Selection of Metal as Coating Material in Architecture and Interior Architecture Based on Corrosion Resistance Using Analytic Hierarchy Process (AHP)

Year 2025, EARLY VIEW, 1 - 1

Gökhan Mermi , Ümit Arpacıoğlu

Abstract

The corrosion resistance of metals used as coating materials in architecture and interior architecture holds critical importance in terms of environmental factors, areas of application, and the type of metal. This study aims to develop a Multi Criteria Decision Making Model based on corrosion resistance to optimize the material selection processes of designers. Within this scope, the corrosion durability of various metal alternatives commonly used in architecture—such as aluminum, steel, copper, zinc, and titanium—is evaluated according to environmental factors including temperature, humidity level, pH value, precipitation, and UV radiation. In the research, the Analytic Hierarchy Process (AHP) method is employed to establish an effective decision-making mechanism for the selection of metal as a cladding material. Metal alternatives are examined in detail based on their application areas, and performance analyses is carried out considering environmental factors. Literature reviews indicate that research focusing on the corrosion resistance of metal materials used in architectural and interior architectural claddings remains limited. Moreover, a comprehensive multi-criteria decision making model that integrates corrosion resistance with environmental factors has not been encountered in the literature. In this context, the hierarchy developed in this study is considered to offer a scientifically original approach. The findings are expected to support the selection of appropriate material types in architectural and interior architectural design processes and contribute to the sustainability of the selected materials. According to the findings, titanium demonstrated the highest corrosion resistance performance under all environmental conditions in terms of overall priority values, while stainless steel stood out particularly in the criteria of humidity and water/precipitation. The analysis results indicated that humidity was identified as the criterion with the highest weight among the environmental factors. These findings enable the selection of suitable metal alternatives in accordance with different climatic conditions.

Keywords

Corrosion , metal , material selection , multi-criteria decision making , AHP

Ethical Statement

The author(s) of this article declare that the materials and methods used in this study do not require ethical committee permission and/or legal-special permission.

Mimari ve İç Mimaride Kaplama Malzemesi Olarak Metalin Korozyon Dayanımına Göre Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) ile Seçilmesi

Abstract

Mimari ve İç Mimaride kaplama malzemesi olarak kullanılan metalin korozyon dayanımı, çevresel faktörler, kullanım alanı ve metal türü açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, tasarımcıların metal malzeme seçim süreçlerini optimize edebilmeleri amacıyla, korozyon dayanımına bağlı bir Çok Kriterli Karar Verme Modeli geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu kapsamda, mimaride yaygın olarak kullanılan alüminyum, çelik, bakır, çinko ve titanyum gibi farklı metal alternatiflerinin korozyon dayanıklılıkları; sıcaklık, nem oranı, pH seviyesi, su/yağış ve uv ışıması gibi çevresel faktörler doğrultusunda değerlendirilmektedir. Çalışmada, kaplama malzemesi olarak metal seçiminde etkin bir karar mekanizması oluşturmak için Analitik Hiyerarşi Süreci (AHS) yöntemi kullanılmaktadır. Kaplama kullanım alanına göre metal alternatifleri detaylı bir şekilde ele alınarak, malzemelerin çevresel faktörlere bağlı performans analizleri gerçekleştirilmektedir. Literatür taramaları, mimari ve iç mimari kaplamalarda kullanılan metal malzemelerin korozyon dayanımına yönelik araştırmaların sınırlı olduğunu göstermektedir. Bununla birlikte, korozyon dayanımı ile çevresel faktörleri bütünleşik bir yapıda ele alan kapsamlı bir çok kriterli karar verme modeline literatürde rastlanmamıştır. Bu bağlamda, çalışmada geliştirilen hiyerarşinin, bilimsel açıdan özgün bir yaklaşım sunduğu düşünülmektedir. Elde edilen bulguların, mimari ve iç mimari tasarım süreçlerinde doğru malzeme türü seçimini desteklemesi ve seçilen malzemenin sürdürülebilirliğine katkı sağlaması beklenmektedir. Elde edilen bulgulara göre, genel öncelik değerlerinde titanyum tüm çevresel koşullar altında en yüksek korozyon dayanımı performansını göstermiş, paslanmaz çelik ise özellikle nem ve su/yağış kriterlerinde öne çıkmıştır. Analiz sonuçlarına göre çevresel faktörler arasında en yüksek ağırlığa sahip kriter, nem oranı olarak belirlenmiştir. Bu bulgular, farklı iklim koşullarına göre uygun metal alternatifi seçilebilmesine olanak sağlamaktadır.

Keywords

Korozyon , metal , malzeme seçimi , çok kriterli karar verme , AHP

Ethical Statement

Bu makalenin yazar(lar)ı çalışmalarında kullandıkları materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve/veya yasal-özel bir izin gerektirmediğini beyan ederler.

References

• [1] Özer N., ''Yapı Malzemelerinde Korozyon ve Korozyondan Korunma Yöntemleri'', Bursa Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(3): 1159-1178, (2021).
• [2] Es K. C., Girgin Z. C., "Cephe Malzemesi Olarak Atmosferik Korozyona Dayanıklı Çelikler ve Dayanıklılığa Etki Eden Faktörler", AURUM Mühendislik Sistemleri ve Mimarlık Dergisi, 1(2): 109-120, (2017).
• [3] Ünver M., "Demir Çelik Endüstrisinde Metal Malzeme Seçimi İçin Çok Ölçütlü Grup Karar Verme Model Önerisi", Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2020).
• [4] Popov B. N., "Corrosion Engineering: Principles and Solved Problems", Elsevier, 1, Amsterdam, (2015).
• [5] Balangao J. K. B., "Corrosion of Metals: Factors, Types and Prevention Strategies", International Journal of Scientific Research and Engineering Development, 7(2): 1674-1682, (2024).
• [6] Harsimran, S., Santosh K., Rakesh K., "Overview of Corrosion and its Control: A Critical Review", Proceedings on Engineering Sciences, 38(1): 564–570, (2021).
• [7] Doğan G., "Atmosferik Korozyonun Metal Yapı Malzemelerine Etkisi Üzerine Deneysel Bir Çalışma ve Yapay Sinir Ağı ile Korozyon Hızı Tahmini", Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, (2006).
• [8] ISO 9223, "Corrosion of metals and alloys – Corrosivity of atmospheres – Classification, determination and estimation", (2012).
• [9] Güngör S., Özcan U., "Karar Kuramı ve Karar Verme", Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 33: 119-125, (2022). [10] Saaty T. L., "Decision Making for Leaders: The Analytic Hierarchy Process for Decisions in a Complex World", RWS Publications, Pittsburgh, 3, (2008).
• [11] Hassan R., Arfeen Z. A., Azam M. K., Akhtar Z. A., Siddique A., Rashid M., “Determination of the best materials for development and use by multi-criteria decision-making,” Railway Sciences, 3(5): 541-557, (2024).
• [12] Bajwa A. U. R., Siriwardana C., Shahzad W., Naeem M. A., “Material selection in the construction industry: a systematic literature review on multi-criteria decision-making,” Environment Systems and Decisions, 45(8): 2-22, (2025).
• [13] Raos S., Hranić J., Rajšl I., “Multi-criteria decision-making method for evaluation of investment in enhanced geothermal systems projects” Energy and AI, 17(3), (2024).
• [14] Farh H. M. H., Seghier M. A. B., Taiwo R., Zayed T., “Analysis and ranking of corrosion causes for water pipelines: A Critical Review” NPJ Clean Water, 6(65), (2023).
• [15] Saaty T. L., "The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation", 1, McGraw-Hill, New York, (1980).
• [16] Dalbudak E., Rençber Ö. F., "Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleri Üzerine Literatür İncelemesi", Gazi Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 4(1): 1-16, (2022).
• [17] Soliz M. G., Sandoli A., Fabbrocino G., “Weathering Steel in Civil Engineering and Architecture: A State-of-the-Art Review” Buildings, 15(13), (2025).
• [18] Ekuma C. M., Ogunyemi T. C., Fabbrocino G., “Outdoor Corrosion Performance Study Of Selected Construction Materials in Bonny Island” Open Journal of Applied Sciences, 13: 76-88, (2023).
• [19] Sharma V., Zivic F., Adamovic D., Ljusic P., Kotorcevic N., Slavkovic V., Grujovic N., “Multi-Criteria Decision Making Methods for Selection of Lightweight Material for Railway Vehicles” Materials, 16(1): 368, (2022).
• [20] Raju S. K., Natesan S., Alharbi A. H., Kannan S., Khafaga D. S., Periyasamy M., Eid M. M., El-Kenawy El S., M., “AHP VIKOR Framework for Selecting Wind Turbine Materials with A Focus on Corrosion and Efficiency” Scientific Reports, 14: 1-22, (2024).
• [21] Chukwuemeka A. O., Oluyemi G., Mohammed A. I., Attar S., Njuguna J., “Multi-Criteria Decision-Making Approach to Material Selection for Abandonment of High-Pressure High-Temperature Wells Exposed to Harsh Reservoir Fluids” Polymers, 17(10): 1-33, (2025).
• [22] Arpacıoğlu Ü., Ersoy H. Y., “Fiziksel Çevre Tasarım Destek Modeli”, Tasarım + Kuram Dergisi, 7(11): 98-114, (2011).
• [23] Es K. C., Girgin Z. C., "Atmosferik Korozyona Dayanıklı Çelik Cephe Panellerinin Çevresel Koşullar Açısından Değerlendirilmesi", 9. Ulusal Çatı & Cephe Konferansı, İstanbul, 429-436, (2018).
• [24] Doğru Mert B., “Yumuşak Çeliğin Korozyon Davranışı”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(2): 145-152, (2017).
• [25] Hekimoğlu A. P., Çalış M., “Titanyum İle Tane İnceltmenin Al-25Zn Alaşımının Mikroyapı, Mekanik ve Korozyon Özelliklerine Etkisinin İncelenmesi”, Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1): 311-322, (2020).
• [26] Bilgili E. Z., Salamcı E., Asan A., Ünal R., Valov R., “Elmas Nano Parçacık Takviyeli Krom Kaplanmış Gözenekli Toz Metal Parçaların Korozyon Davranışlarının Araştırılması”, Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(3): 579-587, (2016).
• [27] Tansuğ G., “Bronz Yapıtların Atmosferik Korozyonunda Hava Kirleticilerin Etkisi ve İnhibitörle Korunması”, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(2): 401-414, (2016).
• [28] Konuş A., Dal M., “Betonarme Donatılarında ve Metal Yapı Elemanlarında Görülen Korozyon Hasarları”, Munzur Üniversitesi Bilim ve Gençlik Dergisi, 5(1): 7-22, (2017).
• [29] Berkin G., Mermi G., “İç Mimarlıkta Paslanmaz Çelik ve Cam”, 1, Yem Yayın, 1, İstanbul, (2023).
• [30] Yalçın H., Koç T., “Mühendisler için Korozyon”, 1, Türk Mühendis ve Mimar Odaları Birliği Yayınları, Kimya Mühendisleri Odası, 1, Ankara, (1997).
• [31] Civelek F., Özdemir A., “Sac Metal Malzemelerin Şekillendirilebilirlik Kriterlerinin Değerlendirilmesi”, Politeknik Dergisi, 27(4): 1617-1631, (2024).
• [32] Manić N., Vatić D., Curić T., Nurković I. ve Manić Dž., “Multi-criteria optimization of the high embankments or viaducts design”, Politeknik Dergisi, 28(1): 89-99, (2025).
• [33] Yargıç A. Ş., Eren B. ve Özbay N., “Enhancement of coating features by supporting zinc-based coating with cataphoresis process: effect of acidity and coating thickness on the coating quality”, Politeknik Dergisi, 27(5): 1761-1772, (2024).