Kampüs binalarının yaşam döngüsü temelli çevresel performans değerlendirmesi: Gebze Teknik Üniversitesi örneği

Abstract

Üniversite kampüsleri, eğitim, araştırma ve sosyal faaliyetler gibi farklı işlevleri desteklerken, yoğun enerji kullanımını ve kaynak kullanımını gerektiren karmaşık yaşam alanlarıdır. Bu durum, kampüslerin önemli ölçüde çevresel etki üretmesine yol açmaktadır. Bu nedenle, üniversite kampüslerine yönelik Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (YDD) çalışmaları, kampüslerin sürdürülebilir yönetimi ve çevresel performanslarının iyileştirilmesi için büyük önem taşımaktadır. Kampüs binalarının yaşam döngüsü değerlendirmeleri, enerji verimliliği potansiyellerinin ortaya çıkarılması, malzeme seçimlerinin optimize edilmesi ve çevresel etkilerin azaltılması konusunda yol gösterici olmaktadır. Kampüs binalarına ilişkin mevcut YDD çalışmaları kullanım aşaması odaklı (enerji ve su tüketimi gibi) parametrelerle sınırlı kalmıştır. Ancak üretim ve kullanım aşamalarının birlikte değerlendirilmesi, yapıların çevresel performansının daha doğru biçimde analiz edilmesini sağlamaktadır. Bu yüksek lisans tezi, Gebze Teknik Üniversitesi (GTÜ) kampüsündeki seçili eğitim binalarının, kullanım aşamasındaki enerji tüketimlerini ve malzeme temelli çevresel etkilerini bütüncül bir YDD yaklaşımıyla incelemektedir. Çalışmanın temel amacı, kampüs binalarının işletme aşamasındaki enerji kullanımından (B6) ve yapı malzemelerinin üretim süreçlerinden (A1-3) kaynaklanan çevresel etkilerini belirlemek ve değerlendirmektir. Ayrıca, kampüs yapılarının çevresel performansının analizi ile sürdürülebilir yönetim stratejilerinin geliştirilmesine katkı sağlamayı amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında, servis ömrü 50 yıl kabul edilen yapılar TS EN 15978, ISO 14040 ve ISO 14044 standartlarına uygun olarak "One Click LCA" aracı kullanılarak, 9 çevresel etki kategorisinde ve CML metodolojisi ile değerlendirilmiştir. GTÜ Yapı İşleri ve Teknik Daire Başkanlığı'ndan temin edilen elektrik, doğalgaz ve yakıt tüketim verileri doğrultusunda yapılan ön analizlerde; Çevre-Kimya (I2 Blok), Malzeme Bilimi ve Mühendisligi (H2 Blok) ve Kapalı Yüzme Havuzu (T2 Blok) binaları kampüsün en yüksek işletme enerjisi tüketen yapıları olarak belirlenmiş ve bu üç yapı YDD analizine dâhil edilmiştir. Analiz sonuçları, her binanın çevresel etkilerinin, yapıların fonksiyonel özellikleri ve enerji profilleri doğrultusunda farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Hem toplam emisyon değerleri hem de birim alan başına normalize edilmiş sonuçlar, B6 (kullanım aşaması) modülünün tüm kategorilerde en yüksek paya sahip olduğunu göstermiştir. Ancak, binanın işlevsel özellikleri ve alan büyüklüğü dikkate alındığında, H2 Blok, malzeme seçimi ve enerji verimliliği açısından çoğu kategoride en düşük birim alana düşen çevresel etki değerini gösterirken; T2 Blok, kapalı yüzme havuzu gibi yüksek enerji gerektiren işlevi ve yapısal özellikleri nedeniyle birçok etki kategorisinde en yüksek birim alana düşen çevresel etki değerlerine sahip olmuştur. I2 Blok ise, yüksek miktarda beton ve çelik içeriği nedeniyle gömülü karbon emisyonu ve fosil yakıt tüketimi açısından en yüksek değerlere sahiptir. Sonuçlar, kampüs ölçeğinde enerji verimliliği ve sürdürülebilir malzeme seçimlerinin çevresel etkilerin azaltılmasındaki önemini ortaya koymaktadır. Elde edilen bulgular, üniversite kampüslerinin sürdürülebilir yönetimi için bilimsel veriye dayalı stratejilerin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır. Kapsam dışı bırakılan binalar ve YDD aşamaları gelecekte kampüs binalarıyla yapılabilecek bütüncül analizlerin geliştirilmesi gereğini ortaya koymaktadır.University campuses are complex living environments that support diverse functions such as education, research, and social activities, while requiring intensive energy and resource use. This situation leads campuses to generate significant environmental impacts. Therefore, Life Cycle Assessment (LCA) studies conducted for university campuses hold great importance for the sustainable management of campuses and the improvement of their environmental performance. Life cycle assessments of campus buildings provide guidance on identifying energy efficiency potentials, optimizing material selection, and reducing environmental impacts. Existing LCA studies on campus buildings, however, have largely been limited to use-phase parameters (such as energy and water consumption). Yet, evaluating both the production and use phases together enables a more accurate analysis of the environmental performance of buildings. This master's thesis examines the operational energy consumption and material-related environmental impacts of selected educational buildings at the Gebze Technical University (GTU) campus using a holistic LCA approach. The main objective of the study is to identify and assess the environmental impacts arising from operational energy use (B6) and from the production processes of building materials (A1–3). In addition, it aims to contribute to the development of sustainable management strategies by analyzing the environmental performance of campus buildings. Within the scope of the study, buildings with an assumed service life of 50 years were evaluated in accordance with TS EN 15978, ISO 14040, and ISO 14044 standards using the "One Click LCA" tool across nine environmental impact categories and based on the CML methodology. Preliminary analyses conducted using electricity, natural gas, and fuel consumption data obtained from the GTU Construction and Technical Services Department identified the Environmental-Chemistry (I2 Block), Materials Science and Engineering (H2 Block), and Indoor Swimming Pool (T2 Block) buildings as the highest energy consumers on campus; therefore, these three buildings were included in the LCA analysis. The analysis results revealed that the environmental impacts of each building differ depending on their functional characteristics and energy profiles. Both total emission values and results normalized per unit area showed that the B6 (use phase) module accounted for the highest share across all categories. However, considering the functional characteristics and floor areas of the buildings, the H2 Block demonstrated the lowest environmental impact per unit area in most categories in terms of material selection and energy efficiency; whereas the T2 Block, due to its high-energy-demanding function as an indoor swimming pool and its structural features, had the highest environmental impact per unit area in many categories. Meanwhile, the I2 Block exhibited the highest values for embodied carbon emissions and fossil fuel consumption due to its high concrete and steel content. The findings highlight the importance of energy efficiency and sustainable material selection in reducing environmental impacts at the campus scale. The results contribute to the development of evidence-based strategies for the sustainable management of university campuses. The buildings and LCA stages excluded from the study indicate the need to expand future campus-wide assessments to achieve more comprehensive analyses.