Çapraz Lamine Ahşap ve Betonarme Yapı Kabuğunun Enerji Verimliliği Açısından Karşılaştırılması: Antalya Örneği

Abstract

Binaların inşası, kullanımı, yıkılması gibi tüm süreçlerde önemli ölçüde enerji tüketimi ve karbon salımı meydana gelmektedir. Yapılarda enerji tüketiminin en fazla ve en uzun süre gerçekleştiği evrelerden birisi de binanın kullanım aşamasıdır. Binaların kullanım aşamasındaki enerji tüketiminin azaltılması ve enerji verimliliğinin sağlanması; iklimle uyumlu yapı kabuğu tasarımı, doğru ısı yalıtım uygulamaları ve sürdürülebilir malzeme kullanımı ile mümkün olabilir. Türkiye’de binaların yapım sistemi betonarme ağırlıklıdır. Ancak betonarme binaların yaşam döngüsü boyunca yoğun su tüketimine neden olması bunun yanı sıra betonarme yapım sisteminin inşaat sektöründe kullanılması sonucunda içeriğindeki çimentoya bağlı olarak ortaya çıkan önemli ölçüdeki karbon salımı sürdürülebilir yapı tasarımları açısından dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, Türkiye’de iklimle uyum gösteren yapı kabuğu tasarımlarıyla binanın yaşam döngüsü boyunca daha az enerji ve su tüketimi sağlayabilecek, karbon salımlarını azaltabilecek alternatif bir sistemin araştırılmasına ihtiyaç vardır. Çapraz lamine ahşap (Cross-Laminated Timber - CLT) gibi ahşap kökenli malzemeler olumlu çevresel etkileri dikkate alındığında yapı sektörüne önemli yenilikler sağlayabilir. Bu bağlamda; çalışma kapsamında çok sıcak iklim bölgesi Antalya’da CLT yapı kabuğunun performansı enerji (yıllık ısıtma ve soğutma yükü için kullanılan toplam enerji), karbon salımı, yoğuşma ve maliyet ekseninde betonarme yapı kabuğu ile karşılaştırılmıştır. Enerji, karbon salımı, yoğuşma verilerinin tespiti için DesignBuilder, One Click LCA, İZODER TS825 hesap programından yararlanılmıştır. Maliyet hesaplaması ise metraj usulüne göre gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen veriler ışığında Antalya’da gerçekleştirilecek bina uygulamaları için enerji, karbon salımı, yoğuşma ve maliyet açısından verimli olan yapı kabuğunun tespit edilmesi amaçlanarak bu alanda literatüre katkı sağlanması hedeflenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen bulgulara göre yıllık toplam enerji bakımından CLT yapı kabuğu betonarmeye oranla %17 oranında enerji tasarrufu sağlamıştır. Karbon salımı açısından ise CLT yapı kabuğu betonarmeye kıyasla yaklaşık olarak %5 daha az karbon salımına neden olmuştur. Çalışma sonuçları göstermektedir ki çok sıcak iklim bölgesi Antalya’da CLT sistem betonarmeye alternatif olarak uygulanabilecek verimli bir sistemdir.

Keywords

• Çapraz Lamine Ahşap
• Enerji
• Karbon Salımı
• Yoğuşma
• Maliyet

Comparison of Cross Laminated Timber and Reinforced Concrete Building Shell in Terms of Energy Efficiency: Antalya Example

Abstract

Significant energy consumption and carbon emissions occur throughout all stages of a building's lifecycle, including construction, use, and demolition. One of the stages in which energy consumption in buildings is highest and longest is the building's use phase. Reducing energy consumption and ensuring energy efficiency during the use phase of buildings can be achieved through climate-responsive building envelope design, proper thermal insulation practices, and the use of sustainable materials. The construction system for buildings in Turkey is predominantly reinforced concrete. However, the intensive water consumption of reinforced concrete buildings throughout their life cycle, as well as the significant carbon emissions associated with the cement content of the reinforced concrete construction system used in the construction sector, must be taken into account in terms of sustainable building design. Therefore, there is a need to research an alternative system in Turkey that can provide less energy and water consumption throughout the building's life cycle and reduce carbon emissions with building envelope designs that are compatible with the climate. Considering the positive environmental effects of wood-based materials such as cross-laminated timber (CLT), they can bring significant innovations to the construction sector. In this context, the performance of the CLT building envelope in the very hot climate region of Antalya was compared with that of a reinforced concrete building envelope in terms of energy (total energy used for annual heating and cooling loads), carbon emissions, condensation, and cost. DesignBuilder, One Click LCA, and the IZODER TS825 calculation program were used to determine energy, carbon emissions, and condensation data. Cost calculations were performed according to the measurement method. Based on the data obtained from the study, the aim was to identify the most efficient building envelope in terms of energy, carbon emissions, condensation, and cost for building applications in Antalya, thereby contributing to the literature in this field. According to the findings of the study, the CLT building envelope provided a 17% energy savings compared to reinforced concrete in terms of total annual energy. In terms of carbon emissions, the CLT building envelope resulted in approximately 5% less carbon emissions compared to reinforced concrete. The results of the study show that the CLT system is an efficient alternative to reinforced concrete in Antalya, a very hot climate region.

Keywords

• Cross-Laminated Timber
• Energy
• Karbon Emissions
• Condensation
• Cost

Ethical Statement

Yapılan çalışmada araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur, Etik Kurul izni gerekmemiştir.

References

1. Algan, U., Tekin, Ç. (2024). Yapı Kabuğu Su Buharı Kontrolünde Malzeme, Mimarlık ve Yaşam Dergisi, 9(3), 503-521.
2. Asdrubali, F., Ferracuti, B., Lombardi, L., Guattari, C., Evangelisti, L. and Grazieschi, G. (2017). A Review of Structural, Thermo-Physical, Acoustical and Environmental Properties of Wooden Materials for Building Applications. Building and Environment, 114, 307–332.
3. Aydın, Ö., Alemdağ, L.E. (2014). Karadeniz Geleneksel Mimarisinde Sürdürülebilir Malzemeler; Ahşap ve Taş, Journal of International Social Research, 7 (35).
4. Bahrami, A., Nexen, O., Jonsson, J. (2021). Comparing Performance Of Cross-Laminated Timber and Reinforced Concrete Walls. Int. J. of Applied Mechanics and Engineering, 26 (3), 28-43.
5. Bruno R., Bevilacqua P., Cuconati T., Arcuri N. (2019). Energy evaluations of an innovative multi-storey wooden near Zero Energy Building designed for Mediterranean areas, Applied Energy 238, 929–941 (2019).
6. Buchanan, A., Carradine, D., Beattie Greame, J., Morris, H. (2011). Performance of Houses During the Christchurch Earthquake of 22 February 2011. Bull NZ Soc Earthq, 44(4).
7. Cabral, M. R., Blanchet, P., 2021. A State of The Art of The Overall Energy Efficiency of Wood Buildings—An Overview and Future Possibilities. Materials 2021, 14(8), 1848. doi: 10.3390/ma14081848
8. Carrasco, E.V.M., Pizzol, V.D., Smits, M.A. , Alves, R.C., Oliveira, A.L.C., Mantilla, J.N.R. (2023) . CLT from recycled wood: Fabrication, influence of glue pressure and lamina quality on structural performance, Construction and Building Materials, 378.

9. Chang, S. J., Wi, S., Kim, S., (2019). Thermal Bridging Analysis of Connections in Cross-laminated Timber Buildings Based on ISO 10211. Construction and Building Materials, 213, 709–722. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.04.009.
10. Chang, S. J., Kang, Y., Yun, B. Y., Yang, S., Kim, S. (2021). Assessment of Effect of Climate Change on Hygrothermal Performance of Cross-Laminated Timber Building Envelope with Modular Construction. Case Studies in Thermal Engineering. doi: 10.1016/j.csite.2021.101703
11. Cheung, C.K., Fuller, R.,Luther, M. (2005). Energy-Efficient Envelope Design for High-Rise Apartments. Energy and Buildings, pp. 17-28.
12. Cho, H. M., Park, J. H., Wi, S., Chang, S. J., Yun, G. Y., Kim, S. (2019). Energy Retrofit Analysis of Cross-Laminated Timber Residential Buildings in Seoul, Korea: Insights from a Case Study of Packages. Energy & Buildings, 202.
13. Dong, Y., Cui, X., Yin, X., Chen, Y., Guo, H. (2019). Assessment of Energy Saving Potential by Replacing Conventional Materials by Cross Laminated Timber (CLT)—A Case Study of Office Buildings in China. Appl. Sci., 9, 858.
14. Duru, M., Koç, İ. (2018). Yapı Üretim Faaliyetlerinde Yapı Malzemesi Kaynaklı Sorunların Tespiti, 2. Uluslararası Mimarlık ve Tasarım Kongresi, 11-12 Ekim 2018, Çanakkale.
15. Green, M. (2012). The Case For Tall Wood Buildings, Vancouver.
16. Groat, L., Vang, D. (2013). Architectural Research Methods. Second Edition, New Jersey: Published by John Wiley & Sons, Inc. Hoboken, s.6-9.
17. Gün, B. , Anıktar, S. (2020). Çevre ve Şehircilik Uygulamalarında Betonarme-Ahşap Yapı Karşılaştırması. İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2(3), 19-25.
18. Güzel, N., Yegüsey, S. C. (2015). Yapı Teknolojisi ve Malzeme Çapraz Lamine Ahşap (CLT) Malzeme ile Çok Katlı Ahşap Yapılar. Mimarlık, 382.
19. Khavari, A., Pei, S., Tabarez Velasco, P. (2016). Energy Consumption Analysis of Multistory Cross-Laminated Timber Residential Buildings: A Comparative Study. Journal of Architectural Engineering, 22. doi: 10.1061/(ASCE)AE.1943-5568.0000206
20. Liu, Y., Guo, H., Sun, C., Chang, W. S. (2016). Assessing Cross Laminated Timber (CLT) as an Alternative Material for Mid-Rise Residential Buildings in Cold Regions in China—A Life-Cycle Assessment Approach. Sustainability 2016, 8, 1047. doi:10.3390/su8101047.
21. Nunes, G., Moura, J. D., Güths, S., Atem, C., Giglio, T. (2020). Thermo-Energetic Performance of Wooden Dwellings: Benefits of Cross-Laminated Timber in Brazilian Climates. Journal of Building Engineering, 32. doi: 10.1016/j.jobe.2020.101468
22. Sever, A. (2018). Betonarme Yapıların Genel Özellikleri ve Tasarım İlkeleri. İstanbul Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, https://nek.istanbul.edu.tr/ekos/TEZ/57708.pdf.
23. Sicignano, E., di Ruocco, G., Melella, R. (2019). Mitigation Strategies for Reduction of Embodied Energy and Carbon, in The Construction Systems of Contemporary Quality Architecture. Sustainability 2019, 11, 3806. doi:10.3390/su11143806
24. Stauder, C. (2013). Cross-Laminated Timber. An Analysis of the Austrian Industry and Ideas for Fostering its Developments in America, Itavalta: Fachhochschule Salzburg: University of Applied Sciences. Şanlı, B., Bayrakdar, S., İncekara, B., (2019). Küresel İklim Değişikliğinin Etkileri ve Bu Etkileri Önlemeye Yönelik Uluslararası Girişimler. Süleyman Demirel Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 22 (1), s.201-212.
25. Tıkansak, T. (2013). Konutlarda Enerji Etkinliği. ICONARP International Journal of Architecture and Planning, 1 (2), 189-199.
26. TS 825. (2025). Binalar Isı Yalıtım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
27. TÜİK. (2018). 2018 yılında tamamen veya kısmen tamamlanan konut yapılarında yapım sistemi. Türkiye İstatistik Kurumu, https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Building-Permits-January-March,-2018-27754
28. Tuna, M., Ulukavak Harputlugil, G., Çelebi, G. (2010). Sürdürülebilir Tasarım Hedefine Doğru: Örnek Konut Binasının Enerji Performansının Potansiyelinin Değerlendirilmesi. Yapı Fiziği ve Sürdürülebilir Tasarım Kongresi, 4-5 Mart 2010.
29. Yıldız, H. (2023). Present and Future of the Sustainable Wood-Based Panel Industry in the Transition to Bioeconomy. National Forest Policy Dialogue Meeting, 21-23 September 2023.
30. URL-1: https://www.iea.org/reports/global-critical-minerals-outlook-2025 Erişim Tarihi: 08/04/2024, 22:05
31. URL-2: https://www.thbbakademi.org/wp-content/uploads/2021/09/hazir-beton-yasam-dongusu-rehberi-v4010921.pdf Erişim Tarihi: 24/06/2025, 22:30
32. URL-3: https://iklim.gov.tr/paris-anlasmasi-i-34 Erişim Tarihi: 24/06/2025, 22:47
33. URL-4: https://www.kalkinmakutuphanesi.gov.tr/assets/upload/dosyalar/kastamonu-ili-clt-capraz-lamine-tesisi-on-fizibilite-raporu2021.pdf Erişim Tarihi: 24/06/2025, 23:13
34. URL-5: https://www.kalkinmakutuphanesi.gov.tr/assets/upload/dosyalar/yozgat-ili-clt-uretimi-on-fizibilite-raporu--2021.pdf Erişim Tarihi: 24/06/2025, 23:42
35. URL-6: https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler istatistik.aspx?k=H&m=ANTALYA Erişim Tarihi: 30/06/2025, 14:33
36. URL-7: https://www.klhuk.com/wp-content/uploads/2019/10/cross-laminated-timber-072021-2.pdf Erişim Tarihi: 30/06/2025, 14:53 URL-8: https://www.nordic.ca/data/files/datasheet/file/NS-GT6-CA-en_Nordic_X-Lam_Technical_Guide_2022-04-21.pdf Erişim Tarihi: 30/06/2025, 15:03
37. URL-9: https://www.swedishwood.com/siteassets/5-publikationer/pdfer/clt-ukedition-2022.pdf Erişim Tarihi: 30/06/2025, 15:17
38. URL-10: https://www.izoder.org.tr/ts825/antalya.pdf Erişim Tarihi: 21/09/2025, 16:43
39. URL-11: https://www.izoder.org.tr/hesap-makinesi/ts_825_yardim.pdf Erişim Tarihi: 21/09/2025, 17:21
40. URL-12: https://webdosya.csb.gov.tr/db/yfk/icerikler/2025-yili-b-r-m-f-yatlari-200105_1007-20250120090000.pdf Erişim Tarihi: 28/06/2025, 20:29
41. URL-13: https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-1327/elektrik-faturalarina-esas-tarife-tablolari Erişim Tarihi: 28/06/2025, 21:12
42. URL-14: https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-0-96/tarife Erişim Tarihi: 28/06/2025, 21:17
43. URL-15: https://www.izoder.org.tr/sayfa/31/genel-bilgi-almak-istiyorum Erişim Tarihi: 21/09/2025, 22:53