaynak tüketimi

• Fosil yakıt tüketimi

• Su kaynaklarının kirlenmesi

• Alan kullanımı

o Küresel ısınma potansiyeline etkisi o Stratosferdeki ozon tüketimine etkisi o Asitleşme potansiyeline etkisi o Ötrofikasyon potansiyeline etkisi o Ekolojik zehirlenmeye etkisi

•Tatlısu ekolojisi zehirlenme potansiyeline etkisi

•Deniz suyu ekolojisi zehirlenme potansiyeline etkisi

•Kara ekolojisi zehirlenme potansiyeline etkisi o Fotokimyasal ozon gazı oluşum potansiyeline etkisi o İnsan zehirleme potansiyeli,

• İç mekân hava kalitesine etkisi

• Hava kirleticilerine neden olması

o Radyoaktif radyasyona etkisi, şeklinde sıralanabilmektedir.

Yukarıda sayılan bütün bu göstergeler ışığında, sürdürülebilir mimarlıkta yapı ürünlerinin ve doğru yapı ürünü seçiminin, yapıların enerji tüketimi, doğal kaynakların korunumu, kullanıcı ve çevre sağlığı açısından ne kadar önemli olduğu görülebilmektedir (Çelebi ve Aydın, 2005).

2.1.2. Yapı ürünlerinin derecelendirme sistemlerindeki yeri

Doğru, yerel, sağlıklı ve yeterli kaynak kullanımının öne çıktığı yapı ürünlerinin seçimi, son yıllarda sürdürülebilir yapıların çevresel etkilerinin değerlendirilmesi ve etki puanlarına göre derecelendirmesini yapan sertifika sistemlerince de önemli görülmektedir. Dünya genelinde, ülkelerin kendi bünyesinde var olan yapı araştırma kurumu tarafından oluşturulmuş ya da bu konuda uzmanlaşmış kurumların geliştirdiği sistemlerin yerel ve bölgesel olarak ülkelere uyarlanması ile kullanım alanı bulan birçok derecelendirme sistemi bulunmaktadır. Bunlar, dünya çapında, BREEAM (UK), LEED (ABD), EcoProfile (Norveç), PromisE (Finlandiya), Green Star (Avustralya), SBAT (Güney Afrika), HK-BEAM ve CEPAS (Hong Kong), Green Mark for Buildings (Singapur), Green Globes (US), SPIRIT (US), Haute (Fransa), DGNB (Almanya), NABERS (Avustralya), Energy Star (US), EnerGuide (Kanada), Environmental Status (İsveç), EEWH (Taiwan) gibi bir sistemlerdir (Fowler ve Rauch, 2006).

Yapı Araştırma Kurumu (Building Research Establishment-BRE) tarafından İngiltere’de geliştirilen BREEAM (Building Research Establisment Enviromental Assessment Method) ve Amerika Yeşil Binalar Derneği (U.S. Green Building Council-USGBC) tarafından ABD’de geliştirilen LEED (Leadership in Energy and Environment Design) İngiltere ve ABD’yle birlikte Türkiye’de de sık kullanım alanı bulmuştur. Bu sistemler, puanlama esnasında, malzemenin çevresel etkisini ön planda tutmaktadır. Malzemelerin geri dönüştürülmüş ürünlerden üretilmiş olması, düşük oluşum enerjisine sahip olması, çevresel etki değeri ve ayak izinin düşük olması, atık yönetimi tedbirlerinin alınması, sertifikasyon alımında malzeme başlığının altındaki temel ölçütlerdir.

Sürdürülebilir tasarım ölçütlerinin BRE tarafından yorumlanarak derecelendirme alanlarının oluşturulması sonucu, bu alanların altında tanımlanan ölçütlere göre sonuç puanlara ulaşılan BREEAM 2014 – NC (yeni yapılar) sisteminin derecelendirme alanları ve bütün içerisindeki ağırlıkları aşağıda sıralanan on grupta ele alınmaktadır (http://breeam.com, 2016);