MEHMET BALCI CAMPUS EDUCATION BUILDING
5. Sonuçlar ve Değerlendirme
ġekil 10. a) Güney cephesindeki dış mekânın kış aylarında güneşlenme düzeyi; b) Güney
cephesindeki dış mekânın yaz aylarında gölgelenme düzeyi;c) Kuzey yönünden perspektif görünüş
5. Sonuçlar ve Değerlendirme
İnternet ortamında ücretsiz erişilebilen yazılımlardan yararlanılarak “Güneş Kabuğu” yönteminin mimari tasarımda uygulama olanaklarını İstanbul Rumeli Üniversitesi Mehmet Balcı Yerleşkesi Eğitim Yapısı örneğinde araştıran çalışma sonuçlarından elde edilen bulgular önemli sonuçlar ortaya koymaktadır. Özellikle de üç boyutta yapılaşma alanına kesin sınırlar getirmekle birlikte, bu sınırların yapılacak bilimsel analizlerle tasarım seçeneklerinin kolay ve hızlı şekilde üretilebilmesine olanak sağlayabileceği anlaşılmaktadır. Bunlardan en önemlisi yapılaşmada yoğunluk artışının, yaygın anlayışın tersine, güneşlenme süresinde de artışlar sağlayabileceği gösterilmiştir. Bir diğer sonuç ise ısıl konforu açısından dış mekân seçenekleri üretirken, diğer taraftan artan güneşlenme süresine bağlı olarak iç mekân ısıtma yüklerinin azalabileceğine işaret etmesidir. Ayrıca güneş kabuğu sınırlarının doğal aydınlatma ve havalandırma açısından da üretken seçenekler sağlayabileceği görülmektedir. Bu bulgular birlikte değerlendirildiğinde güneş kabuğu yöntemi ile yapılacak tasarımların yapılarda ısıtma, soğutma, havalandırma ve aydınlatma için gereksinim duyulan enerji yüklerini önemli ölçüde azaltabileceği anlaşılmaktadır. Güneş pilleri açısından kabuk üst yüzeyinin potansiyeli ile rüzgâr verilerine göre yapılacak analizlerle kabuk biçiminin daha etkin bir biçim kazanma olanağı ise bir başka araştırma konusu olmaya adaydır. Bu bulguların, yapılaşma sınırlarını belirleyen Emsal, TAKS, KAKS, yol kotu, saçak kotu ve çekme mesafesi gibi halen yürürlükte olan kavramların sorgulanıp güncellenerek özellikle kentsel dönüşüm sürecinde daha etkin hale getirilmesini zorunlu kıldığı anlaşılmaktadır.
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
80
KAYNAKLAR
[1] GROPIUS Walter, “Scope of Total Architecture”, Allen and Unwin, London, 1956; MARTIN Leslie ve MARCH Lionel, “Urban Space and Structures”, Cambridge University Press, Cambridge, 1972; CATHAIN Conall O., "Some Relationships between Standards, Constraints and Built Form", Transactions of the Martin Center for Architectural and Urban Studies, 2, 33-47, 1977; OLGYAY Victor, “Design with the Climate: Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism”, Princeton University Press, New Jersey, 153-177, 1969.
[2] KNOWLES Ralph, “Energy and Form: An Ecological Approach to Urban Growth”, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, 1974; KNOWLES Ralph, "Solar Energy, Building, and the Law", Energy Conservation Through Building Design, Mc Graw Hill, London, 241-244, 1979;
KNOWLES Ralph, “Sun Rhythm Form”. Cambridge, MA, 1981;
https://medium.com/designscience/1981-8ec1d84ba200KNOWLES Ralph, “The solar envelope: its meaning for energy and buildings”, Energy and Buildings, 35, 15–25, 2003.
[3] CAPELUTO I. Guedi, SHAVIV Edna, “Modeling the Design of Urban Fabric with Solar Rights Considerations”, IBPSA 1999 Conference Proceedings, 1341–47, Toronto, 1999.
[4] KNOWLES Ralph, “Energy and Form: An Ecological Approach to Urban Growth”, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, 1974.
[5] KNOWLES Ralph, “Sun Rhythm Form”. Cambridge, MA, 1981;
https://medium.com/designscience/1981-8ec1d84ba200.
[6] BROWN G.Z., and DeKAY Mark, “Sun, Wind, and Light”, p. 90, published by Wiley; https://knowledge.autodesk.com/support/revitproducts/gettingstarted/caas/simplecontent/content/buildi ng-site-surroundings.html.
[7] KNOWLES Ralph, BERRY Richard D. “Solar Envelope Concepts: Moderate Density Building Applications: Final Report”, Solar Energy Information Data Bank (U.S.), Solar Energy Research Institute, 1980.
[8] KNOWLES Ralph, “The Solar Envelope: its meaning for energy and buildings”. Energy & Buildings, 35 (1), 15–25, 2003.
[9] ARUMI F.N., “Computer-aided energy design for buildings” in Energy Conservation Through. Building Design Ed. D Watson, New York: McGraw-Hill, 141 -160, 1979; SCHILER M., YEH P., “Solvelope: An interactive computer program for defining and drawing solar envelopes”. 18 th National Passive Solar Conference, ASES. Washington D.C.; JUYAL Manu, KENSEK Karen, KNOWLES Ralph, “SolCAD: 3D Spatial Design Tool to Generate Solar Envelope”. Proceedings of the 2003 Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture. Indianapolis (Indiana), 411-419, 2003, http://papers.cumincad.org/cgi-bin/works/Show?acadia03_052.
[10] CAPELUTO I. Guedi, YEZIORO Abraham, BLEIBERG Tamar ve SHAVIV Edna, “From Computer Models To Simple Design Tools: Solar Rights In The Design Of Urban Streets”. In: Proceedings 9th International IBPSA Conference, Montreal, Canada, International Building Performance Simulation Association, 131-138, 2005.
[11] ALKADRI M. Farid, De LUCA Francesco, TURRIN Michela, SARIYILDIZ Sevil, “Understanding Computational Methods for Solar Envelopes Based on Design Parameters, Tools, and Case Studies: A Review”, Energies 13(13):3302, 2020.
[12] KNOWLES Ralph, “Sun Rhythm Form”. Cambridge, MA, 1981;
https://medium.com/designscience/1974-1981-1f0a05e24495.
[13] SALEH M. Mostafa, Al-HAGLA Khalid S., “Parametric Urban Comfort Envelope: An Approach towards a Responsive Sustainable Urban Morphology”. In Proceedings of the ICSAUD 2012: International Conference on Sustainable Architecture and Urban Design: Venice, Italy, 14–16, 2012.
ÖZGEÇMĠġ
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
81
1965 yılında Ankara„da doğmuş, 1988‟de Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi„nden mimar unvanı alarak mezun olmuştur. 1991 yılında Hacettepe Üniversitesi İç Mimari ve Çevre Tasarımı, 2001 yılında Gazi Üniversitesi Şehir ve Bölge Planlama Anabilim dallarında yüksek lisans dereceleri almıştır. 2009 yılında ise Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Şehir ve Bölge Planlama programından “Enerji Etkin Planlamada Konut Adası Tasarımı: Hipotetik Konut Adalarının Ankara Örneğinde Mikroklima Analizi” isimli doktora tezi ile mezun olmuştur. Mimarlık alanında 2009 yılında Yardımcı Doçent, 2014 yılında Doçent ve 2019 yılında Profesör unvanlarını almıştır. Ulusal ve uluslararası alanda çok sayıda makale ve bildirisi yayınlanmış, tasarımları uygulanmış ve çeşitli ödüller almıştır. 2019 yılından bu yana İstanbul Rumeli Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi‟nde öğretim üyesi olarak görev yapmaktadır.
Beyhan BOLAK HĠSARLIGĠL
1975 yılı Kayseri doğumludur. 1993 yılında Erciyes Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Mimarlık bölümünü bitirmiştir. 2000 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mimari Tasarım Anabilim dalını tamamlayarak, Yüksek Mimar unvanını almıştır. 2007 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mimari Tasarım Anabilim dalında ““Yer”leşmenin Düş(üm)lenmesi: Geleneksel Anadolu Yerleşmelerinde “Ara”lar başlıklı teziyle Doktor unvanını almıştır. Mimarlık alanında 2008 yılında Yardımcı Doçent, 2013 yılında Doçent ve 2019 yılında Profesör unvanlarını almıştır. Ulusal ve uluslararası alanda çok sayıda makale ve bildirisi yayınlanmış, tasarımları uygulanmış ve çeşitli ödüller almıştır. 2019 yılından bu yana İstanbul Rumeli Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi‟nde öğretim üyesi olarak görev yapmaktadır.
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
70
MĠMARĠ TASARIMDA “GÜNEġ KABUĞU YÖNTEMĠ”:
ĠSTANBUL RUMELĠ ÜNĠVERSĠTESĠ MEHMET BALCI
YERLEġKESĠ EĞĠTĠM YAPISI ÖRNEĞĠ
Hakan HĠSARLIGĠL
Beyhan BOLAK HĠSARLIGĠL
ÖZET
Konusu, Ralph Knowles'ın binaların alan ve yükseklik sınırlarını belirlemek için geliştirdiği "Güneş Kabuğu Yöntemi" ile bir “kullanım sonrası değerlendirme” çalışması olan bu bildirinin amacı, Covid-19 pandemi süreci ve sonrasında mimari tasarım derslerini destekleyecek yeni bir ders geliştirilmesine bir altlık oluşturarak katkı sağlamaktır. Bu amaçla İstanbul Rumeli Üniversitesi "Mehmet Balcı Yerleşkesi" eğitim binası internet ortamında ücretsiz erişilebilen yazılım programları kullanılarak bu yöntemle yeniden tasarlanmıştır. Çalışmanın sonuçları, olumsuz çağrışımlarının aksine, yoğunluk ve yükseklik kavramlarının, bilimsel içerik ve yöntemle titizlikle çalışıldığında yapılı çevre için olumlu göstergeler olabileceklerini açıkça göstermektedir. Bulgular, planlama ve tasarım alanındaki uygulayıcılara verimli seçenekler üretip karşılaştırmaları için rasyonel bir ortam sağlayabilecek bu yöntemin, mevcut yapı düzenlemelerine ve kentsel dönüşüm sürecine de önemli katkı sağlayabileceğini düşündürmektedir.
Anahtar Kelimeler: İklimle Uyumlu Mimari Tasarım, Enerji Etkin Bina, Güneş Kabuğu.
ABSTRACT
The purpose of this work, which is an "post-use evaluation" study on the "Solar Envelope" method developed by Ralph Knowles to analyze the boundaries and height of buildings, is to lay the groundwork for planning a new course that would will assist online architectural design studios during and after the COVID-19 outbreak. For this purpose, the education building of Istanbul Rumeli University “Mehmet Balcı Campus” is redesigned by this method using software, which are free and accessible online. The results of the study evidently show that, contrary to their negative associations, the concepts of density and height are positive indicators for the built environment if studied rigorously with scientific content and method. The findings also suggest that this method, which could provide practitioners in the field of planning and design with a rational medium to generate and compare efficient options, can also make a considerable contribution to existing building regulations and to the process of urban renewal.
Key Words: Climatic Architectural Design, Energy Efficient Building, Solar Envelope.
SOLAR ENVELOPE METHOD IN ARCHITECTURAL
DESIGN: THE CASE OF ISTANBUL RUMELI UNIVERSITY
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
71
1. GiriĢ
İklim özelliklerinin ve özellikle güneşin kentsel doku ve yapıların biçimlenmesine etkisinin bilinen çok eski bir olgu olduğu tarihsel örnekler incelendiğinde açık bir biçimde görülmektedir. Bu konuda bugüne kadar yapılmış olan çok sayıdaki çalışmadan [1] elde edilen bulgulara göre bu olgu, pasif yöntemlerle iç ve dış mekânda ısıl konforu artırarak ısıtma, soğutma, havalandırma ve aydınlatma için gereken enerji kullanımını en aza indirmek olarak özetlenebilir. Ancak günümüze kadar petrol türevi enerji kaynaklarının kullanıldığı aktif iklimlendirme sistemlerinin yaygınlık kazanmasına bağlı olarak yapılı çevre ile güneş ve iklim özellikleri arasında var olan bu köklü ilişki zayıflayarak yok olma sürecine girmiştir. Günümüzde yapılı çevrenin iklim üzerine yaptığı olumsuz etkilere yönelik çözüm arayışında olan kuramsal çalışmaların sayısı ise tarihsel süreçte yaşanan bu değişime koşut olarak belirgin bir artış göstermiştir. Ancak çalışmalardaki değişkenlerin çeşitliliği ve sayısı konuya bütüncül bir yaklaşımı neredeyse olanaksız hale getirmektedir. Bu nedenle güneş gibi binaların ve yerleşim dokularının biçimsel özelliklerine etkileri belirgin olan konular üzerine odaklanan çalışmalar ayrı bir önem taşımaya, konuya daha özgün yaklaşımlar getiren yeni model ve yöntemler de ortaya koymaya devam etmektedir. Bu çalışmada bu yöntemlerden birisi olan “Güneş Kabuğu” kısaca tanıtılarak, web tabanlı interaktif programların mimari tasarım eğitiminde uygulanabilme olanakları ortaya konulmaya çalışılacaktır.
2. Mimari TasarımdaGüneĢ Kabuğu Yöntemi
Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde mimarlık ve kentsel tasarım alanında 1969 yılında geliştirilmeye başlanmış olan “Güneş Kabuğu” kavramı, Ralph L. Knowles tarafından yapılan kapsamlı araştırmalar ile 1976'da bir yöntem haline getirilmiştir [2]. Knowles‟un Antik döneme ait kentsel doku ve yapı üzerine yapmış olduğu bu araştırmalardan elde ettiği bulgulara göre geliştirdiği bu yöntem, kentsel dokuda en fazla güneşlenme sağlarken belirlenen bir zaman aralığında alana bitişik konumdaki yatay ve düşey yüzeylerin üzerine gölge düşürmeyecek şekilde en fazla yapılaşabilir hacmin sınırlarını ifade etmektedir. Modelin uygulama ölçeği ise bir yapının herhangi parçasından kent dokusunun bütününe kadar uzanırken, kavramsal içeriği de zamanla genişleyerek çeşitlenmiştir. Güneş kabuğunun hiçbir yapının güneşini engellemeyen dış yüzey sınırlarını ifade eden “Güneş Mülkiyet Kabuğu” (Solar Rights Envelope -SRE) bunlardan birisidir. Güneş ışınlarının engellenmeden erişebildiği en düşük seviyedeki yüzey ise “Güneş Toplama Kabuğu” (The Solar Collection Envelope-SCE) olarak tanımlanmıştır. Her iki yüzey arasında kalan hacim ise “Güneş Hacmi” (Solar Volume-SV) olarak adlandırılmıştır [3]. Knowles güneş kabuğunu basitçe tanımlamak için “engel açısı” kuralından yararlanmıştır. Bu tanıma göre kabuğun oluşumu dört farklı yönden gelen güneş ışınlarının geliş doğrultularını kesiştirme yöntemine dayanmaktadır [4]. Şekil 1a‟da dört farklı yönden gelen güneş ışınları ve güneş ışınlarının geliş açılarının yatay ve düşey açıları, Şekil 1b‟de bu ışınların kesişimi ile oluşturulan güneş kabuğu, Şekil 1c‟de ise bu kabuğun sınırları içerisinde kalacak şekilde tasarlanmış bir yapı örneği görülmektedir.
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
72
ġekil 1. a) Yıl boyu güneş ışınlarının geliş doğrultuları [5]; b) Bu doğrultulara göre oluşturulmuş güneş
kabuğu; c) Bu kabuğun sınırları içerisinde kalacak şekilde tasarlanmış bir yapı örneği [6] Yönlenme faktörüne göre uzun kenarı doğu-batı doğrultusunda konumlanan alanlar en fazla yükseklik ve güneş hacmine sahiptir. Uzun kenarı kuzey-güney doğrultusunda konumlanan alanlarda güneş hacmi bu yöne göre daha azdır. Ara yönlerde konumlanan alanlar ise en az güneş hacmine sahiptir. Bu karşılaştırmaya göre en fazla güneş hacmi uzun kenarı doğu-batı doğrultusunda konumlanan alanlarda oluşmaktadır. En fazla kabuk yüksekliği doğu-batı doğrultusunda, en az yükseklik ise 60o
konumda oluşmaktadır. Güneş kabuğunun yönlenmeye göre (Şekil 2a) kabuk yükseklik (Şekil 2b) ve hacim büyüklük (Şekil 2c) ilişkisi görülmektedir. Kabuğun biçimlenmesini etkileyen diğer değişkenler ise kabuğun konumlandığı alan yüzeyinin eğim profili ve büyüklüğü (Şekil 2d) ile alanın geometrik biçimidir (Şekil 2e). Şekil 2d‟de eğimli bir yüzey üzerinde biçimlenmiş olan kabuğun parça bütün ilişkisi 1 / 16 oranında görülmektedir.
ġekil 2. a) Yönlenmenin; b) kabuk hacmine; c) kabuk yüksekliğine [7] d) Yüzey eğimi ve alanı büyüklüğünün; e) geometrik biçimin kabuk biçimine etkisi [8]
3. GüneĢ Kabuğu Biçimlendirme Yöntemleri
Güneş kabuklarının oluşumunda yararlanılan üç yöntemden söz edilebilir. Bunlardan ilki kendi içerisinde geometrik yöntem ve profil açısı yöntemi olarak ikiye ayrılan betimsel yöntemdir. Güneş ışınlarının geliş açılarına göre kabuğun geometrik biçimini tanımlamaya odaklanan bu yöntem, yapı yükseklikleri ile çekme mesafelerini düzenler. Ay-gün-saat dilimlerine göre belirlenen zaman aralıklarında güneş ışınlarının yatay ve düşey açılarının hesap makinası ve açıölçer kullanılarak hesaplandığı bu yönteme yardımcı olmak üzere fiziksel modeller de oluşturulabilmektedir. Şekil 3a‟da güneş kabuğunun geometrik yönteme göre biçimlendirme süreci görülmektedir. Zaman içerisinde SolVelope, CalcSolar ve SolCAD gibi yazılımlar ile bilgisayar ortamında geliştirilmeye başlanan betimsel yöntemler, güneş kabuğu biçimlendirme sürecinde daha etkin ve hızlı uygulamalar için önemli kolaylıklar sağlamıştır [9]. Güneş kabuğunun biçimlendirilmesinde yararlanılan yöntemlerden bir diğeri ise performans yöntemidir. Bu yöntem güneş kabuğu ışınım saat sayısı ile gereken ışınım
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
73
şiddetinin düzeyini belirlemektedir. Karma yöntem ise betimleyici ve performans yöntemlerin içeriklerinin birlikte ele alınması nedeniyle parametre sayısının arttığı daha karmaşık bir yöntemdir [10]. Son yıllarda simülasyon programlarının hızla gelişmesi, karmaşık işlemler gerektiren karma yöntem için çok sayıda program seçeneğinin geliştirilmesine olanak sağlamıştır [11]. Şekil 3b‟de gün ışığı ve enerji simülasyonları için geliştirilmiş olan DIVA-for-Rhino programı ile biçimlendirilen güneş kabukları ile bu kabukların sınırları içerisinde belirlenen kat yüksekliklerine göre oluşturulan yapılardan örnekler görülmektedir.
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
74
ġekil 3. a) Güneş kabuğunun betimsel yönteme göre biçimlenme süreci [12];
b) Sınırları dijital ortamda biçimlendirilen güneş kabuklarına göre tanımlanmış yapılardan örnekler13]
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
75
Bu çalışmada uzaktan eğitim öğretim ortamında dünyanın herhangi bir noktasında mimari tasarım stüdyolarında kavramsal tasarım aşamasında web ortamının sunduğu olanaklardan yararlanarak “Güneş-Kabuğu” için bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemde yapı alanının yüzey eğim analizi için “Google Earth Pro”, alanın iklim verileri için “Climate.OneBuilding.Org” web sitesinden .epw (EnergyPlus Weather Format) uzantılı veriler ile bu verilerin analiz edilmesi için “Climate Consultant 6.0”, yapı alanının dakika, derece ve saniye değerleri ile enlem ve boylamın noktasal değerlerinin belirlenmesi için interaktif bir uygulama olan “SunEarthTools”, yapı tasarımlarının modellenmesi için “Sketchup Make 2017” ile güneş kabuğu oluşturmada yararlanmak üzere bu programın uzantıları olan “Curic Sun” ile “nz_sunhine” ve yüzeylerin güneşlenme süresini analiz etmek için “SunHours” uzantısı kullanılmıştır. Güneş kabuğu tasarım yönteminde kullanılan programlar ve bu programların işlevsel ilişkileri ile tasarım sürecinin aşamalarını gösteren şema Şekil 4‟te gösterilmektedir.
ġekil 4. Güneş kabuğu yönteminde kullanılan programlar ile bu programların kullanım aşamalarını
gösteren şema
Geliştirilen yöntem, İstanbul Rumeli Üniversitesi “Mehmet Balcı Yerleşkesi Eğitim Yapısı” örneğinde (Şekil 5a) uygulanmıştır. Uygulamanın ilk aşamasında Google Earth ile İstanbul Rumeli Üniversitesi Mehmet Balcı Yerleşkesi Eğitim Yapısı ve yapı alanı için “yapı alanının geometrik biçimi, boyutları ve yüzey eğim profili” SketchUp programında modellenmek üzere analiz edilmiştir (Şekil 5b).
ġekil 5. a) İstanbul Rumeli Üniversitesi “Mehmet Balcı Yerleşkesi” Eğitim Yapısı; b) Yapı alanının
Google Earth ortamında yükseklik profili
Güneş kabuğunun oluşturulmasında en önemli aşama yapı içi ve yakın çevresinde yıl içinde gereksinim duyulan güneşlenme süresi analiz edilerek, bu sürenin yapı alanının enlem ve iklim verilerine göre etkin bir biçimde karşılanabileceği zaman dilimlerinin belirlenmesidir. Bu nedenle bu sürecin kavramsal tasarım aşamasında uygulama kolaylığı açısından yapılaşma alanının enlem-boylamı ile hava sıcaklık değerleri, doğrudan gelen güneş ışınım şiddeti ve gökyüzü bulutluluk düzeyinin yıl içerisindeki değerlerinin ilişkilendirilmesi yeterli olacaktır.
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
76
Bu çalışmaya konu olan alan için Climate.OneBuilding.Org web sitesinden. epw uzantılı verilerden (Şekil 6a) elde edilen değerlerin Climate Consultant 6,0‟da elde edilen kuru termometre ortalama sıcaklıkları (Şekil 6b), doğrudan gelen ortalama radyasyon şiddeti (Şekil 6c) ile gökyüzü kapalılık oranını (Şekil 6d) içeren grafiklere bakıldığında, Haziran, Temmuz, Ağustos ve Eylül ayları dışındaki aylarda kuru termometre sıcaklık değerlerinin ısıl konfor sınırlarının altında kaldığı, doğrudan gelen radyasyon şiddetinin ise yıl boyu saat 10:00 ile 14:00 arasında en yüksek düzeye ulaştığı görülmektedir. Ancak Aralık, Ocak ve Şubat aylarında gökyüzü kapalılık oranının oldukça yüksek olması, bu radyasyondan Mart ile Kasım ayları arasındaki dönemde etkin olarak yararlanılabileceğini göstermektedir. Bu nedenle çalışılan alan için başlangıç tarihi 21 Şubat olarak kabul edilmiştir. Ayrıca en sıcak dönem için gelen ışınların yatayla yaptığı açının kabuk biçimlenmesine etkisinin önemli düzeyde olmadığı görülerek analize dahil edilmemiştir.
ġekil 6. a) Google Earth ortamında .epw verilerinin dağılımı; b) Aylara ve saatlere göre ortalama
radyasyon şiddeti ile kuru termometre sıcaklıkları; c) Aylara ve saatlere göre doğrudan gelen ortalama radyasyon şiddeti; d) Aylara ve saatlere göre gökyüzü kapalılık oranı
Sonraki aşamada SunEarthTools programı ile alanın “41° 4' 43.348" N” enlem ve 28° 16' 12.199" E boylam değerleri (Şekil 7a) girilerek “SketchUp 2017 Make” programın bir uzantısı olan “Curic Sun” ile elde edilen üç boyutlu “güneş yol diyagramı” oluşturulmuştur. Bu diyagram ile, “SketchUp 2017 Make” ortamında modellenen yapı alanının yönlenme konumu belirlenmiş, güneş ışınlarının yüzeye geliş doğrultusu ve açılarına ilişkin bir ön değerlendirme çalışması yapılmıştır (Şekil 7b). İklim verileri gözetilerek yapılan bu çalışmaya göre saat 10:00–14:00 arasının diğer zaman aralıklarına göre, süre ve yüzeylere gelen güneş enerjisi ile güneş kabuğu hacmi ilişkisine göre en etkin aralık olduğu görülmüş ve bu aralıktaki doğrultuların yere yaptığı açıların saat 10:00 için 29.0°, saat 14:00 için 33.5° olduğu belirlenmiştir. Bu değerlendirme sonuçlarına göre programın bir diğer uzantısı olan “nz_Sunshine” ile oluşturulan doğrultular, alanın köşe noktalarına yerleştirilmiştir. Üç boyutlu sınırları bu doğrultular ile tanımlanan saat 10:00 kabuğu ile saat 14:00 kabuklarının kesiştirilmesi ise bu zaman dilimine ait güneş kabuğunu sınırlarını vermektedir (Şekil 7c). Elde edilen bu kabuk, alandaki mevcut yapının sınırları düşey doğrultuda uzatılarak oluşturulan üçüncü bir kabuk ile kesiştirilerek son şeklini almıştır (Şekil 7d).
1. RUMELİ SÜRDÜRÜLEBİLİR ÇEVRE İÇİN ENERJİ VE TASARIM SEMPOZYUMU 4 - 5 ŞUBAT 2021 SİLİVRİ - İSTANBUL
77
ġekil 7. a) SunEarthTools programında enlem boylam değerleri; b) “SketchUp 2017 Make” ile eğitim
yapısının modellenmesi ve “Curic Sun” ile elde edilen üç boyutlu “güneş yol diyagramı”;
c) “nz_Sunshine” ile güneş kabuğu oluşturma aşamaları; d) Güneş kabuğu ile yapılaşma sınırları düşey kabuğunun kesişmesi