Sürdürülebilirlik bağlamında kentsel morfoloji ile mikroiklim koşulları ilişkisi: Üsküdar örneği
Urban morphology and microclimate interactions in the context of sustainability: The case of üsküdar
- Tez No: 1006413
- Danışmanlar: PROF. DR. SEHER DEMET YÜCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Şehircilik ve Bölge Planlama, Urban and Regional Planning
- Anahtar Kelimeler: Kentsel fiziksel çevre, Kentsel tasarım, Kentsel çevre, Sürdürülebilir çevre, Yapı-çevre ilişkisi, Yapılı çevreler, Çevresel sürdürülebilirlik, İnsan-çevre ilişkisi, Urban physical environment, Urban design, Urban environment, Sustainable environment, Building-environment relationship, Built environments, Human-environment relationship
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Şehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Şehircilik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kentler; yapı kütleleri, sokak kanyonları, geçirimsiz yüzey yoğunluğu ve parçalanmış ve azalmış yeşil doku gibi morfolojik özellikleri nedeniyle yüzey atmosfer etkileşimlerini dönüştürür ve bu dönüşüm, mikroiklim koşullarının kent içinde mekânsal olarak heterojen biçimde oluşmasına yol açar (Oke, 1981). Bu heterojenlik, yalnızca hava sıcaklığı gibi tekil değişkenlerde değil, rüzgâr alanı, radyasyon dengesi ve insanın biyometeorolojik tepkisini temsil eden termal konfor göstergelerinde de belirginleşir. Bu kapsamda iklim değişikliği bağlamında konu daha kritik hale gelmiştir. IPCC'nin kentlere odaklanan değerlendirmeleri, küresel ısınmanın 2°C düzeyine yükselmesinin kentler için daha yüksek riskler doğuracağını ve risklerin kent sistemleri ile iklim sistemlerinin karşılıklı etkileşimi üzerinden şekillendiğini vurgular (Dodman vd., 2022). Bu çerçevede tez, yapılaşmış çevrenin kentsel morfoloji özelliklerinin mikroiklim koşullarının oluşumunda oynadığı rolü açıklamayı ve olumsuz etkileri azaltmaya yönelik, Csa (Akdeniz) iklim bölgesi bağlamında uygulanabilir stratejiler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Tezin temel amacı, kentsel morfolojinin mikroiklim koşulları üzerindeki etkilerini Csa iklim koşulları kapsamında nicel olarak araştırmak ve bulgulara dayanarak yapılaşmış çevrede olumlu mikroiklim koşullarını artırmaya yönelik planlama ve tasarım ilkeleri önermektir. Bu amaç, mikroiklimi tek bir gösterge üzerinden değil, yüzey sıcaklığı, hava sıcaklığı, rüzgâr hızı ve radyasyon bileşenleri ile birlikte ortalama radyant sıcaklık (MRT) ve termal konfor endeksi (PET) gibi insan odaklı ölçütleri birlikte değerlendiren bir yaklaşım üzerinden kurgulanmıştır. Mekânsal kapsam Üsküdar İlçesi ile sınırlandırılmış, ilçe ölçeğinde üretilen coğrafi ve morfolojik veri setleri üzerinden, heterojen yapılaşma örüntüsünü temsil edecek biçimde beş farklı karakter alan seçilmiştir. Her alanın 300x300 m olarak standartlaştırılması, tek bir grid içinde birden fazla morfolojik dokunun karışmasını sınırlayarak“homojen yerel alan”tanımlama gereksinimine yanıt vermeyi hedeflemiştir. Mikroiklim değerlendirmesi ENVI-met ile yürütülmüş olup her bir grid için sayısal model kurulmuş ve sıcak yaz koşullarını temsil eden bir dönem için simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Analiz kapsamında beş alanın mikroiklim çıktıları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş olup, en olumsuz mikroiklim koşulları üreten morfolojik karakter için senaryo müdahaleleri geliştirilerek mikroiklim iyileştirme potansiyeli test edilmiştir. Ayrıca, morfolojik parametreler (ör. yapı yoğunluğu, yapı kaplama oranı, yeşil alan oranı, bina yüksekliği, bina–sokak oranı) ile mikroiklim çıktıları (Tyüzey, Thava, rüzgâr hızı, ışınım, SVF, MRT, PET) arasındaki ilişkiler, gridler içinde rastlantısal nokta örneklemi üzerinden korelasyon analizleriyle nicel olarak sınanmıştır. Böylece tez, (i) mikroiklimin çok bileşenli doğasını tekil göstergelerin ötesinde ele alan bir değerlendirme çerçevesi kurmayı; (ii) morfoloji–mikroiklim ilişkilerini yerel ölçekte görünür kılmayı; ve (iii) Csa koşullarında uygulanabilir müdahale setleri üzerinden iklim uyumu tartışmasına tasarım temelli bir katkı üretmeyi hedeflemektedir. Tez kapsamında elde edilen bulgular kentsel morfolojinin mikroiklim koşullarını belirleyen temel fiziksel süreçleri doğrudan biçimlendirdiğini ortaya koymaktadır. Üsküdar örneğinde yürütülen karşılaştırılmalı analizler ve ENVI_met tabanlı senaryo simülasyonları yapı kaplama oranı, yapı yoğunluğu ve bina-sokak oranının artmasıyla birlikte yüzey sıcaklığı ve PET değerlerinin yükseldiğini göstermiştir. Bunun aksine rüzgar hızının ise belirgin biçimde azaldığını göstermiştir. Yeşil alan oranı ve geçirgen yüzeylerin arttığı morfolojik olarak daha geçirgen alanlarda mikroiklim koşulların daha dengeli olduğunu, MRT ve PET değerlerinin düştüğü tespit edilmiştir. Ağaçlandırmanın süreklilik ve gruplama göstermesi durumunda gölgeleme ve evapotranspirasyon yoluyla ışınım yükünü azalttığı ve PET değeri düşürdüğü bulunmuştur. Senaryo analizleri morfolojik müdahalelerin mikroiklim koşullarını ölçülebilir biçimde iyileştirebildiğini ortaya koymaktadır. Özellikle yapı kaplama oranının azaltıldığı, bina yüksekliklerinin yeniden düzenlendiği ve yeşil alanların arttırıldığı üçüncü senaryoda yüzey sıcaklığın yaklaşık 5 °C düşürülmüştür ve PET değerleri mekansal olarak daha dengeli bir dağılım göstermiştir. Korelasyon analizleri, morfolojik parametrelerin mikroiklim parametrelerin üzerinde pozitif ve negatif etkiler ürettiğini göstermiştir. Bina yüksekliği ile MRT arasındaki güçlü negatif ilişki (r=-0.781) gölgeleme mekanizmasının radyasyon dengesinde belirleyici rolünü açık biçimde göstermektedir. Buna karşın bina yüksekliklerinin PET ile doğrudan güçlü bir ilişki üretmemesi, dikey yoğunlaşmanın ancak sokak geometrisi, rüzgar dolaşımı ve yüzey özellikleri ile beraber ele alındığında mikroiklim açısından anlam kazandığını ortaya koymaktadır. Benzer biçimde bina sokak oranının rüzgar hızı ile güçlü negatif ilişkisi (r=-0.554) sokak kanyonu geometrisinin doğal havalandırma üzerindeki kritik etkisini doğrulamaktadır. Bu sonuçlar, kentsel morfolojinin mikroiklim üzerinde belirleyici bir rol oynadığını ve tasarım yoluyla yönlendirilebilir bir performans alanı olduğunu göstermektedir. Bu bağlamda senaryo temelli mikroiklim simülasyonları iklim uyumunu destekleyen uygulanabilir planlama ve tasarım ilkeleri geliştirilmesine zemin sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Cities transform surface–atmosphere interactions through their morphological characteristics, including building massing, street canyon geometry, the extent of impervious surfaces, and the fragmentation and reduction of green infrastructure. These transformations lead to spatial heterogeneity in urban microclimate conditions, not only in terms of air temperature but also across wind fields, radiation balance, and human-biometeorological responses represented by thermal comfort indices (Oke, 1981). In the context of climate change, this issue has become increasingly critical. IPCC assessments focusing on urban areas emphasize that global warming approaching 2 °C will generate substantially higher risks for cities, shaped by the reciprocal interactions between urban and the climate system (Dodman et al., 2022). Within this framework, this thesis aims to explain the role of urban morphological characteristics of the built environment in shaping microclimate conditions and to develop applicable strategies for cities located in the Csa (Mediterranean) climate zone. The primary objective of the study is to investigate the effects of urban morphology on microclimate conditions under Csa climate characteristics and, based on empirical findings, to propose planning and design principles that enhance positive microclimatic performance in the built environment. Rather than relying on single indicators, the study adopts a multi-component microclimate assessment approach that integrates surface temperature, air temperature, wind speed, and radiation components with human-centred indicators such as mean radiant temperature (MRT) and the Physiologically Equivalent Temperature (PET) index. The spatial scope is limited to the Üsküdar district of Istanbul. Using district-scale geographic and morphological datasets, five representative urban character areas were selected to reflect the heterogeneous urban fabric. Each area was standardized to a 300 × 300 m grid in order to minimize the mixing of multiple morphological typologies within a single unit and to meet the requirement for defining“homogeneous local areas,”consistent with LCZ-based methodological principles. Microclimate assessment was conducted using the ENVI-met model. For each grid, a numerical model was constructed and simulations were performed for a period representing hot summer conditions. Comparative analyses of microclimate outputs across the five character areas were carried out, and scenario-based interventions were developed for the morphological character producing the most adverse microclimate conditions in order to test improvement potential. In addition, quantitative relationships between morphological parameters (e.g. building density, building coverage ratio, green space ratio, building height, height-to-street width ratio) and microclimate outputs (surface temperature, air temperature, wind speed, radiation, sky view factor, MRT, and PET) were examined using correlation analyses based on randomly sampled points within each grid. The findings demonstrate that urban morphology shapes the fundamental physical processes governing microclimate conditions. In the Üsküdar case, comparative analyses and ENVI-met-based scenario simulations reveal that increases in building coverage ratio, building density, and height-to-street width ratio are associated with higher surface temperatures and PET values, while wind speed is markedly reduced. Conversely, morphologically more permeable areas with higher proportions of green and permeable surfaces exhibit more balanced microclimate conditions, characterized by lower MRT and PET values. Where tree planting shows spatial continuity and grouping, shading and evapotranspiration effectively reduce radiation load and contribute to significant reductions in PET. Scenario analyses further indicate that morphological interventions can measurably improve microclimate performance. In the scenario combining reduced building coverage, reconfigured building heights, and increased green space, surface temperatures were reduced by approximately 5 °C, and PET values displayed a more spatially balanced distribution. Correlation analyses confirm that morphological parameters exert both positive and negative influences on microclimate variables. A strong negative correlation between building height and MRT (r = −0.781) highlights the critical role of shading in regulating radiation balance. In contrast, the absence of a strong direct relationship between building height and PET suggests that vertical density becomes climatically meaningful only when evaluated together with street geometry, wind circulation, and surface characteristics. Similarly, the strong negative correlation between the height-to-street width ratio and wind speed (r = −0.554) confirms the decisive influence of street canyon geometry on natural ventilation. Overall, the results demonstrate that urban morphology constitutes a key, design-controllable determinant of urban microclimate performance. Scenario-based microclimate simulations provide a robust evidence base for translating morphological knowledge into climate-responsive planning and design principles. In this sense, the study contributes to urban climate adaptation by showing how targeted morphological interventions can reduce thermal stress, enhance outdoor thermal comfort, and support broader climate adaptation objectives in Mediterranean-climate cities.
Benzer Tezler
- Enerji etkin kampüs tasarımının yapı bilgi modellemesi tabanlı morfolojik analizi: Düzce Üniversitesi araştırma hastanesi bölgesi
Morphological analysis of energy-efficient campus design based on building information modeling (BIM): The case of Düzce University research hospital area
MERYEM BADUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
MimarlıkDüzce ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL TANRIVERDİ KAYA
PROF. DR. FİLİZ BAL KOÇYİĞİT
- Sosyo-ekolojik sistem olarak peyzaj değerlerinin su tabanlı ekosistemlerde irdelenmesi: Köyceğiz lagünü
Examination of landscape values as socio-ecological systems in aquatic ecosystems: The case of Koycegiz lagoon
ESRA TEKELİ
Doktora
Türkçe
2025
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA AYÇİM TÜRER BAŞKAYA
- Fı̇lı̇stı̇n geleneksel ve çağdaş mı̇marlığında sürdürülebı̇lı̇r tasarım düşüncesı̇ sorunu
The issue of sustainable design thought between traditional and contemporary Palestinian architecture
HUSSEIN ALRAGABI
Doktora
Türkçe
2024
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA ZEYNEP AYGEN
- Sosyokültürel sürdürülebilirlik bağlamında kamusal açık alanda kimlik ve anlam, Samsun Milli Fuar Alanı örneği
Identity and meaning in public open spaces in the context of sociocultural sustainability, case of Samsun National Fair
İREM DİNÇLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
MimarlıkDokuz Eylül ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKNUR TÜRKSEVEN DOĞRUSOY
- Kentsel iklim değişikliği bağlamında sera gazı azaltım stratejileri; Ankara örneği
Greenhouse gas reduction strategies in the context of urban climate change; case of Ankara
GİZEM KARACAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Şehircilik ve Bölge PlanlamaSüleyman Demirel ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DUYGU GÖKCE