Analysis of Sustainable Innovative Building Materials in Light of Traditional Construction Methods

Abstract

The climate crises that have emerged in our world, especially with natural disasters, have led humanity to seek solutions in this area. In formation of environmental problems, construction sector has serious harmful effects from production of materials to disposal processes of waste within construction life cycle. In fact, traditional structures produced in historical process contain features that can shed light on production of ecological structures with the use of sustainable materials and methods. However, building materials produced in ancient times according to the conditions of era need to be updated and developed according to today's conditions. In this context, the potential, positive aspects and negative aspects of materials widely used in traditional architecture, which also constitute the original point of the study, are comparatively analyzed within the scope of sustainability, and it is aimed to contribute to literature by presenting innovative solution approaches in the light of this data. Within framework of the determined purpose, soil and agricultural product-based adobe, structures made of soil bags, compressed soil structures, structures made of straw bales and hemp-based construction elements and materials have been examined with detailed literature research, comparatively analyzed through tables, and suggestions have been developed for their use in architecture.

Keywords

• Traditional materials
• sustainability
• innovative materials
• building system

Geleneksel Yapım Yöntemleri Işığında Sürdürülebilir Yenilikçi Yapı Malzemelerinin Analizi

Abstract

Dünyamızda özellikle son zamanlarda doğal felaketlerle ortaya çıkan iklim krizleri insanlığı bu alanda çözüm arayışlarına yönlendirmiştir. Çevresel problemlerin oluşmasında, yapı sektörü, yapı yaşam döngüsü içerisinde malzemelerin üretiminden, atıkların bertarafı süreçlerine kadar ciddi zararlı etkilere sahiptir. Aslında tarihsel süreçte üretilen geleneksel yapılar sürdürülebilir malzeme ve yöntemlerin kullanımı ile ekolojik yapı üretimine ışık tutabilecek özellikleri yapısında barındırmaktadır. Ancak eski devirlerde çağının şartlarına göre üretilen yapı malzemeleri günümüz koşullarına göre güncellenerek geliştirilmesi gerekmektedir. Bu bağlamda makalede, çalışmanın özgün noktasını da oluşturan, geleneksel mimaride yaygın bir biçimde kullanılan malzemelerin, sürdürülebilirlik kapsamında potansiyelleri, olumlu yönleri, olumsuz yönleri karşılaştırmalı olarak analiz edilmiş, bu veriler ışığında yenilikçi çözüm yaklaşımları ortaya konarak literatüre katkı sağlanması hedeflenmiştir. Belirlenen amaç çerçevesinde yaygın bir biçimde kullanılan toprak ve tarımsal ürün esaslı kerpiç, toprak torbalardan yapılar, sıkıştırılmış toprak yapılar, saman balyalarından yapılar ve kenevir esaslı üretilen yapı elamanı ve malzemeleri detaylı literatür araştırması ile incelenmiş, tablolar arayıcılığı ile karşılaştırmalı analiz edilmiş, mimaride kullanımına yönelik öneriler geliştirilmiştir.

Keywords

• Geleneksel malzemeler
• sürdürülebilirlik
• yenilikçi malzemeler
• yapı sistemi

References

1. Adam, E. A. ve Agib, A. (2001). Compressed Stabilized Earth Block Manufacturing in Sudan. Technical Note No. 12. Comparing Adobe with Fired Clay Bricks. Paris: United Nations Educational Scientific and Cultural Organization (UNESCO).
2. Aksoy, E. ve Demirci, Ö. S. (2022). Qualitative/Quantitative Comparison of Changes in Alanya Rural Architecture in terms of CO2 Emissions and Energy Conservation within the Scope of Sustainability. ICONARP International Journal of Architecture and Planning, 10(2), 614-639. https://doi.org/10.15320/ICONARP.2022.218
3. Alibeyoğlu, R. N. ve Ökten, M. S. (2021). Sıkıştırılmış toprak yapılar üzerine bir inceleme. Turkish Online Journal of Design Art and Communication, 11(3), 1036-1057.
4. Arslan, F. (2014). Türkiye’de Sürdürülebilir Doğal Kaynak Kullanımı Arayışlarına Bir Örnek: Yeşil Binalar. Asos Journal, Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, 2(2/1), 288-304. 10.16992/ASOS.157
5. Avrami, Erica C., Hubert Guillaud ve Mary Hardy, eds. (2008). Terra Literature Review: An Overview of Research in Earthen Architecture Conservation. Los Angeles, CA: Getty Conservation Institute.
6. Betts, M. C., Miller, T. A. H. (1937). Rammed earth walls for buildings (No. 1500). US Government Printing Office.
7. Britt C. (2017). What to do with all those sandbags after the flood? 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.kfvs12.com/story/35353732/what-to-do-with-all-those-sandbags-after-the-flood/ adresinden ulaşılmıştır.
8. Cao L. (2023). How rammed earth walls are built. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.archdaily.com/933353/how-rammed-earth-walls-are-built adresinden ulaşılmıştır.

9. Clifton Schooley & Assoc. Rammed Earth Designers & Builders. (n.d.). Rammed earth construction pictures. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.rammedearth.info/rammed-earth-pictures-page-3/#Pictures adresinden ulaşılmıştır.
10. Designing Buildings. (n.d.). Straw bale construction. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Straw_bale_construction#Construction_techniques adresinden ulaşılmıştır.
11. Earthbag Building. (n.d.). Earthbag building: Introduction. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.earthbagbuilding.com/index.htm adresinden ulaşılmıştır.
12. Emlakjet. (2018). Tarihi Mardin taş evleri hakkında bilmeniz gerekenler. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.emlakjet.com/haber/foto-galeri/tarihi-mardin-tas-evleri-hakkinda-bilmeniz-gerekenler adresinden ulaşılmıştır.
13. Eryıldız, D. I., ve Başkaya, A. (2000). Saman balyası ile yapılanma: Kırıkkale-Hasandede’de bir prototipin yapımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 15(1), 87-104.
14. Çepel, N. (1988). Toprak ilmi. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları.
15. Geiger O. (2009). Earthbag history: Footnote. 5 Ocak 2025 tarihinde https://naturalbuildingblog.com/earthbag-history-footnote/ adresinden ulaşılmıştır.
16. Genç, G. ve Beyhan, F. (2021). Energy Efficient Improvement Of Historic Buildings: A Case Study In Sinop. Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences , vol.8, no.18, 11-25.
17. Genç, G. ve Beyhan, F. (2023). Tarihi Binalardaki Farklı Uygulama Yaklaşımları ve Enerji Verimliliği İlişkisi. Journal Of Turkish Studies, no.2, 515-527.
18. Gezi Otesi. (n.d.). Karabük, Safranbolu gezi rehberi: En güzel miras. 5 Ocak 2025 tarihinde https://geziotesi.com/safranbolu-gezi-rehberi-en-guzel-miras/#google_vignette adresinden ulaşılmıştır.
19. Gramlich, A. N. (2013). A concise history of the use of the rammed earth building technique including information on methods of preservation, repair, and maintenance. University of Oregon.
20. Green Home Building. (n.d.). Rammed earth.5 Ocak 2025 tarihinde https://www.greenhomebuilding.com/rammedearth.htm adresinden ulaşılmıştır.
21. Hart, K. (2018). Essential earthbag constructıon the complete step-by-step guide. New Society Publishers.
22. Hepsiemlak. (n.d.). Hayran bırakan Harran evleri. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.hepsiemlak.com/emlak-yasam/haberler/hayran-birakan-harran-evleri adresinden ulaşılmıştır.
23. Hollis, M. (2005). Practical straw bale building. Landlinks Press.
24. Hunter, K., ve Kiffmeyer, D. (2004). Earthbag building: The tools, tricks and techniques. New society publishers.
25. İnşaatt. (n.d.). Kerpiç nedir? Özellikleri ve avantajları- Kerpiç evler. 5 Ocak 2025 tarihinde https://insaatt.com/kerpic-nedir-ozellikleri-ve-avantajlari-kerpic-evler/ adresinden ulaşılmıştır.
26. İzmir kalkınma ajansı (2021). İnşaat sektöründe sürdürülebilirlik ve yeşil bina uygulamaları. T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı. https://izka.org.tr/wp-content/uploads/2021/06/Insaat-Sektorunde-Surdurulebilirlik-ve-Yesil-Bina-.pdf
27. Jaquin, P. (2011). A history of rammed earth in Asia. In International workshop on rammed earth materials and sustainable structures, Hakka Tulou Forum.
28. Kafesçioğlu, R., Toydemir, N., Gürdal, E., Özüer, B. (1980). Yapı malzemesi olarak kerpicin alçı ile stabilizasyonu (TÜBİTAK MAG-505). Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu. https://www.academia.edu/12700546/Yap%C4%B1_Malzemesi_Olarak_Kerpicin_Al%C3%A7%C4%B1_ile_Stabilizasyonu
29. Khadka, B. (2020). Rammed earth, as a sustainable and structurally safe green building: a housing solution in the era of global warming and climate change. Asian journal of civil engineering, 21(1), 119-136.
30. Kulaksızlar. (n.d.). Ambalaj. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.kulaksizlar.com.tr/ambalaj/3/5/ adresinden ulaşılmıştır.
31. Magwood C. (2016). Essential hempcrete contruction : the complete step-by-step guide. New Society Publishers.
32. Minke, G. (2000). Earth construction handbook: the building material earth in modern architecture. Southampton: Wit Press.
33. Minke, G. (2006). Building with earth: design and technology of a sustainable architecture. Basel: Birkhäuser.
34. Lassitenaz T. (2016). 1,500 Year Old Hempcrete. 5 Ocak 2025 tarihinde https://hempgazette.com/news/hempcrete-india-cave-hg0095/ adresinden ulaşılmıştır.
35. Muñoz, P., Letelier, V., Muñoz, L., Bustamante, M. A. (2020). Adobe bricks reinforced with paper & pulp wastes improving thermal and mechanical properties. Construction and Building Materials, 254, 1-10. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119314
36. Narloch, P., ve Woyciechowski, P. (2020). Assessing cement stabilized rammed earth durability in a humid continental climate. Buildings, 10(2), 26. https://doi.org/10.3390/buildings10020026
37. Özgünler, S. A., ve Gürdal, E. (2012). Dünden bugüne toprak yapı malzemesi: Kerpiç. Restorasyon ve Konservasyon Çalışmaları Dergisi, (9), 29-37.
38. Rammed Earth Constructions. (n.d.). Garangula art gallery, harden, nsw. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.rammedearthconstructions.com.au/project/garangula-gallery/ adresinden ulaşılmıştır.
39. Reddy, B. V. V. (2004). Sustainable building technologies. Current Science, 87(7), 899–907. http://www.jstor.org/stable/24109393
40. Salih, M. M., Osofero, A. I., Imbabi, M. S. (2020). Critical review of recent development in fiber reinforced adobe bricks for sustainable construction. Frontiers of Structural and Civil Engineering, 14, 839-854. DOI:10.1007/s11709-020-0630-7
41. Sharma, V., Marwaha, B. M., ve Vinayak, H. K. (2016). Enhancing durability of adobe by natural reinforcement for propagating sustainable mud housing. International Journal of Sustainable Built Environment, 5(1), 141-155. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2016.03.004
42. Souza E. (2020). Hemp concrete: From Roman bridges to a possible material of the future. 5 Ocak 2025 tarihinde https://www.archdaily.com/944429/hemp-concrete-from-roman-bridges-to-a-possible-material-of-the-future adresinden ulaşılmıştır.
43. Stanwix, W., Sparrow, A. (2014). The Hempcrete Book: Designing and building with hemp-lime. Green Books.
44. Startup Teknoloji. (n.d.). Girişimciler müşteri memnuniyetini nasıl kazanır? 5 Ocak 2025 tarihinde https://startupteknoloji.com/girisimciler-musteri-memnuniyetini-nasil-kazanir/ adresinden ulaşılmıştır.
45. Strawbale.com. (n.d.). Ocak 2025 tarihinde https://strawbale-com.translate.goog/photo-gallery-favorite-images/?_x_tr_sl=auto&_x_tr_tl=tr&_x_tr_hl=tr adresinden ulaşılmıştır.
46. Sahin, M. ve Eroğlu, B. (2023). Developing a Model Proposal to Evaluate the Authenticity of Traditional Housing; Malatya Case Study. ICONARP International Journal of Architecture and Planning, 11(2), 754–780. https://doi.org/10.15320/ICONARP.2023.263
47. Venkateswaran, C. B. (2019). The Essential of Sustainable Building Construction Practices. Journal of Sustainable Construction Materials and Technologies, 4(1), 318-322.
48. Windstorm, B., & Schmidt, A. (2013). A Report of Contemporary Rammed Earth Construction and Research in North America. Sustainability, 5(2), 400-416. https://doi.org/10.3390/su502040
49. Yardımlı, S. (2021). Çevreci Yaklaşımlarda Malzeme ve Yapım Tekniği; Çağdaş Kerpiç Yapılar. Kent Akademisi, 14(2), 389-413. https://doi.org/10.35674/kent.901861