Yardımlı, SeyhanSafarkhanı, Assıstant Professor MelodyOdemakın, Modupe2026-04-212026-04-212026https://hdl.handle.net/123456789/8969https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=KOgdn9H3uVnWeb15j2W4h_WdRzsCJT2ByER7zEJBUJY-HKEeARdRj7AtJiJE2S23Konut karşılanabilirliği, özellikle İstanbul gibi hızla büyüyen metropollerde, Türkiye'nin en acil kentsel sorunlarından biri hâline gelmiştir. Konut karşılanabilirliği çoğu zaman arsa değerleri ve inşaat maliyetleri üzerinden tartışılsa da, özellikle düşük ve orta gelirli haneler için konutun gerçek maliyetini belirleyen uzun vadeli işletme performansı başta enerji tüketimi olmak üzere çoğu zaman göz ardı edilmektedir. Bu bağlamda, mevcut yapı sistemleriyle uyumlu, enerji talebini azaltan ve uygulanabilir çözümlere duyulan ihtiyaç giderek artmaktadır. Bu çalışma, Türkiye'de karşılanabilir ve enerji verimli konut üretimine katkı sağlamak amacıyla geri dönüştürülmüş plastik tuğlaların alternatif bir yığma duvar malzemesi olarak potansiyelini incelemektedir. Araştırma, malzeme performansını tek başına değerlendirmek yerine; bina geometrisi optimizasyonu, malzeme düzeyinde enerji analizi ve pazar uygulanabilirliği değerlendirmelerini tek bir metodolojik çerçevede bütünleştiren bütüncül ve performans odaklı bir yaklaşım benimsemektedir. Çalışma, İstanbul'un ılıman-nemli iklim koşulları altında yürütülmüş; Esenyurt ilçesi, düşük ve orta gelir gruplarına yönelik standart konut üretiminin yoğunluğu nedeniyle temsil edici bir örnek alan olarak seçilmiştir. Araştırma metodolojisi ağırlıklı olarak nicel ve simülasyon temellidir. Dinamik enerji simülasyonları, DesignBuilder yazılımı ve EnergyPlus hesaplama motoru kullanılarak gerçekleştirilmiş; Türkiye Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilen yirmi yıllık iklim verileri modele entegre edilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, Esenyurt'ta yaygın olarak gözlemlenen konut bina geometrileri modellenmiş ve yıllık ısıtma ve soğutma enerji gereksinimleri açısından değerlendirilmiştir. Geometrinin etkisini izole edebilmek amacıyla diğer tüm parametreler standartlaştırılmıştır. Bu aşamanın sonuçları, bina geometrisinin işletme enerji performansı üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğunu ve U-planlı konut tipolojisinin İstanbul iklim koşullarında en düşük yıllık toplam enerji talebini sağladığını göstermiştir. Bu nedenle U-planlı yapı, sonraki analizler için sabit tasarım bağlamı olarak benimsenmiştir. İkinci aşamada, literatürde yer alan on yedi farklı geri dönüştürülmüş plastik tuğla türü kapsamlı bir karşılaştırmalı değerlendirmeye tabi tutulmuştur. Bu malzemeler, Türkiye'de konut üretiminde yaygın olarak kullanılan geleneksel boşluklu kil tuğlalarla kıyaslanmıştır. Isı iletkenliği, yoğunluk, özgül ısı kapasitesi, nem direnci ve literatürde raporlanan yangınla ilişkili özellikler gibi malzeme parametreleri simülasyon modellerine dâhil edilmiştir. Sonuçlar, bazı plastik tuğla türlerinin düşük ısı iletkenliği ve yüksek ısıl tamponlama kapasiteleri sayesinde geleneksel yığma duvarlara kıyasla yıllık enerji talebini önemli ölçüde azalttığını ortaya koymuştur. Değerlendirilen malzemeler arasında B15 numaralı tuğla, toplam enerji azaltımı açısından en yüksek performansı sergilemiş; hem ısıtma hem de soğutma yüklerinde belirgin iyileşmeler sağlamıştır. B8 numaralı tuğla da enerji performansı açısından güçlü sonuçlar göstermiş, ancak biraz daha düşük düzeyde enerji tasarrufu elde etmiştir. Bulgular, plastik tuğla performansının malzeme bileşimi, üretim yöntemi ve iç yapıya son derece duyarlı olduğunu ortaya koymuş; plastik tuğlaların tek tip bir malzeme grubu olarak ele alınmaması gerektiğini açıkça göstermiştir. Enerji performansının tek başına gerçek uygulamayı garanti etmediği kabulünden hareketle, çalışmanın üçüncü aşamasında pazar ve uygulanabilirlik değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada soyut puanlama yaklaşımlarından kaçınılmış; uygulanabilirlik, doğrudan literatürde raporlanan malzeme bileşimleri, üretim gereksinimleri, dayanıklılık göstergeleri ve yapım sistemi uyumluluğu gibi kanıta dayalı kriterler üzerinden analiz edilmiştir. Yüksek performanslı plastik tuğlalar; hammadde erişilebilirliği, üretim sıcaklığı ve karmaşıklığı, ölçeklenebilirlik potansiyeli, betonarme çerçeve sistemleriyle uyumluluk ve nem direnci ile mekanik dayanım gibi yönetmelik uyumunu temsil eden göstergeler açısından karşılaştırılmıştır. Bu analiz, teknik olarak en yüksek performansa sahip malzemeler ile farklı konut üretim bağlamları için en uygun malzemeler arasında belirgin bir ayrışma olduğunu ortaya koymuştur. B15 numaralı tuğla, yüksek enerji verimliliği ve dayanıklılığı ile öne çıkmakla birlikte, yüksek sıcaklıkta üretim ve kontrollü endüstriyel süreçler gerektirdiğinden merkezi ve sermaye yoğun konut üretim programları için daha uygundur. Buna karşılık B8 numaralı tuğla, düşük sıcaklıkta üretim, basit malzeme bileşimi ve yaygın hammadde erişilebilirliği sayesinde merkezi olmayan veya düşük sermayeli konut girişimleri için daha uygulanabilir bir seçenek olarak öne çıkmaktadır. Tüm analiz aşamalarının sentezi sonucunda, bu çalışma entegre bir metodolojik konut modeli geliştirmiştir. Model, U-planlı konut geometrisini başlangıç noktası olarak benimsemekte ve üretim bağlamına bağlı olarak iki farklı uygulama yoluna ayrılmaktadır. Birinci yol, endüstriyel ölçekli konut üretimi için B15 tuğlasını esas alarak maksimum işletme enerji verimliliğini hedeflemekte; ikinci yol ise merkezi olmayan konut üretimi için B8 tuğlasını esas alarak uygulanabilirlik ve erişilebilirliği önceliklendirmektedir. Bu tezin temel katkısı, tekil malzeme karşılaştırmalarının ötesine geçerek; mimari tasarım, malzeme performansı ve uygulama koşullarını bir araya getiren tekrarlanabilir ve bağlama duyarlı bir karar modeli sunmasıdır. Bulgular, mevcut yapı sistemlerinde köklü değişiklikler gerektirmeden, erken tasarım aşamasında yapılacak geometrik optimizasyon ve bilinçli malzeme seçimiyle konut karşılanabilirliğinin anlamlı biçimde iyileştirilebileceğini göstermektedir. Ayrıca geri dönüştürülmüş plastik tuğlaların kullanımı, konut karşılanabilirliği ile birlikte enerji verimliliği ve plastik atık yönetimi sorunlarına eş zamanlı çözüm potansiyeli sunmaktadır. Çalışma, simülasyon temelli analizlere ve literatürden elde edilen malzeme verilerine dayanmaktadır; ancak geliştirilen metodolojik model, gelecekte yapılacak deneysel doğrulama çalışmaları, yaşam döngüsü maliyet analizleri ve politika geliştirme süreçleri için sağlam bir temel oluşturmaktadır. Sonuç olarak bu araştırma, hızla kentleşen bölgelerde karşılanabilir, enerji verimli ve sürdürülebilir konut üretimine yönelik hem akademik hem de uygulamaya dönük önemli katkılar sunmaktadır.Housing affordability has emerged as one of the most pressing urban challenges in Turkey, particularly in rapidly growing metropolitan areas such as Istanbul. While affordability is often discussed in relation to land values and construction costs, the long-term operational performance of residentialbuildings,s especially energyconsumption,n plays a critical yet frequently overlooked role in determining the true cost of housing for low- and middle-income households. In this context, there is an increasing need for integrated solutions that reduce energy demand while remaining feasible within existing construction systems. This study investigates the potential of recycled plastic bricks as an alternative masonry material for achieving affordable and energy-efficient housing in Turkey. Rather than evaluating material performance in isolation, the research adopts a holistic, performance-driven approach that integrates building geometry optimization, material-level energy analysis, and market feasibility considerations within a single methodological framework. The study is grounded in the real conditions of Istanbul's mild-humid climate, with the Esenyurt district selected as a representative case study area due to its high concentration of standardized residential developments targeting low- and middle-income groups. The research methodology is predominantly quantitative and simulation-based. Dynamic energy simulations were conducted using DesignBuilder with the EnergyPlus engine, employing twenty years of historical climatic data obtained from the Turkish State Meteorological Service. In the first phase of the study, commonly observed residential building geometries in Esenyurt were modeled and evaluated to determine their impact on annual heating and cooling energy demand. All non-geometric parameters were standardized to isolate the influence of building form. The results of this phase demonstrated that building geometry significantly affects operational energy performance, with the U-shaped residential configuration consistently exhibiting the lowest total annual energy demand under Istanbul's climatic conditions. This geometry was therefore adopted as the fixed design context for subsequent analysis. In the second phase, the study conducted a comprehensive comparative evaluation of seventeen recycled plastic brick formulations sourced from published international literature. These materials were benchmarked against conventional Turkish hollow clay bricks, which remain the dominant masonry material in residential construction. Material properties including thermal conductivity, density, specific heat capacity, moisture resistance, and reported fire-related characteristics were incorporated into the simulation models. Results revealed that several plastic brick alternatives significantly outperformed traditional masonry in terms of annual energy demand, primarily due to lower thermal conductivity and enhanced thermal buffering capacity. Among the evaluated materials, Brick B15 emerged as the highest-performing option in terms of total energy reduction, demonstrating substantial improvements in both heating and cooling demand. Brick B8 also showed strong energy performance, achieving slightly lower but still considerable energy savings. Importantly, the findings confirmed that material performance is highly sensitive to formulation, manufacturing method, and internal structure, reinforcing the need to avoid generalized treatment of plastic bricks as a single material category. Recognizing that superior energy performance alone does not guarantee real-world adoption, the third phase of the study focused on market and feasibility assessment. Rather than relying on abstract scoring, feasibility was evaluated using evidence-based criteria derived directly from reported material compositions, production requirements, durability indicators, and construction compatibility data. High-performing plastic bricks were analyzed in terms of raw material availability, production temperature and complexity, scalability potential, compatibility with reinforced concrete frame systems, and proxy indicators for regulatory alignment such as moisture resistance and mechanical performance. This analysis revealed a clear divergence between technically optimal materials and those most feasible for different housing delivery contexts. While Brick B15 offers maximum energy efficiency and durability, its production requires high-temperature processing and controlled industrial conditions, making it most suitable for centralized, capital-intensive housing programs. In contrast, Brick B8 combines strong energy performance with low-temperature processing, simple material composition, and wide raw material availability, positioning it as a viable option for decentralized or low-capital housing initiatives, including municipal and community-based projects. Based on the synthesis of all analytical phases, the study develops an integrated methodological model for affordable housing design and material selection. The model consolidates the research findings into a decision-oriented framework that begins with an optimized U-shaped residential building geometry and branches into two distinct adoption pathways based on production context. One pathway supports industrial-scale housing using Brick B15, prioritizing maximum operational energy efficiency, while the other supports decentralized housing using Brick B8, prioritizing feasibility and accessibility without compromising energy performance. The primary contribution of this thesis lies in moving beyond isolated material comparisons to offer a replicable and context-sensitive decision model that aligns architectural design, material performance, and implementation feasibility. The findings demonstrate that affordable housing strategies can be significantly strengthened through early-stage design optimization and informed material selection, without requiring fundamental changes to existing construction systems. Moreover, the integration of recycled plastic bricks presents an opportunity to simultaneously address housing affordability, energy efficiency, and plastic waste management challenges in Turkey. Although the study relies on simulation-based analysis and literature-derived material properties, the proposed methodological model provides a robust foundation for future experimental validation, life-cycle cost assessment, and policy development. Overall, this research contributes both to academic knowledge and to the practical advancement of affordable, energy-efficient, and sustainable housing solutions in rapidly urbanizing environments.enMimarlıkArchitectureDoctoral Thesis