Fotovoltaik Entegre Biyofilik Cephelerin Enerji ve Sürdürülebilirlik Performansının Derlemesi

Year 2025, Volume: 4 Issue: 2, 35 - 49, 29.09.2025

Ruşen Duran , Özlem Sallı Bideci

Abstract

ÖZ
Yapı sektörü enerji tüketimi ve karbon salınımının önemli bir bölümünden sorumludur ve bu durum çevresel sürdürülebilirlik üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Küresel ısınma ve doğal kaynakların hızla tükenmesi gibi çağımızın en kritik sorunları yapıların enerji performansını artırmaya yönelik yenilikçi stratejilerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu bağlamda, sürdürülebilir mimarlık anlayışına dayalı fotovoltaik entegre biyofilik cephe sistemleri yapıların çevresel koşullara dinamik olarak uyum sağlamasını mümkün kılarak hem güneş enerjisinden elektrik üretimiyle enerji verimliliğini artırmakta hem de biyofilik tasarım ilkeleri sayesinde karbon ayak izini azaltarak ekolojik dengeye katkıda bulunmaktadır. Bu çalışmada, fotovoltaik entegre biyofilik cephe sistemlerinin sürdürülebilir yapı tasarımına katkısı incelenmiş ve farklı tasarım stratejilerinin enerji performansı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmanın kapsamında, literatür taraması ve vaka incelemeleri kullanılarak fotovoltaik ile biyofilik cephe sistemlerinin enerji etkinliği, karbon emisyonları ve kullanıcı konforuna etkileri araştırılmıştır. Fotovoltaik sistemlerin yenilenebilir enerji üretimi biyofilik sistemlerin ise doğal iklimlendirme yoluyla sürdürülebilirliğe katkısı değerlendirilmiş; farklı iklim bölgelerindeki entegre uygulamalar karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Yapılan analizler bu sistemlerin enerji tüketimini azalttığını, karbon emisyonlarını düşürdüğünü ve iç mekan konforunu arttırdığını göstermektedir. Sonuçlar sürdürülebilir yapı tasarımında bu sistemlerin kritik bir rol oynadığını ve enerji verimliliği hedeflerine ulaşmak için etkili bir çözüm sağladığını göstermektedir.

Keywords

Fotovoltaik entegre cephe , Sürdürülebilirlik , Enerji verimliliği , Biyofilik cephe

A Review of the Energy and Sustainability Performance of Photovoltaic-Integrated Biophilic Facades

Abstract

ABSTRACT
The building sector is responsible for a significant portion of global energy consumption and carbon emissions, which greatly impacts environmental sustainability. Critical contemporary issues such as global warming and the rapid depletion of natural resources necessitate the development of innovative strategies to enhance the energy performance of buildings. In this context, photovoltaic integrated biophilic facade systems, grounded in the principles of sustainable architecture, enable buildings to dynamically adapt to environmental conditions. These systems not only improve energy efficiency through solar electricity generation but also contribute to ecological balance by reducing the carbon footprint via biophilic design principles. This study examines the contribution of photovoltaic integrated biophilic facades to sustainable building design and evaluates the impact of different design strategies on energy performance. This study investigates the energy efficiency, carbon emissions, and user comfort impacts of photovoltaic and biophilic façade systems through a comprehensive literature review and case study analysis. The renewable energy generation potential of photovoltaic systems and the natural climate regulation provided by biophilic facades are assessed. Comparative analyses of integrated applications across different climatic regions indicate that these systems reduce energy consumption, lower carbon emissions, and enhance indoor environmental quality. The findings highlight the critical role of these systems in sustainable building design and their effectiveness in achieving energy efficiency goals.

Keywords

Photovoltaic integrated facade , Sustainability , Energy efficiency , Biophilic facade

References

• Abdollahi, S. ve Oktay, H. E. (2020). Çevre Estetiğinde Kullanılan Modellerin Değerlendirilmesi ve BiyofiliBağlamında Yeni Bir Model Önerisi. YEDİ, 23, 75-86, doi: 10.17484/yedi.626883
• Africa, J., Heerwagen, J., Loftness, V., & Ryan Balagtas, C. (2019). Biophilic design andclimate change: Performance parameters for health. Frontiers in BuiltEnvironment, 5, 434550. https://doi.org/10.3389/fbuil.2019.00028/Bibtex
• Alaca Tınmaz, Ö. (2018). Sürdürülebilirlik değerlendirme sistemleri bağlamında yerel yapı malzemesi [Yüksek lisans tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi]. Yükseköğretim Kurulu Tez Merkezi.
• Altın, M. & Orhon, A. V. (2014). Akıllı yapı cepheleri ve sürdürülebilirlik. Ulusal Çatı ve Cephe Sempozyumu, 1–9.
• Blanco, I., Vox, G., Schettini, E., & Russo, G. (2021). Assessment of the environmental loads of green façades in buildings: a comparison with un-vegetated exterior walls. Journal of Environmental Management, 294, 112927.
• Çorakçı, R. E. (2016). İç mimarlıkta biyofilik tasarım ilkelerinin belirlenmesi (Yayın No. 444471) [Doktora tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İç Mimarlık Anabilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
• Ding, X.; Cui, Y.; Chen, Z.; Zhang, H. (2024). Energy Efficiency in Biophilic Architecture: A Systematic Literature Review and Visual Analysis Using CiteSpace and VOSviewer. Buildings 2024, 14, 3800. https:// doi.org/10.3390/buildings14123800
• Downton, P., Jones, D., Zeunert, J., & Roös, P. (2017). Biophilic design applications: Putting theory and patterns into built environment practice. KnE Engineering, 59–65.
• Duyan, F. & Bayrakdarlar, K. P. (2022). Enerji etkin bina tasarımında yapı elemanı olarak fotovoltaik sistemler. Mimarlık ve Yaşam Dergisi, 7(3), 965–980.
• Esgil, M. & Yamaçlı, R. (2023). Akıllı cephelerin sürdürülebilirliğe etkisi: Türkiye ve dünyadaki örnekleri. Sürdürülebilir Mühendislik Uygulamaları ve Teknolojik Gelişmeler Dergisi, 6(1), 1–12.
• Fromm, E. (1973). The Anatomy of Human Destructiveness. New York: Fawcett Crest. Gök, A. B. & Bingöl, B. (2021). Mekân tasarımında insan-doğa etkileşimi: Biyofilik tasarım. H. B. Henden Şolt (Ed.), Mimarlık Planlama ve Tasarım Alanında Araştırma ve Değerlendirmeler (ss. 257–282). Gece Kitaplığı.
• Guzowski, M. (2017). Sıfır Enerji Mimarlığına Doğru: Yeni Güneş Enerjili Tasarım (N. Güçmen & T. S. Tağmat, Çev.). YEM Yayınları.
• Kaya, H., & Arslan Selçuk, S. (2018). Biyofilik tasarım ve iyileştiren mimarlık: Sağlık yapıları üzerine bir değerlendirme. EJONS International Refereed Indexed Journal on Mathematic, Engineering and Natural Sciences, 2(3), 35–47.
• Kellert, S. and Calabrese, E. 2015. The Practice of Biophilic Design. www.biophilic-design.com
• Mayhoub, M. M. G., El Sayad, Z. M. T., Ali, A. A. M., & İbrahim, M. G. (2021). Assessment of green building materials’ attributes to achieve sustainable building facades using AHP. Buildings, 11(10), 474.
• Milosevic P., (2004), The concept and principles of sustainable architectural design for national parks in Serbia, Spatium, 11, 91-105.
• Orhon, A. V. (2016). A review on adaptive photovoltaic facades. Solar Conference & Exhibition, 463–470.
• Saltık, H. B. (2025). Fotovoltaik entegreli güneş kontrol elemanlarının enerji performansının değerlendirilmesi (Yüksek lisans tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü.
• Schittich, C. (2001). In Detail: Building Skins – Concepts, Layers, Materials. Basel: Birkhäuser.
• Sev A., (2009), Sürdürülebilir Mimarlık, YEM Yayınları, Güzel Sanatlar Matbaası, İstanbul, 223ss.
• URL-1. ArchDaily. (2021, 11 Mayıs). Net Zero Energy and Net Zero Carbon: Design Strategies to Reach Performance Goals. ArchDaily. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.archdaily.com/972553/net-zero-energy-and-net-zero-carbon-design-strategies-to-reach-performance-goals
• URL-2: IRENA. (2019, Temmuz). Renewable Energy Statistics 2019. IRENA. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.irena.org/publications/2019/Jul/Renewable-energy-statistics-2019
• URL-3: ÇEDBİK. (t.y.). Çevre Dostu Yeşil Binalar Derneği. ÇEDBİK. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.cedbik.org/yesilbina
• URL-4: Wikipedia katılımcıları. (2024, 27 Mayıs). Sürdürülebilir mimari. Vikipedi, Özgür Ansiklopedi. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=S%C3%BCrd%C3%BCr%C3%BClebilir_mimari&oldid=34216945
• URL-5: IBA Hamburg. (2017, 11 Mayıs). BIQ House Project. IBA Hamburg. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, http://www.iba-hamburg.de/en/projects/the-building-exhibition-within-the-building-exhibition/smart-material-houses/biq/projekt/biq.html
• URL-6: Re-thinking The Future. (t.y.). BIQ House: Alışılmadık Biyomimikri. Re-thinking The Future. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.re-thinkingthefuture.com/architectural-styles/a13271-biq-house-unusual-biomimicry/
• URL-7: Steemit. (2024, 11 Mayıs). BIQ House: Alg Enerji Santralleri Olan İlk Binalar. Steemit. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://steemit.com/indo-stem/@rahmathidayat097/biq-house-the-fisrt-buildings-with-algae-power-plants
• URL-8: ArchDaily. (2016, 11 Mayıs). The Edge / PLP Architecture. ArchDaily. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.archdaily.com/785967/the-edge-plp-architecture
• URL-9: Ekoyapı Dergisi. (2017, 11 Mayıs). Dünyanın En Yeşil Binası: The Edge. Ekoyapı Dergisi. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.ekoyapidergisi.org/dunyanin-en-yesil-binasi-the-edge
• URL-10: Stefano Boeri Architetti. (t.y.). Bosco Verticale Projesi. Stefano Boeri Architetti. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.stefanoboeriarchitetti.net/project/bosco-verticale/
• URL-11: ArchDaily. (2015, 11 Mayıs). Bosco Verticale / Stefano Boeri Architetti. ArchDaily. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.archdaily.com/777498/bosco-verticale-stefano-boeri-architetti/564e7c97e58ece8c420003ae-bosco-verticale-stefano-boeri-architetti-detail?next_project=no
• URL-12: Yeşil Odak. (2016, 11 Mayıs). Sydney’in Central Park’ı. Yeşil Odak. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.yesilodak.com/sydney-in-central-park-i-
• URL-13: Wikipedia. (2025, 11 Mayıs). One Central Park. Wikipedia. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/One_Central_Park
• URL-14: UrbanNext. (t.y.). One Central Park. UrbanNext. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://urbannext.net/one-central-park/
• URL-15: ArchDaily. (2014, 11 Mayıs). One Central Park / Jean Nouvel + Patrick Blanc. ArchDaily. Erişim tarihi 11 Mayıs 2025, https://www.archdaily.com/551329/one-central-park-jean-nouvel-patrick-blanc/5424587dc07a80c9ea000081-one-central-park-jean-nouvel-patrick-blanc-section?next_project=no
• Ünal, S. (2008). Yerli ve yabancı geleneksel stillerdeki müstakil konut cephelerinde sembolik anlam [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Mimarlık Anabilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
• Wilson, E. O. (2007). Biophilia and the conservation ethic. In D. J. Penn, I. Mysterud, & E. O. Wilson (Eds.), Evolutionary Perspectives on Environmental Problems. New York: Routledge.
• Yaman, M. (2021). Different façade types and building integration in energy efficient building design strategies. International Journal of Built Environment and Sustainability, 8(2), 49–61.
• Yılmaz, A., Yılmaz, A. S., & Bölek, Y. (2015). BIPV applications for residences. International Journal of Scientific and Technological Research, 1(1), 109–114.
• Yılmaz, M. (2012). Türkiye’nin enerji potansiyeli ve yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi açısından önemi. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi, 4(2), 33–54.
• Zhong, W., Schröder, T., & Bekkering, J. (2022). Biophilic design in architecture and its contributions to health, well-being, and sustainability: A critical review. Frontiers of Architectural Research, 11(1), 114–141.